Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks
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Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Louis Wagner TU Dresden 25.05.2011 / Hauptseminar Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Gliederung 1 Motivation 2 Entdeckung des Pions 3 Seltsame Teilchen 4 Symmetrien und Erhaltungsgrößen 5 Resonanzen 6 Ordnungsprinzipien Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Gliederung 1 Motivation 2 Entdeckung des Pions 3 Seltsame Teilchen 4 Symmetrien und Erhaltungsgrößen 5 Resonanzen 6 Ordnungsprinzipien Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Motivation immer neue Teilchen machen Kategorisieren des „Teilchenzoos“ notwendig Ordnungsprinzipien finden um zugrunde liegende Zusammenhänge zu erkennen erste einfache Einteilung nach der Ruhemasse schwere Teilchen → Baryonen (altgr. barys: schwer, gewichtig) leichte Teilchen → Leptonen (altgr. leptos: dünn, klein, fein) mittelschwere Teilchen → Mesonen (altgr. mesos: mittlerer) me < mπ < mp Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Motivation immer neue Teilchen machen Kategorisieren des „Teilchenzoos“ notwendig Ordnungsprinzipien finden um zugrunde liegende Zusammenhänge zu erkennen erste einfache Einteilung nach der Ruhemasse schwere Teilchen → Baryonen (altgr. barys: schwer, gewichtig) leichte Teilchen → Leptonen (altgr. leptos: dünn, klein, fein) mittelschwere Teilchen → Mesonen (altgr. mesos: mittlerer) me < mπ < mp Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Motivation immer neue Teilchen machen Kategorisieren des „Teilchenzoos“ notwendig Ordnungsprinzipien finden um zugrunde liegende Zusammenhänge zu erkennen erste einfache Einteilung nach der Ruhemasse schwere Teilchen → Baryonen (altgr. barys: schwer, gewichtig) leichte Teilchen → Leptonen (altgr. leptos: dünn, klein, fein) mittelschwere Teilchen → Mesonen (altgr. mesos: mittlerer) me < mπ < mp Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Motivation immer neue Teilchen machen Kategorisieren des „Teilchenzoos“ notwendig Ordnungsprinzipien finden um zugrunde liegende Zusammenhänge zu erkennen erste einfache Einteilung nach der Ruhemasse schwere Teilchen → Baryonen (altgr. barys: schwer, gewichtig) leichte Teilchen → Leptonen (altgr. leptos: dünn, klein, fein) mittelschwere Teilchen → Mesonen (altgr. mesos: mittlerer) me < mπ < mp Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Motivation immer neue Teilchen machen Kategorisieren des „Teilchenzoos“ notwendig Ordnungsprinzipien finden um zugrunde liegende Zusammenhänge zu erkennen erste einfache Einteilung nach der Ruhemasse schwere Teilchen → Baryonen (altgr. barys: schwer, gewichtig) leichte Teilchen → Leptonen (altgr. leptos: dünn, klein, fein) mittelschwere Teilchen → Mesonen (altgr. mesos: mittlerer) me < mπ < mp Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Motivation immer neue Teilchen machen Kategorisieren des „Teilchenzoos“ notwendig Ordnungsprinzipien finden um zugrunde liegende Zusammenhänge zu erkennen erste einfache Einteilung nach der Ruhemasse schwere Teilchen → Baryonen (altgr. barys: schwer, gewichtig) leichte Teilchen → Leptonen (altgr. leptos: dünn, klein, fein) mittelschwere Teilchen → Mesonen (altgr. mesos: mittlerer) me < mπ < mp Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Motivation immer neue Teilchen machen Kategorisieren des „Teilchenzoos“ notwendig Ordnungsprinzipien finden um zugrunde liegende Zusammenhänge zu erkennen erste einfache Einteilung nach der Ruhemasse schwere Teilchen → Baryonen (altgr. barys: schwer, gewichtig) leichte Teilchen → Leptonen (altgr. leptos: dünn, klein, fein) mittelschwere Teilchen → Mesonen (altgr. mesos: mittlerer) me < mπ < mp Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Yukawas Vorhersage Experimentelle Funde Diskrepanz: Theorie ↔ Experiment Lösung des Problems Eigenschaften der Pionen Gliederung 1 Motivation 2 Entdeckung des Pions 3 Seltsame Teilchen 4 Symmetrien und Erhaltungsgrößen 5 Resonanzen 6 Ordnungsprinzipien Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Yukawas Vorhersage Experimentelle Funde Diskrepanz: Theorie ↔ Experiment Lösung des Problems Eigenschaften der Pionen Yukawas Vorhersage 1935 Theorie der starken WW von Yukawa sagte neue massive Austauschteilchen voraus Massenabschätzung allein aus kurzer Reichweite der starken WW von r0 ≈ 2 · 10−15 m m = 2hc π r0 ≈ 100MeV Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Yukawas Vorhersage Experimentelle Funde Diskrepanz: Theorie ↔ Experiment Lösung des Problems Eigenschaften der Pionen Yukawas Vorhersage 1935 Theorie der starken WW von Yukawa sagte neue massive Austauschteilchen voraus Massenabschätzung allein aus kurzer Reichweite der starken WW von r0 ≈ 2 · 10−15 m m = 2hc π r0 ≈ 100MeV Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Yukawas Vorhersage Experimentelle Funde Diskrepanz: Theorie ↔ Experiment Lösung des Problems Eigenschaften der Pionen Yukawas Vorhersage 1935 Theorie der starken WW von Yukawa sagte neue massive Austauschteilchen voraus Massenabschätzung allein aus kurzer Reichweite der starken WW von r0 ≈ 2 · 10−15 m m = 2hc π r0 ≈ 100MeV Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Yukawas Vorhersage Experimentelle Funde Diskrepanz: Theorie ↔ Experiment Lösung des Problems Eigenschaften der Pionen Yukawas Vorhersage 1935 Theorie der starken WW von Yukawa sagte neue massive Austauschteilchen voraus Massenabschätzung allein aus kurzer Reichweite der starken WW von r0 ≈ 2 · 10−15 m m = 2hc π r0 ≈ 100MeV Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Yukawas Vorhersage Experimentelle Funde Diskrepanz: Theorie ↔ Experiment Lösung des Problems Eigenschaften der Pionen Experimentelle Funde 1937-39 neue Teilchen in Nebelkammeraufnahmen der kosmischen Strahlung entdeckt positiv oder negativ geladen und ungewöhnlich starkes Durchdringungsvermögen aus Bahnkrümmung, Eindringtiefe und Ionisationsvermögen mittlere Masse auf 100 MeV bestimmt Identifizierung mit Yukawaschen Mesonen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Yukawas Vorhersage Experimentelle Funde Diskrepanz: Theorie ↔ Experiment Lösung des Problems Eigenschaften der Pionen Experimentelle Funde 1937-39 neue Teilchen in Nebelkammeraufnahmen der kosmischen Strahlung entdeckt positiv oder negativ geladen und ungewöhnlich starkes Durchdringungsvermögen aus Bahnkrümmung, Eindringtiefe und Ionisationsvermögen mittlere Masse auf 100 MeV bestimmt Identifizierung mit Yukawaschen Mesonen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Yukawas Vorhersage Experimentelle Funde Diskrepanz: Theorie ↔ Experiment Lösung des Problems Eigenschaften der Pionen Experimentelle Funde 1937-39 neue Teilchen in Nebelkammeraufnahmen der kosmischen Strahlung entdeckt positiv oder negativ geladen und ungewöhnlich starkes Durchdringungsvermögen aus Bahnkrümmung, Eindringtiefe und Ionisationsvermögen mittlere Masse auf 100 MeV bestimmt Identifizierung mit Yukawaschen Mesonen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Yukawas Vorhersage Experimentelle Funde Diskrepanz: Theorie ↔ Experiment Lösung des Problems Eigenschaften der Pionen Experimentelle Funde 1937-39 neue Teilchen in Nebelkammeraufnahmen der kosmischen Strahlung entdeckt positiv oder negativ geladen und ungewöhnlich starkes Durchdringungsvermögen aus Bahnkrümmung, Eindringtiefe und Ionisationsvermögen mittlere Masse auf 100 MeV bestimmt Identifizierung mit Yukawaschen Mesonen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Yukawas Vorhersage Experimentelle Funde Diskrepanz: Theorie ↔ Experiment Lösung des Problems Eigenschaften der Pionen Diskrepanz zwischen Theorie und Experiment 1947 wird die Lebensdauer der