/ Forside / Karriere / Uddannelse / Højere uddannelser / Nyhedsindlæg
Login
Glemt dit kodeord?
Brugernavn

Kodeord


Reklame
Top 10 brugere
Højere uddannelser
#NavnPoint
Nordsted1 1588
erling_l 1224
ans 1150
dova 895
gert_h 800
molokyle 661
berpox 610
creamygirl 610
3773 570
10  jomfruane 570
Elementarpartikler...
Fra : Lars & Mette Carlsen


Dato : 01-05-02 17:23

Hej NG.

Jeg sidder med et par spørgsmål nogle sikkert kan hjælpe med:
1) Hvor "støder man på" charm, strange, top og bottom kvarker, og hvad er
forskellem på f.eks. en strange og en down kvark (samme ladning!?)?
2) Hvor "støder man på" mesoner?
3) Ud over elektronen, hvor støder man så på de forskellige leptoner?
4) Har gammafotoner en masse (jeg tænker på at en foton kan spaltes til en
elektron og en positron)?



 
 
Torben Simonsen (02-05-2002)
Kommentar
Fra : Torben Simonsen


Dato : 02-05-02 02:44


Jeg er ikke fysiker, men jeg har læst et par populærvidenskabelige
bøger og artikler fra f.eks. Scientific American om elementarpartikler,
så jeg vil da gerne give et bud på nogle svar på nedenstående.
Men tag mine svar med et gran salt, da jeg ikke har nogen egentlig
dybere forståelse af elementarpartikelfysikken.

"Lars & Mette Carlsen" <l.c@privat.dk> writes:
> Jeg sidder med et par spørgsmål nogle sikkert kan hjælpe med:
> 1) Hvor "støder man på" charm, strange, top og bottom kvarker,

Kun i "højenergipartikler", som f.eks. kan dannes når kosmisk
stråling rammer partikler i jordens atmosfære - og så selvfølgelig
i de store partikel-acceleratorer, hvor man systematisk leder efter
denne slags partikler.

Fælles for alle de partikler, som indeholder c-, t-, s- og b-kvarkerne
er, at de alle har relativt kort levetid, før de henfalder til
andre mere stabile partikler.

> og hvad er
> forskellem på f.eks. en strange og en down kvark (samme ladning!?)?

Strange-kvarken har et indre kvantetal, som benævnes "strangeness".
Dette kvantetal er *bevaret* i alle partikelomdannelser, som skyldes
den stærke vekselvirkning (altså den som formidles af gluoner).
Derimod er strangeness *ikke* bevaret i partikelomdannelser, som
skyldes den svage vekselvirkning (den som formidles af de tunge
vektorbosoner).

Det "sære" ved partikler, som indeholder s-kvarken, er, at de
ud fra rent energimæssige betragtninger egentlig burde henfalde
ekstremt hurtigt ved hjælp af den stærke eller den elektromagnetiske
vekselvirkning, men på grund af bevarelsen af "strangeness" er dette
forbudt, og de er derfor henvist til at henfalde ved hjælp af den
svage vekselvirkning, hvilket giver dem en betydeligt længere levetid
(den er dog stadig meget kort set på en dagligdags skala).

Noget tilsvarende gør sig gældende for c-, t- og b-kvarkerne.
Man kan også sige det på den måde, at enhver kvark kan skifte
color-ladning ved hjælp af den stærke vekselvirkning, men for
at omdanne en kvark til en anden "flavor" (altså f.eks. at omdanne
en s-kvark til en d-kvark), så skal den svage vekselvirkning i
brug.

> 2) Hvor "støder man på" mesoner?

Alle mesoner er ustabile, så de eksisterer også kun ganske kortvarigt
under forhold med høj energi. Kosmisk stråling kunne igen være
et eksempel. Pi-mesonen blev, så vidt jeg husker, først observeret
i kosmisk stråling.

> 3) Ud over elektronen, hvor støder man så på de forskellige leptoner?

De tungere leptoner my og tau har også kort levetid, så igen må
man lede i f.eks. kosmisk stråling eller partikelacceleratorer.
My-leptonen (som man i første omgang troede var en meson) er vist
ret almindelig i kosmisk stråling (eller rettere: i resultatet af
at kosmisk stråling buldrer ind i partikler i jordens atmosfære).

Neutrinoerne, som også hører til leptonfamilien, findes derimod
i stort tal overalt. Vi ser bare ikke så meget til dem, fordi de
udelukkende vekselvirker med andet stof via den svage vekselvirkning,
og de er derfor meget svære at detektere.

> 4) Har gammafotoner en masse (jeg tænker på at en foton kan spaltes til en
> elektron og en positron)?

Fotoner har ingen hvilemasse, men de kan bære en meget stor energi,
og hvis energien er stor nok, så kan den spontant omdannes til masse
i et partikelpar. Hvor tunge partikler, der kan dannes, afhænger af
hvor meget energi, der er i fotonen.

Dette var en meget populærvidenskabelig fremstilling af sagen.
Jeg er sikker på, at Carsten Svaneborg eller andre af denne gruppes
fysikere kan supplere med et par hundrede liniers formler, hvis det
stikker dem.

--
-- Torben.

Carsten Svaneborg (02-05-2002)
Kommentar
Fra : Carsten Svaneborg


Dato : 02-05-02 11:42

Lars & Mette Carlsen wrote:
> 4) Har gammafotoner en masse (jeg tænker på at en foton
> kan spaltes til en elektron og en positron)?

En elektron i hvile vejer M=512keV/c² hvor keV er kilo
elektronvolt (en energiskala) og c er lysets hastighed.
Dette er et eller andet fjoldet lille tal i kg, men
512keV er let at huske fordi det er 2^9.

