Teilchenstruktur am Beispiel des Protons

 

Die Proton-Antiproton-Wechselwirkung ist ein gutes Beispiel zur Strukturaufklärung von Teilchen. Die sichtbar werdenden Teilchen wiederspiegeln weitestgehend die in den Ausgangsteilchen vohandenen substrukturellen Teilchen, gleichzeitig werden in den Folgeumwandlungen eindeutig Elektronen und Positronen als elementare strukturbildende Teilchen sichtbar. Die Teilchenwelt "funktioniert" völlig ohne die unbewiesenen Quarks, Gluonen und viele andere theoretisch erdachte Teilchen.

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Abb.2.1: Bildliche Darstellung der Wechselwirkung zwischen Proton (p+) und Antiproton (p) und der unmittelbaren Folgeumwandlung

 

Die Proton-Antiproton-Wechselwirkung zeigt fast immer folgenden Ablauf:

(2.1)    p+   +   p     →     ω0   +   π+   +   π

Das neutrale Omega ω0 wandelt mit rund 90%iger Häufigkeit nach folgender Reaktion um:

(2.2)    ω0     →     π+   +   π   +   π0

 

Aus (2.1) und (2.2) folgt:

(2.3)    p+   +   p     →     2π+   +   2π   +   π0

 

Daraus ergeben sich die Substrukturen des Protons und des Anti-Protons folgendermaßen:

(2.4a)    p+    =    (π+ π ½π0 )

(2.4b)    p    =    (π+ π ½π0 )

 

Da sich Proton und Anti-Proton nur in ihrer Elementarladung unterscheiden, ist die Elementarstruktur des ungeladenen  Pions π0 festgelegt  zu:

(2.5)    π0     =    ( e+ e )

 

Die so ermittelte Elementarstruktur wird bestätigt durch das Umwandlungsverhalten des π0, die zu 98,8% nach folgender Reaktion abläuft:

(2.6)    π0    →    γγ

 

Diese Umwandlung ist bis auf den freiwerdenden Energiebetrag identisch mit der Umwandlung des Positroniums, das durch unmittelbare Wechselwirkung von Elektron und Positron im Grundzustand entsteht. Auch die zweithäufigste Umwandlung   des π0  (fast 1,2%) bestätigt  diese Elementarstruktur:

(2.7)    π0    →    e+   +   e

 

Das ungeladenen Pion ist somit die quantitative Einheit aus Positron und Elektron, die als qualitativ völlig neues Teilchen wahrgenommen wird. Elektron und Positron befinden sich aber nicht in ihrem wohlbekannten Grundzustand, sondern treten unter Energieakkumulation zur qualitativ neuen Teilchenstruktur des neutralen Pions zusammen.

Die Struktur von Proton und Anti-Proton muss richtig wie folgt dargestellt werden:

(2.4a)    p+    =    ( π+ π ½π0 )    =    ( π+ π e+ )

(2.4b)    p    =    ( π+ π ½π)    =    ( π+ π e )

 

Elektron und Positron befinden sich auch hier nicht in ihrem Grundzustand, sondern in einem angeregten Zustand, so dass diese Teilchen keinem direkten Nachweis zugänglich sind. Der erste angeregte Zustand von Elektron und Positron sind die Myonen:

(2.8a)    μ+    =    e+   +   Eakk

(2.8a)    μ    =    e   +   Eakk

 

Das heißt, Myonen entstehen aus den Elementarladungsteilchen unter Energieakkumulation. Das Umwandlungsverhalten der Myonen bestätigt auch diese Aussage. Das ungeladene Pion ist die Paarung von Elektron und Positron unter Akkumulation eines erheblichen Energiebetrages oder die Paarung zweier entgegengesetzt geladener Myonen unter Energiegewinn.

Die exakte Elementarstruktur und Substruktur von Proton und Anti-Proton entsprechen folgenden Gleichungen:

(2.9a)    p+    =    ( 4e+ 3e)    =    ( π+ π μ+ )

(2.9a)    p+    =    ( 3e+ 4e)    =    ( π+ π μ )

 

Die Ursache der Teilchendualität ist ersichtlich.