durchdringenden Teilchen zu τ = 2, 2 · 10−6 s bestimmt in Yukawas Theorie erfolgt Absorption des WW-Quants in 10−23 s Unterschied von 17 Größenordnungen ⇒ entdeckte Teilchen sind nicht Yukawas postulierte Quanten Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Yukawas Vorhersage Experimentelle Funde Diskrepanz: Theorie ↔ Experiment Lösung des Problems Eigenschaften der Pionen Diskrepanz zwischen Theorie und Experiment 1947 wird die Lebensdauer der durchdringenden Teilchen zu τ = 2, 2 · 10−6 s bestimmt in Yukawas Theorie erfolgt Absorption des WW-Quants in 10−23 s Unterschied von 17 Größenordnungen ⇒ entdeckte Teilchen sind nicht Yukawas postulierte Quanten Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Yukawas Vorhersage Experimentelle Funde Diskrepanz: Theorie ↔ Experiment Lösung des Problems Eigenschaften der Pionen Diskrepanz zwischen Theorie und Experiment 1947 wird die Lebensdauer der durchdringenden Teilchen zu τ = 2, 2 · 10−6 s bestimmt in Yukawas Theorie erfolgt Absorption des WW-Quants in 10−23 s Unterschied von 17 Größenordnungen ⇒ entdeckte Teilchen sind nicht Yukawas postulierte Quanten Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Yukawas Vorhersage Experimentelle Funde Diskrepanz: Theorie ↔ Experiment Lösung des Problems Eigenschaften der Pionen Diskrepanz zwischen Theorie und Experiment 1947 wird die Lebensdauer der durchdringenden Teilchen zu τ = 2, 2 · 10−6 s bestimmt in Yukawas Theorie erfolgt Absorption des WW-Quants in 10−23 s Unterschied von 17 Größenordnungen ⇒ entdeckte Teilchen sind nicht Yukawas postulierte Quanten Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Yukawas Vorhersage Experimentelle Funde Diskrepanz: Theorie ↔ Experiment Lösung des Problems Eigenschaften der Pionen Lösung des Problems empfindliche fotografische Platten mittels unbemannter Ballons in obere Bereiche der Atmosphäre gebracht Spuren von zwei Teilchenarten entdeckt Spur eines schweren Teilchens (Pion) gefolgt von leichterem Teilchen (Myon) zuvor beobachtete Teilchen sind Myonen die wegen Zeitdillatation bis zur Erdoberfläche kommen ohne zu zerfallen Yukawas Teilchen sind Pionen die durch Protonkollisionen entstehen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Yukawas Vorhersage Experimentelle Funde Diskrepanz: Theorie ↔ Experiment Lösung des Problems Eigenschaften der Pionen Lösung des Problems empfindliche fotografische Platten mittels unbemannter Ballons in obere Bereiche der Atmosphäre gebracht Spuren von zwei Teilchenarten entdeckt Spur eines schweren Teilchens (Pion) gefolgt von leichterem Teilchen (Myon) zuvor beobachtete Teilchen sind Myonen die wegen Zeitdillatation bis zur Erdoberfläche kommen ohne zu zerfallen Yukawas Teilchen sind Pionen die durch Protonkollisionen entstehen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Yukawas Vorhersage Experimentelle Funde Diskrepanz: Theorie ↔ Experiment Lösung des Problems Eigenschaften der Pionen Lösung des Problems empfindliche fotografische Platten mittels unbemannter Ballons in obere Bereiche der Atmosphäre gebracht Spuren von zwei Teilchenarten entdeckt Spur eines schweren Teilchens (Pion) gefolgt von leichterem Teilchen (Myon) zuvor beobachtete Teilchen sind Myonen die wegen Zeitdillatation bis zur Erdoberfläche kommen ohne zu zerfallen Yukawas Teilchen sind Pionen die durch Protonkollisionen entstehen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Yukawas Vorhersage Experimentelle Funde Diskrepanz: Theorie ↔ Experiment Lösung des Problems Eigenschaften der Pionen Lösung des Problems empfindliche fotografische Platten mittels unbemannter Ballons in obere Bereiche der Atmosphäre gebracht Spuren von zwei Teilchenarten entdeckt Spur eines schweren Teilchens (Pion) gefolgt von leichterem Teilchen (Myon) zuvor beobachtete Teilchen sind Myonen die wegen Zeitdillatation bis zur Erdoberfläche kommen ohne zu zerfallen Yukawas Teilchen sind Pionen die durch Protonkollisionen entstehen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Yukawas Vorhersage Experimentelle Funde Diskrepanz: Theorie ↔ Experiment Lösung des Problems Eigenschaften der Pionen Lösung des Problems empfindliche fotografische Platten mittels unbemannter Ballons in obere Bereiche der Atmosphäre gebracht Spuren von zwei Teilchenarten entdeckt Spur eines schweren Teilchens (Pion) gefolgt von leichterem Teilchen (Myon) zuvor beobachtete Teilchen sind Myonen die wegen Zeitdillatation bis zur Erdoberfläche kommen ohne zu zerfallen Yukawas Teilchen sind Pionen die durch Protonkollisionen entstehen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Yukawas Vorhersage Experimentelle Funde Diskrepanz: Theorie ↔ Experiment Lösung des Problems Eigenschaften der Pionen Aufnahme einer Myon-Spur Abbildung: Nebelkammeraufnahme eine Pions (links) das in ein Myon zerfällt Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Yukawas Vorhersage Experimentelle Funde Diskrepanz: Theorie ↔ Experiment Lösung des Problems Eigenschaften der Pionen Eigenschaften der Pionen entstehen aus Zusammenstößen zwischen Nukleonen z.B. p + p → p + n + π + haben Spin Null Symbol π+ π− π0 Ladung [e] +1 -1 0 Masse [MeV] 139,6 139,6 135,0 Lebensdauer [s] 2, 6 · 10−8 2, 6 · 10−8 0, 9 · 10−16 Hauptzerfallsart π + → µ + + νµ π − → µ − + ν̄µ π0 → γ + γ neutrales Pion 1950 in Synchrotron-Experiment über Zerfallsprodukte nachgewiesen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Yukawas Vorhersage Experimentelle Funde Diskrepanz: Theorie ↔ Experiment Lösung des Problems Eigenschaften der Pionen Eigenschaften der Pionen entstehen aus Zusammenstößen zwischen Nukleonen z.B. p + p → p + n + π + haben Spin Null Symbol π+ π− π0 Ladung [e] +1 -1 0 Masse [MeV] 139,6 139,6 135,0 Lebensdauer [s] 2, 6 · 10−8 2, 6 · 10−8 0, 9 · 10−16 Hauptzerfallsart π + → µ + + νµ π − → µ − + ν̄µ π0 → γ + γ neutrales Pion 1950 in Synchrotron-Experiment über Zerfallsprodukte nachgewiesen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Yukawas Vorhersage Experimentelle Funde Diskrepanz: Theorie ↔ Experiment Lösung des Problems Eigenschaften der Pionen Eigenschaften der Pionen entstehen aus Zusammenstößen zwischen Nukleonen z.B. p + p → p + n + π + haben Spin Null Symbol π+ π− π0 Ladung [e] +1 -1 0 Masse [MeV] 139,6 139,6 135,0 Lebensdauer [s] 2, 6 · 10−8 2, 6 · 10−8 0, 9 · 10−16 Hauptzerfallsart π + → µ + + νµ π − → µ − + ν̄µ π0 → γ + γ neutrales Pion 1950 in Synchrotron-Experiment über Zerfallsprodukte nachgewiesen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Yukawas Vorhersage Experimentelle Funde Diskrepanz: Theorie ↔ Experiment Lösung des Problems Eigenschaften der Pionen Eigenschaften der Pionen entstehen aus Zusammenstößen zwischen Nukleonen z.B. p + p → p + n + π + haben Spin Null Symbol π+ π− π0 Ladung [e] +1 -1 0 Masse [MeV] 139,6 139,6 135,0 Lebensdauer [s] 2, 6 · 10−8 2, 6 · 10−8 0, 9 · 10−16 Hauptzerfallsart π + → µ + + νµ π − → µ − + ν̄µ π0 → γ + γ neutrales Pion 1950 in Synchrotron-Experiment über Zerfallsprodukte nachgewiesen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Yukawas Vorhersage Experimentelle Funde Diskrepanz: Theorie ↔ Experiment Lösung des Problems Eigenschaften der Pionen Eigenschaften der Pionen entstehen aus Zusammenstößen zwischen Nukleonen z.B. p + p → p + n + π + haben Spin Null Symbol π+ π− π0 Ladung [e] +1 -1 0 Masse [MeV] 139,6 139,6 135,0 Lebensdauer [s] 2, 6 · 10−8 2, 6 · 10−8 0, 9 · 10−16 Hauptzerfallsart π + → µ + + νµ π − → µ − + ν̄µ π0 → γ + γ neutrales Pion 1950 in Synchrotron-Experiment über Zerfallsprodukte nachgewiesen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen V-förmige Spuren Zwei Gruppen neuer Teilchen Seltsamkeit Gliederung 1 Motivation 2 Entdeckung des Pions 3 Seltsame Teilchen 4 Symmetrien und Erhaltungsgrößen 