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Physik » Atom-, Kern-, Quantenphysik » Erhaltungsätze und Wechselwirkungen
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Kein bestimmter Bereich Erhaltungsätze und Wechselwirkungen
janalp
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Themenstart: 2020-03-09


Hallo zusammen,

ich habe ein Foto hochgeladen, das die Aufgabe und die Lösungen enthält. Mir fehlen die Begründungen der Lösungen...also warum hat zB K^+ -> (mu^+)(nu_mu) nur mit der schwachen WW zu tun und nicht die anderen? Und die Begründungen der Erhaltungssätze verstehe ich auch nicht. Kann mir jemand sie erklären?





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wladimir_1989
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.1, eingetragen 2020-03-09


Hallo janalp,

für diese Frage musst du wissen, welche Teilchen welchen Wechselwirkungen unterliegen. So "spüren" die Neutrinos nur die schwache Wechselwirkungen, das heißt alle Prozesse, die Neutrinos enthalten, müssen Folge der schwachen Wechselwirkung sein. Alle geladenen Teilchen können elektromanetisch wechselwirken. Auch Photonen wechselwirken ausschließlich elektromagnetisch mit geladenen Teilchen. Beim zweiten Zerfall hat man z.B. Photonen, der Prozess muss also elektromagnetisch ablaufen. Das Pion links ist zwar neutral, besteht aber aus einem Quark-Antiquark-Paar, das mit Photonen wechselwirken kann. Alle geladenen Teilchen können prinzipiell auch schwach wechselwirken, deswegen sind im vierten Beispiel beide Wechselwirkungen angegeben. In der Praxis ist der Anteil der schwachen Wechselwirkung meistens aber sehr klein, da sie viel schwächer als die elektromagnetische Wechselwirkung ist. Teilchen, die aus Quarks bestehen, also Baryonen und Mesonen können die starke Ḱraft spüren. Folglich werden Prozesse, wo auf beiden Seiten solche Teilchen stehen und keine Erhaltungssätze verletzt sind vor allem über die starke WW ableufen, da sie viel stärker als die anderen WW's ist.

Bei der zweiten Tabelle musst du dir die einzelnen Erhaltungssätze anschauen. Im Prinzip musst du einfach nur zählen, wieviele Baryonen und Leptonen es auf den beiden Seiten der Reaktion gibt und die Gesamtladung auf beiden Seiten anschauen. So haben wir z.B. in der dritten Zeile links ein Baryon stehen, links aber keinen. Damit ist die Baryonenzahlerhaltung sicher verletzt. Im Übrigen bin ich mit der Baryonenzahlverletzung in der ersten Zeile nicht einverstanden. Auf beiden Seiten haben wir 13 Baryonen.


lg Wladimir


lg Wladimir



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janalp
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.2, vom Themenstarter, eingetragen 2020-03-12


Hallo Wladimir,

vielen Dank für die Auskunft und Entschuldigung für die Verspätung. Ich habe ein paar Fragen deinem Beitrag.

"Alle geladenen Teilchen können elektromanetisch wechselwirken."

Da K positiv geladen ist, was schließt es aus, dass es da keine elektromagnetische WW gibt?

Was ist genau die letzte Reaktion? Es steht auf beiden Seiten das gleiche.

Warum ist die Leptonzahlerhaltung verletzt bei der letzten? Auf Wikipedia () steht es:

"Conservation of the leptonic numbers means that the number of leptons of the same type remains the same, when particles interact. This implies that leptons and antileptons must be created in pairs of a single generation."

Ich verstehe "type" als das Teilchen und das Antiteilchen und das ist was die letzte zeigt. Aber als Beispiel gibt es auf Wikipedia e_- + e_+ -> photon + photon. Also heißt das, dass alle Beta- und Alpha-Zerfälle die Leptonzahlerhaltung verletzten?



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wladimir_1989
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.3, eingetragen 2020-03-12


Hallo,

2020-03-12 01:06 - janalp in Beitrag No. 2 schreibt:

"Alle geladenen Teilchen können elektromanetisch wechselwirken."

Da K positiv geladen ist, was schließt es aus, dass es da keine elektromagnetische WW gibt?




das Neutrino auf der rechten Seite ist neutral. Es müssen natürlich alle Teilnehmer der Reaktion elektromagnetisch wechselwirken, also entweder geladene Teilchen sein oder Photonen. Neutrinos wechselwirken sowieso nur schwach. Folglich läuft jede Reaktion, die Neutrinos beinhaltet unter schwacher Wechselwirkung.

2020-03-12 01:06 - janalp in Beitrag No. 2 schreibt:

Was ist genau die letzte Reaktion? Es steht auf beiden Seiten das gleiche.




