Konzept der Wechselwirkungen - User web pages on web
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Konzept der Wechselwirkungen • Wechselwirkung: – Kraftwirkung zwischen Teilchen – Verantwortlich für Teilchen-Zerfälle und Produktion • 4 fundamentale Wechselwirkungen – Gravitation (Schwerkraft) S – Elektromagnetismus N – Schwache Wechselwirkung – Starke Wechselwirkung q q n n pp n p n p nnn pp np pp pn Gravitation (Schwerkraft) M m Fgrav G 2 r G 6.67 10 11 m3 kg s 2 Die Coulombkraft Fel k q p qe r2 V m k 8.99 10 C 9 Schwache Wechselwirkung – Der pp-Zyklus der Sonne Starke Wechselwikung – Quarks: Bausteine der Atomkerne Quarks, Bausteine der Hadronen Name Ladung Masse in GeV/c2 up 2/3 0.005 down -1/3 0.01 charm 2/3 1.5 strange -1/3 0.15 top 2/3 175 bottom -1/3 4.5 10-19 1 eV=1.9 Joule 1 eV/c2= 1.78 10-36 kg 1 GeV/c2=109 eV/c2 Proton 0.938 GeV/c2 Meson 2 Quarks Prinzip von Kraftwirkungen • Zu jeder Wechselwirkung gehört eine Ladung • Nur Teilchen mit entsprechender Ladung spüren Wechselwirkung • Wechselwirkung erfolgt über Austausch von Botenteilchen Abstoßend Anziehend Die 4 fundamentalen Wechselwirkungen Name der Kraft Reichweite Stärke Austauschteilchen stark 10-15 m ~1 8 Gluonen elektro-magnetisch unendlich ~10-3 Photon schwach 10-17 m ~10-5 W+ W- Z Gravitation unendlich ~10-38 Graviton Zusammenfassung „Kräfte“ • Die unterschiedlichen Ladungen bewirken unterschiedliche Kräfte zwischen Teilchen • Sie erklären auch das unterschiedliche Verhalten in den Detektoren • Sowie die Bildung von Teilchenjets aus Quarks Das vollständige Set der Bausteinteilchen • Das 4er Set der „1.Baustein-Generation“ wiederholt sich genau 2 Mal • Niemand weiss warum Zusammenhang Teilchenphysik - Kosmologie heißes Universum alle Teilchen haben hohe Energie (Temperatur) und kollidieren unkontrolliert Teilchenkollision bei hohen Energien gezielte, kontrollierte einzelne Kollisionen und deren Aufzeichnung Rückblick zum Urknall Alter Temperatur Energie Größe 10-43 s 1032 K 1019 GeV Nadelspitze 10-36 s 1028 K 1015 GeV Tennisball 10-24 s 1022 K 109 GeV 50 km 10-14 s 1017 K 10000 GeV wie Sonne 10-10 s 1015 K 100 GeV 10-6 s 1013 K 1 GeV 1s 1010 K 0.001 GeV wie Sonnen -system 1 Lichtjahr 1 min 109 K 0.0001 GeV 50 Lichtjahre 1 Jahr 106 K 0.0000001 GeV 100.000 Jahre 10.000 K 1 eV heute 3K 10-4 eV wie Milchstraße 1 Million Lichtjahre 10 Milliarden Lichtjahre im Bereich von Theorien durch Experimente gesichert Schlussübersicht