5 Resonanzen 6 Ordnungsprinzipien Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen V-förmige Spuren Zwei Gruppen neuer Teilchen Seltsamkeit V-förmige Spuren 1944 unbekannte Spuren in Nebelkammeraufnahmen der kosmischen Strahlung entdeckt Doppelspur von einem Punkt V-förmig im Magnetfeld in entgegengesetzte Richtungen abgelenkt stammt von neuem neutralen Teilchen mit m ≈ 500 MeV das in π + und π − zerfällt außerdem Spuren positiver und negativer Teilchen mit ungefähr gleicher oder doppelter Masse gefunden Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen V-förmige Spuren Zwei Gruppen neuer Teilchen Seltsamkeit V-förmige Spuren 1944 unbekannte Spuren in Nebelkammeraufnahmen der kosmischen Strahlung entdeckt Doppelspur von einem Punkt V-förmig im Magnetfeld in entgegengesetzte Richtungen abgelenkt stammt von neuem neutralen Teilchen mit m ≈ 500 MeV das in π + und π − zerfällt außerdem Spuren positiver und negativer Teilchen mit ungefähr gleicher oder doppelter Masse gefunden Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen V-förmige Spuren Zwei Gruppen neuer Teilchen Seltsamkeit V-förmige Spuren 1944 unbekannte Spuren in Nebelkammeraufnahmen der kosmischen Strahlung entdeckt Doppelspur von einem Punkt V-förmig im Magnetfeld in entgegengesetzte Richtungen abgelenkt stammt von neuem neutralen Teilchen mit m ≈ 500 MeV das in π + und π − zerfällt außerdem Spuren positiver und negativer Teilchen mit ungefähr gleicher oder doppelter Masse gefunden Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen V-förmige Spuren Zwei Gruppen neuer Teilchen Seltsamkeit V-förmige Spuren 1944 unbekannte Spuren in Nebelkammeraufnahmen der kosmischen Strahlung entdeckt Doppelspur von einem Punkt V-förmig im Magnetfeld in entgegengesetzte Richtungen abgelenkt stammt von neuem neutralen Teilchen mit m ≈ 500 MeV das in π + und π − zerfällt außerdem Spuren positiver und negativer Teilchen mit ungefähr gleicher oder doppelter Masse gefunden Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Aufnahme einer V-förmigen Spur Abbildung: Blasenkammer-Fotografie von BEBC (CERN): In Vertex A entsteht ein neutrales Teilchen das in Vertex B zerfällt Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen V-förmige Spuren Zwei Gruppen neuer Teilchen Seltsamkeit neue Mesonen Symbol K± K̄ 0 , K 0 Masse [MeV] 493,7 497,7 η0 548,8 Lebensdauer [s] 1, 2 · 10−8 (KS0 ) 8, 9 · 10−11 (KL0 ) 5, 2 · 10−8 2, 5 · 10−19 Hauptzerfallsart µν , π ± π 0 π +π −, π 0π 0 π ± e∓ ν , π ± µ ∓ ν γγ , π 0 π 0 π 0 Quartett von Teilchen ähnlicher Massen neutrale Kaonen mit zwei unterschiedlichen Zerfallszeiten einzelnes η 0 ist sein eigenes Antiteilchen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen V-förmige Spuren Zwei Gruppen neuer Teilchen Seltsamkeit neue Mesonen Symbol K± K̄ 0 , K 0 Masse [MeV] 493,7 497,7 η0 548,8 Lebensdauer [s] 1, 2 · 10−8 (KS0 ) 8, 9 · 10−11 (KL0 ) 5, 2 · 10−8 2, 5 · 10−19 Hauptzerfallsart µν , π ± π 0 π +π −, π 0π 0 π ± e∓ ν , π ± µ ∓ ν γγ , π 0 π 0 π 0 Quartett von Teilchen ähnlicher Massen neutrale Kaonen mit zwei unterschiedlichen Zerfallszeiten einzelnes η 0 ist sein eigenes Antiteilchen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen V-förmige Spuren Zwei Gruppen neuer Teilchen Seltsamkeit neue Mesonen Symbol K± K̄ 0 , K 0 Masse [MeV] 493,7 497,7 η0 548,8 Lebensdauer [s] 1, 2 · 10−8 (KS0 ) 8, 9 · 10−11 (KL0 ) 5, 2 · 10−8 2, 5 · 10−19 Hauptzerfallsart µν , π ± π 0 π +π −, π 0π 0 π ± e∓ ν , π ± µ ∓ ν γγ , π 0 π 0 π 0 Quartett von Teilchen ähnlicher Massen neutrale Kaonen mit zwei unterschiedlichen Zerfallszeiten einzelnes η 0 ist sein eigenes Antiteilchen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen V-förmige Spuren Zwei Gruppen neuer Teilchen Seltsamkeit neue Mesonen Symbol K± K̄ 0 , K 0 Masse [MeV] 493,7 497,7 η0 548,8 Lebensdauer [s] 1, 2 · 10−8 (KS0 ) 8, 9 · 10−11 (KL0 ) 5, 2 · 10−8 2, 5 · 10−19 Hauptzerfallsart µν , π ± π 0 π +π −, π 0π 0 π ± e∓ ν , π ± µ ∓ ν γγ , π 0 π 0 π 0 Quartett von Teilchen ähnlicher Massen neutrale Kaonen mit zwei unterschiedlichen Zerfallszeiten einzelnes η 0 ist sein eigenes Antiteilchen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen V-förmige Spuren Zwei Gruppen neuer Teilchen Seltsamkeit neue Baryonen Symbol Λ0 Σ+ Σ0 Σ+ Ξ0 Ξ− Ω− Masse [MeV] 1115,6 1189,4 1192,5 1197,3 1314,9 1321,3 1672,2 Lebensdauer [s] 2, 6 · 10−10 0, 8 · 10−10 5, 8 · 10−20 1, 5 · 10−10 3 · 10−10 1, 6 · 10−10 0, 8 · 10−10 Louis Wagner Hauptzerfallsart p π − , nπ 0 p π 0 , nπ + Λ0 γ nπ − Λ0 π 0 Λ0 π − Λ0 K − , Ξ0 π − Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen V-förmige Spuren Zwei Gruppen neuer Teilchen Seltsamkeit neue Baryonen zu jedem Teilchen gehört außerdem ein Anti-Teilchen alle Teilchen Spin 1 2 außer Ω− mit Spin 3 2 η 0 und Ω− erst in 60er Jahren entdeckt Existenz und Eigenschaften der zwei Teilchen aber bereits von Theoretikern vorhergesagt Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen V-förmige Spuren Zwei Gruppen neuer Teilchen Seltsamkeit neue Baryonen zu jedem Teilchen gehört außerdem ein Anti-Teilchen alle Teilchen Spin 1 2 außer Ω− mit Spin 3 2 η 0 und Ω− erst in 60er Jahren entdeckt Existenz und Eigenschaften der zwei Teilchen aber bereits von Theoretikern vorhergesagt Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen V-förmige Spuren Zwei Gruppen neuer Teilchen Seltsamkeit neue Baryonen zu jedem Teilchen gehört außerdem ein Anti-Teilchen alle Teilchen Spin 1 2 außer Ω− mit Spin 3 2 η 0 und Ω− erst in 60er Jahren entdeckt Existenz und Eigenschaften der zwei Teilchen aber bereits von Theoretikern vorhergesagt Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen V-förmige Spuren Zwei Gruppen neuer Teilchen Seltsamkeit neue Baryonen zu jedem Teilchen gehört außerdem ein Anti-Teilchen alle Teilchen Spin 1 2 außer Ω− mit Spin 3 2 η 0 und Ω− erst in 60er Jahren entdeckt Existenz und Eigenschaften der zwei Teilchen aber bereits von Theoretikern vorhergesagt Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen V-förmige Spuren Zwei Gruppen neuer Teilchen Seltsamkeit Seltsamkeit „strange particles“ entstehen Paarweise Lebensdauern um Faktor 1013 bis 1015 größer als theoretisch erwartet 1953 Hypothese von Gell-Mann und Nishijima einer neuen Eigenschaft: „strangeness“ Erhaltung der strangeness erklärt merkwürdiges Verhalten der neuen Teilchen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen V-förmige Spuren Zwei Gruppen neuer Teilchen Seltsamkeit Seltsamkeit „strange particles“ entstehen Paarweise Lebensdauern um Faktor 1013 bis 1015 größer als theoretisch erwartet 1953 Hypothese von Gell-Mann und Nishijima einer neuen Eigenschaft: „strangeness“ Erhaltung der strangeness erklärt merkwürdiges Verhalten der neuen Teilchen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen V-förmige Spuren Zwei Gruppen neuer Teilchen Seltsamkeit Seltsamkeit „strange particles“ entstehen Paarweise Lebensdauern um Faktor 1013 bis 1015 größer als theoretisch erwartet 1953 Hypothese von Gell-Mann und Nishijima einer neuen Eigenschaft: „strangeness“ Erhaltung der strangeness erklärt merkwürdiges Verhalten der neuen Teilchen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen V-förmige Spuren Zwei Gruppen neuer Teilchen Seltsamkeit Seltsamkeit „strange particles“ entstehen Paarweise Lebensdauern um Faktor 1013 bis 1015 größer als theoretisch erwartet 1953 Hypothese von Gell-Mann und Nishijima einer neuen Eigenschaft: „strangeness“ Erhaltung der strangeness erklärt merkwürdiges Verhalten der neuen Teilchen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Gliederung 1 Motivation 2 Entdeckung des Pions 3 Seltsame Teilchen 4 Symmetrien und Erhaltungsgrößen 5 Resonanzen 6 Ordnungsprinzipien Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Klassische