Was ist der Unterschied zwischen Quarks und Quanten?

4 Antworten

Grob gesagt:

Quarks sind die kleinsten Materieteilchen, die nicht weiter teilbar sind und eine Masse besitzen.

Quanten sind die kleinstmöglichen Energieportionen, die nicht weiter teilbar sind und keine Ruhemasse besitzen, sondern ausschließlich einen Energieinhalt.


Reggid  08.09.2020, 09:07
Quanten sind die kleinstmöglichen Energieportionen, die nicht weiter teilbar sind und keine Ruhemasse besitzen,....

quarks sind die quanten des zugehörigen feldes. die haben eine masse. so wie viele andere auch.

manche quanten hingegen kann man gar nicht als teilchen interpretieren und von masse und energie sprechen.

Hamburger02  08.09.2020, 10:18
@Reggid

Deshalb habe ich auch geschrieben "Grob gesagt", weil ich schon wusste, dass "Fachleute" ankommen, ins Detail gehen und die Sache damit gleich wieder für einen Laien unverständlich machen. Du bringst in die Überlegung mit hinein, wie "Materieteilchen" als Anregung eines Feldes interpretiert werden können, wobei das zunächst auch nur eine Modellvorstellung ist, denn tatsächlich weiß man bis heute nicht, wie "Masse" entsteht. Insbesonder eine Sache im Standardmodell ist für Laien unverständlich, weil hier Physiker einen Alltagsbegriff "Teilchen" verwenden, aber etwas völlig anderes (bzw. deutlich erweitertes) darunter verstehen als in der Alltagssprache damit gemeint ist. In der Alltagssprache haben Teilchen immer ein Volumen und eine Masse, was aber z.B. Austauschteilchen nicht unbedingt haben. Aber das sind alles Feinheiten, die den Laien nur verwirren, weshalb ich mich, wie gesagt, in meiner Antwort nur auf eine für Laien verständliche (hoffentlich) Grobbetrachtung beschränkt habe. (Hoffentlich habe ich als Nichtphysiker jetzt selber keinen Mist geschrieben ;-) )

Reggid  08.09.2020, 10:37
@Hamburger02

ich sehe aber auch nicht was in einer groben beschreibung, wenn man nicht zu genau sein will, der vorteil darin ist zu sagen sie hätten keine masse. was wird dadurch einfacher?

Hamburger02  08.09.2020, 13:45
@Reggid

Der Vorteil ist zunächst eine Zuordnung von Quanten zur Energie und Quarks zu Materie und so die Frage des Fragestellers auf die einfachtsmögliche Art zu beantworten.

Die klassischen Elementarteilchen wir Neutronen, Protonen und Elektronen bestehen nun mal aus Quarks, während Planck sein Wirkungsquantum h aus Betrachtungen elektromagnetischer Wellen bzw. Photonen herleitete, die aber keine Materie, sondern Energie sind:
h = E / f.

Mit E = m * c^2 kann man dann natürlich auch Masse eine Energie zuordnen und darüber auch Quantenbetrachtungen an Materie anstellen....aber das ist dann schon die Weiterführung.

Reggid  08.09.2020, 16:32
@Hamburger02
Der Vorteil ist zunächst eine Zuordnung von Quanten zur Energie und Quarks zu Materie und so die Frage des Fragestellers auf die einfachtsmögliche Art zu beantworten.

aber wenn es in die komplett falsche richtung geht (quarks werden nicht anders beschrieben als photonen, und die typischen quantenmechanischen effekte sieht man auch an elektronen - die gesamte chemie baut darauf auf), dann hat man irgendwie nicht viel davon wenn es einfach ist.

Hamburger02  08.09.2020, 16:42
@Reggid
und die typischen quantenmechanischen effekte sieht man auch an elektronen

Nachfrage: sind es nicht die Energiesprünge bzw. Energiezustände der Elekronen, die quantenmechanischen Effekten unterliegen?

Reggid  08.09.2020, 17:24
@Hamburger02

du meinst in den atomorbitalen?

ja, hier gibt es z.B. verschiedene quantenzahlen.

ich wüsste aber nicht wie ich z.B. einem drehimpulsquant eine masse (und damit meine ich auch den wert 0) zuordnen könnte.

Hamburger02  08.09.2020, 18:10
@Reggid
du meinst in den atomorbitalen?

Genau.

ja, hier gibt es z.B. verschiedene quantenzahlen.

Dann wäre aber doch hier die Zuordnung zum Energiezustand auch nicht so ganz verkehrt?

Reggid  08.09.2020, 22:16
@Hamburger02

ein drehimpulsquant ist erstmal, wie der name schon sagt, die kleinste einheit des quantisierten drehimpuls, nicht der energie.

erst durch komplizierte effekte wie spin-bahn-Kopplung kommt es dann zur feinstruktur aufspaltung in den atomspektren. das wäre ein beispiel wo ich sagen würde das geht für eine oberflächliche beschreibung zu weit.

und ich sehe immer noch nicht welchen sinn es hat oder welche vereinfachung es ergibt hier von einer masse=0 zu sprechen. ein drehimpuls hat keine masse (weder 0 noch >0), ein drehimpuls hat auch keine energie. weil ein drehimpuls ein drehimpuls ist.

ein quant ist die kleinste einheit von etwas. das kann die energie sein (z.B. energiequanten im harmonischen oszillator als standardbeispiel), aber das kann auch was anderes sein.

Das eine sind Elemaentarteilchen, das andere Beschreibungen eines Teilchens, aka Teilchencharakter

Quarks sind Elementarteilchen, die stark wechselwirken (also mittels der starken Kernkraft, die von Gluonen übertragen wird).

Quanten sind Portionen von quantisierten physikalischen Größen (siehe deine vorherige Frage)

Der Begriff Quark ist übrigens viel neuer als der Begriff Quant, das Quarkmodell ist ca. 50-60 Jahre alt, die Quantenmechanik aber über 100 Jahre.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Masterabschluss Theoretische Physik

Unter Quanten versteht man Materieteilchen und andere Portionen von Energie, für die es sich lohnt, sie mit den Mitteln der Quantenphysik zu beschreiben.

Die größten Teilchen, die man bisher als Quanten zu betrachten versucht hat, sind Fulleren-Moleküle (jedes einzelne besteht aus etwa 60 Atomen).

Schon der Durchmesser selbst kleinster Atome ist um viele Größenordnungen größer als die Plancklänge.

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Quarks sind auch Quanten, aber recht spezielle: Sie treten auf als Bausteine von Protonen und Neutronen (bzw. Antiprotonen und Antineutronen). Quarks sind, genau genommen, stark lokalisierte Strukturzustände innerhalb der Nukleonen. Einzeln treten sie nicht auf.

Mehr dazu sagt das sog. Standardmodell der Elementarteilchen (-physik):

https://www.google.com/search?q=seiteStandardmodellElementarteilchenQuark%2Bspw