Warum kann ich nicht davon ausgehen, dass sich die Quarks in einem Hadron gemeinsam bewegen?

In dem angegebenen Diagramm ist es$D^0$das ist in Ruhe , nicht die einzelnen Quarks, aus denen es besteht. Innerhalb der Energie- und Impulserhaltung, ( auch wenn es in Hadronen beispielsweise kein Quarkmeer aus Antiquark und Gluonen gäbe ), da die Ruheenergie der Masse ist$D^0$größer als die Masse der beiden Quarks ist, befinden sie sich nicht in Ruhe. In einem lustigen Bohr-ähnlichen Modell erlaubt die Kinematik, dass sie umeinander kreisen.

Das ist die falsche Aussage:

Da aber D0 in seinem eigenen Ruhesystem ruht, muss nach der gleichen Annahme natürlich auch das anfängliche u¯ ruhen

Das Antiup ruht nicht, wie oben erläutert.

Quarks können nicht alleine existieren (zumindest bei jeder vernünftigen Temperatur), sie kommen nur in farbneutralen gebundenen Zuständen vor, in denen sich alle gebundenen Teilchen mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen.

Das Feynman-Diagramm erfasst jedoch nur einen kurzen Zeitpunkt, an dem die$D^0$zerfällt in ein$K^-$. Was danach passiert, ist nicht enthalten. Es könnte sein, dass das Strange Quark kinetische Energie hat und mit dem ein Gluon austauscht$\bar u$etwas davon zu übertragen, was das Ganze bewirken würde$K^-$bewegen. Andererseits bekommt man das auch$\pi^+$-Meson, das kann auch kinetische Energie wegtragen, die es von der bekommen hat$W$-Boson.

In der Tat, aufgrund der Impulserhaltung, im Ruhesystem der$D$-Meson, das nach dem Zerfall zum Bezugssystem des Massenschwerpunkts wird, sowohl die$K^-$und das$\pi^+$wird etwas kinetische Energie und Impulse in entgegengesetzten Richtungen haben.

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Wie oben gesagt, können Quarks nicht als einzelne Teilchen existieren und auch nicht einfach auseinanderdriften, weil sie durch die starke Wechselwirkung gebunden sind, die sehr stark ist (daher der Name). Wenn Quarks viel Energie haben, kann sich ihr Abstand vergrößern und die Gluonen (die Eichbosonen der starken Kraft) zwischen ihnen können in mehr Quarks zerfallen. Dieser Prozess wird Hadronisierung genannt und findet typischerweise in Hadronenbeschleunigern bei hohen Energien statt. Theoretisch könnte es keine weitere Wechselwirkung geben, aber das ist äußerst unwahrscheinlich (so unwahrscheinlich, dass es für das Mehrfache des gegenwärtigen Alters des Universums nicht beobachtet wird), da aufgrund der Stärke der starken Kraft jede hadronische Bindung besteht Zustand hat eine viel niedrigere Energie als ein einzelnes Quark und folglich eine viel höhere Wahrscheinlichkeit, realisiert zu werden.