Erhaltungssätze Erhaltungsatz Invarianzprinzip Energie und Masse Impuls Drehimpuls (Spin) elektrische Ladung Zeitinvarianz Translationsinvarianz Rotationsinvarianz lokale Eichinvarianz Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Klassische Erhaltungssätze Erhaltungsatz Invarianzprinzip Energie und Masse Impuls Drehimpuls (Spin) elektrische Ladung Zeitinvarianz Translationsinvarianz Rotationsinvarianz lokale Eichinvarianz Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Klassische Erhaltungssätze Erhaltungsatz Invarianzprinzip Energie und Masse Impuls Drehimpuls (Spin) elektrische Ladung Zeitinvarianz Translationsinvarianz Rotationsinvarianz lokale Eichinvarianz Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Klassische Erhaltungssätze Erhaltungsatz Invarianzprinzip Energie und Masse Impuls Drehimpuls (Spin) elektrische Ladung Zeitinvarianz Translationsinvarianz Rotationsinvarianz lokale Eichinvarianz Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Klassische Erhaltungssätze Erhaltungsatz Invarianzprinzip Energie und Masse Impuls Drehimpuls (Spin) elektrische Ladung Zeitinvarianz Translationsinvarianz Rotationsinvarianz lokale Eichinvarianz Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Klassische Erhaltungssätze Erhaltungsatz Invarianzprinzip Energie und Masse Impuls Drehimpuls (Spin) elektrische Ladung Zeitinvarianz Translationsinvarianz Rotationsinvarianz lokale Eichinvarianz Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Klassische Erhaltungssätze Erhaltungsatz Invarianzprinzip Energie und Masse Impuls Drehimpuls (Spin) elektrische Ladung Zeitinvarianz Translationsinvarianz Rotationsinvarianz lokale Eichinvarianz Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Klassische Erhaltungssätze Erhaltungsatz Invarianzprinzip Energie und Masse Impuls Drehimpuls (Spin) elektrische Ladung Zeitinvarianz Translationsinvarianz Rotationsinvarianz lokale Eichinvarianz Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Klassische Erhaltungssätze Erhaltungsatz Invarianzprinzip Energie und Masse Impuls Drehimpuls (Spin) elektrische Ladung Zeitinvarianz Translationsinvarianz Rotationsinvarianz lokale Eichinvarianz Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung neue Quantenzahl A (Baryon A=+1; Antibaryon A=-1; andere Teilchen A=0) bei allen Reaktionen bleibt Baryonenanzahl A konstant Erhaltung der Baryonenzahl bisher experimentell nicht widerlegt analog gilt die Leptonenzahlerhaltung Besonderheit ist die zusätzliche Erhaltung der Leptonenfamilienzahl noch keine zugrunde liegenden Symmetrien gefunden Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung neue Quantenzahl A (Baryon A=+1; Antibaryon A=-1; andere Teilchen A=0) bei allen Reaktionen bleibt Baryonenanzahl A konstant Erhaltung der Baryonenzahl bisher experimentell nicht widerlegt analog gilt die Leptonenzahlerhaltung Besonderheit ist die zusätzliche Erhaltung der Leptonenfamilienzahl noch keine zugrunde liegenden Symmetrien gefunden Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung neue Quantenzahl A (Baryon A=+1; Antibaryon A=-1; andere Teilchen A=0) bei allen Reaktionen bleibt Baryonenanzahl A konstant Erhaltung der Baryonenzahl bisher experimentell nicht widerlegt analog gilt die Leptonenzahlerhaltung Besonderheit ist die zusätzliche Erhaltung der Leptonenfamilienzahl noch keine zugrunde liegenden Symmetrien gefunden Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung neue Quantenzahl A (Baryon A=+1; Antibaryon A=-1; andere Teilchen A=0) bei allen Reaktionen bleibt Baryonenanzahl A konstant Erhaltung der Baryonenzahl bisher experimentell nicht widerlegt analog gilt die Leptonenzahlerhaltung Besonderheit ist die zusätzliche Erhaltung der Leptonenfamilienzahl noch keine zugrunde liegenden Symmetrien gefunden Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung neue Quantenzahl A (Baryon A=+1; Antibaryon A=-1; andere Teilchen A=0) bei allen Reaktionen bleibt Baryonenanzahl A konstant Erhaltung der Baryonenzahl bisher experimentell nicht widerlegt analog gilt die Leptonenzahlerhaltung Besonderheit ist die zusätzliche Erhaltung der Leptonenfamilienzahl noch keine zugrunde liegenden Symmetrien gefunden Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung neue Quantenzahl A (Baryon A=+1; Antibaryon A=-1; andere Teilchen A=0) bei allen Reaktionen bleibt Baryonenanzahl A konstant Erhaltung der Baryonenzahl bisher experimentell nicht widerlegt analog gilt die Leptonenzahlerhaltung Besonderheit ist die zusätzliche Erhaltung der Leptonenfamilienzahl noch keine zugrunde liegenden Symmetrien gefunden Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung neue Quantenzahl A (Baryon A=+1; Antibaryon A=-1; andere Teilchen A=0) bei allen Reaktionen bleibt Baryonenanzahl A konstant Erhaltung der Baryonenzahl bisher experimentell nicht widerlegt analog gilt die Leptonenzahlerhaltung Besonderheit ist die zusätzliche Erhaltung der Leptonenfamilienzahl noch keine zugrunde liegenden Symmetrien gefunden Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Erhaltung des Isospins 1 mit n Anzahl der Teilchen im Multiplett Def.: Isospin I = n− 2 ähnliche Definition wie Spin Projektion des Isospin-Vektors auf z-Achse heißt Iz bzw. I3 I ist nur für starke WW erhalten I3 ist für starke und elektromagnetische WW erhalten folgt aus Rotationssymmetrie des „I-Raums“: spezielle unitäre Gruppe SU(2) d.h. starke WW wirkt auf alle Teilchen eines Multipletts gleich Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Erhaltung des Isospins 1 mit n Anzahl der Teilchen im Multiplett Def.: Isospin I = n− 2 ähnliche Definition wie Spin Projektion des Isospin-Vektors auf z-Achse heißt Iz bzw. I3 I ist nur für starke WW erhalten I3 ist für starke und elektromagnetische WW erhalten folgt aus Rotationssymmetrie des „I-Raums“: spezielle unitäre Gruppe SU(2) d.h. starke WW wirkt auf alle Teilchen eines Multipletts gleich Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Erhaltung des Isospins 1 mit n Anzahl der Teilchen im Multiplett Def.: Isospin I = n− 2 ähnliche Definition wie Spin Projektion des Isospin-Vektors auf z-Achse heißt Iz bzw. I3 I ist nur für starke WW erhalten I3 ist für starke und elektromagnetische WW erhalten folgt aus Rotationssymmetrie des „I-Raums“: spezielle unitäre Gruppe SU(2) d.h. starke WW wirkt auf alle Teilchen eines Multipletts gleich Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Erhaltung des Isospins 1 mit n Anzahl der Teilchen im Multiplett Def.: Isospin I = n− 2 ähnliche Definition wie Spin Projektion des Isospin-Vektors auf z-Achse heißt Iz bzw. I3 I ist nur für starke WW erhalten I3 ist für starke und elektromagnetische WW erhalten folgt aus Rotationssymmetrie des „I-Raums“: spezielle unitäre Gruppe SU(2) d.h. starke WW wirkt auf alle Teilchen eines Multipletts gleich Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Erhaltung des Isospins 1 mit n Anzahl der Teilchen im Multiplett Def.: Isospin I = n− 2 ähnliche Definition wie Spin Projektion des Isospin-Vektors auf z-Achse heißt Iz bzw. I3 I ist nur für starke WW erhalten I3 ist für starke und elektromagnetische WW erhalten folgt aus Rotationssymmetrie des „I-Raums“: spezielle unitäre Gruppe SU(2) d.h. starke WW wirkt auf alle Teilchen eines Multipletts gleich Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Erhaltung des Isospins 1 mit n Anzahl der Teilchen im Multiplett Def.: Isospin I = n− 2 ähnliche Definition wie Spin Projektion des Isospin-Vektors auf z-Achse heißt Iz bzw. I3 I ist nur für starke WW erhalten I3 ist für starke und elektromagnetische WW erhalten folgt aus Rotationssymmetrie des „I-Raums“: spezielle unitäre Gruppe SU(2) d.h. starke WW wirkt auf alle Teilchen eines Multipletts