Ist die Existenz von Teilchen mit einer elektrischen Ladung, die von 0 bis 4/3 variiert, ein Beweis dafür, dass mehr Elementarteilchen mit einer Ladung von 1/3 oder 0 existieren?

Elementare Spin-1/2-Teilchen variieren in der elektrischen Ladung von o (Neutrinos), 1/3 (Anti-Down-, Anti-Strange- und Anti-Bottom-Quark), 2/3 (Up-, Charm- und Top). -Quark) bis 1 (Elektronen, Myonen und Taus). Daneben gibt es das hypothetische X-Boson, das 4/3 einer Einheit elektrischer Ladung trägt (und das mit dem hypothetischen Y-Boson zusammenkommt, das eine Ladung von 1/3 trägt).

Sind diese Ladungen nicht ein Zeichen dafür, dass es wirklich Elementarteilchen mit Ladung 1/3 und Ladung 0 gibt, aus denen sich Teilchen mit einer Ladung von 0 bis 4/3 bilden können? In diesem Zusammenhang ist das "Elementar"-Teilchen mit einer Ladung von 1/3 nicht das Anti-Down-Quark, sondern eine Kombination dieser echten Elementarteilchen, so dass sie ein 1/3 geladenes Anti-Down-Quark ergeben ( 0,0,1/3). In diesem Fall können Sie dem 1/3 geladenen Teilchen eine Ladung 1 zuweisen, in diesem Fall haben Quarks die Ladung -1(1) und 2(-2) und das Elektron die Ladung -3( 3).

Ihr Titel scheint (unter anderem) zu fragen, ob die Existenz von Teilchen mit Nullladung die Existenz von Teilchen mit Nullladung garantiert. Ich vermute, es ist in Ordnung, zu diesem Teil ja zu sagen ...
Nicht wirklich. Die elektrische Ladung eines Teilchens wird dadurch bestimmt, unter welcher Darstellung es sich umwandelt U ( 1 ) Spurweite im Standardmodell. Die irreps von U ( 1 ) Sind ρ ( X ) = e X P ( ich N X ) mit einem N ∈ Z . Das N ∈ Z bestimmt die elektrische Ladung durch e = N 3 .
Anscheinend wissen Sie bereits, dass es Elementarteilchen mit der Ladung 1/3 gibt. Und Ihre Frage ist, ob es ein Elementarteilchen mit der Ladung 1/3 gibt?
Ob man die Ladung eines Quarks „1/3“ oder „1“ nennt, ist reine Konventionssache (es ist die Wahl der „Elementarladung“). Ich verstehe nicht, was die Physikfrage hier sein soll.
Was mich wundert ist, ob diese Aufteilung der sogenannten Elementarladungen nicht die Existenz weiterer Elementarteilchen mit einer Ladung von 0 und 1/3 beweist, aus denen man alle Ladungen von 0 bis 4/3 bilden kann.

Antworten (1)

Wenn ich das richtig verstehe, fragst du

Die elektrische Ladung aller bekannten Teilchen ist ein ganzzahliges Vielfaches von einem Drittel der Ladung des Elektrons. Beweist das die Existenz eines Elementarteilchens, nennen Sie es Chargino, das eine elektrische Ladung trägt, die ein Drittel der Ladung des Elektrons beträgt, und das das einzige Elementarteilchen mit einer negativen elektrischen Ladung ist, und das sind alle derzeit bekannten geladenen Teilchen nicht elementar, aber zusammengesetzt aus Charginos, Anti-Charginos und anderen Elementarteilchen? Das Elektron würde also drei Charginos enthalten, das Down-Quark eins und das Up-Quark zwei Anti-Charginos.

Nein, das beweist es nicht.

Es könnte jedoch als Hinweis auf eine solche Theorie angesehen werden. Wenn schließlich ein Physiker des 19. Jahrhunderts plötzlich entdeckte, dass jedes Atom einen Kern hat, dessen elektrische Ladung ein ganzzahliges Vielfaches der Ladung des Wasserstoffkerns ist, könnte ein solcher Physiker auf der Grundlage dieser Entdeckung die Existenz des Protons vermuten.

Beachten Sie jedoch, dass es in der modernen Physik eine andere Erklärung für die Tatsache gibt, dass die elektrische Ladung quantisiert ist. In der Sprache der mathematischen Physik wird die elektrische Ladung eines Teilchens dadurch bestimmt, in welche Darstellung es sich unter die verwandelt U ( 1 ) Spurweite im Standardmodell. Die irreps von U ( 1 ) Sind ρ ( ϕ ) = e ich N ϕ mit einem N ∈ Z . Das N ∈ Z bestimmt die elektrische Ladung durch e = N 3 .

