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Physik » Atom-, Kern-, Quantenphysik » Welche Feynman-Diagramme sind im Rahmen des Standardmodells erlaubt?
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Autor
Universität/Hochschule J Welche Feynman-Diagramme sind im Rahmen des Standardmodells erlaubt?
Neymar
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Themenstart: 2019-10-06


Hallo alle zusammen,

ich sende euch mal eine Aufgabe aus einem Lehrbuch im Anhang (diese habe ich eingescannt) sowie ein in der Aufgabe referenziertes Bild.

Online gibt es Hinweise sowie die Antworten, und ich habe (c), (e) und (k) falsch beantwortet und verstehe noch nicht so ganz, warum. (c), (e) und (k) werden von der Lösung als nicht erlaubt angesehen, ich hatte diese als erlaubt angesehen. Im Folgenden erkläre ich euch, warum ich das so dachte.

(c) Laut Figure 1.4 (siehe unten) haben alle geladenen Teilchen eine em-Wechselwirkung. (Vielleicht ist dies aber nicht erlaubt, da explizit "Never changes flavour" aufgeführt wird. Aber was bedeutet dann "flavour", ist damit die elektromagnetische Ladung gemeint? Ich kenne "flavour" bei Quarks als deren ,,Farbe", also z.B. rot, grün oder blau. Aber vielleicht ist das Wort auch kontextabhängig)

(e) siehe (c)

(k) Also sowohl d (d-Quark) als auch als s (strange-Quark) haben eine Ladung von $-\frac{1}{3}e$. Somit dachte ich, dass das "flavour" nicht verändert wird und das Diagramm somit möglich sein sollte.

Vielleicht würde mir jemand meine Denkfehler erklären?


Gruß,
Neymar


Und hier Figure 1.4:



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zippy
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.1, eingetragen 2019-10-06


2019-10-06 10:44 - Neymar im Themenstart schreibt:
Ich kenne "flavour" bei Quarks als deren ,,Farbe", also z.B. rot, grün oder blau. Aber vielleicht ist das Wort auch kontextabhängig

Das Wort ist innerhalb der Teilchenphysik nicht kontextabhängig, bedeutet aber auch nicht das, was du dir ausgemalt hast. Du kannst aber einfach nachschlagen, was es tatsächlich bedeutet.



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Neymar
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.2, vom Themenstarter, eingetragen 2019-10-06


Sehr gut, danke für den Link!

(i) Ich hätte noch eine weitere Frage: Ich wollte noch ein Diagramm für den Zerfall $\Delta^{+}(\text{uud}) \rightarrow n(\text{udd})\pi^{+}(u\overline{\text{d}}) \ .$

Also ich denke, dass dieser Zerfall mittels starker Wechselwirkung stattfindet, aber wie im Themenstart steht, wird das "flavour" nicht gewechselt. Deshalb weiß ich nicht so ganz, wie man das Diagramm zeichnen würde. Also $u$ kann nur zu $u$ zerfallen, und $d$ zu $d$ bzw. $\overline{\text{d}}$. Aber man hat ja zwei $u$ gegeben, zerfallen diese zu einem $u$?

(ii) $\tau^{-}\rightarrow \pi^{-}\nu_{\tau}$
Musterlösung:

Aber an einer Stelle im Lehrbuch heißt es: "The weak charged-current interaction does not correspond to the usual concept of a force as it couples together different flavour fermions. Since the $W^{+}$ and $W^{-}$ bosons have charges of $+e$ and $-e$ respectively, in order to conserve electric charge, the weak charged-current interaction only couples together pairs of fundamental fermions that differ by one unit of electric charge."

$>$ Aber $\tau^{-}$ hat eine Ladung von $-e$, $d$ und auch $\overline{\text{u}}$ haben zusammen eine Ladung von $-e$. Damit könnte es doch nicht die schwache Wechselwirkung bei diesem Zerfall sein, oder?


Gruß,
Neymar



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zippy
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.3, eingetragen 2019-10-06


2019-10-06 13:20 - Neymar in Beitrag No. 2 schreibt:
Also ich denke, dass dieser Zerfall mittels starker Wechselwirkung stattfindet, aber wie im Themenstart steht, wird das "flavour" nicht gewechselt.

