Weisen Neutronen aufgrund der Bewegung ihrer Quarks kurzzeitig kleine Ladungen auf?

Können sich also Neutronen auf ähnliche Weise wie Elektronen, die sich in Atomen bewegen und induzierte Dipol-Dipol-Wechselwirkungen verursachen, vorübergehend anziehen oder abstoßen?

Ich denke, eine verwandte Frage wäre: Hat ein Neutron höhere Multipolmomente?
@Javier Sie haben Recht, dass die Frage nach höheren Momenten verwandt ist, aber einfacher zu beantworten ist. Das Wigner-Eckart-Theorem beweist , dass das Neutron als Spin-1/2-System Monopol- und Dipolmomente tragen kann, aber keine höheren.
Eine kürzlich erschienene Arbeit, die ich später vielleicht in eine Antwort umwandeln werde: Babb, Higa & Hussein, Dipole-dipole dispersion interactions between neutrons, Eur. Phys. J. A53 (2017) Nr. 6, 126.

Antworten (1)

Es scheint, dass innerhalb des Standardmodells der Teilchenphysik

Ein permanentes elektrisches Dipolmoment eines Fundamentalteilchens verletzt sowohl die Paritäts- (P) als auch die Zeitumkehrsymmetrie (T). Diese Verletzungen können verstanden werden, indem das magnetische Dipolmoment und das hypothetische elektrische Dipolmoment des Neutrons untersucht werden. Bei Zeitumkehr ändert das magnetische Dipolmoment seine Richtung, während das elektrische Dipolmoment unverändert bleibt. Unter Parität ändert das elektrische Dipolmoment seine Richtung, nicht aber das magnetische Dipolmoment. Da das resultierende System unter P und T nicht symmetrisch zum Ausgangssystem ist, werden diese Symmetrien bei Existenz eines EDM verletzt. Da auch die CPT-Symmetrie vorliegt, wird auch die kombinierte Symmetrie CP verletzt.

So haben Experimente, die nach einer neuen Physik jenseits des Standardmodells suchen, versucht, es für das Neutron zu messen:

Das elektrische Dipolmoment des Neutrons (nEDM) ist ein Maß für die Verteilung positiver und negativer Ladung innerhalb des Neutrons. Ein endliches elektrisches Dipolmoment kann nur existieren, wenn die Zentren der negativen und positiven Ladungsverteilung innerhalb des Teilchens nicht zusammenfallen. Bisher wurde kein Neutronen-EDM gefunden. Die derzeit beste Obergrenze beträgt |dn| < 3.0 × 10 − 26 e ⋅ c m .

Da in Teilchendaten CP-Verletzungen bis zu einem sehr kleinen Betrag beobachtet wurden, wird erwartet, dass der Wert aufgrund von CP-Verletzung für das elektrische Dipolmoment des Neutrons in der Nähe liegt 10 − 31 e ⋅ c m , viel kleiner als die gegenwärtige Grenze.

können Neutronen kurzzeitig anziehen oder abstoßen?

Vergessen Sie nicht, dass sich die Neutronen im Bereich starker Wechselwirkungen befinden und andere Neutronen oder Protonen anziehen, eine um Größenordnungen stärkere Reaktion. Die Technik für die elektrische Dipolmessung wird hier beschrieben.

aber OP fragt nach nicht permanenten Dipolwechselwirkungen wie der Londoner Dispersionskraft
@DavePhD Das Standardmodell erlaubt weder eine dauerhafte noch eine sofortige Verletzung. Jenseits des Standardmodells sollte der Effekt, wie die CP-Verletzungszahl zeigt, ebenfalls sehr gering sein, afaik. Es ist ein strittiger Punkt, da Quarks eine Suppe aus stark wechselwirkenden Gluonen und Quark-Antiquark-Paaren innerhalb des Neutrons sind und nicht mit Orbitalen in Molekülen und Atomen verglichen werden können. Benötigt Gitter-QCD für Berechnungen.
Stationäre Zustände können keine elektrischen Dipolmomente haben, wohl aber zeitabhängige Zustände. robotics.cs.tamu.edu/dshell/cs689/papers/…
Da ein Neutron im Standardmodell kein Elementarteilchen ist, trifft das erste Zitat zu?
@HenningMakholm, es sollte "quanrum Mechanical Entitites" heißen, denke ich. CP-Verletzung in Hadronen, es ist nicht einfach: ncnr.nist.gov/summerschool/ss09/pdf/Filippone_FP09.pdf
@DavePhD Die Analyse, die ich gesehen habe, braucht dafür Zeit oder CP-Verletzung, dh außerhalb des Standardmodells. Hast du einen Link, der das bestreitet? Immerhin ist das Standardmodell nicht à la carte, augenblicklich oder gemittelt? Es sollte für alle (x,y,z,t) gelten? Die Londoner Dispersionskräfte treten nicht für ein einzelnes Atom auf, sondern für ein quantenmechanisches System aus zwei Atomen, bei dem große Abstände innerhalb der Ladungsdichten der einzelnen Atome bestehen. Dies gilt nicht für zwei Neutronen mit ihrem komplizierten Quarkinhalt. (Die Formfaktoranalyse zeigt radiale Ladungsverteilungen).
In Ihrem Link basiert das Argument auf Bewegungsgesetzen, die hadronischen stationären Zustände unterliegen nicht den Bewegungsgesetzen. In diesem Fall kann eine komplizierte QCD nicht so weit wie augenblickliche Unterschiede angenähert werden, wie dies mit Atomen möglich ist.
Weisen Neutronen aufgrund der Bewegung ihrer Quarks kurzzeitig kleine Ladungen auf?
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