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Standardmodell der
Elementarteilchenphysik
(β- - Zerfall)
Standardmodell der
Elementarteilchenphysik
Beschreibt:

Fundamentale Kräfte (Wechselwirkungen)

Elementarteilchen
Wechselwirkungen

Starke Wechselwirkung

Schwache Wechselwirkung

Elektromagnetische Wechselwirkung

(Gravitation)
Wechselwirkungen

Starke Wechselwirkung

Schwache Wechselwirkung

Elektromagnetische Wechselwirkung

(Gravitation)

Wirken nur auf Teilchen mit bestimmten „Ladungen“

Vermittlung über elementare Austauschteilchen
Starke Wechselwirkung

Ladung: Farbladung („rot“, „grün“, „blau“)

Austauschteilchen: Gluonen (masselos, farbgeladen)
Starke Wechselwirkung

Ladung: Farbladung („rot“, „grün“, „blau“)

Austauschteilchen: Gluonen (masselos, farbgeladen)
(Gluon-Wellenfunktionen)
Starke Wechselwirkung

Ladung: Farbladung („rot“, „grün“, „blau“)

Austauschteilchen: Gluonen (masselos, farbgeladen)

Reichweite: prinzipiell unendlich, effektiv ~1fm

Confinement
(Gluon-Wellenfunktionen)
Schwache Wechselwirkung

Wirkt auf Hadronen und Leptonen

Austauschteilchen:

W +, W - - Bosonen (elektrisch geladen, Masse)

Z – Bosonen (elektrisch neutral, Masse)
Schwache Wechselwirkung

Wirkt auf Hadronen und Leptonen

Austauschteilchen:

W +, W - - Bosonen (elektrisch geladen, Masse)

Z – Bosonen (elektrisch neutral, Masse)

Reichweite: ~10-3 fm

Stärke: ~10-14 der Stärke der starken Wechselwirkung
(Zerfall eines W - - Bosons)
Elektromagnetische
Wechselwirkung

Ladung: elektrische Ladung

Austauschteilchen: Photonen (masselos)
Elektromagnetische
Wechselwirkung

Ladung: elektrische Ladung

Austauschteilchen: Photonen (masselos)

Reichweite: unendlich

Stärke: ~10-2 der Stärke der starken Wechselwirkung
e-
e-
(Wechselwirkung zweier Elektronen)
Elementarteilchen

Quarks

Leptonen
Elementarteilchen

Quarks

Leptonen

Quarks und Leptonen sind Fermionen

Jeweils 3 „Generationen“ mit je 2 Teilchen

Antiteilchen

=> 12+12 Teilchen
Quarks

up (u), down (d)

charm (c), strange (s)

top (t), bottom (b)
Quarks

up (u), down (d)

charm (c), strange (s)

top (t), bottom (b)

1/3 – Ladung

Unterliegen allen 3 (4) Wechselwirkungen

Confinement
Quarks

Bilden:

Baryonen (3 Quarks, z.B. Protonen, Neutronen)

Mesonen (Quark-Antiquark-Paar, z.B. Pion)
Quarks

Bilden:

Baryonen (3 Quarks, z.B. Protonen, Neutronen)

Mesonen (Quark-Antiquark-Paar, z.B. Pion)
(Proton)
(Neutron)
Leptonen



Elektron (e-), Elektron-Neutrino (νe)
Myon (μ), Myon-Neutrino(νμ)
Tau (τ), Tau-Neutrino(ντ)
Leptonen





Elektron (e-), Elektron-Neutrino (νe)
Myon (μ), Myon-Neutrino(νμ)
Tau (τ), Tau-Neutrino(ντ)
e-, μ, τ unterliegen der schwachen und
elektromagnetischen Wechselwirkung (+Gravitation)
νe, νμ, ντ unterliegen der schwachen Wechselwirkung
(+Gravitation)
Higgs-Boson

Masse der Elementarteilchen durch
Wechselwirkung mit Higgs-Feld

Higgs-Boson als Anregung des Higgs-Feldes

Elektrisch neutral

Interagiert selbst mit Higgs-Feld
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Quarks
Zusammenfassung
Quarks
Leptonen
Zusammenfassung
Quarks
Leptonen
Austauschteilchen
Zusammenfassung
Quarks
Leptonen
Austauschteilchen
Higgs-Boson