Welche Eigenschaften steuern die Stärke starker Wechselwirkungen?

Hängt die starke Kernkraft von Masse, Ladung oder Spin ab? Können wir dementsprechend Neutron-Neutron-, Proton-Proton- und Neutron-Proton-Paare nach der Stärke der starken Kraft zwischen ihnen ordnen?

Antworten (1)

Das Bild ist im Grunde „auf dem Kopf“ bzw. „inside-out“: Masse, Ladung und Spin der Teilchen, nach denen Sie fragen, sind nach unserem heutigen Verständnis eigentlich Nebenprodukte der elementaren Bestandteile des Protons ,Neutron und andere Baryonen/Mesonen.

Alle genannten Teilchen sind eigentlich Kombinationen aus 3 Quarks ( bzw Q Q Q das wären Baryonen), und ein Quark plus ein Antiquark (bzw Q Q ¯ , das wären Mesonen).

Quarks sind Spin-1/2-Elementarteilchen, die sehr kleine Massen (nicht genug, um die Masse des Kompositteilchens auszumachen) und gebrochene Ladung (-1/3,2/3) haben.

Die Eigenschaften der zusammengesetzten Teilchen sind das Ergebnis der 3(2)-Quarks, aus denen sie bestehen, Ladungen addieren sich, der Spin ist das Ergebnis der Drehimpulsaddition und die Masse ist das Ergebnis der Wechselwirkungsenergie. Wir nehmen diese Energie als Masse wahr.

Auch hier ist die starke Kraft nach unserem derzeitigen Verständnis nichts anderes als eine Kraft vom Typ "Van der Waals" für die grundlegende Farbkraft.

Offensichtlich ist dies alles ein grober Überblick, und ich schlage vor, dass Sie sich mit QCD und "dem achtfachen Weg" befassen.

Da (AFAIK) die Stärke der Farbkraft nicht durch Spin/Masse/Ladung beeinflusst wird (sie beeinflussen den QCD-Wechselwirkungsterm nicht), müsste ich mit Nein antworten – diese Wechselwirkungen sollten in erstaunlichem Maße ähnlich sein …

Trotzdem kann es hilfreich sein, sich einige Tabellen dieser Interaktionen anzusehen. Ich würde in den Tabellen der Particle Data Group ( http://pdg.lbl.gov/ ) nachsehen, ob dort tatsächlich eine Asymmetrie vorliegt.

"Diese Wechselwirkungen sollten in erstaunlichem Maße ähnlich sein", deshalb befinden sich Proton und Neutron in einem Isotopen-Spin-Multiplett, das Baryon genannt wird.