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Mandelbrodt



Anmeldungsdatum: 01.11.2016
Beiträge: 77

Beitrag Mandelbrodt Verfasst am: 09. Jan 2017 15:02    Titel: Reaktion Antworten mit Zitat

Hallo, ich habe die Reaktion gegeben:



Ich soll schauen ob diese Reaktion erlaubt oder verboten ist. Ich soll dazu die Energiebilanz, die Bilanzen der Leptonen, Flavour und Baryonenzahlen sowie die Bilanz der elektrischen Ladung betrachten.

Meine Idee:

1) Energiebilanz:



Die Massen habe ich noch nicht herausgesucht.

2) Leptonen:

ist ein Lepton und ist ein Lepton. ist ein Meson.
Damit müsste die Leptonenanzahl erhalten sein?

3) Flavourzahl:

Für die linke Seite:
Rechte Seite: und 1

Damit ist das Vorzeichen des Flavourzahl unterschiedlich. Ist damit die Reaktion verletzt?

4) Baryonenzahl:
Was ist hier zu vergleichen? Baryonen setzen sich doch aus drei Quarks zusammen.

5) Ladung:

Links: Myon besitzt Ladung
Rechts: Pion ist ungeladen und also ist die rechte Seite ?

Damit wäre auch die Ladungserhaltung verletzt und die Reaktion kann so nicht stattfinden.

Geht das so?

Grüße!
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 4171

Beitrag Myon Verfasst am: 09. Jan 2017 15:52    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Mandelbrodt

Zu 1) Ja, die Massen musst Du Dir noch anschauen.

Zu 2) Vorher und nachher ist , die anderen Leptonenfamilienzahlen sind gleich null. Die Reaktion wäre somit möglich.

Zu 3) , die Summen aller Quark-Flavours sind also vorher und nachher gleich null.

Zu 4) Die Baryonenzahl ist die Summe der Quarks minus der Antiquarks, sie ist vorher und nachher gleich null

Zu 5) Vom Pion gibt es neutrale und geladene Versionen, das hat die Ladung +e, die Ladung bliebe somit erhalten.
Mandelbrodt



Anmeldungsdatum: 01.11.2016
Beiträge: 77

Beitrag Mandelbrodt Verfasst am: 09. Jan 2017 16:17    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Myon,

1) Hier habe ich die Massen gefunden:









Hier müsste eigentlich das wegfallen das nur MeV übrig bleibt. Warum geht das nicht?

2) Ich habe zur Leptonenzahl den Wikipedia Artikel gefunden: https://de.wikipedia.org/wiki/Leptonenzahl

Wie bzw hast du mit der Formel das ausgerechnet?

3) Wie kommst du darauf? Ich checke das noch nicht so ganz mit diesen neuen Quantenzahlen ...

4)Links in die Reaktionsgleichung steht doch ein Lepton und rechts ein Meson. Da ist doch die Reaktionsgleichung doch nicht erfüllt?

5)

und

Dann haben wir doch auf der linken Seite der Reaktionsgleichung -1 und rechts +1 oder nicht? Dann ist doch die Ladungserhaltung verletzt .... grübelnd

Grüße und Danke!
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 4171

Beitrag Myon Verfasst am: 09. Jan 2017 17:35    Titel: Antworten mit Zitat

Zu 1) Ja, es bleiben Energien in MeV übrig. Da das Myon leichter ist als das Pion, ist die Reaktion nicht möglich.

2) Die Leptonenfamilienzahlen , und müssen jede für sich erhalten sein, damit ist auch die Summe der Leptonen insgesamt, die Leptonenzahl L, erhalten. Nur die Neutrinos können in manchen Fällen "im Flug" ihr Flavour ändern (Neutrinooszillation).

3) Jetzt kam ich grad selber ins Schleudern. Die Frage ist Anlass für mich, mal das Fach Kern- und Teilchenphysik zu repetieren - wenn ich doch noch eine so schöne Zusammenfassung habe... Die Quarks des Pions haben beide die Isospinkomponente I_z=+1/2, diese ist also nicht erhalten. Bei einem schwachen Prozess, wie dieser einer wäre, muss er das aber auch nicht. Die meisten positiven Pionen zerfallen ja gemäss .

4) Die Anzahl der Mesonen muss nicht erhalten sein, nur die Baryonenzahl (Anzahl Quarks minus Antiquarks). Mesonen haben die Baryonenzahl B=0, können also erzeugt werden und verschwinden.

