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Corbi
Anmeldungsdatum: 17.07.2018
Beiträge: 296
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 Corbi Verfasst am: 01. Aug 2021 16:45 Titel: Wie kommt die Protonenmasse zustande? |
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Die Summe der Massen der Up- und Down-Quarks in einem Proton ist deutlich geringer also die Masse des zusammengesetztes Protons.
Ich habe gelesen, dass dieser Unterschied auf die Energie der Bindung der Quarks zurückzuführen ist. Das verstehe ich nicht. Die Quarks ziehen sich ja gegenseitig an. Die Energie des gebundenen System sollte somit niedriger sein als die Energie des ungebundenen Systems. Warum ist also mehr Masse im gebundenen Zustand vorhanden?
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Die Natur beginnt eben nicht mit Elementen, so wie wir genötigt sind mit Elementen zu beginnen - Ernst Mach |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18077
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| TomS Verfasst am: 01. Aug 2021 18:13 Titel: |
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Man kann in der QCD potentielle und kinetische Energie nicht eindeutig trennen; der Hamiltonian enthält einen Term, der nicht wirklich das eine oder das andere ist.
Schau dir das Zwei-Körper-Problem an: da hast du ein effektives Potential, das neben der eigentlichen potentiellen Energie auch einen kinetischen Drehimpulsbeitrag enthält; hier kannst du das effektive Potential jedoch in diese zwei Terme aufspalten, so dass du genau weißt, was potentielle und was kinetische Energie ist. In der QCD ist das nicht möglich.
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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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Corbi
Anmeldungsdatum: 17.07.2018
Beiträge: 296
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| Corbi Verfasst am: 01. Aug 2021 18:16 Titel: |
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okay und dieser Term ist im Endeffekt für den Großteil der Protonenmasse verantwortlich?
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Die Natur beginnt eben nicht mit Elementen, so wie wir genötigt sind mit Elementen zu beginnen - Ernst Mach |
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Füsik-Gast
Gast
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| Füsik-Gast Verfasst am: 01. Aug 2021 18:16 Titel: QCD |
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Du mußt bei der Betrachtung der Massen von Hadrone,hier der von Protonen die Wechselwirkungen zwischen Quarks und Gluonen berücksichtigen.
Dazu als Einführung den Artikel bei wikipedia zur quantum chromodynamics bindníng energy lesen.
Ohne QCD ist nicht verständliche,wieso die Masse der Quarks allein nur ca. 1% der Masse eines Protons ausmacht.
Füsik-Gast. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18077
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Corbi
Anmeldungsdatum: 17.07.2018
Beiträge: 296
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| Corbi Verfasst am: 02. Aug 2021 08:29 Titel: |
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Okay danke euch!
Ich dachte eigentlich dass ich einen einfach Denkfehler mache und nicht dass es mit Details der QCD zusammenhängt. Dann werd ich mir das mal anschauen.
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Die Natur beginnt eben nicht mit Elementen, so wie wir genötigt sind mit Elementen zu beginnen - Ernst Mach |
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index_razor
Anmeldungsdatum: 14.08.2014
Beiträge: 3259
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| index_razor Verfasst am: 02. Aug 2021 08:41 Titel: |
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Für die Erzeugung der Protonenmasse ist zu einem Großteil die spontane Brechung der (approximativen) Symmetrie bzgl. chiraler Transformationen der leichten Quarkflavors verantwortlich. Dies führt zur Bildung des sogenannten Quarkkondensats, d.h. die Vakuumerwartungswerte  von diversen Produkten von Quarkfeldern, haben einen nichtverschwindenden Wert im QCD-Vakuum. (Andere Beiträge kommen auch vom 4-Quark-, 6-Quark-, etc. sowie von Gluonenkondensaten. Ich weiß aber nicht, in welchem Verhältnis diese Anteile zueinander stehen oder ob man die überhaupt ausrechnen kann.)
Diese Kondensate, d.h. die obigen Erwartungswerte, tauchen, vereinfacht gesagt, bei der Berechnung der Selbstenergie des Protons wieder auf und tragen somit zu dessen Masse bei.