Wenn Sie das nicht verstanden haben, stellen Sie sich vor, die elektrische Ladung sei so etwas wie eine Teilnahme an einem Prozess, bei dem eine Schnur mehrmals um einen Lampenmast gewickelt wird (dies ist nur eine Analogie, nehmen Sie es nicht zu wörtlich, es gibt keine alle echten Kabel beteiligt). Wenn es im Uhrzeigersinn gewickelt ist, ist die Ladung des Teilchens − 1 / 3 (zum Beispiel das Down-Quark). Wenn es zweimal gegen den Uhrzeigersinn gewickelt wird, ist die Ladung des Teilchens + 2 / 3 (das Up-Quark). Dreimal im Uhrzeigersinn wäre − 1 , das Elektron. Wenn es nicht um den Pol gewickelt ist, ist das Teilchen elektrisch neutral, zum Beispiel das Neutrino. Bei zusammengesetzten Partikeln summieren Sie einfach die Anzahl der Schleifen der Bestandteile.

Sie sehen, weil es verboten ist, das Kabel um die Hälfte der Stange zu wickeln, erhalten Sie eine quantisierte (ganzzahlige) elektrische Ladung.

Die moderne Erklärung ist in vielerlei Hinsicht besser als die oben erwähnte "Chargino-Theorie". Das Standardmodell wurde durch unzählige Experimente bestätigt, aber AFAIK gibt es kein einziges Experiment, das ihm widerspricht.

Worauf ich mich beziehe, ist das Rishon-Modell von Haïm Harari: en.wikipedia.org/wiki/Rishon_model Ich verstehe die Beziehung zwischen Ladungserhaltung und Invarianz der Lagrangian (Dichte) unter lokalen U (1) -Phasentransformationen (Messgerät). , aber was meinst du damit ρ ( X ) ? Die Ladungsdichte? Für ein Punktteilchen muss dies unendlich sein, aber die Renormierung kommt zur Rettung, es sei denn, Sie haben eine Möglichkeit, Elementteilchen eine endliche Erweiterung (nicht schnurartig) zu geben. Ich glaube, ich kenne einen Weg, das zu tun.
Warum ist n auf 4 beschränkt?
@descheleschilder Ich kenne das Rishon-Modell nicht, aber es sieht aus wie eine Art "Chargino-Theorie", wie ich oben beschrieben habe. Wenn Sie eine Frage dazu haben, stellen Sie diese bitte in einer separaten Frage. ρ ( ϕ ) ist der U ( 1 ) Darstellung, in die sich das Teilchen verwandelt. Alle U ( 1 ) Darstellungen sind von der Form e ich N ϕ Wo ϕ ∈ U ( 1 ) ist der Drehwinkel. Das bedeutet, dass Sie alle Partikel nach der Ganzzahl klassifizieren können N , die die Darstellung ist, unter der das Partikel transformiert U ( 1 ) Transformationen messen.
@descheleschilder Wer sagt N ist "beschränkt auf 4"? Alle Partikel des Standardmodells haben | N | ≤ 3 , aber dafür gibt es AFAIK keine Voraussetzung.
@Bass-Nun, ich bezog mich auf das (hypothetische) X-Boson (+4/3). Das zugehörige Y-Boson hat eine Ladung von +1/3. Das Rishon-Modell benötigt nur zwei Elementarteilchen, um alle anderen zu konstruieren. Sparsamer geht es nicht! Das T-Rishon hat die Ladung 1/3 und das V-Rishon die Ladung 0. Und zwei nette Eigenschaften des Modells sind, dass es besagt, dass es in unserem Universum gleiche Mengen an Materie und Antimaterie gibt, und es erklärt leicht den Zerfall von das Proton.
„Es besagt, dass es in unserem Universum gleiche Mengen an Materie und Antimaterie gibt“, sagen uns Beobachtungen genau das Gegenteil. physical.stackexchange.com/questions/26397/…
@descheleschilder Ja, das Rishon-Modell scheint sehr reduktionistisch zu sein. Was ist jetzt nochmal deine Frage?
@Bass-Meine Frage war, ob die Existenz von Teilchen mit Bruchladung die Existenz von zwei Elementarteilchen implizieren kann [das wirtschaftlichste Modell; zwei ist die Mindestanzahl von Elementarteilchen (vier, wenn man auch die Antiteilchen mitzählt), aus der man alle anderen Teilchen aufbauen kann]. Eine mit elektrischer Ladung 1/3 und eine mit elektrischer Ladung 0. Im Rishon-Modell entpuppte sich die schwache Wechselwirkung nicht als Grundkraft, sondern als Restkraft, wie die alte starke Kernkraft als Restkraft der Farbkraft.
@annav-Im Rishon-Modell gibt es gleiche Mengen an V- und Anti-V-Rishons und ebenso gleiche Mengen an T-Rishons und Anti-T-Rishons.
Ist die Existenz von Teilchen mit einer elektrischen Ladung, die von 0 bis 4/3 variiert, ein Beweis dafür, dass mehr Elementarteilchen mit einer Ladung von 1/3 oder 0 existieren?
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