5) Das ist das Antiteilchen des , hat also wie das die Ladung +e. Die Ladung bliebe erhalten.

Einen Überblick über die Erhaltungsgrössen bei Reaktionen findest Du hier.
Mandelbrodt



Anmeldungsdatum: 01.11.2016
Beiträge: 77

Beitrag Mandelbrodt Verfasst am: 09. Jan 2017 18:32    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Myon

1) Werden auf der rechten Seite demnach die Massen addiert? Es ist nämlich so dargestellt als ob man sie multiplizieren müsste?







Da die Energiebilanz negativ ist wäre der Zerfall somit nicht möglich?


2) Ich denke jetzt habe ich es besser verstanden dank deinem Link. Noch eine Frage, wie kommst du darauf das gilt?

3) Du hast also lediglich bei der Flavour Zahl den Isospin des Pions nachgeschaut? Leptonen besitzen keinen Isospin? Laut Wikipedia besitzt ein Pion allerdings den Isospin 1
https://de.wikipedia.org/wiki/Pion

Wenn Leptonen keinen Isospin besitzen dann stimmt linke und rechte Seite nicht überein da nur rechts ein Isospin auftaucht.

4) Ok, Mesonen besitzen die Baryonenzahl 0 und damit ist die Baryonenzahl erhalten.

5) Das ist mir jetzt klar, danke

Fazit: Da Energiebilanz und Isospin nicht erhalten ist diese Reaktion nicht möglich.

Danke
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 4171

Beitrag Myon Verfasst am: 09. Jan 2017 19:42    Titel: Antworten mit Zitat

1) Ja, die Summe der Massen bzw. Energien muss links mindestens so gross sein wie rechts, was hier nicht der Fall ist.

2) Für das gilt , für das gilt .

3) Das Pion hat den Isospin 1 mit drei verschiedenen Einstellungen der Komponente I_z (, , ). Bei schwachen Prozessen muss der Isospin nicht erhalten sein, das würde also m.E. nicht gegen den Zerfall sprechen.
Mandelbrodt



Anmeldungsdatum: 01.11.2016
Beiträge: 77

Beitrag Mandelbrodt Verfasst am: 09. Jan 2017 21:19    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Myon,

1) Warum steht auf der rechten Seite die Darstellung wenn bei der Energiebilanz die Massen addiert werden? Ähnlich wie bei dem Alpha, Gamma, Betazerfall? Dort werden die Teilchen auch die ein Pluszeichen getrennt aber hier nicht?


Ich habe noch eine weitere Reaktionen die ich zu untersuchen habe. Eine wollte ich noch kurz durchsprechen um zu schauen ob ich den Rest alleine hinbekomme.



1) Energiebilanz:





Hier wird deutlich das die Reaktion nicht eintreten kann da die Energiebilanz negativ ist.

2)Leptonenbilanz:

und damit ist die Leptonenzahl erhalten

3) Flavourzahl

Das hat den Isospin . Der Isospin müsste allerdings Null sein damit Erhaltung gilt?

4) ist ein Meson und damit ist die Baryonenzahl Null. Also gilt Erhaltung.

5) und ,

Damit gilt Ladungserhaltung.

Bis auf 3) müsste das denke ich mal passen.

Grüße


Zuletzt bearbeitet von Mandelbrodt am 09. Jan 2017 21:40, insgesamt einmal bearbeitet
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8210

Beitrag jh8979 Verfasst am: 09. Jan 2017 21:31    Titel: Antworten mit Zitat

Woher hast Du eigentlich Deine Neutrino-Massen? Das würde alle Teilchenphysiker mal brennend interessieren Augenzwinkern
Mandelbrodt



Anmeldungsdatum: 01.11.2016
Beiträge: 77

Beitrag Mandelbrodt Verfasst am: 09. Jan 2017 21:42    Titel: Antworten mit Zitat

Ich habe die Masse überarbeitet da sie wohl falsch war. Ich habe auscersehen die Masse des Elektron Antineutrinos genommen.
Ich habe die Massen aus der englischen Wikipedia
https://en.wikipedia.org/wiki/Lepton

Grüße
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 4171

Beitrag Myon Verfasst am: 09. Jan 2017 21:46    Titel: Antworten mit Zitat

Zur Schreibweise: Zum Teil wird das Pluszeichen einfach weggelassen, das hat aber nichts mit einer Multiplikation zu tun.

1) Die Masse eines -Leptons ist 1.78 GeV/c^2, energetisch ist der Zerfall also möglich.