Die in großer Zahl bei Experimenten beobachteten Teilchen Pionen, Myonen und Kaonen werden von der gegenwärtigen Theorie als bedeutungslos für den strukturellen stofflichen Aufbau der Teilchen angesehen. Sie gelten als störende Randerscheinungen und müssen, eher lästig für die Theorie, einer Erklärung zugeführt werden. In Anbetracht der offensichtlichen Tatsachen mutet es grotesk an, dass diese Theorie die Teilchenwelt mit erfundenen, nicht bewiesenen Teilchen (Quarks) zu erklären versucht. Den Gipfel der Peinlichkeit erreicht die Quark-Theorie in der Festlegung, dass diese Teilchen nur im Zusammenschluss (Confinemente) existent sind und deshalb keinem Beweis zugänglich.

 

Das Vorhandensein von Elektron und Positron in den Teilchenstrukturen schließt die Existenz von Quarks und anderen hypothetischen Teilchen aus. Daraus ergeben sich für die gegenwärtig gültigen Theorien über Mikrokosmos und Kosmologie sehr weitreichende Konsequenzen.


Ausgehend von der Analyse der Proton-Antiproton-Wechselwirkung llassen sich für eine Reihe von Teilchen die Elementarstrukturen sicher angeben. Die Beweise können aus Platzgründen hier nicht im Einzelnen geführt werden:

 

 Elementarstruktur  Teilchen                         
 ( 1e+ 0e )  positives Myon   μ+
 ( 1e+ 1e )  ungeladenes Pion   π0
 ( 2e+ e )  positives Pion   π+
 ( 2e+ 2e )  ungeladene Kaonen   K0
 ( 3e+ 2e )  positives Kaonen   K+
 ( 3e+ 3e )  neutrales Rho   ρ0
 ( 4e+ 3e )  Proton   p+ 
 ( 4e+ 4e )  Neutronen   n


 

Für alle elementarstrukturellen Klassen können weitere Teilchen bzw. Repräsentanten angeben werden. Beispielsweise gehört in die Klasse ( 1e+ 0e ) neben Elektron und Myon auch das positive Tauon. In die Klasse ( 4e+ 4e ) gehören das Neutron, das Anti-Neutron und das neutrale Omega880. (Das bei der Proton-Antiproton-WW entstehende ω0 kann deshalb in geringem Maße in ein Neutron oder Anti-Neutron umwandeln. Folgerichtig wurden beide Teilchen 1956 in Berkeley bei Proton-Antiproton-Experimenten nachgewiesen. Hier dient in völliger Unkenntnis der tatsächichen Prozesse die sog. "Ladungskonjugation" zur Erklärung dieser und ähnlicher Beobachtungen.)

 


Die oben getroffenen Aussagen, dass Elektronen und Positronen Energie akkumulieren können und dadurch in neue Teilchenzustände umwandeln, ist durch die vielfältigen Elektron-Positron-Stoßexperimente bestätigt. Bestätigt wurde dabei auch, dass durch weitere Wechselwirkungen zwischen diesen angeregten Elementarladungsteilchen noch schwerere Teilcheneinheiten entstehen. Die gegenwärtige Theorie erweist sich allerdings nicht als geeignet, die Beobachtungen adäquat zu werten.

Energie ist ein maßgeblicher Bestandteil der Teilchenstrukturen und damit bestimmend für die Teilcheneigenschaften. In dieser festgelegten Form tritt Energie als träge Masse in Erscheinung. Wird einem Teilchen Energie zugeführt, erhöht sich differentiell seine Masse und in gleichem Maße ändern sich auch die Teilcheneigenschaften. Erst im Bereich sehr hoher Energien werden diese Veränderungen relevant, ohne dass sie unmittelbar zu beobachten sind. Die Relativität hat konkrete materielle Ursachen. Deren Erkenntnis hat gerade erst begonnen.