Physik: wie können Elementarteilchen zerfallen, wenn sie elementar sind, also aus keinen weiteren Teilchen bestehen und keine innere Struktur haben,?
5 Antworten
bei Elementarteilchen finden Umwandlungen statt, kein Zerbröseln in kleinere Stückchen. Das ist kein Lego.
https://de.wikipedia.org/wiki/Lepton
zerfallen nicht. Sie wandeln sich höchstens in andere Teilchen unter Einhaltung der Erhaltungsgrößen um.
https://de.wikipedia.org/wiki/Hadron
wurden früher auch als Elementarteilchen bezeichnet, sie sind aber nach dem
https://de.wikipedia.org/wiki/Standardmodell_der_Teilchenphysik
aus Quarks zusammen gesetzt. Sie können (ebenfalls unter Einhaltung der Erhaltungsgrößen) zerfallen, z.B. zerfällt das Neutron ausserhalb des Atomkerns mit einer Halbwertszeit von etwa 15min in ein Proton, ein Elektron und ein Neutrino.
Außer die Symmetrien der Erhaltungsgrößen gelten im Kontext nicht. Denn dann wären die Größen ja nicht mehr erhalten(z. B. Photonenstreuung im Vakuum).
Jedes einzelne der "Elementarteilchen" im Sinne des Standardmodells ist Verklumpung abzählbar unendlich vielen harmonischer Wellen im Feld der physikalischen Grundkräfte (mindestens dann, wenn so ein Teilchen Fermion ist und damit eine weitgehend stehende Welle im Feld).
Mathematisch gesehen sind diese harmonischen Wellen — als die dann wirklich kleinsten, nicht weiter zerlegbaren Bausteine aller Strahlung und Materie — zu finden durch Fourier-Transformation der de-Broglie-Welle einzeln beobachbarer Teilchen. Man nennt sie QuBits (da die Bezeichnung "Ur" für "Uralternative", die der Quantenphysiker Carl Friedrich v. Weizsäcker vorgeschlagen hatte, sich nicht durchgesetzt hat).
Vorsicht aber: QuBits in Quantencomputern sind nur effektive QuBits, da jedes einzelne davon ebenfalls ein Bündel bestehend aus abzählbar unendlich vielen harmonischen QuBits darstellt.
Dass die Elementarteilchenphysik satt harmonischer QuBits ganze Bündel von ihnen als "Elementarteilchen" einstuft, liegt daran, dass Gegenstand der Teilchenphysik einzeln beobachtbare Teilchen sind, solche also, die man z.B. mit Hilfe von Streuexperimenten oder Elektronenmikroskopen untersuchen kann. Harmonische QuBits aber - als die wirklich unteilbaren - sind virtuelle Teilchen, einzeln also nicht beobachtbar.
Auch noch wissenswert:
Man sollte nicht glauben, dass all die vielen QuBits, aus denen sich ein Elementarteilchen im Sinne des Standardmodells zusammensetzt, gleich lang existieren. Ganz im Gegenteil: Ständig wird Quantenfluktuation sie (weitgehend unabhängig von einander) zerstören und neue schaffen.
Sie zerfallen nicht in der Wirklichkeit , sondern nur in der Fantasie der theoretischen Physiker 🤪 !
Zwei davon können in andere Elementarteilchen zerfallen.
So etwas liegt aber meistens daran, dass man einen einmal gegebenen Namen ungern verändert sobald er sich "eingebürgert" hat. Obwohl "Atom" eigentlich "unteilbar" bedeutet und wir heute wissen, dass dies nicht zutrifft, nennen wir Atome weiter Atome.