Ich bin ehrlich, ich habe nur eine Highschool-Ausbildung, also könnte es etwas Offensichtliches geben, das ich übersehe. Teilchenphysik ist jedoch von massivem Interesse für mich.
Meine Frage ist, ich weiß, dass es instabile Quark-Antiquark-Paare gibt, die Mesonen bilden, aber gibt es Baryonen, die nicht vollständig aus Quarks oder Antiquarks bestehen? dh "oben, oben, Anti-unten"
Wenn die Antwort nein ist, warum nicht?
Nein, ein Drei-Quark-Baryon kann nicht aus zwei Quarks und einem Anti-Quark (und umgekehrt) bestehen, da dies dem Teilchen zwangsläufig Farbe verleihen würde.
Jedes Quark trägt eine von drei Farben (Rot, Blau, Grün) und jedes Anti-Quark trägt jeweils eine Anti-Farbe. Farbe ist eine additive Größe beim Aufbau von Partikeln und das Ergebnis muss farbneutral sein, dh entweder aus Rot + Anti-Rot oder Rot + Blau + Grün-Quarks bestehen. Obwohl wir die „Farbe“ der Bestandteile eines Partikels nicht direkt beobachten können (da alle beobachtbaren Partikel farbneutral sein müssen), können wir ihre Wirkung indirekt über bestimmte Wirkungsquerschnitte messen.
Nachdem dies gesagt wurde, können wir jetzt klar erkennen, dass wir auf keinen Fall Teilchen aus zwei Quarks und einem Antiquark konstruieren können, da jede mögliche Kombination nicht farbneutral wäre. Daher verbietet die Farbneutralität beobachtbare Drei-Quark-Teilchen, die aus Quarks und Anti-Quarks zusammengesetzt sind.
Pentaquarks können und müssen jedoch Quarks und Antiquarks enthalten, wie in einer vorherigen Antwort erwähnt .
Pentaquarks enthalten drei Quarks und ein Quark-Antiquark-Paar, und sie sind Baryonen, da Baryonen als solche mit einer ungeraden Anzahl von Valenzquarks definiert sind.
Ja, es gibt einige seltsame Baryonen, die vier Quarks und ein Antiquark enthalten. Sie werden Pentaquarks genannt. Diese könnte man sich als Baryon mit drei Quarks plus einem Meson mit einem Quark-Anti-Quark-Paar vorstellen, die aber mehr aneinander haften, als sie sollten. Es gibt nur wenige Hadronen, die länger als einen winzigen Bruchteil einer Sekunde überleben, und nur das Proton und das Neutron leben länger als eine Sekunde. Die "klebrigen" Baryon-Meson-Kombinationen werden durch Analyse von Streudaten an den großen Teilchenbeschleunigern gefunden.
Die bekannten Pentaquarks sind: , ([CERN 2015][1], [Arxiv-Papier][2]) und ([CERN 2019][3]) - oh, aber warte, der 4450er scheint wirklich zwei Pentquark-Peaks zu sein, die in der Masse nahe beieinander liegen - 4440 und 4457. [CERN][4] Übrigens, der Index "c" zeigt an, dass einer von die konstituierenden Quarks ist ein ac (charmed) Quark.
Es gibt ein Tetraquark – zwei Quarks und zwei Antiquarks in einem Beutel – mit der Masse 4430, benannt (nichts mit dem Z-Boson zu tun). [CERN][5] Kann es als zwei Mesonen beschrieben werden, die aneinander "kleben", oder ist es besser als eine enger verbundene Gruppe von vier der kleinen Kerle zu beschreiben?
Ein weiteres mögliches exotisches Hadron besteht aus sechs Quarks, die alle aneinander haften. Dies ist ein "Dibaryon". Als ich Physik studierte, arbeitete ich mit Dr. Yokosawa am Argonne National Laboratory an der Suche nach Unebenheiten in der polarisierten Proton-Proton-Streuung. Das war eine interessante Erfahrung. Als ich das letzte Mal die Literatur überprüft habe, gab es [nur einen gefundenen] [6], der einer Analyse standhielt, aber es gibt immer Kandidaten aufgrund von unerklärlichen Wackeln in Querschnitt-gegen-Energie-Plots. Diese entpuppen sich meist als etwas weniger Exotisches. Interessant, aber da Anti-Quarks nicht im Spiel sind, egal!
[1]: https://home.cern/news/press-release/cern/cerns-lhcb-experiment-reports-observation-exotic-pentaquark-particles Das LHCb-Experiment des CERN berichtet über die Beobachtung exotischer Pentaquark-Partikel (14. JULI, 2015)
[2]: https://arxiv.org/abs/1507.03414 Beobachtung von J/ψp-Resonanzen im Einklang mit Pentaquark-Zuständen in Λ0b→J/ψK−p-Zerfällen (LHCb-Kollaboration)
[3]: https://home.cern/news/news/physics/lhcb-experiment-discovers-new-pentaquark LHCb-Experiment entdeckt ein neues Pentaquark
[4]: http://lhcb-public.web.cern.ch/lhcb-public/Welcome.html#Pentaq 26. März 2019: Beobachtung neuer Pentaquarks
[5]: http://lhcb-public.web.cern.ch/lhcb-public/Welcome.html#Z%284430%29 9. April 2014: Eindeutige Beobachtung eines exotischen Teilchens, das im traditionellen Quark-Modell nicht klassifiziert werden kann .
[6]: https://arxiv.org/abs/1610.05591 Zur Geschichte der Dibaryonen und ihrer letzten Beobachtung, H. Clement
Jakob1729
QMechaniker