Was ist grundlegender: Quanten oder Quarks? (beantwortet)

VoodooCHF · Anmeldungsdatum: 02.01.2010 Beiträge: 3 Wohnort: Schweiz

Hallo,

Wahrscheinlich habe ich etwas grundlegendes in dem Aufbau der Materie nicht verstanden.
Viele male hab' ich gelesen, dass die Quantentheorie die grundlegenden Bausteine und Verhaltensweise der kleinsten Materienteilchen analysiert. Doch andererseits beschreiben viele die Quarks als das kleinste bekannte Teilchen das man bis jetzt entdeckt hat.

Kann mir jemand der grundlegende Unterschied erklären zwischen einem Quantum und einem Quark?

bishop · Moderator Anmeldungsdatum: 19.07.2004 Beiträge: 1133 Wohnort: Heidelberg

"Quanten" sind ersteinmal nur ein Begriff für eine "Portion", ein unteilbares grundelement von etwas. Zum Beispiel ist ein Photon ein Energiequant, ein Phonon ist ein "Schwingungsquant" wegen mit könnte man auch sagen ein Auto wäre ein Quant des Staus ^^ Da ist nicht wirklich eine physikalische Definition dahinter, mehr eine Ausdrucksweise

Quarks sind hingegen unserer Ansicht nach Elementarteilchen und somit die Quanten der Materie.

VoodooCHF · Anmeldungsdatum: 02.01.2010 Beiträge: 3 Wohnort: Schweiz

danke bishop:
da hast du viel licht ins dunkle gebracht Thumbs up!

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18026

Na, da mussst du noch einiges lernen - aber wir können ja mal anfangen :-)

Zunächst mal eine Einladung, in einem anderen Forum vorbeizuschauen; da habe ich u.a. eine ausführliche Einführung zur Elementarteilchenphysik geschrieben:
http://abenteuer-universum.de/bb/index.php
http://abenteuer-universum.de/bb/viewforum.php?f=55

Dann etwas Grundlegendes: Elementarteilchen werden u.a. nach ihrem Spin sowie nach den Wechselwirkungen, denen sie unterliegen, klassifiziert. Grob kann man sagen, dass die Fermionen (Spin 1/2) die Bausteine der Materie sind, die Bosonen (Spin 1) dagegen die Vermittler bzw. Austauschteilchen der Wechselwirkungen sind.

Bei Spin 1/2 findest du u.a.
- Elektronen (elektromagnetische und schwache WW)
- Neutrinos (nur schwache WW)
- Quarks (alle WWs, also auch die starke WW)

Quarks bilden u.a. die Substruktur der Protonen und Neutronen.

Bei Spin 1 findest du
- Photonen (elektromagnetisch)
- W- und Z-Boson (schwach, W auch elektromagnetisch)
- Gluon (stark)

So, jetzt zum Begriff der Quanten: alle der o.g. Elementarteilchen werden mathematisch durch unterschiedliche Felder repräsentiert (vgl. das elektromagnetsiche Feld). Allerdings handelt es sich dabei nicht um klassische Felder, sondern - im Rahmen der Quantenfeldtheorie - um sogenannte Feldoperatoren, die auf Zuständen in sogenannten Hilberträumen wirken. Dafür existiert nun eine mathematische Beschreibung, in der man einem derartigen "Feld" soetwas wie ein einzelnes Teilchen zuordnen kann, also soetwas wie ein Quant des jeweiligen Feldes.

Diese Quanten sind im Falle des elektromagnetischen Feldes als Photonen direkt "sichtbar", im Falle des Elektron-Feldes als Elektronen (und Positronen); im Falle des Quarkfeldes sind die Quarks jedoch nicht direkt sichtbar, da sie dem sogenannten Confinement unterliegen, das die Existenz freier, einzelner Quarks verbietet. Trotzdem kan man mathematisch sinnvoll von Quarks sprechen; auch gibt es Experimente, in denen man - in bestimmten Grenzen - von einzelnen Quarks sprechen kann.

VoodooCHF · Anmeldungsdatum: 02.01.2010 Beiträge: 3 Wohnort: Schweiz

danke TomS für deine erklärung...gerne werde ich die links anschauen... smile

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18026

gern geschehen