Inhaltsverzeichnis
1 Struktur der Nukleonen
1.1 Das Quarkmodell
1.2 Spin bzw Isospin
1.3 Multipletts
2 Wechselwirkungen
2.1 Wechselwirkungen zwischen den Nukleonen
2.2 Streuung
2.3 Breit-Wigner-Formel
3 Hadronenresonanzen
3.1 Eigenschaften von Resonanzen
3.2 Formationsexperimente
3.2.1 Nachweis in Formationsexperimenten
3.3 Produktionsexperimente
3.3.1 Nachweis in Produktionsexperimenten
3.4 Zerfallskanale
3.5 weitere Beispiele
3.5.1 ,,hohere" Resonanzen
1 Struktur der Nukleonen
1.1 Das Quarkmodell
Um sich die sogenannten Nukleonenresonanzen uberhaupt erklaren zu konnen, mu man sich Gedanken um die innere Struktur der Nukleonen machen. Dazu entwickelten Gell-Mann et al. Anfang der 60er Jahre das sogenannte Quarkmodell. Nach diesem Modell sind die sogenannten Hadronen - Teilchen, die der starken Wechselwirkung unterliegen (wie Nukleonen, Mesonen,...) aus diesen Quarks aufgebaut. Es gibt folgende Quarks
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten und deren Antiquarks. Diese Quarks haben nun gewisse Eigenschaften.
So ordnet man ihnen den sogenannten ,,Flavor" (Strangeness, Charm, Bottom und Top) zu (siehe Tabelle). Diese Flavorquantenzahlen konnen von der schwachen Wechselwirkung verandert werden.
Au erdem tragen die Quarks noch die sogenannte ,,Farbladung". Es gibt drei dieser Farbladungen sowie deren Antifarben. Sie nehmen die Werte ,,rot", ,,grun" und ,,blau" sowie ,,antirot", ,,antigrun" und ,,antiblau" an.
Bei dieser Eigenschaft ist wichtig, da es nur ,,wei e" Teilchen geben kann, Quarks konnen also nur in solchen Kombinationen auftreten.
Beispiele:
Proton: uud
Neutron: udd
: sdu
+ : ud
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 1: Murray Gell-Mann, geboren 1929 in New York, studierte Physik an der Yale University, war als Professor der Physik an verschiedenen amerikanischen Universitaten tatig und erhielt 1969 den Physiknobelpreis fur seine Arbeiten zur Klassi kation der Elementarteilchen. Er erforscht seit seiner Emeritierung an dem von ihm mitbegrundeten interdisziplinar arbeitenden Santa Fe Institute komplexe Syteme.
1.2 Spin bzw Isospin
Jetzt haben wir schon gesehen, da das Proton und das + aus denselben Quarks bestehen. Dennoch handelt es sich um zwei verschiedene Teilchen mit verschiedenen Massen. Sie unterscheiden sich nur durch die Richtung der Spinvektoren der einzelnen Quarks. Das Proton hat den Gesamtspin +1/2, wahrend das + auf den Wert 3/2 kommt. Daher kommt auch die hohere Masse. Man kann also sagen, da es sich beim + um einen angeregten Zustand des Protons handelt, beide Teilchen bestehen zwar aus denselben Bausteinen, aber diese sind anders angeordnet.
1.3 Multipletts
Man kann die Hadronen nun in verschiedene Gruppen einteilen und in Diagrammen auftragen, den sogenannten Multipletts. In diesen Multipletts betrachtet man immer Hadronen mit derselben Quarkzahl und demselben Isospin, auf den Achsen tragt man die Seltsamkeit (sowie in mehrdimensionalen Fallen auch den Charm etc) gegen die 3-Komponente des Isospins auf. Man erhalt so beispielsweise Multipletts fur Baryonen und solche fur Mesonen. Anhand dieser Multipletts kann man Viraussagen tre en, welchte teilchen bzw Resonanzen noch existieren mussen, da sie symmetrisch sein mussen.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Inhalt des Dokuments "Struktur der Nukleonen"?
Das Dokument behandelt die Struktur der Nukleonen, Wechselwirkungen zwischen Nukleonen und Hadronenresonanzen. Es erklärt das Quarkmodell, Spin/Isospin, Multipletts, Streuung und die Eigenschaften von Resonanzen.
Was wird im Abschnitt "Struktur der Nukleonen" behandelt?
Dieser Abschnitt erklärt das Quarkmodell zur Beschreibung der inneren Struktur von Nukleonen. Er beschreibt die verschiedenen Quarks (up, down, strange, charm, bottom, top) und ihre Eigenschaften wie Flavor und Farbladung. Außerdem wird der Begriff Isospin erwähnt. Schließlich werden Multipletts besprochen.
Was ist das Quarkmodell?
Das Quarkmodell, entwickelt von Gell-Mann et al., besagt, dass Hadronen (Teilchen, die der starken Wechselwirkung unterliegen) aus Quarks aufgebaut sind.
Welche Eigenschaften haben Quarks?
Quarks haben Flavor (Strangeness, Charm, Bottom, Top) und Farbladung (rot, grün, blau sowie deren Antifarben).
Was bedeutet es, dass es nur "weiße" Teilchen geben kann?
Es bedeutet, dass Quarks nur in Kombinationen auftreten können, die eine neutrale Farbladung ergeben. Beispiele hierfür sind Protonen (uud) und Neutronen (udd).
Was wird unter "Spin bzw. Isospin" behandelt?
Dieser Abschnitt erklärt, dass Teilchen aus denselben Quarks sich durch die Richtung der Spinvektoren der einzelnen Quarks unterscheiden können, was zu unterschiedlichen Massen und Eigenschaften führt. Es wird als Beispiel auf das Proton und das Delta-Teilchen eingegangen.
Was sind Multipletts?
Multipletts sind Diagramme, in denen Hadronen mit derselben Quarkzahl und demselben Isospin eingeordnet werden. Auf den Achsen werden Seltsamkeit (und gegebenenfalls Charm etc.) gegen die 3-Komponente des Isospins aufgetragen. Anhand der Symmetrie der Multipletts können Voraussagen getroffen werden, welche Teilchen/Resonanzen noch existieren müssen.
Was wird im Abschnitt "Wechselwirkungen" behandelt?
Dieser Abschnitt behandelt Wechselwirkungen zwischen den Nukleonen, Streuung und die Breit-Wigner-Formel.
Was wird im Abschnitt "Hadronenresonanzen" behandelt?
Dieser Abschnitt behandelt die Eigenschaften von Resonanzen, Formationsexperimente (mit Nachweis), Produktionsexperimente (mit Nachweis), Zerfallskanäle und weitere Beispiele, einschließlich "höherer" Resonanzen.
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- Baldo Sahlmüller (Author), 2000, Nukleonen-Resonanzen: Angeregte Zustände der Nukleonen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/105105
