Mesonen

Nadia · Anmeldungsdatum: 03.04.2006 Beiträge: 5 Wohnort: Salzburg

Hi,

ich habe gerade darüber gelesen, dass Mesonen aus einem Quark und einem Antiquark bestehen. Bringt man aber angenommen ein Elektron und ein Positron zusammen, annihilieren sie sich. Warum passiert das in den Mesonen nicht? grübelnd

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Gute Frage.

Meine erste Vermutung war, dass das Antiquark im Meson ja nicht genau das Antiteilchen des Quarks sein muss, weil es ja verschiedene Quarks gibt. Das ist auch bei vielen Mesonen der Fall.

Dann habe ich gesehen, dass es auch Mesonen gibt, die eben genau aus einem Quark und seinem zugehörigen Antiteilchen bestehen. Die müssten in der Tat annihilieren.

Und ich habe den Verdacht, das tun sie auch: Die Lebensdauer vieler Mesonen ist sehr kurz.
Und die Lebensdauer von Mesonen, die genau aus einem Quark und seinem zugehörigen Antiteilchen bestehen, ist ganz besonders kurz.

Eine Tabelle von Mesonen mit ihren Lebensdauern, die mir diese Vermutung zu bestätigen scheint, findet man z.B. unter:

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/HBASE/particles/meson.html

(Die Spalte "Makeup" gibt dort die Zusammensetzung des Mesons an, und die angegebenen Lebensdauern sind in der Einheit Sekunden.)

dachdecker2

hmm darüber habe ich mir nie gedanken gemacht. dermarkus, deine Theorie ist im Trend schon richtig, Quark und Antiquark haben im Durchschnitt kürzere Lebenszeiten wenn sie vom selben Typ sind. Aber für den Spitzenreiter stellen beide Fraktionen die hälfte (4 * 10^(-24)s bei

und

). Spricht aber die gemessene Zeit, für die die beiden Quarks zusammen sind, nicht gegen eine Anhilation? Bleiben Elektron und Positron auch vor der Anhilation in einer ähnlichen Verbindung? Klar - es sind Verschiedene sorten von Teilchen, aber die Fragen stellen sich mir jetzt Augenzwinkern

.

Ich glaube nicht, dass der Effekt mit Elektron-Positron-Anhilation vergleichbar ist, weil sich ja dann auch jeweils 2 Drittel aller Nuklide anhilieren und der Rest müsste dann auch zerfallen, weil Quarks alleine nicht existieren können. Können "passende" Quarkpaare in Hadronen einander vielleicht deswegen nicht anhilieren, weil dann ein Quark übrig bleiben würde, was aber "verboten" ist?

Wie sieht es eigentlich mit Teilchen aus vier Quarks aus? Von soetwas hab ich auch noch nicht gehört.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Nadia · Anmeldungsdatum: 03.04.2006 Beiträge: 5 Wohnort: Salzburg

Das mit den Quarkpaaren in den Hadronen, seh ich nicht so, denn das Down ist ja nicht das Antiteilchen zum Up, oder? Das wär ja das Anti-Up. Korrigiert mich, wenn ich mich jetzt irre.

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5786 Wohnort: Heidelberg

Hallo!

Also erstmal: Du hast natürlich recht. Es gibt jeweils drei up und drei down Quarks und dazu nochmal jeweils ein Antiquark, also insgesamt 12.
Das ganze geht auch sonst etwas durcheinander: Hadron ist der Überbegriff und Baryonen und Mesonen sind jeweils Hadronen. Ein Meson besteht immer aus Quark und Antiquark und ein Baryon immer aus drei Quark oder drei Antiquarks, aber nie gemischt. Anders geht's nicht (so weit ich weiß zumindest...).
Allerdings dachte ich immer, dass ein Meson immer aus einem Quark und dem dazu passenden Antiquark besteht. Das scheint wohl falsch zu sein unglücklich

Ansgesamt ist die Vorstellung aber nicht so ganz richtig, dass ein Baryon z. B. einfach nur eine Art Bindung aus drei Quarks ist und fertig. Ähnlich wie bei Molekülen die Elektronen sind an dieser Bindung auch noch andere Quarks (Seaquarks) und eben Gluonen beteiligt. Die befinden sich in einem ständigen Wechsel miteinander. Bei den Seaquarks sind dann auch immer mal wieder Antiquarks dabei, die aber eben sehr schnell fluktuieren etc. Ähnlich wird es vielleicht auch bei Mesonen sein?
Zu der Lebenszeit: Ja, die Quarks und Antiquarks in den Mesonen können annihilieren, weshalb wohl die Lebenszeit auch gering ist. Dazu kommt bei den Baryonen noch, dass es eine Baryonenerhaltungszahl gibt.
Genauer weiß ich's leider auch grad nicht... Vielleicht finde ich noch was raus.

Gruß
Marco

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

dachdecker2

Stimmt

keine Ahnung, was ich mir dabei gedacht hatte. Ich befürchte, es war nicht sehr viel...

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

gleich mal eine Frage dazu: Annihiliert Antimaterie mit beliebiger Materie oder muss das schon das Gegenstück sein? in diesem Link geht es um ein Wassermolekül, das aus einem Sauerstoffatom und zwei Positronen aufgebaut ist. Würden die sich nicht gegenseitig annihilieren?

€dit: habs gerade nachgelesen, Annihilierung gibt es nur mit dem genauen antiteilchen-.-

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5786 Wohnort: Heidelberg

Also, ich habe mir ehrlich gesagt darüber noch nie so richtig Gedanken gemacht und das auch noch nie wirklich definitiv gelesen oder gesagt bekommen, aber so weit ich weiß können nur Paare aus ansonsten identischen Teilchen und Antiteilchen annihilieren. Bei Elektronen und Positronen muß ja wenigstens die Leptonenzahl erhalten bleiben und deshalb wäre eine einfache Annihilation von z. B. Elektron und Antimyon nicht möglich. Ich denke, dass man da immer irgendwas finden kann, das nicht erhalten wäre, wenn man ein unterschieliches Paar versuchen würde zu annihilieren.
Aber wirklich Ahnung habe ich da jetzt auch nicht. Hast Du schon mal sonst irgendwie im Internet gesucht? Mich würde da eine klare Aussage mit richtiger Begründung auch mal interessieren!

Gruß
Marco

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Einverstanden, Annihilation gibt es nur mit dem direkt dazu passenden Antiteilchen. Denn beide Annihilationspartner müssen ja genau entgegengesetzte Ladung, gleiche Masse, etc. (also, allgemein gesagt, genau entgegengesetzte, symmetrische Eigenschaften) haben, damit bei der Vernichtung die Erhaltungssätze gelten können.

Positronisches Wasser würde nach dem obigen Link aus einem Sauerstoffatom und zwei Positroniumatomen bestehen.

Also aus den Protonen, Neutronen und Elektronen des Sauerstoffatoms, sowie aus den zwei Elektronen und den zwei Positronen aus den beiden Positroniumatomen.

Dass Positronium sehr kurzlebig ist, weil das Elektron und das Positron in ihm schnell mteinander annihilieren, habe ich ja oben schon gesagt. Das dürfte also der begrenzende Faktor für die Lebensdauer eines Moleküls von positronischem Wasser sein.

Und es im übrigen nicht so ganz einfach machen, so ein Molekül überhaupt herzustellen.