Ontologie der Elementarteilchen
In Kapitel 2 wurde erläutert, in welcher Weise in SMEP die Ergebnisse der modernen Elementarteilchenphysik zusammengeführt werden. In Kapitel 5 wurde weiterhin gezeigt, inwiefern sich SMEP mit den Werkzeugen des wissenschaftstheoretischen Strukturalismus
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ner, Zur Ontologie der Elementarteilchen, DOI 10.1007/978-3-658-09683-0_6, © Springer Fachmedien Wiesbaden 2015
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6 Ontologie der Elementarteilchen
6.2 Grundeigenschaften der Elementarteilchen Zu Beginn dieses Abschnittes werden nochmals einige wichtige Eigenschaften verschiedener Arten von Elementarteilchen erläutert. Bei dem Elektron sowie dem Proton geht man jeweils nach heutigem Stand von einer Lebensdauer aus, die deutlich über dem Alter des Universums (also der verstrichenen Zeit seit dem Urknall) liegt.
6.2.1 Leptonen Das bekannteste Lepton ist das Elektron. Es handelt sich beim Elektron um das leichteste, geladene Elementarteilchen.1 Aufgrund der Energieerhaltung kann es sich daher nicht in ein anderes Teilchen umwandeln. In der Tat konnte bis heute kein Zerfall eines Elektrons empirisch nachgewiesen werden. Daher wird das Lepton e heute als stabil angesehen, die Lebenszeit wird mit mindestens 1024 Jahren angesetzt. Im Rahmen meiner Arbeit gehe ich von einem fundamentalen Lepton L aus, welches einen Freiheitsgrad Leptonen − F lavour aufweist. Je nach Wert dieses Freiheitsgrades kann das Lepton L in einer der 6 bekannten Formen e, μ, τ bzw. νe , νμ , ντ nachgewiesen werden. Umwandlungen der Leptonen ineinander sind somit möglich. Der Leptonen-Flavour stellt keine Erhaltungsgröße dar, da durch die Neutrino-Oszillationen unterschiedliche Neutrinos ineinander umgewandelt werden können.
6.2.2 Quarks Die Quarks sind die Bestandteile der Hadronen und der Mesonen. Hadronen wir Neutron und Proton setzen sich jeweils aus 3 Quarks zusammen. Quark-Antiquark-Paare können bei Proton-AntiprotonKollisionen erzeugt werden. 1
Siehe hierzu Tabelle 2.2.
6.2 Grundeigenschaften der Elementarteilchen
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In schweren Neutronensternen kann die Gravitation evtl. Neutronen in Einzelquarks zerlegen, wobei sich z. B. ein d-Quark in ein s-Quark umwandelt. Die gewöhnliche Materie besteht aus u- und d-Quarks, da die Neutronen und Protonen ausschließlich aus diesen Teilchen aufgebaut sind. Im Rahmen meiner Arbeit gehe ich von einem fundamentalen Quark Q aus, welches einen Freiheitsgrad Quark −F lavour aufweist. Je nach Wert dieses Freiheitsgrades kann das Quark Q in einer der 6 bekannten Formen d, u, s, c, b, t bzw. nachgewiesen werden. Umwandlungen der 6 Arten von Quarks ineinander sind möglich und u.a. anderem notwendige Voraussetzung für den β-Zerfall . Der Quark-Flavour stellt keine Erhaltungsgröße dar. Im Gegensatz dazu stellt die Baryonzahl eine strenge Erhaltungsgröße dar. Hierdurch wird die Stabilität der Quarks bzw. der aus Quarks aufgebauten Teilchen garantiert. Das Quark Q wird heute als stabil angesehen.
6.2.3 Proton Zusammen mit dem Neutron ist das Proton für ca. 99 % der Masse des sichtbaren Universums verantwortlich. Bei dem Proton handelt es sich um das leichteste Baryon, wegen der notwendigen Erhaltung der Baryonzahl muss es daher stabil sein. Die aktuellen Experimente setzen eine Lebenszeit von mindestens 1032 Jahren an. Das Proton besteht aus Valenzquarks, die umgeben werden von einem See aus Gluonen sowie Qu
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