Verletzen Quarks die Ladungsquantisierung?

Verstößt die Existenz verschiedener Arten von Quarks wie Up, Down, Strange, Charm, Top, Bottom gegen die Quantisierung der Ladung oder definiert sie einfach neu, dass das Up-Quark eine Ladung von +2/3 und eine Ladung von -1/3 hat? Oder werden die Dinge für vereinheitlichte Theorien wie die vorgeschlagene Stringtheorie noch komplizierter ?

Nun, die Quarks können meistens nicht frei existieren, was einen Grund ausmacht, warum wir die Ladung meistens in Bezug auf Elektronen quantisieren, oder vielleicht aus historischen Gründen?
Ich glaube, du siehst es rückwärts. Wenn Quarks existieren (und es scheint genügend Beweise dafür zu geben), dann ist das Universum so, und die Quantisierung der Ladung (in Einheiten von 1 Elektronenladung und nicht in den 1/3-Werten von Quarks) ist keine genaue Beschreibung .
Der gegenwärtige Wissensstand erlaubt uns, verschiedene Teilchenmodelle zu verwenden. Quarks sind eine Realität, verstoßen nicht gegen die Quantisierung, behaupten aber, dass sie immer in Kombinationen auftreten, die 0, +e oder -e ergeben. Auf einer noch feineren Ebene könnte es eine komplexere Natur geben, und Stringtheoretiker untersuchen diese. Das steht aber nicht im Widerspruch zur Quark-Zusammenfassung. im beobachtbaren Maßstab. Wie weit stimmt das.

Antworten (3)

Quarks verletzen die Ladungsquantisierung nicht, das ist einfach so 1 3 e anstelle der Elektronenladung e ist die kleinste Einheit der elektrischen Ladung.

Das ist eine gute Frage, aber ich denke, Sie sind vielleicht etwas verwirrt. Die Quarkladungen sind quantisiert, da sie Bruchwerte der Elektronenladungen sind. Wenn Sie sich also auf 2/3 und -1/3 beziehen, bedeuten dies 2/3 der Elektronenladung bzw. -1/3 der Elektronenladung.

Als solches ist ein Wasserstoffatom mit einem Proton im Kern und einem Elektron in der Hülle elektrisch neutral:

Proton = 2 oben und 1 unten, was bedeutet 2/3+2/3-1/3=1, oder genau eine (positive) Menge der Elektronenladung. Da das Elektron eine Ladungsmenge von -1 hat, verschwindet die gesamte elektrische Ladungsbilanz und das Wasserstoffatom ist neutral.

Der Rest Ihrer Frage weist auf eine größere Frage hin: Warum sind die Quarkladungen Bruchteile der Elektronenladung?

Diese Frage ist noch unbeantwortet, aber es gibt viele mögliche Erklärungen. Die gebräuchlichste ist die der Grand Unification Theories [1], die für die meisten Konstruktionen genau diese Brüche vorhersagt. Es ist interessant, darauf hinzuweisen, dass Theorien der großen Vereinigung natürlicherweise in allgemeinen Rahmen wie der Stringtheorie vorhanden sind.

Eine andere Sache, die zu beachten ist, ist, dass, wenn die Quarks diese Ladungszuweisungen nicht hätten, das Standardmodell der Teilchenphysik die sogenannten Anomalien [2] hätte und die Theorie inkonsistent wäre. Beachten Sie jedoch, dass dies keine Erklärung, sondern eher eine Konsistenzprüfung ist.

Siehe: [1] https://en.wikipedia.org/wiki/Grand_Unified_Theory [2] http://www.physics.buffalo.edu/gonsalves/phy522/lectures/lec-7.pdf

Die Existenz von Quarks wird an dieser Stelle nicht ernsthaft bestritten AFAICT. Wenn Sie etwas Sinnvolles aus Quarks machen wollen und nur Quarks mit einem Bruchteil von e Ladungen, ich denke, Sie müssen so ziemlich postulieren, dass Elektronen zusammengesetzt sind.

Zum Beispiel schlägt das Rishon-Modell vor, dass alle "fundamentalen Teilchen" des Standardmodells Zusammensetzungen aus noch fundamentaleren "T"- und "V"-Teilchen und ihren Antiteilchen sind. T hat eine Ladung von e / 3 , V hat die Ladung Null.

Dieses Modell ist ziemlich alt, wie diese Dinge gehen (1979) und wurde möglicherweise durch Dinge wie den Strom, der an das Dipolmoment des Elektrons gebunden ist, die Existenz des Higgs, das anhaltende Fehlen von Beweisen für den Protonenzerfall usw. verfälscht. Ich erwähne es nur als Beispiel.

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