Warum glauben Physiker, dass das Elektron ein Elementarteilchen ist?

Glauben Sie mir, die Leute haben viel Zeit darauf verwendet, zusammengesetzte Modelle des Elektrons zu entwickeln, ohne viel dafür vorzuweisen. Siehe zum Beispiel den Preon .

Hochenergiestreuexperimente haben gezeigt, dass der Ladungsradius des Elektrons sehr klein ist, und dennoch ist die Ruhemasse des Elektrons ebenfalls sehr klein. Es ist schwierig (wenn auch nicht unmöglich), beides in einem zusammengesetzten Modell zu erreichen.

Warum glauben Physiker, dass das Elektron ein Elementarteilchen ist?

Da:

1) Das Standardmodell berücksichtigt die Elementarteilchen der Leptonen. Da es sehr erfolgreich die meisten Daten beschreibt, die durch Teilchenphysikstudien gesammelt wurden, gibt es keinen Grund, die Hypothese von elementaren Leptonen in Frage zu stellen.

2) Experimente, die die Zusammensetzung von Leptonen testen, ergeben nur niedrigere Grenzen für das Ausmaß des Auftretens von Zusammensetzung. Siehe zum Beispiel diese kürzlich erschienene Veröffentlichung von LHC-Daten für Elektronen und Myonen.

Der Ausschlussbereich in der Zusammensetzungsskala Lamda und der angeregten Leptonmasse M im Parameterraum wird über zuvor festgelegte Grenzen hinaus erweitert. Für L = M werden angeregte Leptonmassen unter 1070 GeV/c2 für e^* und 1090 GeV/c2 für mu^* bei einem Konfidenzniveau von 95 % ausgeschlossen.

Compositness ist bei Theoretikern völlig unbeliebt, aber eine Reihe von Experimentatoren testen es immer wieder, wenn neue Daten verfügbar sind, was so sein sollte.

Sie denken, dass Leptonen und Quarks elementar sind, weil ihnen das Experimente sagen. Das muss aber nicht sein.

Im Rishon-Modell sind Quarks und Leptonen aus nur zwei (naja, eigentlich vier, einschließlich ihrer Antiteilchen) echten Elementarteilchen aufgebaut (mit weniger geht das nicht):

-Die T-rishon (T)
Elektrische Ladung$+\frac 1 3$
Gewöhnliche Farbladung$r$,$g$, und$b$
Hyper-Farbladung$hr$,$hg$, und$hb$

-Der V-Rishon (V)
Elektrische Ladung$0$
Farbladung$\bar r$,$\bar g$, und$\bar b$
Hyper-Farbladung$hr$,$hg$, und$hb$

Aus diesen beiden Teilchen (und ihren Antiteilchen) lassen sich alle Quarks und Leptonen aufbauen und alle Reaktionen zwischen subatomaren Teilchen können durch diese Teilchen beschrieben werden.
Die krafttragenden Teilchen werden jedoch außer den Kraftträgern der schwachen Kraft nicht berücksichtigt. Sie werden auch als eine Kombination aus T- und V-Rishons angesehen, was bedeutet, dass die schwache Kraft keine Grundkraft, sondern eine Restkraft ist, so wie die alte starke Kernkraft (vermittelt durch Pionen) jetzt als Rest angesehen wird Macht.

Die Hyper-Farbkraft ist die stärkste von allen vier.
Die Tatsache, dass die T-Rishons und V-Rishons entgegengesetzte Farbladungen haben, ist für die Farben der Quarks verantwortlich. Nehmen wir zum Beispiel das Down-Quark:
Seine Ladung ist$-\frac 1 3$, und es besteht aus einem Anti-T-Rishon und zwei Anti-V-Rishons:
down quark=$\bar T\bar V\bar V$, was bedeutet, dass die Farbladungen von$\bar T$und$\bar V$stornieren und eine Farbgebühr$r$,$g$, oder$b$wird da sein wegen$\bar V$. Es ist klar, dass dieses Quark eine elektrische Ladung von hat$-\frac 1 3$aufgrund des Anti-T-Rishon$\bar T$.

Der Protonenzerfall ist auf eine Umordnung zwischen den neun im Proton enthaltenen Rishons zurückzuführen. Das Proton besteht aus zwei Up-Quarks (von denen jedes im Rishon-Modell aus zwei T-Rishons und einem V-Rishon besteht:$TVV$) und ein Down-Quark (das wir bereits gesehen haben:$\bar T\bar V\bar V$).

Protonenzerfall:

$$p^+ \to e^+ + \pi^0,$$

was in der Rishon-Sprache übersetzt wird zu:

$$TTV/TTV/\bar T\bar V\bar V \to TTT + TVV/\bar T\bar V\bar V.$$

also ein$T$und ein$V$im Proton vertauscht haben. Da das Proton eine sehr hohe Lebensdauer hat, kann man Vorhersagen über die hyperstarken Kräfte machen.

Viele weitere Beispiele lassen sich anführen. Wenn Experimentatoren in Beschleunigern die Kollisionsenergie hochdrehen können, wird dieser Unterbau meiner Überzeugung nach sichtbar. Das Modell ist einfach zu schön, um nicht wahr zu sein. Natürlich hat das Modell seine Schwächen, die aber im Laufe der Zeit überwunden werden können.

Das Modell hat mehr Vorteile, aber ich denke, es ist nicht angebracht, sie hier zu diskutieren.