gleich Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Erhaltung des Isospins 1 mit n Anzahl der Teilchen im Multiplett Def.: Isospin I = n− 2 ähnliche Definition wie Spin Projektion des Isospin-Vektors auf z-Achse heißt Iz bzw. I3 I ist nur für starke WW erhalten I3 ist für starke und elektromagnetische WW erhalten folgt aus Rotationssymmetrie des „I-Raums“: spezielle unitäre Gruppe SU(2) d.h. starke WW wirkt auf alle Teilchen eines Multipletts gleich Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Erhaltung der Seltsamkeit Seltsame Teilchen werden nie einzeln erzeugt Zerfallen sehr langsam d.h. über schwache WW führte zur Einführung der Quantenzahl „Seltsamkeit“ S S ist erhalten für starke und elektromagnetische WW aber nicht für schwache WW ebenfalls noch keine zugrunde liegende Symmetrie gefunden Teilchen Seltsamkeit S K +, K 0 +1 K̄ 0 , K − , Λ0 , Σ+ , Σ0 , Σ− -1 Louis Wagner Ξ0 , Ξ− Ω− -2 -3 Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Erhaltung der Seltsamkeit Seltsame Teilchen werden nie einzeln erzeugt Zerfallen sehr langsam d.h. über schwache WW führte zur Einführung der Quantenzahl „Seltsamkeit“ S S ist erhalten für starke und elektromagnetische WW aber nicht für schwache WW ebenfalls noch keine zugrunde liegende Symmetrie gefunden Teilchen Seltsamkeit S K +, K 0 +1 K̄ 0 , K − , Λ0 , Σ+ , Σ0 , Σ− -1 Louis Wagner Ξ0 , Ξ− Ω− -2 -3 Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Erhaltung der Seltsamkeit Seltsame Teilchen werden nie einzeln erzeugt Zerfallen sehr langsam d.h. über schwache WW führte zur Einführung der Quantenzahl „Seltsamkeit“ S S ist erhalten für starke und elektromagnetische WW aber nicht für schwache WW ebenfalls noch keine zugrunde liegende Symmetrie gefunden Teilchen Seltsamkeit S K +, K 0 +1 K̄ 0 , K − , Λ0 , Σ+ , Σ0 , Σ− -1 Louis Wagner Ξ0 , Ξ− Ω− -2 -3 Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Erhaltung der Seltsamkeit Seltsame Teilchen werden nie einzeln erzeugt Zerfallen sehr langsam d.h. über schwache WW führte zur Einführung der Quantenzahl „Seltsamkeit“ S S ist erhalten für starke und elektromagnetische WW aber nicht für schwache WW ebenfalls noch keine zugrunde liegende Symmetrie gefunden Teilchen Seltsamkeit S K +, K 0 +1 K̄ 0 , K − , Λ0 , Σ+ , Σ0 , Σ− -1 Louis Wagner Ξ0 , Ξ− Ω− -2 -3 Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Erhaltung der Seltsamkeit Seltsame Teilchen werden nie einzeln erzeugt Zerfallen sehr langsam d.h. über schwache WW führte zur Einführung der Quantenzahl „Seltsamkeit“ S S ist erhalten für starke und elektromagnetische WW aber nicht für schwache WW ebenfalls noch keine zugrunde liegende Symmetrie gefunden Teilchen Seltsamkeit S K +, K 0 +1 K̄ 0 , K − , Λ0 , Σ+ , Σ0 , Σ− -1 Louis Wagner Ξ0 , Ξ− Ω− -2 -3 Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Erhaltung der Seltsamkeit Seltsame Teilchen werden nie einzeln erzeugt Zerfallen sehr langsam d.h. über schwache WW führte zur Einführung der Quantenzahl „Seltsamkeit“ S S ist erhalten für starke und elektromagnetische WW aber nicht für schwache WW ebenfalls noch keine zugrunde liegende Symmetrie gefunden Teilchen Seltsamkeit S K +, K 0 +1 K̄ 0 , K − , Λ0 , Σ+ , Σ0 , Σ− -1 Louis Wagner Ξ0 , Ξ− Ω− -2 -3 Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Weitere Symmetrieoperationen Parität P Ladungskonjugation C Zeitumkehr T jeweils nur für starke und elektromagnetische WW erhalten Produkt CPT ist immer erhalten Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Weitere Symmetrieoperationen Parität P Ladungskonjugation C Zeitumkehr T jeweils nur für starke und elektromagnetische WW erhalten Produkt CPT ist immer erhalten Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Weitere Symmetrieoperationen Parität P Ladungskonjugation C Zeitumkehr T jeweils nur für starke und elektromagnetische WW erhalten Produkt CPT ist immer erhalten Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Weitere Symmetrieoperationen Parität P Ladungskonjugation C Zeitumkehr T jeweils nur für starke und elektromagnetische WW erhalten Produkt CPT ist immer erhalten Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Klassische Erhaltungssätze Baryonen- und Leptonenzahl-Erhaltung Erhaltung des Isospins Erhaltung der Seltsamkeit Weitere Symmetrieoperationen Weitere Symmetrieoperationen Parität P Ladungskonjugation C Zeitumkehr T jeweils nur für starke und elektromagnetische WW erhalten Produkt CPT ist immer erhalten Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Extrem kurzlebige Teilchen Resonanzmethode Zunahme der Resonanzen Gliederung 1 Motivation 2 Entdeckung des Pions 3 Seltsame Teilchen 4 Symmetrien und Erhaltungsgrößen 5 Resonanzen 6 Ordnungsprinzipien Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Extrem kurzlebige Teilchen Resonanzmethode Zunahme der Resonanzen Extrem kurzlebige Teilchen Untersuchung extrem kurzlebiger Teilchen in 60er Jahren Lebensdauern im Bereich von 10−23 s Zerfall durch starke WW ist nicht durch Erhaltungssätze verboten Teilchenspuren nicht mehr direkt in Blasenkammeraufnahmen sichtbar statt A + B → C und C → E + F wird A + B → E + F beobachtet neue Nachweismethoden notwendig Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Extrem kurzlebige Teilchen Resonanzmethode Zunahme der Resonanzen Extrem kurzlebige Teilchen Untersuchung extrem kurzlebiger Teilchen in 60er Jahren Lebensdauern im Bereich von 10−23 s Zerfall durch starke WW ist nicht durch Erhaltungssätze verboten Teilchenspuren nicht mehr direkt in Blasenkammeraufnahmen sichtbar statt A + B → C und C → E + F wird A + B → E + F beobachtet neue Nachweismethoden notwendig Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Extrem kurzlebige Teilchen Resonanzmethode Zunahme der Resonanzen Extrem kurzlebige Teilchen Untersuchung extrem kurzlebiger Teilchen in 60er Jahren Lebensdauern im Bereich von 10−23 s Zerfall durch starke WW ist nicht durch Erhaltungssätze verboten Teilchenspuren nicht mehr direkt in Blasenkammeraufnahmen sichtbar statt A + B → C und C → E + F wird A + B → E + F beobachtet neue Nachweismethoden notwendig Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Extrem kurzlebige Teilchen Resonanzmethode Zunahme der Resonanzen Extrem kurzlebige Teilchen Untersuchung extrem kurzlebiger Teilchen in 60er Jahren Lebensdauern im Bereich von 10−23 s Zerfall durch starke WW ist nicht durch Erhaltungssätze verboten Teilchenspuren nicht mehr direkt in Blasenkammeraufnahmen sichtbar statt A + B → C und C → E + F wird A + B → E + F beobachtet neue Nachweismethoden notwendig Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Extrem kurzlebige Teilchen Resonanzmethode Zunahme der Resonanzen Extrem kurzlebige Teilchen Untersuchung extrem kurzlebiger Teilchen in 60er Jahren Lebensdauern im Bereich von 10−23 s Zerfall durch starke WW ist nicht durch Erhaltungssätze verboten Teilchenspuren nicht mehr direkt in Blasenkammeraufnahmen sichtbar statt A + B → C und C → E + F wird A + B → E + F beobachtet neue Nachweismethoden notwendig Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Extrem kurzlebige Teilchen Resonanzmethode Zunahme der Resonanzen Extrem kurzlebige Teilchen Untersuchung extrem kurzlebiger Teilchen in 60er Jahren Lebensdauern im Bereich von 10−23 s Zerfall durch starke WW ist nicht durch Erhaltungssätze verboten Teilchenspuren nicht mehr direkt in Blasenkammeraufnahmen sichtbar statt A + B → C und C → E + F wird A + B → E + F beobachtet neue Nachweismethoden notwendig Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Extrem kurzlebige Teilchen Resonanzmethode Zunahme der Resonanzen Resonanzmethode Fixed-Target Experiment Strahlenergie wird variiert für bestimmte Schwerpunktsenergien des Systems wird Wahrscheinlichkeit einer