Masse durch Quarks

Von der Genetik bis zur Quantenphysik, von der Atomkraft bis zur Künstlichen Intelligenz. Das weite Feld der modernen Naturwissenschaften und ihrer faszinierenden Entdeckungen und Anwendungen.
Ipsissimus
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Di 8. Okt 2013, 17:37 - Beitrag #1

Masse durch Quarks

François Englert hatte gemeinsam mit dem inzwischen verstorbenen Robert Brout dieselbe Idee entwickelt wie Peter Higgs: Ein omnipräsentes Feld durchzieht den Raum, heute Higgs-Feld genannt. Und erst durch die Wechselwirkung mit ihm erhalten Partikel Masse.

Allerdings ist das Higgs-Feld nur für einen geringen Teil der Masse verantwortlich, mit der man im Alltag zu tun hat. "Nehmen wir zum Beispiel diesen Tisch", sagt Physikerin Stachel. "Nur zwei bis drei Tausendstel seiner Masse gehen auf den Higgs-Mechanismus zurück." Ein Proton habe eine Masse von einem Gigaelektronenvolt (GeV). Es bestehe aus drei Quarks mit jeweils nur zwei bis drei Megaelektronenvolt (MeV) - weniger als einem Prozent der Gesamtmasse.

Nur dieser kleine Anteil stamme vom Higgs-Feld. "Die übrige Masse entsteht durch die Wechselwirkung der Quarks", erklärt Stachel. Die Entdeckung des dahinter stehenden Mechanismus hatte dem japanischen Forscher Yichir Nambu bereits 2008 den Physik-Nobelpreis beschert.


http://www.spiegel.de/wissenschaft/natu ... 26775.html, fett von mir

Masseerzeugung durch Interaktion von Quarks, Traitor, übernehmen Sie! ^^

Traitor
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Di 8. Okt 2013, 17:56 - Beitrag #2

Kurze Version: m=E/c^2=1/c^2 (Ruheenergie(Einzelquarks)+KinetischeEnergie(Einzelquarks)+Interaktionsenergie) = m(Einzelquarks) + 1/c^2 (KinetischeEnergie(Einzelquarks)+Interaktionsenergie)

Minimal unkürzere Version: Zusammengesetzte Teilchen oder Systeme, egal ob Protonen, Kerne oder Atome, haben immer eine "Bindungsenergie", die sich aus den anziehenden Kräften ergibt. Die Bindungsenergie von Elektronen in Atomen ergibt den Photoeffekt, die in Atomkernen die Energiefreisetzung bei Kernspaltung oder -fusion. Je stärker die bindende Kraft und je leichter die Einzelteilchen, desto größer der Anteil der Bindungsenergie an der Masse des Gesamtsystems. Ist sie bei Atomen nur eine kleine (aber wichtige) Korrektur, dominiert sie bei Nukleonen deutlich.
Die "drei Quarks" sind dabei auch nur eine Vereinfachung, es gibt ja noch den "See" virtueller Quarks und Gluonen, der bei der Berechnung der Bindungsenergie essentiell ist.

Lange Version

Ipsissimus
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Di 8. Okt 2013, 21:38 - Beitrag #3

und wofür hat Nambu den Nobelpreis bekommen? Weil er diese Bindungsenergie entdeckte?

Traitor
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Di 8. Okt 2013, 22:45 - Beitrag #4

Nambus offizielle Preis-Widmung von 2008 war "for the discovery of the mechanism of spontaneous broken symmetry in subatomic physics". (Darüber hatten wir iirc auch einen längeren Thread.) Das hat der SpOn-Autor wohl irgendwie mit seinen Beiträgen zur Theorie der Starken Wechselwirkung (Quantenchromodynamik) verwechselt. Mit denen gehört er in gewissem Sinne zu den indirekten Vätern der Gesamtmassenerklärung, wenn auch das Grundkonzept einigermaßen trivial ist und zur konkreten Berechnung sicher andere mehr beigetragen haben. (Wenn es keine konkreten Detailbeiträge von Nambu gibt, die ich nicht kenne.)

Das hebräisch wirkende "Yichir Nambu" sieht übrigens verdächtig danach aus, als hätte Herr Dambeck den Namen stumpf aus Wikipedia kopiert, wo in transliterativer Überkorrektheit "Yōichirō" geschrieben wird, und das SpOn-CMS unterstützte diese Streber-Sonderzeichen dann nicht. :D "Yoichiro" sollte er heißen.

janw
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Mi 9. Okt 2013, 00:00 - Beitrag #5

Die Masse also ein Zusammenwirkungsprodukt, bzw. eigentlich Masse an sich inexistent, da nur Ausdruck der Kraftwirkungen?

