Follow-Up zur Proton-Neutron-Transformation

Wenn Sie den Kern verlassen und von Teilchenwechselwirkungen sprechen, ist das Gerüst Teilchenphysik-Wechselwirkungen und das Modell die Quantenfeldtheorie.QFT beschreibt einfach die Streu- und Zerfallswechselwirkungen von Teilchen.

Diese Diagramme sind symbolische Darstellungen der Terme erster Ordnung in einer Störungsreihe, die zwei Körperstreuungen zeigen, und um sie zu lesen, muss man entscheiden, welche die ankommenden und welche die abgehenden Teilchen sind. Die Regel ist, wenn der Pfeil gegen die Zeitrichtung zeigt, ist das Antiteilchen impliziert. Von unten nach oben für das erste Diagramm (von links nach rechts für das zweite): Nimmt man die einfallenden Teilchen als Streuung des Protons und eines Antineutrino-Elektrons, erlauben Quantenzahlen die Erzeugung eines Neutrons zusammen mit einem e+.

1. Gilt diese Idee von Proton zu Neutron nur für Protonen im Kern, freie Protonen oder beides?

An beide.

Wenn dies der Fall ist, würde die schnelle Beschleunigung eines Protons (was einen Energiegewinn von 1,29 MeV verursacht) dazu führen, dass es sich in ein Proton umwandelt?

Teilchen gehorchen der speziellen Relativitätstheorie. , und Feynman-Diagramme verwenden die vier Vektoren der Teilchen. (Die Masse in "E=mc^2" hat nichts mit der unveränderlichen Masse zu tun, die alle Teilchen in allen Inertialsystemen charakterisiert. Sie wird nicht zum Studium von Daten der Teilchenphysik verwendet.) Wechselwirkungen werden im Schwerpunktsystem beschrieben der Teilchen können die Zahlen nachträglich mit Lorenz-Transformationen in ein beliebiges Inertialsystem transformiert werden.

Ich kenne das Cowan-Reines-Experiment und wie Antineutrinos verwendet wurden, um Protonen in Neutronen umzuwandeln. Sind wir nur auf Antineutrinos beschränkt, um eine solche Transformation zu bewirken? Oder könnte jedes Elementarteilchen (z. B. ein Elektron) ein Proton in ein Neutron umwandeln, vorausgesetzt, es wurde genügend Energie zugeführt?

Jedes Elementarteilchen kann am Ende ein Neutron erzeugen, wenn es an einem Proton gestreut wird, in einem komplexen Diagramm, ABER Quantenzahlerhaltung und Ladungserhaltung müssen gelten. Das heißt, um ein Positron dazu zu bringen, Ladung vom Proton zu erhalten, benötigt die Leptonzahlerhaltung ein Elektron-Antineutrino; es wird also immer in den Diagrammen erster Ordnung vorhanden sein.

Does this idea of proton-to-neutron only apply to protons in the nucleus, free protons, or both?

Ja, es gilt sowohl für Kernprotonen als auch für freie Protonen.

If this is the case, would accelerating a proton fast enough (causing a gain 1.29 MeV of energy) cause it to convert into a neutron? If so, has this been done before? And was it done with free protons or protons in the nucleus?

Dies kann durch die Absorption eines W-Bosons erfolgen, da nur schwache Wechselwirkungen den Geschmack verändern.

Dies kann nicht durch die Absorption eines Pions erfolgen, da bei starken Wechselwirkungen Topness und Downness erhalten bleiben.

I'm familiar with the Cowan-Reines experiment and how antineutrinos were used to convert protons to neutrons. Are we limited only to antineutrinos to cause such a transformation? Or could any elementary particle (say, an electron) cause a proton to convert into a neutron, given that it was supplied enough energy?

Ja, es kann mit Antineutrinos gemacht werden und das emittierte Teilchen wird die Art von Neutrino sein. Zum Beispiel: Wenn ein Myon-Antineutrino vom Proton absorbiert wird, wird ein Antimyon erzeugt, wenn ein Tau-Antineutrino vom Proton absorbiert wird, wird ein Antitau erzeugt, um die Leptonzahl zu erhalten.