Die letzte Reaktion ist eine Streuung eines Elektrons an einem Muon-Antineutrino. Man kann sich das im Prinzip wie ein Stoß zwischen zwei Teilchen vorstellen, nur dass er nicht direkt passiert, sondern durch ein internes Teilchen, in diesem Fall ein Z-Boson vermittelt wird.

2020-03-12 01:06 - janalp in Beitrag No. 2 schreibt:

Warum ist die Leptonzahlerhaltung verletzt bei der letzten? Auf Wikipedia () steht es:

"Conservation of the leptonic numbers means that the number of leptons of the same type remains the same, when particles interact. This implies that leptons and antileptons must be created in pairs of a single generation."

Ich verstehe "type" als das Teilchen und das Antiteilchen und das ist was die letzte zeigt. Aber als Beispiel gibt es auf Wikipedia e_- + e_+ -> photon + photon. Also heißt das, dass alle Beta- und Alpha-Zerfälle die Leptonzahlerhaltung verletzten?

In der letzten Rektion hat man rechts keine Leptonen und rechts ein Positron und ein ELektron-Antineutrino, beide Teilchen gehören zwar zumselben "type" von "elektronartigen" Leptonen (oder Leptonen der ersten Generation), sind aber beides Antiteilchen und haben damit beide die selbe Leptonzahl -1. Die Gesamtleptonzahl ist also 0 rechts und -2 links. Damit ist das auch kein Beta-Zerfall. Beim richtigen Beta-Zerfall müsste das Neutrino ein Elektron-Neutrino und kein Elektron-Antineutrino sein. "Echte" Beta-Zerfälle verletzen also  die Leptonzahlerhaltung nicht.

lg Wladimir





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janalp
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.4, vom Themenstarter, eingetragen 2020-03-12


Danke das ergibt jetzt Sinn.

Ich habe noch ein paar Fragen:



Da muss man erklären, warum die Reaktion erlaubt ist und welche WW dominant ist. Falls sie nicht erlaubt ist, die Verletzung schreiben.

h ist, glaube ich, nicht erlaubt, weil die Leptonzahlerhaltung verletzt ist.
g - ich habe gelesen, dass Mesonen ohne Ladung und Flavor-Quantenzahlen  auch elektromagnetisch in Photonen zerfallen können. Sind etas immer neutral?
f und e bin mir nicht sicher.



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wladimir_1989
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.5, eingetragen 2020-03-13


Hallo janalp,

h) ist tatsächlich nicht erlaubt. Man bräuchte ein Antimuon-Neutrino. Ein weitere Grund ist, die Verletzung "Charmness".

g) geht elektromagnetisch. Hier muss man beachten, dass \(\eta\) kein Elementarteilchen ist und aus geladenen Quarks und Antiquarks besteht, die elektromagnetisch wechselwirken können. Da \(\eta\) aber insgesamt neutral ist, kann es zu Photonen zerfallen. Hier ist aber wichtig, dass es nicht zu einem Photon zerfallen kann, aufgrund von Energie-Impulserhaltung.

Bei e) haben einen Zerall durch schwache Wechselwirkung. Der Zerfall durch starke Wechselwirkung ist hier verboten, da das Kaon ein Antistrange Quark enthält, während Pionen keine strange Quarks enthalten. DIe Strangeness ist aber bei starker Wechselwirkung erhalten, jedoch nicht bei schwacher.

Der Prozess in f) sollte dagegegen unter starker Wechselwirkung ablaufen, da wir auf der rechten Seite insgesamt ein Strange-Antistrange Paar haben (antistrange im Kaon und strange in \(\Lambda\)-Baryon)

lg Wladimir




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janalp
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.6, vom Themenstarter, eingetragen 2020-07-14 23:40


Hi Wladimir! Vielen Dank für die Info. Ich habe den Post übersehen. Alles ergibt Sinn außer was unten steht -- meinst du Verletzung des Strangness? Es gibt kein Charmness von h.

2020-03-13 13:02 - wladimir_1989 in Beitrag No. 5 schreibt:

h) ist tatsächlich nicht erlaubt. Man bräuchte ein Antimuon-Neutrino. Ein weitere Grund ist, die Verletzung "Charmness".





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Folgende Antworten hat der Fragesteller vermutlich noch nicht gesehen.
Er/sie war noch nicht wieder auf dem Matheplaneten
wladimir_1989
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.7, eingetragen 2020-07-21 02:47


Hi janalp,

ich habe in der Tat, die Verletzung der Strangeness gemeint, sorry. Eigentlich ist das hier kein Argument, da dieses Prozess sowieso nur die schwache Wechselwirkung hätte ablaufen können, wobei dort die Strangeness nicht unbedingt erhalten bleibt. Somit sollte man das mit der Strangeness am besten komplett streichen.


lg Wladimir



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