Dvs. hvis en foton indholder mere energi end 1024 keV,
så har den nok energi til at omdannes til en elektron
og en position i hvile, den kan ikke kun omdannes til
en af dem, fordi så er der ikke ladningsbevarelse. Og
der er ikke nogle lettere partikler den kan omdannes
til så fotoner med mindre end 1024keV er tilsyneladende
ikke interessante.

Det er dog ikke korrekt fordi en foton med 1000 keV, kan
'låne' 24keV fra Heisenbergs energiusikkerhedsrelation,
og derved kan den blive til en elektron-position par,
men jo mere energi man låner jo hurtigere skal det
betales tilbage, så levetiden af paret afhænger altså
af hvor meget energi der er lånt.

Hvis man imellemtiden kan donere den lånte energi til
paret udefra så henfalder de ikke.

--
Carsten Svaneborg


Jeppe Stig Nielsen (02-05-2002)
Kommentar
Fra : Jeppe Stig Nielsen


Dato : 02-05-02 13:37

Lars & Mette Carlsen wrote:
>
> 4) Har gammafotoner en masse (jeg tænker på at en foton kan spaltes til en
> elektron og en positron)?

Pas på, ordet »masse« kan bruges på mere end én måde når hastigheder
nær lysets er i spil. Vi ønsker ikke at genstarte en »religionskrig«
her i gruppen om hvilke måder at bruge ordet »masse« på der er mest
fornuftige.

Men massen af en foton (uanset om den er i gammaområdet eller fx i
røntgenområdet) er 0 når vi taler om såkaldt hvilemasse. Hvilemasse
er den »masse« man finder i tabeller over de forskellige elementar-
partikler.

Når fotoner omdannes til par af elektroner og positroner, er den
samlede hvilemasse altså ikke bevaret. Det er der ikke noget mærkeligt
ved, der gælder nemlig ingen bevarelseslov for hvilemasse.

Det andet massebegreb, »relativistisk masse«, er derimod en bevaret
størrelse. Det er denne masse der indgår i formlen E=m·c². Så du kan
se at bevarelse af *relativistisk* masse er det samme som bevarelse
af energi.

Man kan ikke lave tabeller over partiklernes relativistiske masser,
for disse tal afhænger af hvor meget bevægelsesenergi partiklerne har.
Den relativistiske masse af en partikel er altid større end eller lig
med hvilemassen.

--
Jeppe Stig Nielsen <URL:http://jeppesn.dk/>. «

"Je n'ai pas eu besoin de cette hypothèse (I had no need of that
hypothesis)" --- Laplace (1749-1827)

Peter Jensen (02-05-2002)
Kommentar
Fra : Peter Jensen


Dato : 02-05-02 21:35

"Jeppe Stig Nielsen" scribbled:

> Pas på, ordet »masse« kan bruges på mere end én måde når hastigheder
> nær lysets er i spil. Vi ønsker ikke at genstarte en »religionskrig«
> her i gruppen om hvilke måder at bruge ordet »masse« på der er mest
> fornuftige.

Ja, det var grimt sidste gang ... Lad os hellere begrave sagen.

[SNIP]

> Den relativistiske masse af en partikel er altid større end eller lig
> med hvilemassen.

Jeg vil så argumentere for at den altid er større, da en partikel ikke
kan stå helt stille (det absolutte nulpunkt). Specielt ikke i vores
univers, hvor alle mulige kvanteeffekter spiller ind og giver
partiklerne lidt ekstra energi.
--
PeKaJe



Carsten Svaneborg (03-05-2002)
Kommentar
Fra : Carsten Svaneborg


Dato : 03-05-02 10:14

Peter Jensen wrote:
> Jeg vil så argumentere for at den altid er større

Hvad er massen af en virtuel partikkel? ;*)

--
Carsten Svaneborg


Lars Kyndi Laursen (03-05-2002)
Kommentar
Fra : Lars Kyndi Laursen


Dato : 03-05-02 10:55

On 03 maj 2002 Carsten Svaneborg enriched usenet with:

> Hvad er massen af en virtuel partikkel? ;*)

42

--
Lars Kyndi Laursen, representatum nixi

Vinder af Børglumkollegiets Trivial Pursuit-turnering 2002

Carsten Svaneborg (03-05-2002)
Kommentar
Fra : Carsten Svaneborg


Dato : 03-05-02 11:42

Lars Kyndi Laursen wrote:
> On 03 maj 2002 Carsten Svaneborg enriched usenet with:
>> Hvad er massen af en virtuel partikkel? ;*)
> 42

enhed? ;*)
--
Carsten Svaneborg


Lars Kyndi Laursen (03-05-2002)
Kommentar
Fra : Lars Kyndi Laursen


Dato : 03-05-02 13:07

On 03 maj 2002 Carsten Svaneborg enriched usenet with:

>>> Hvad er massen af en virtuel partikkel? ;*)
>> 42
>
> enhed? ;*)

Virtuelle ng

--
Lars Kyndi Laursen, representatum nixi

Vinder af Børglumkollegiets Trivial Pursuit-turnering 2002

Lars & Mette Carlsen (03-05-2002)
Kommentar
Fra : Lars & Mette Carlsen


Dato : 03-05-02 20:22

Tak for Jeres svar...kan I anbefale add. på nettet om emnet i øvrigt?

LC



Søg
Reklame
Statistik
Spørgsmål : 177503
Tips : 31968
Nyheder : 719565
Indlæg : 6408541
Brugere : 218887

Månedens bedste
Årets bedste
Sidste års bedste