Wechselwirkung besonders groß kann als neues Teilchen definiert werden wenn auch andere Quantenzahlen eindeutig festgelegt sind wegen Analogie der hohen Energieaufnahme im Resonanzfall eines angeregten Oszillators wurden neue Zustände als Resonanzen bezeichnet Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Extrem kurzlebige Teilchen Resonanzmethode Zunahme der Resonanzen Resonanzmethode Fixed-Target Experiment Strahlenergie wird variiert für bestimmte Schwerpunktsenergien des Systems wird Wahrscheinlichkeit einer Wechselwirkung besonders groß kann als neues Teilchen definiert werden wenn auch andere Quantenzahlen eindeutig festgelegt sind wegen Analogie der hohen Energieaufnahme im Resonanzfall eines angeregten Oszillators wurden neue Zustände als Resonanzen bezeichnet Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Extrem kurzlebige Teilchen Resonanzmethode Zunahme der Resonanzen Resonanzmethode Fixed-Target Experiment Strahlenergie wird variiert für bestimmte Schwerpunktsenergien des Systems wird Wahrscheinlichkeit einer Wechselwirkung besonders groß kann als neues Teilchen definiert werden wenn auch andere Quantenzahlen eindeutig festgelegt sind wegen Analogie der hohen Energieaufnahme im Resonanzfall eines angeregten Oszillators wurden neue Zustände als Resonanzen bezeichnet Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Extrem kurzlebige Teilchen Resonanzmethode Zunahme der Resonanzen Resonanzmethode Fixed-Target Experiment Strahlenergie wird variiert für bestimmte Schwerpunktsenergien des Systems wird Wahrscheinlichkeit einer Wechselwirkung besonders groß kann als neues Teilchen definiert werden wenn auch andere Quantenzahlen eindeutig festgelegt sind wegen Analogie der hohen Energieaufnahme im Resonanzfall eines angeregten Oszillators wurden neue Zustände als Resonanzen bezeichnet Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Extrem kurzlebige Teilchen Resonanzmethode Zunahme der Resonanzen Resonanzmethode Fixed-Target Experiment Strahlenergie wird variiert für bestimmte Schwerpunktsenergien des Systems wird Wahrscheinlichkeit einer Wechselwirkung besonders groß kann als neues Teilchen definiert werden wenn auch andere Quantenzahlen eindeutig festgelegt sind wegen Analogie der hohen Energieaufnahme im Resonanzfall eines angeregten Oszillators wurden neue Zustände als Resonanzen bezeichnet Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Auswertung einer Pion-Nukleon Streuung Abbildung: Für die Pion-Nukleon Streuung ist eine deutliche Resonanz bei 1232 MeV Schwerpunktsenergie sichtbar Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Extrem kurzlebige Teilchen Resonanzmethode Zunahme der Resonanzen Zunahme der Resonanzen bis 1974 hunderte von neuen kurzlebigen Teilchen entdeckt gehorchten alle den bekannten Erhaltungssätzen jede Resonanz ist einem semistabilen Teilchen ähnlich bis auf Masse und Spin Resonanz kann als Anregung betrachtet werden Bsp.: Resonanz bei 1915 MeV ist als angeregter Zustands des Σ-Teilchens beschreibbar: Σ(1915) Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Extrem kurzlebige Teilchen Resonanzmethode Zunahme der Resonanzen Zunahme der Resonanzen bis 1974 hunderte von neuen kurzlebigen Teilchen entdeckt gehorchten alle den bekannten Erhaltungssätzen jede Resonanz ist einem semistabilen Teilchen ähnlich bis auf Masse und Spin Resonanz kann als Anregung betrachtet werden Bsp.: Resonanz bei 1915 MeV ist als angeregter Zustands des Σ-Teilchens beschreibbar: Σ(1915) Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Extrem kurzlebige Teilchen Resonanzmethode Zunahme der Resonanzen Zunahme der Resonanzen bis 1974 hunderte von neuen kurzlebigen Teilchen entdeckt gehorchten alle den bekannten Erhaltungssätzen jede Resonanz ist einem semistabilen Teilchen ähnlich bis auf Masse und Spin Resonanz kann als Anregung betrachtet werden Bsp.: Resonanz bei 1915 MeV ist als angeregter Zustands des Σ-Teilchens beschreibbar: Σ(1915) Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Extrem kurzlebige Teilchen Resonanzmethode Zunahme der Resonanzen Zunahme der Resonanzen bis 1974 hunderte von neuen kurzlebigen Teilchen entdeckt gehorchten alle den bekannten Erhaltungssätzen jede Resonanz ist einem semistabilen Teilchen ähnlich bis auf Masse und Spin Resonanz kann als Anregung betrachtet werden Bsp.: Resonanz bei 1915 MeV ist als angeregter Zustands des Σ-Teilchens beschreibbar: Σ(1915) Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Extrem kurzlebige Teilchen Resonanzmethode Zunahme der Resonanzen Zunahme der Resonanzen bis 1974 hunderte von neuen kurzlebigen Teilchen entdeckt gehorchten alle den bekannten Erhaltungssätzen jede Resonanz ist einem semistabilen Teilchen ähnlich bis auf Masse und Spin Resonanz kann als Anregung betrachtet werden Bsp.: Resonanz bei 1915 MeV ist als angeregter Zustands des Σ-Teilchens beschreibbar: Σ(1915) Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Gliederung 1 Motivation 2 Entdeckung des Pions 3 Seltsame Teilchen 4 Symmetrien und Erhaltungsgrößen 5 Resonanzen 6 Ordnungsprinzipien Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Das Modell von Sakata von japanischem Physiker S. Sakata 1956 vorgeschlagen alle Hadronen sind aus sechs elementaren Hadronen zusammengesetzt SU(3): Proton p, Neutron n, neutrales Lambda-Teilchen Λ0 sowie jeweiliges Antiteilchen alle bekannten Mesonen aus Teilchen-Antiteilchen-Paar aufgebaut Baryonen bestehen aus Tripletts von p, n, Λ0 , p̄, n̄, Λ̄0 Gesamtmasse der Bausteine deutlich größer als Masse der gebildeten Teilchen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Das Modell von Sakata von japanischem Physiker S. Sakata 1956 vorgeschlagen alle Hadronen sind aus sechs elementaren Hadronen zusammengesetzt SU(3): Proton p, Neutron n, neutrales Lambda-Teilchen Λ0 sowie jeweiliges Antiteilchen alle bekannten Mesonen aus Teilchen-Antiteilchen-Paar aufgebaut Baryonen bestehen aus Tripletts von p, n, Λ0 , p̄, n̄, Λ̄0 Gesamtmasse der Bausteine deutlich größer als Masse der gebildeten Teilchen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Das Modell von Sakata von japanischem Physiker S. Sakata 1956 vorgeschlagen alle Hadronen sind aus sechs elementaren Hadronen zusammengesetzt SU(3): Proton p, Neutron n, neutrales Lambda-Teilchen Λ0 sowie jeweiliges Antiteilchen alle bekannten Mesonen aus Teilchen-Antiteilchen-Paar aufgebaut Baryonen bestehen aus Tripletts von p, n, Λ0 , p̄, n̄, Λ̄0 Gesamtmasse der Bausteine deutlich größer als Masse der gebildeten Teilchen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Das Modell von Sakata von japanischem Physiker S. Sakata 1956 vorgeschlagen alle Hadronen sind aus sechs elementaren Hadronen zusammengesetzt SU(3): Proton p, Neutron n, neutrales Lambda-Teilchen Λ0 sowie jeweiliges Antiteilchen alle bekannten Mesonen aus Teilchen-Antiteilchen-Paar aufgebaut Baryonen bestehen aus Tripletts von p, n, Λ0 , p̄, n̄, Λ̄0 Gesamtmasse der Bausteine deutlich größer als Masse der gebildeten Teilchen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Das Modell von Sakata von japanischem Physiker S. Sakata 1956 vorgeschlagen alle Hadronen sind aus sechs elementaren Hadronen zusammengesetzt SU(3): Proton p, Neutron n, neutrales Lambda-Teilchen Λ0 sowie jeweiliges Antiteilchen alle bekannten Mesonen aus Teilchen-Antiteilchen-Paar aufgebaut Baryonen bestehen aus Tripletts von p, n, Λ0 , p̄, n̄, Λ̄0 Gesamtmasse der Bausteine deutlich größer als Masse der gebildeten Teilchen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Das Modell von Sakata von japanischem Physiker S. Sakata 1956 vorgeschlagen alle Hadronen sind aus sechs elementaren Hadronen zusammengesetzt SU(3): Proton p, Neutron n, neutrales Lambda-Teilchen Λ0 sowie