Traitor
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Do 10. Okt 2013, 11:18 - Beitrag #6

Immer dieser Fetisch mit "existent" und "inexistent". Auf welcher Ebene, nach welchen Kriterien?

Nach "es existiert nur, was sich nicht auf grundlegendere Erklärungen zurückführen lässt" existiert Masse nicht, denn "Masse" ist immer nur Kurzform für "lokalisierte Interaktionsenergie im Ruhesystem des betrachteten Interaktionspartners". Ein Grundanteil kommt vom Higgs, weiter können andere Fundamentalfelder dazu beitragen ("Selbstenergie" des Teilchens im jeweiligen Feld), bei zusammengesetzten Systemen dazu noch die Wechselwirkungen der Konstituenten (inkl. virtueller) untereinander.

Nach "es existiert, was wechselwirkt" (ontologisch fragwürdigerweise ausgedehnt auf Eigenschaften) existiert Masse, denn als schwere Masse ist sie die "Ladung"sgröße der Gravitation. Zudem als träge Masse Grundgröße der Kinematik.

Letztlich sind beschreibende Konzepte immer nur nützlich oder nicht, und der Grad dieser Nützlichkeit hängt von der Detailliertheit der aktuellen Betrachtung ab.

Ipsissimus
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Do 10. Okt 2013, 13:24 - Beitrag #7

warum nur entlockt mir das ein Schmunzeln^^ vielleicht weil das so weit von dem entfernt ist, was sich Normalo als festen Unterbau des Universums vorstellt wie ... ja, Treibsand von festem Boden^^

Existenz als ein ziemlich aufgeblähtes Nichts^^ das finde ich spirituell und sonstwie äußerst befriedigend^^

janw
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Do 10. Okt 2013, 17:46 - Beitrag #8

Masse als emergente Erscheinung, trifft es das besser?

Ipsi, Existenz als attribuiertes Nicht vielleicht?

Ipsissimus
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Do 10. Okt 2013, 18:49 - Beitrag #9

da hätte ich nichts dagegen, Jan^^ aber Traitor wahrscheinlich^^

Maglor
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Do 10. Okt 2013, 20:37 - Beitrag #10

Die Masse eines Quarks beträgt 250 oder 500 Gramm, je nach Verpackungsgröße.

Traitor
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Do 10. Okt 2013, 21:20 - Beitrag #11

Zitat von Ipsissimus:vielleicht weil das so weit von dem entfernt ist, was sich Normalo als festen Unterbau des Universums vorstellt wie ... ja, Treibsand von festem Boden^^
Treibsand kann anscheinend überraschend stabil sein, wenn man ihn als Modelliermasse nutzt. ;)

Zitat von Ipsissimus:Existenz als ein ziemlich aufgeblähtes Nichts^^^
Zitat von janw:Ipsi, Existenz als attribuiertes Nicht vielleicht?
Hier ging es bisher um "Existenz" als "Eigenschaft des Existierens", dazu wären als sinnvolle Aussagen, die sprachlich in die Richtung gehe, nur Verneinungen denkbar wie "Es gibt keine Existenz" oder "Nichts existiert". Direkt Sinn ergeben eure beiden Floskeln nur für die Bedeutung von "Existenz" als "Menge allen Existierenden" und sehr weiche "Nichts"-Begriffe (die nicht inhärent Nichtexistenz ausschließen). Das ist dann aber ein völlig anderes Thema.

Zitat von janw:Masse als emergente Erscheinung, trifft es das besser?
Nicht unbedingt, da es sich beim Elementarteilchen mit oder ohne Higgswechselwirkung ja nicht im eigentlichen Sinne um ein System einer höheren Komplexitäts- oder Betrachtungsstufe handelt. Die zusammengesetzte Masse zusammengesetzter Teilchen, um die es hier anfangs ging, kann man aber als schwache Emergenz, aka effektive Beschreibung, ansehen.

Zitat von Maglor:Die Masse eines Quarks beträgt 250 oder 500 Gramm, je nach Verpackungsgröße.

Auch 400g soll es geben.

009
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Do 10. Okt 2013, 23:17 - Beitrag #12

Zitat von Maglor:Die Masse eines Quarks beträgt 250 oder 500 Gramm, je nach Verpackungsgröße.


Gibt es nicht, wenn man es bei Netto betrachtet, da auch kleinere Packungen für den ob seines Zeitaufwandes versingleten Forscher?

janw
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Fr 11. Okt 2013, 12:32 - Beitrag #13

Nicht zu vergessen die Masse von Quark-Teilchen...

Bitte zurück zum Thema :)


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