Physik-Protokoll vom 12.12.2016

Physik-Protokollvom12.12.2016
Teilchenzoo:
Erkenntnisse über Elementarteilchen sowohl auf experimentellem Wege in Teilchenbeschleunigern als auch
über theoretische Teilchenphysik, die Vorhersagen trifft, welche wiederum später bestätigt werden. (Besuch
desTübinger4-MeV-Teilchenbeschleunigersim3.Trimester)
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Leptonen
Hadronen
Eichbosonen
KeinekonkreteDefinitiondesBegriffes„Teilchen“;Alles,waskleineralsAtomist,gehtimmermitFeld
einher(z.B.Higgs-Teilchen/-Feld)→VersuchmathematischeBeschreibungenanschaulichzumachen
JedesTeilchenbesitztAntiteilchenderentgegengesetztenelektrischenLadung;NeutraleTeilchensind
ihreeigenenAntiteilchen->keineAnnihilation
Leptonen:
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Elektron,Myon,Tauon(gleicheLadung,unterschiedlicheMasse)
Hypothetische Überlegung: Elektron im Atom durch schwereres Myon ersetzen -> Myon näher am
Kern,anderepot.Energie->neuesSpektrum
Frage: Ist es möglich mit myonischem Wasserstoff klassische Chemie zu betreiben, z.B. H-BrückenBildung?
Myon und Tauon in kosmischer Höhenstrahlung von Sonnenwinden nachgewiesen (π-Teilchen
wandeltsichz.B.inTauonum)
• ThorstenmöchtedasSkriptfürdasnächsteKursjahrzumBegriff„Zerfall“etwasergänzen.
Neutrinos:
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PostuliertwegenkontinuierlichenSpektrumsbeimβ-Zerfall
o Rückstoßimmergleich,dochunterschiedlicheGeschwindigkeitenmessbar
Schwernachzuweisen,daelektrischneutral,dochüberschwacheWechselwirkungbzw.indirektüber
Photonenmöglich
o DeutlichwenigernachgewiesenalslautTheorievorhanden
Oszillieren=ändernihreArt(experimentellnachgewiesen)
Masse unbekannt, doch Umwandlung / Oszillation geht mit Massendifferenz einher, ohne Masse
nichtmöglich
β-Zerfallauchandersherummöglich(inverserBetazerfall):𝑛 + 𝑒 + 𝜈 → 𝑝
Hadronen:
• BestehenausQuarks:6„Flavours“(unterschiedlichePartialladung)+Antiquarks
• VerletzungdesPauli-Prinzips(QuantenmüssensichjeineinerQuantenzahlunterscheiden)
⇒ Eigenschaftder„Farbe“alsneueArtderLadungeingeführt,indenensichdieQuarkseinesTeilchens
unterscheiden(NURbeiQuarksvorhanden)
o Rot,grün,blaubzw.anti-rot,anti-grün,anti-blau
• Quarksnieeinzelnanzutreffen(in2er-/3er-Teams)
• Mesonen:bestehenausQuarkundAntiquarkbeliebigen„Flavours“,abergleicherFarbe
o Auchbeigleichem„Flavour“stabil
o Überlagerungszuständemöglich
• Beispiele:Protonen,Neutronen(jeweilsaus3Quarks)
• Anti-BaryonenbestehenausAntiquarks
FragenachhäufigstemTeilchen?Photon
Eichbosonen(ganzzahligerSpin)werdeninnächsterStundeausführlicherbehandelt.