jeweiliges Antiteilchen alle bekannten Mesonen aus Teilchen-Antiteilchen-Paar aufgebaut Baryonen bestehen aus Tripletts von p, n, Λ0 , p̄, n̄, Λ̄0 Gesamtmasse der Bausteine deutlich größer als Masse der gebildeten Teilchen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman 1961 unabhängig von Murray Gell-Mann und Yuval Ne’eman veröffentlicht Unterteilung der Hadronen in Supermultipletts („Familien“) Einteilung nach Baryonenzahl, Spin und Parität gezielte Suche nach mathematischer Gruppe die Zusammenhänge innerhalb der Supermultiplets widerspiegelt mit SU(3) Darstellung der Teilchen einer Familien als Punkte in einem Koordinatensystem X-Achse: Isospinkomponente I3 ; Y-Achse: strangeness S; Diagonale: Ladung q Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman 1961 unabhängig von Murray Gell-Mann und Yuval Ne’eman veröffentlicht Unterteilung der Hadronen in Supermultipletts („Familien“) Einteilung nach Baryonenzahl, Spin und Parität gezielte Suche nach mathematischer Gruppe die Zusammenhänge innerhalb der Supermultiplets widerspiegelt mit SU(3) Darstellung der Teilchen einer Familien als Punkte in einem Koordinatensystem X-Achse: Isospinkomponente I3 ; Y-Achse: strangeness S; Diagonale: Ladung q Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman 1961 unabhängig von Murray Gell-Mann und Yuval Ne’eman veröffentlicht Unterteilung der Hadronen in Supermultipletts („Familien“) Einteilung nach Baryonenzahl, Spin und Parität gezielte Suche nach mathematischer Gruppe die Zusammenhänge innerhalb der Supermultiplets widerspiegelt mit SU(3) Darstellung der Teilchen einer Familien als Punkte in einem Koordinatensystem X-Achse: Isospinkomponente I3 ; Y-Achse: strangeness S; Diagonale: Ladung q Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman 1961 unabhängig von Murray Gell-Mann und Yuval Ne’eman veröffentlicht Unterteilung der Hadronen in Supermultipletts („Familien“) Einteilung nach Baryonenzahl, Spin und Parität gezielte Suche nach mathematischer Gruppe die Zusammenhänge innerhalb der Supermultiplets widerspiegelt mit SU(3) Darstellung der Teilchen einer Familien als Punkte in einem Koordinatensystem X-Achse: Isospinkomponente I3 ; Y-Achse: strangeness S; Diagonale: Ladung q Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman 1961 unabhängig von Murray Gell-Mann und Yuval Ne’eman veröffentlicht Unterteilung der Hadronen in Supermultipletts („Familien“) Einteilung nach Baryonenzahl, Spin und Parität gezielte Suche nach mathematischer Gruppe die Zusammenhänge innerhalb der Supermultiplets widerspiegelt mit SU(3) Darstellung der Teilchen einer Familien als Punkte in einem Koordinatensystem X-Achse: Isospinkomponente I3 ; Y-Achse: strangeness S; Diagonale: Ladung q Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman 1961 unabhängig von Murray Gell-Mann und Yuval Ne’eman veröffentlicht Unterteilung der Hadronen in Supermultipletts („Familien“) Einteilung nach Baryonenzahl, Spin und Parität gezielte Suche nach mathematischer Gruppe die Zusammenhänge innerhalb der Supermultiplets widerspiegelt mit SU(3) Darstellung der Teilchen einer Familien als Punkte in einem Koordinatensystem X-Achse: Isospinkomponente I3 ; Y-Achse: strangeness S; Diagonale: Ladung q Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Die Mesonen-Supermultipletts Abbildung: Supermultipletts der Mesonen mit Spin 0 und Spin 1 Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Die Mesonen-Supermultipletts Abbildung: Supermultipletts der Mesonen mit Spin 0 und Spin 1 Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Die Baryonen-Supermultipletts Abbildung: Supermultipletts der Baryonen mit Spin Louis Wagner 1 2 und Spin 3 2 Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Die Baryonen-Supermultipletts Abbildung: Supermultipletts der Baryonen mit Spin Louis Wagner 1 2 und Spin 3 2 Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Der Erfolg des achtfachen Wegs Entscheidung zwischen Sakata-Modell und Modell von Gell-Mann/Ne’eman trifft Experiment verschiedene Vorhersagen für Spin der Ξ-Teilchen Sakata: Spin 32 ; achtfacher Weg: Spin 1 2 Vorhersagen über Baryon-Dekupletts und besonders der Eigenschaften des Ω− (1964) gaben Ausschlag für Gell-Mann/Ne’eman Modell konnte weitere numerische Ergebnisse richtig vorhersagen trotzdem keine vollständige, dynamische Theorie Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Der Erfolg des achtfachen Wegs Entscheidung zwischen Sakata-Modell und Modell von Gell-Mann/Ne’eman trifft Experiment verschiedene Vorhersagen für Spin der Ξ-Teilchen Sakata: Spin 32 ; achtfacher Weg: Spin 1 2 Vorhersagen über Baryon-Dekupletts und besonders der Eigenschaften des Ω− (1964) gaben Ausschlag für Gell-Mann/Ne’eman Modell konnte weitere numerische Ergebnisse richtig vorhersagen trotzdem keine vollständige, dynamische Theorie Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Der Erfolg des achtfachen Wegs Entscheidung zwischen Sakata-Modell und Modell von Gell-Mann/Ne’eman trifft Experiment verschiedene Vorhersagen für Spin der Ξ-Teilchen Sakata: Spin 32 ; achtfacher Weg: Spin 1 2 Vorhersagen über Baryon-Dekupletts und besonders der Eigenschaften des Ω− (1964) gaben Ausschlag für Gell-Mann/Ne’eman Modell konnte weitere numerische Ergebnisse richtig vorhersagen trotzdem keine vollständige, dynamische Theorie Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Der Erfolg des achtfachen Wegs Entscheidung zwischen Sakata-Modell und Modell von Gell-Mann/Ne’eman trifft Experiment verschiedene Vorhersagen für Spin der Ξ-Teilchen Sakata: Spin 32 ; achtfacher Weg: Spin 1 2 Vorhersagen über Baryon-Dekupletts und besonders der Eigenschaften des Ω− (1964) gaben Ausschlag für Gell-Mann/Ne’eman Modell konnte weitere numerische Ergebnisse richtig vorhersagen trotzdem keine vollständige, dynamische Theorie Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Der Erfolg des achtfachen Wegs Entscheidung zwischen Sakata-Modell und Modell von Gell-Mann/Ne’eman trifft Experiment verschiedene Vorhersagen für Spin der Ξ-Teilchen Sakata: Spin 32 ; achtfacher Weg: Spin 1 2 Vorhersagen über Baryon-Dekupletts und besonders der Eigenschaften des Ω− (1964) gaben Ausschlag für Gell-Mann/Ne’eman Modell konnte weitere numerische Ergebnisse richtig vorhersagen trotzdem keine vollständige, dynamische Theorie Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Der Erfolg des achtfachen Wegs Entscheidung zwischen Sakata-Modell und Modell von Gell-Mann/Ne’eman trifft Experiment verschiedene Vorhersagen für Spin der Ξ-Teilchen Sakata: Spin 32 ; achtfacher Weg: Spin 1 2 Vorhersagen über Baryon-Dekupletts und besonders der Eigenschaften des Ω− (1964) gaben Ausschlag für Gell-Mann/Ne’eman Modell konnte weitere numerische Ergebnisse richtig vorhersagen trotzdem keine vollständige, dynamische Theorie Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Entdeckung des Ω− Abbildung: Erste Fotografie des Ω− von 1964 (unten rechts) aus einer K − + p Reaktion Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Das Quarkmodell 1964 von Gell-Man und Zweig veröffentlichte Theorie Hadronen sind aus elementaren Grundbausteinen aufgebaut (wie bei Sakata): Quarks haben Spin 21 , Baryonenzahl 1 3 und Ladung + 23 oder − 31 für Anti-Quarks entgegengesetztes Vorzeichen Mesonen bestehen aus Quark und Antiquark Baryonen bestehen aus drei Quarks; Antibaryonen aus drei Antiquarks Drei Quark-Sorten: u („up“); d („down“); s („strange“) Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Das Quarkmodell 1964 von Gell-Man und Zweig veröffentlichte Theorie Hadronen sind aus elementaren Grundbausteinen aufgebaut (wie bei Sakata): Quarks haben Spin 21 , Baryonenzahl 1 3 und Ladung + 23 oder − 31 für Anti-Quarks entgegengesetztes