Teil 4

Nachtrag: Parität und Eigenparität
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Eigenparität des Pions
In Teilchenreaktionen, in denen Teilchen vernichtet oder neue Teilchen erzeugt werden
können, zeigt sich, dass Teilchen eine Eigenparität besitzen.
Beispiel: Ein Pion mit Bahndrehimpuls
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Nachtrag: Ladungskonjugation
Ergebnis der Quantenfeldtheorie:
Zu jedem Teilchen gibt es ein Antiteilchen, welches dieselbe Masse und Lebensdauer
besitzt, aber entgegengesetzte elektromagnetische Ladung Q, entgegengesetzte
Leptonzahlen Le, Lμ, Lτ, entgegengesetzte Seltsamkeit, etc. allgemein entgegengestzte
Werte der additiven Quantenzahlen hat.
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CP Erhaltung in der schwachen Wechselwirkung?
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Die neutralen Kaonen
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CP-Erhaltung im Kaon System?
Annahme: CP ist erhalten
K1 kann nur in den Zustand mit CP = +1 zerfallen
K2 kann nur in den Zustand mit CP = -1 zerfallen
Kaonen können in 2 oder 3 Pionen zerfallen:
(Der Zerfall in 2π ist viel schneller, da mehr Energie im Endzustand zur Verfügung steht)
Nahe der Quelle erwartet man viele 2π Zerfälle,
weiter weg erwartet man nur noch 3π Zerfälle (wenn CP erhalten ist).
Neutrale Kaonen werden erzeugt als Eigenzustände der Strangeness (
sie zerfallen als Eigenzustände von CP (
).
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),
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Experiment von Cronin & Fitch 1964
Nobelpreis 1980
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CP-Verletzung auch im System der 𝑩𝟎 𝑩𝟎 entdeckt!
KEKB (in Tsukuba, Japan):
BELLE Detektor
Ähnliche Ergebnisse lieferte das Experiment
BABAR am SLAC (USA)
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Das Unitaritätsdreieck
 d   Vud Vus Vub   d 
  
  
 s    Vcd Vcs Vcb    s 
 b   V
 b
V
V
ts
tb   
   td
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Bestimmung des Unitaritätsdreiecks aus Experimenten:
aktueller Stand
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Grundlagen der QCD (I)
• Quantenchromodynamik (QCD) wurde analog zur QED
entwickelt
• QCD: relativistische Quantenfeldtheorie der starken Kraft
• Kopplungsstärke:
• SU(3)-Symmetrie der QCD-Lagrangefunktion
– Ladung der starken WW: Farbe
– Quarks existieren in 3 Farbzuständen: R, G, B
– 8 masselose Gluonen als Austauschteilchen, tragen Farbe + Antifarbe
„Oktett“
Fundamentale Graphen der QCD:
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Grundlagen der QCD (II)
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„laufende Kopplungen“
• Wechselwirkungen werden mit Feynman-Diagrammen beschrieben.
– Stärke: Kopplungskonstanten
– Reichweite: Masse des Austausch-Teilchens
• ABER: Sind die Kopplungskonstanten wirklich konstant (Energie, Abstand)?
QED:
• Freies e+ ist ständig von Wolke aus
e+e- Paaren umgeben.
• Dipole richten sich aus
• Testladung zur Messung der
Ladung des e+ (mittels Coulomb-Kraft)
sieht nur abgeschirmte Ladung.
• Je näher die Testladung vordringt
(je kleiner R), desto größer ist die
effektive Ladung e(R).
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„laufende Kopplungen“: experimentelle Werte
• Heisenberg:
• Streuexperimente: Viererimpulsübertrag q
• Experimentelle Bestätigung:
PETRA (e+e- Streuung bis 40GeV)
LEP (e+e- Streuung bis 200GeV)
„Laufende Kopplung“
ist generell ein Effekt
von QFT.
(relativ gering in QED)
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