Warum schreibst du hier aber? Dass es kein Flavour-Änderung gibt, ist doch gerade das Merkmal der starken Wechselwirkung.

2019-10-06 13:20 - Neymar in Beitrag No. 2 schreibt:
Also $u$ kann nur zu $u$ zerfallen, und $d$ zu $d$ bzw. $\overline{\text{d}}$. Aber man hat ja zwei $u$ gegeben, zerfallen diese zu einem $u$?

Die drei einlaufenden Quarks werden nur umgeordnet und ein $d\bar d$-Paar entsteht aus dem Nichts.

2019-10-06 13:20 - Neymar in Beitrag No. 2 schreibt:
Aber $\tau^{-}$ hat eine Ladung von $-e$, $d$ und auch $\overline{\text{u}}$ haben zusammen eine Ladung von $-e$. Damit könnte es doch nicht die schwache Wechselwirkung bei diesem Zerfall sein, oder?

Es geht um die Übergänge $\tau^-\to\nu_\tau$ und $u\to d$. Beim ersten ändert sich die Ladung um $0-(-1)=+1$, beim zweiten um $-1/3-2/3=-1$. Also können beide durch ein $W^-$ gekoppelt werden.



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Neymar
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.4, vom Themenstarter, eingetragen 2019-10-06


2019-10-06 14:26 - zippy in Beitrag No. 3 schreibt:
2019-10-06 13:20 - Neymar in Beitrag No. 2 schreibt:
Also ich denke, dass dieser Zerfall mittels starker Wechselwirkung stattfindet, aber wie im Themenstart steht, wird das "flavour" nicht gewechselt.

Warum schreibst du hier aber? Dass es kein Flavour-Änderung gibt, ist doch gerade das Merkmal der starken Wechselwirkung.

$>$ Danke fürs Korrigieren. Ich habe es mal probiert:
Was meinst du soweit?


2019-10-06 13:20 - Neymar in Beitrag No. 2 schreibt:
Aber $\tau^{-}$ hat eine Ladung von $-e$, $d$ und auch $\overline{\text{u}}$ haben zusammen eine Ladung von $-e$. Damit könnte es doch nicht die schwache Wechselwirkung bei diesem Zerfall sein, oder?

Es geht um die Übergänge $\tau^-\to\nu_\tau$ und $u\to d$. Beim ersten ändert sich die Ladung um $0-(-1)=+1$, beim zweiten um $-1/3-2/3=-1$. Also können beide durch ein $W^-$ gekoppelt werden.
$>$ Du hast dich verschrieben, oder? Du meintest vermutlich $\overline{\text{u}}$. Außerdem: Woran erkennt man, dass es bei dem Bild aus Beitrag Nr. 2 zwei Übergänge gibt? Ich dachte wegen der ,,Gleichung" $\tau^{-}\rightarrow \pi^{-}\nu_{\tau}$ dürfte es nur einen Übergang geben.

-- Neymar



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zippy
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.5, eingetragen 2019-10-06


2019-10-06 14:52 - Neymar in Beitrag No. 4 schreibt:
Was meinst du soweit?

Sieht gut aus.

2019-10-06 14:52 - Neymar in Beitrag No. 4 schreibt:
Du hast dich verschrieben, oder? Du meintest vermutlich $\overline{\text{u}}$.

Nein, das ist schon so gemeint, wie es da steht. Denk daran, dass ein einlaufendes $u$ äquivalent zu einem auslaufenden $\bar u$ ist.

2019-10-06 14:52 - Neymar in Beitrag No. 4 schreibt:
Woran erkennt man, dass es bei dem Bild aus Beitrag Nr. 2 zwei Übergänge gibt? Ich dachte wegen der ,,Gleichung" $\tau^{-}\rightarrow \pi^{-}\nu_{\tau}$ dürfte es nur einen Übergang geben.

Da bei dieser Reaktion keine Eichbosonen ein- oder auslaufen, muss es mindestens zwei Vertices geben, zwischen denen ein Eichboson ausgetauscht wird.



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Neymar
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.6, vom Themenstarter, eingetragen 2019-10-06


Danke fürs Feedback soweit.

-- Neymar



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Neymar hat die Antworten auf ihre/seine Frage gesehen.
Neymar hat selbst das Ok-Häkchen gesetzt.
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