Vorzeichen Mesonen bestehen aus Quark und Antiquark Baryonen bestehen aus drei Quarks; Antibaryonen aus drei Antiquarks Drei Quark-Sorten: u („up“); d („down“); s („strange“) Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Das Quarkmodell 1964 von Gell-Man und Zweig veröffentlichte Theorie Hadronen sind aus elementaren Grundbausteinen aufgebaut (wie bei Sakata): Quarks haben Spin 21 , Baryonenzahl 1 3 und Ladung + 23 oder − 31 für Anti-Quarks entgegengesetztes Vorzeichen Mesonen bestehen aus Quark und Antiquark Baryonen bestehen aus drei Quarks; Antibaryonen aus drei Antiquarks Drei Quark-Sorten: u („up“); d („down“); s („strange“) Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Das Quarkmodell 1964 von Gell-Man und Zweig veröffentlichte Theorie Hadronen sind aus elementaren Grundbausteinen aufgebaut (wie bei Sakata): Quarks haben Spin 21 , Baryonenzahl 1 3 und Ladung + 23 oder − 31 für Anti-Quarks entgegengesetztes Vorzeichen Mesonen bestehen aus Quark und Antiquark Baryonen bestehen aus drei Quarks; Antibaryonen aus drei Antiquarks Drei Quark-Sorten: u („up“); d („down“); s („strange“) Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Das Quarkmodell 1964 von Gell-Man und Zweig veröffentlichte Theorie Hadronen sind aus elementaren Grundbausteinen aufgebaut (wie bei Sakata): Quarks haben Spin 21 , Baryonenzahl 1 3 und Ladung + 23 oder − 31 für Anti-Quarks entgegengesetztes Vorzeichen Mesonen bestehen aus Quark und Antiquark Baryonen bestehen aus drei Quarks; Antibaryonen aus drei Antiquarks Drei Quark-Sorten: u („up“); d („down“); s („strange“) Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Das Quarkmodell 1964 von Gell-Man und Zweig veröffentlichte Theorie Hadronen sind aus elementaren Grundbausteinen aufgebaut (wie bei Sakata): Quarks haben Spin 21 , Baryonenzahl 1 3 und Ladung + 23 oder − 31 für Anti-Quarks entgegengesetztes Vorzeichen Mesonen bestehen aus Quark und Antiquark Baryonen bestehen aus drei Quarks; Antibaryonen aus drei Antiquarks Drei Quark-Sorten: u („up“); d („down“); s („strange“) Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Das Quarkmodell 1964 von Gell-Man und Zweig veröffentlichte Theorie Hadronen sind aus elementaren Grundbausteinen aufgebaut (wie bei Sakata): Quarks haben Spin 21 , Baryonenzahl 1 3 und Ladung + 23 oder − 31 für Anti-Quarks entgegengesetztes Vorzeichen Mesonen bestehen aus Quark und Antiquark Baryonen bestehen aus drei Quarks; Antibaryonen aus drei Antiquarks Drei Quark-Sorten: u („up“); d („down“); s („strange“) Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Zusammensetzung der Mesonen Abbildung: Quarkinhalt der Mesonen mit Spin 0 Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Zusammensetzung der Baryonen Abbildung: Quarkinhalt der Baryonen mit Spin Louis Wagner 1 2 und Spin 3 2 Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Zusammensetzung der Baryonen Abbildung: Quarkinhalt der Baryonen mit Spin Louis Wagner 1 2 und Spin 3 2 Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Erfolge des Quarkmodells einfaches Modell erklärt vollkommen die Eigenschaften aller bis 1974 bekannten Hadronen Kombinationsmöglichkeiten der Quarks sind Begründung für Anzahl der semistabilen Mesonen (8) und Baryonen (10) Zusammenhang zwischen Resonazen und semistabilen Teilchen liegt in gegenseitiger Ausrichtung des Spins der Quarks Erklärung für halbzahligen Spin der Baryonen und ganzzahligen Spin der Mesonen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Erfolge des Quarkmodells einfaches Modell erklärt vollkommen die Eigenschaften aller bis 1974 bekannten Hadronen Kombinationsmöglichkeiten der Quarks sind Begründung für Anzahl der semistabilen Mesonen (8) und Baryonen (10) Zusammenhang zwischen Resonazen und semistabilen Teilchen liegt in gegenseitiger Ausrichtung des Spins der Quarks Erklärung für halbzahligen Spin der Baryonen und ganzzahligen Spin der Mesonen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Erfolge des Quarkmodells einfaches Modell erklärt vollkommen die Eigenschaften aller bis 1974 bekannten Hadronen Kombinationsmöglichkeiten der Quarks sind Begründung für Anzahl der semistabilen Mesonen (8) und Baryonen (10) Zusammenhang zwischen Resonazen und semistabilen Teilchen liegt in gegenseitiger Ausrichtung des Spins der Quarks Erklärung für halbzahligen Spin der Baryonen und ganzzahligen Spin der Mesonen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Erfolge des Quarkmodells einfaches Modell erklärt vollkommen die Eigenschaften aller bis 1974 bekannten Hadronen Kombinationsmöglichkeiten der Quarks sind Begründung für Anzahl der semistabilen Mesonen (8) und Baryonen (10) Zusammenhang zwischen Resonazen und semistabilen Teilchen liegt in gegenseitiger Ausrichtung des Spins der Quarks Erklärung für halbzahligen Spin der Baryonen und ganzzahligen Spin der Mesonen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell Erfolge des Quarkmodells einfaches Modell erklärt vollkommen die Eigenschaften aller bis 1974 bekannten Hadronen Kombinationsmöglichkeiten der Quarks sind Begründung für Anzahl der semistabilen Mesonen (8) und Baryonen (10) Zusammenhang zwischen Resonazen und semistabilen Teilchen liegt in gegenseitiger Ausrichtung des Spins der Quarks Erklärung für halbzahligen Spin der Baryonen und ganzzahligen Spin der Mesonen Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell weitere Erfolge des Quarkmodells „überlebte“ Entdeckung neuer Teilchen mit neuen Quantenzahlen durch Einführung neuer Quarks: c („charm“), b („bottom“), t („top“) spätere Streuversuche bewiesen Existenz kleiner harter Objekte mit Spin 12 in Nukleonen führte zur Theorie der Quantenchromodynamik (QCD) Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell weitere Erfolge des Quarkmodells „überlebte“ Entdeckung neuer Teilchen mit neuen Quantenzahlen durch Einführung neuer Quarks: c („charm“), b („bottom“), t („top“) spätere Streuversuche bewiesen Existenz kleiner harter Objekte mit Spin 12 in Nukleonen führte zur Theorie der Quantenchromodynamik (QCD) Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Das Modell von Sakata Das Modell von Gell-Mann/Ne’eman Das Quarkmodell weitere Erfolge des Quarkmodells „überlebte“ Entdeckung neuer Teilchen mit neuen Quantenzahlen durch Einführung neuer Quarks: c („charm“), b („bottom“), t („top“) spätere Streuversuche bewiesen Existenz kleiner harter Objekte mit Spin 12 in Nukleonen führte zur Theorie der Quantenchromodynamik (QCD) Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Die Supermultipletts mit Charm-Quark C'/?8/$c=U(>32/'4"39(2.&%A( Mesonen Baryonen Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Zusammenfassung Das Quarkmodell ist das bisher beste System um Hadronen zu verstehen und zu ordnen Es ist ähnlich erfolgreich wie das Periodensystem der Elemente weil es experimentell bestätigte Vorhersagen liefert. Ausblick eine Substruktur der Quarks kann nicht ausgeschlossen werden Die Wechselwirkungen denen Hadronen unterliegen könnten Ausprägungen einer vereinheitlichten WW sein (GUT) statt punktförmig könnten Quarks auch schwingende Saiten sein (Quantensuperstringtheorie) Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks Motivation Entdeckung des Pions Seltsame Teilchen Symmetrien und Erhaltungsgrößen Resonanzen Ordnungsprinzipien Zusammenfassung Quellen Quellen K. Bethge and U. Schröder. Elementarteilchen und ihre Wechselwirkungen. WILEY-VCH, 3. überarbeitete und erweiterte edition, 2006. R. Cahn and G. Goldhaber. The Experimental Foundations of Particle Physiks. Cambridge University Press, 2. edition, 2009. Y. Ne’eman and Y. Kirsh. Die Teilchenjäger. Springer-Verlag, 1. edition, 1995. Louis Wagner Mesonen und Baryonen und ihr Aufbau aus Quarks
