Der Aufbau der Materie- Die Elementarteilchen

Der Aufbau der Materie

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Entdeckung des Quarks

Versuche im Teilchenbeschleuniger:Teilchen werden auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und auf ein „target“ geschossen, sodass sie zerteilt werden.

Registrierung der Bruchstücke: >200 Elementarteilchen „Teilchenzoo"

Umwandlung von Teilchen mithilfe großer Energie in andere Teilchen/Strahlung:

Einheitlichkeit der Materie ?Masse = kondensierte Energie !

Weiterer Versuch:Elektron (v fast c) prallt auf Proton Nachweis der Existenz von Quarks

Der Aufbau der Materie

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Die Ladung der kleinsten Teilchen

Proton und Neutron setzen sich aus jeweils drei Quarks zusammen. Diese haben unterschiedliche Ladungen:

Up: 2/3

Down: - 1/3

Das Elektron besitzt die Ladung – e.

Das Antiteilchen hat die gleiche Masse wie sein korrespondierendes Teilchen, aber bei Ladungen (z.B. der elektrischen Ladung) besitzt es das entgegengesetzte Vorzeichen.

Der Teilchenzoo – Erste Gliederung der Elementarteilchen

1. Generation(leicht)

(Anti-) Materie2. Generation

(schwerer)

3. Generation(schwer)

Zu jedem Teilchen

gibt es ein Antiteilchen.

Mesonen (Quark-Antiquark) o. Baryonen (3Quarks)

Hadronen

… und noch mehr Teilchen:

Die 4 Wechselwirkungen

… und noch mehr Teilchen:

Die 4 Wechselwirkungen

Alle Teilchen auf einen Blick

Spin: ganzzahligSpin: halbzahlig

Austauschteilchen: Photon, W +, W -, Z 0,

Gluon, Graviton

Leptonen: e, e, , , ,

Quarks: u, d,  s, c, b, t

Bosonen Fermionen

Kriterien d. Unterscheidung d. Teilchen

Die zentrale Einteilung der Elementarteilchen folgt den Grundsätzen:

Elementarteilchen werden in drei Generationen und zwei Gruppen - Quarks und Leptonen - eingeteilt.

Jeder Generation gehören zwei Arten von Quarks und zwei Arten von Leptonen an.

Zu jedem Teilchen gibt es ein Antiteilchen.

Weitere Kriterien der Unterscheidung der Teilchen

Einteilungen in Gruppen erfolgen nach den Kriterien, ob die Teilchen...

...halbzahligen (Fermionen) oder ganzzahligen (Bosonen) Spin besitzen

... Austauschteilchen oder elementare Bausteine der Materie sind.

...aus drei Quarks (Baryonen) oder einem Quark-Antiquark-Paar (Mesonen) kombiniert sind

...der starken Wechselwirkung unterliegen oder nicht (Baryonen u. Mesonen Hadronen)

Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!

Quellen: http://i115srv.vu-wien.ac.at/physik/ws95/w9560dir/w9561000.htm http://www.6thfloor.de/sciencenet/aufbmat.php http://www.atlas.uni-wuppertal.de/oeffentlichkeit/Aufbau-

Materie.html http://www.solstice.de/grundl_d_tph/sm_ww/sm_ww_03aa.html ! „Elementarteilchen“ – Henning Genz „Die Jagd nach dem kleinsten Baustein der Welt“

– Gerhard Staguhn