Schwere Teilchen

 

Diese Seite geht auf Umwandlungen bzw. Zerfälle schwerer Teilchen ein.

 

Die für leichte Teilchen geltenden Gesetzmäßigkeiten für Umwandlungen sind grundsätzlich auch für schwere Teilchen zutreffend. Da aber jede Umwandlung genau dann endet, wenn ein stabiler Teilchenzustand erreicht ist, endet der Zerfall schwerer Teilchen beim Proton oder einem Kern hoher Stabilität. Der erste Kern mit einem stabilen Kerngitter (s. Seite 5) ist 2-He-4, das Alpha-Teilchen. Andere leichte Kerne, wie 1-D-2, 2-He-3 oder 1-T-3 sind geometrisch sehr ungünstig und treten deshalb als Zerfallsprodukte nicht oder sehr selten auf. Die im Zerfallsprozess schwerer Teilchen außerdem freigesetzten leichten Teilchen zerfallen weiter bis auf die elementarstrukturelle Stufe bzw. Energie.

 

Hier werden beispielhaft die Umwandlungsrelationen dreier Teilchen betrachtet:

- Das positives Sigma Σ+ mit 1189,4MeV Masse,

- Das neutrales Lambda Λ0 mit 1115,7MeV Masse,

- Das Neutron n mit 939,6MeV Masse.


Der Zerfall dieser drei Teilchen endet beim Proton, wie in folgender Abbildung dargestellt.

 

Abb.4.1: Einfache Darstellung der Umwandlungen von Σ+, Λ0 und Neutron zum stabilen Proton

 

A4.1_Umwandlungsnetz_e.png

 

Diese einfache Darstellung gibt lediglich die Ausgangs- und Endzustände der Teilchenumwandlungen wieder. Erst die differenzierte Angabe der Zerfallsmodi erlaubt es, Rückschlüsse auf die ablaufenden Prozesse und die Teilchenstrukturen zu ziehen.

 

Abb.4.2: Die wichtigsten Umwandlungen mit Teilchenemission von Σ+, Λ0 und Neutron zum stabilen Proton

 

A4.2_Umwandlungsnetz_b.png

 

Eine wesentliche Aussage aller Teilchenumwandlungen ist, dass die Ladungsparität immer erhalten bleibt. Es entsteht nie ein einzelnes Elektron, Positron oder anderes geladenes Teilchen, ohne dass die äquivalente Ladung nicht bereits im umwandelnden Teilchen existent war. Würde man die Untersuchung auf die Stufe der hypothetischen Quarks erweitern, so wird auch niemals eine gedrittelte Ladung sichtbar, und sei es nur in Gestalt eines intermediären Teilchens.

 

Durch Analyse der Teilchenumwandlungen kann auf die Struktur des umwandelnden Teilchens geschlossen werden, sofern die Struktur einiger im Umwandlungsprozess auftretender Teilchen bekannt ist. Elementarstruktur (4e+ 3e) und Substruktur [π+ π μ+] des Protons sind gesichert, sodass die Strukturen der drei anderen Teilchen abgeleitet werden können. Die Tabelle 4.1 fasst deren Elementar- und Substrukturen zusammen.

 

Tabelle 4.1: Die Strukturen von Proton, Neutron, ungeladenem Lambda1115 und positiven Sigma1189:

 

Tab_4.1_Strukturen_p_n_L_S.png

(Seite befindet sich in Bearbeitung!)