Oft wird die Nukleonenmasse auf das Vorhandensein von "Seequarks" und "-gluonen" neben den Valenzquarks innerhalb des Protons geschoben. Aber ich bezweifle diese Erklärung, da man sich darunter anscheinend sowas wie "virtuelle Teilchen" vorstellt, die für kurze Zeit entstehen und sich dann wieder annihilieren, was besonders in diesem Zusammenhang ein zweifelhaftes Bild ist. Man kann allerdings diese "Seeteilchen" vielleicht als Metapher für das Vorliegen der entsprechenden Kondensate ansehen.
Zuletzt bearbeitet von index_razor am 02. Aug 2021 08:59, insgesamt einmal bearbeitet |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18077
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| TomS Verfasst am: 02. Aug 2021 08:57 Titel: |
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| index_razor hat Folgendes geschrieben: | | Für die Erzeugung der Protonenmasse ist zu einem Großteil die spontane Brechung der (approximativen) Symmetrie bzgl. chiraler Transformationen der leichten Quarkflavors verantwortlich. Dies führt zur Bildung des sogenannten Quarkkondensats, d.h. die Vakuumerwartungswerte von diversen Produkten von Quarkfeldern, haben einen nichtverschwindenden Wert im QCD-Vakuum. (Andere Beiträge kommen auch vom 4-Quark-, 6-Quark-, etc. sowie von Gluonenkondensaten. Ich weiß aber nicht, in welchem Verhältnis diese Anteile zueinander stehen oder ob man die überhaupt ausrechnen kann.) |
Man kann sie ausrechnen und tut dies im Zuge der Lattice QCD und da speziell der Hadron Spectroscopy auch. Allerdings sind diese Details in diversen Fachartikeln „versteckt“.
Was du beschreibst sind jedenfalls die Beiträge einzelner Operator-Erwartungswerte zur Masse.
Mein Punkt war allgemein der, dass die naive Trennung in kinetische und potentielle Energie nicht vollumfänglich funktioniert; wesentliche Beiträge im Hamiltonian stammen aus den Wechselwirkungstermen, und die sind eben nicht eindeutig das eine oder das andere.
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index_razor
Anmeldungsdatum: 14.08.2014
Beiträge: 3259
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| index_razor Verfasst am: 02. Aug 2021 09:07 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | index_razor hat Folgendes geschrieben: | | Für die Erzeugung der Protonenmasse ist zu einem Großteil die spontane Brechung der (approximativen) Symmetrie bzgl. chiraler Transformationen der leichten Quarkflavors verantwortlich. Dies führt zur Bildung des sogenannten Quarkkondensats, d.h. die Vakuumerwartungswerte von diversen Produkten von Quarkfeldern, haben einen nichtverschwindenden Wert im QCD-Vakuum. (Andere Beiträge kommen auch vom 4-Quark-, 6-Quark-, etc. sowie von Gluonenkondensaten. Ich weiß aber nicht, in welchem Verhältnis diese Anteile zueinander stehen oder ob man die überhaupt ausrechnen kann.) |
Man kann sie ausrechnen und tut dies im Zuge der Lattice QCD und da speziell der Hadron Spectroscopy auch. Allerdings sind diese Details in diversen Fachartikeln „versteckt“.
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Ok, ich hatte beim googlen zwar Artikel gefunden, die höherdimensionale Kondensate bei der Massenberechnung mit einbeziehen. Aber alle schienen diese mittels Näherung auf das  -Kondensat zurückzuführen. Ob sich einige auch auf Ergebnisse aus Gitterrechnungen bezogen, habe ich beim Überfliegen nicht mitbekommen. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18077
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| TomS Verfasst am: 02. Aug 2021 10:42 Titel: |
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Die Struktur des Hamiltonians sieht man hier:
https://arxiv.org/abs/1706.02702
Hamiltonian approach to QCD in Coulomb gauge – a survey of recent results
H. Reinhardt, G. Burgio, D. Campagnari, E. Ebadati, J. Heffner, M. Quandt, P. Vastag, H. Vogt
Submitted on 8 Jun 2017
Der „kinetische Teil“ enthält bereits Wechselwirkungen. Der „Coulomb-Teil“ ist wesentlich kompliziert als in der QED; er führt auf eine „effektiv abstoßende Wechselwirkung“ in bestimmten Regimen, d.h. nicht ausschließen Absenkung der Energie.
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