Masse von Quarks

rüdisüli · Anmeldungsdatum: 23.09.2015 Beiträge: 95

Meine Frage:
Warum ist die theoretische Masse von Quarks so klein - nur ca. 2-5 MeV statt ca. 300?
(Bitte um AW ohne allzu viel Fachchinesisch und tonnenweise Mathematik)

Meine Ideen:
Ein Teil der Nukleonenmasse stammt angeblich von Gluonen. Aber dies erklärt noch lange nicht die Grössenordnung der obigen Abweichung. Quark-Temeperatur bei Nukleonen ist wohl auch kein tauglicher Ansatz.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18062

Man kann Quarks weder einfach zählen noch wiegen. Sowohl die "Anzahl" als auch die Masse der Quarks im Proton hängt davon ab, sie genau man hinschaut.

Zunächst mal verhält sich das Proton so, als ob es eine Art "algebraische Kombination" aus drei Objekten wäre. Demzufolge wäre die Masse eines dieser Quarks m ungefähr ein Drittel der Protonmasse M, m = M/3.

Schaut man jedoch genauer hin, scheint das Proton aus einem Gewimmel von Quarks und Gluonen zu bestehen. Genauer hinschauen bedeutet dabei, dass man das Proton mit höherenergetischen Elektronen beschießt und die gestreuten Elektronen (ihre Energie und ihren Streuwinkel) registriert. Stell dir vor, du erkundest den Inhalt eines Raumes durch das Bewerfen des Raumes mit Tennisbällen.

Für hochenergetische Elektronen scheint es sich so zu verhalten, als ob diese an Gebilden gestreut würden, deren Massen eher im Bereich M/500 bis M/300 liegen. Dies sind die "eigtl. elementaren Quarks". Sie lassen sich jedoch nicht mehr "zählen"; es ist sinnlos zu sagen, das Proton bestünde aus drei, oder 300.

Konstruiert man nun eine Theorie (QCD), in der diese elementaren Quarks (und Gluonen) verwendet werden, so stellt sich nach komplizierter Berechnung sowie Messung heraus, dass der wesentliche Anteil der Masse M aus der kinetischen Energie von Quarks und Gluonen stammt.

Ich habe das hier mal etwas präziser gefasst:

http://www.physikerboard.de/topic,44560,-faq---3-quarks-im-proton%3F.html