2) Ja, der Isospin ist auch hier nicht erhalten. Das ist aber möglich, da es sich um einen schwachen Prozess handelt (ist immer der Fall, wenn Neutrinos beteiligt sind).

Der Zerfall ist somit möglich und findet (u.a.) auch so statt.
Mandelbrodt



Anmeldungsdatum: 01.11.2016
Beiträge: 77

Beitrag Mandelbrodt Verfasst am: 09. Jan 2017 21:56    Titel: Antworten mit Zitat

Ok, noch kurz zur Schreibweise. Dann wäre es beim Beta Minus Zerfall also auch korrekt zu schreiben?



Grüße
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8210

Beitrag jh8979 Verfasst am: 09. Jan 2017 22:01    Titel: Antworten mit Zitat

Mandelbrodt hat Folgendes geschrieben:
Ich habe die Masse überarbeitet da sie wohl falsch war. Ich habe auscersehen die Masse des Elektron Antineutrinos genommen.
Ich habe die Massen aus der englischen Wikipedia
https://en.wikipedia.org/wiki/Lepton

Das sind die bekannte Obergrenzen für die Massen, insofern wäre das quasi der worst-casebei der Betrachtung, ob der Zerfall energetisch möglich ist. Da sie aber auf jeden Fall viel kleiner sind als alle anderen auftretenden Massen (und deren Differenzen) würde ich sie lieber gleich zu 0 setzen. So ohne Kommentar irritiert das einen Teilchenphysiker auf jeden Fall. smile
Mandelbrodt



Anmeldungsdatum: 01.11.2016
Beiträge: 77

Beitrag Mandelbrodt Verfasst am: 10. Jan 2017 14:03    Titel: Antworten mit Zitat

Hat noch jemand eine Idee bezüglich meiner Frage zum Beta Zerfall und deren Darstellung?
Bei Wikipedia wird der Zerfall auch immer per + gekennzeichnet. Warum ist das bei anderen Teilchenreaktionen - wie oben - nicht der Fall?

Grüße
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8210

Beitrag jh8979 Verfasst am: 10. Jan 2017 14:06    Titel: Antworten mit Zitat

Mandelbrodt hat Folgendes geschrieben:
Hat noch jemand eine Idee bezüglich meiner Frage zum Beta Zerfall und deren Darstellung?
Bei Wikipedia wird der Zerfall auch immer per + gekennzeichnet. Warum ist das bei anderen Teilchenreaktionen - wie oben - nicht der Fall?

Hat keinen besonderen Grund. Persönlicher Geschmack, von dem der geschrieben hat. Soll beides dasselbe heissen.
Mandelbrodt



Anmeldungsdatum: 01.11.2016
Beiträge: 77

Beitrag Mandelbrodt Verfasst am: 10. Jan 2017 14:10    Titel: Antworten mit Zitat

Gut zu wissen. Danke für die Info. Damit kann hier erstmal dicht gemacht werden. An die restigen Reaktionen setze ich mich nun mal selber. Falls noch etwas unklar ist, werde ich den Thread nochmal aufleben lassen.

Danke und Grüße!
Mandelbrodt



Anmeldungsdatum: 01.11.2016
Beiträge: 77

Beitrag Mandelbrodt Verfasst am: 10. Jan 2017 21:46    Titel: Antworten mit Zitat

Ich muss mich doch noch einmal melden. Bei der Reaktion

Was soll hier sein? Ich finde dazu nichts in meiner Teilchenliste... grübelnd
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8210

Beitrag jh8979 Verfasst am: 10. Jan 2017 21:47    Titel: Antworten mit Zitat

https://de.wikipedia.org/wiki/Antineutron
Mandelbrodt



Anmeldungsdatum: 01.11.2016
Beiträge: 77

Beitrag Mandelbrodt Verfasst am: 10. Jan 2017 22:27    Titel: Antworten mit Zitat

Ok, jetzt habe ich es soweit. Wenn ich das richtig sehe sind alle Größen erhalten bis auf die Flavourzahl da der Isospin nicht erhalten ist ...



Damit ist die Reaktion nicht erlaubt.
Sehe ich das richtig?

Grüße
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 13870

Beitrag TomS Verfasst am: 11. Jan 2017 07:52    Titel: Antworten mit Zitat

Meiner Meinung nach ist es sinnvoll, die elementaren Vertizes in Feynmandiagrammen zu kennen und die Zerfälle graphisch zu prüfen.
_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
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