Partikelfysik- ved Esben Klinkby - Experimentarium

kategorier: leptoner og hadroner. Lad
os først se på en egenskab, der gælder
begge klasser af partikler:
Ladningens bevarelse: Erfaringen
viser, at den totale ladning i alle
observerede partikelreaktioner er
bevaret. Man antager derfor, at dette
nok er et princip i naturen: en såkaldt
bevarelseslov, og vi siger, at ladningen
er et bevaret kvantetal, som vi kalder
Q.
Hadroner
Hadron er en fællesbetegnelse for partikler,
som er opbygget af kvarker, og
som mærker den stærke kernekraft. Ud
fra målinger af vinkelfordelinger i henfald
af hadroner viser det sig, at
hadroner klassificeres naturligt i
følgende to undergrupper: Baryoner og
mesoner. Baryoner består af tre
kvarker, hvorimod mesoner består af et
kvark antikvark par.
Baryoner
Til trods for de begrænsninger,
ladningens bevarelse sætter på
mængden af mulige reaktioner, findes
et væld af mulige måder partikler kan
dannes og henfalde på ud fra de cirka
1000 partikler, der er til rådighed.
Det er dog langt fra alle ”mulige”
reaktioner, der rent faktisk forekommer
i naturen: vi har brug for flere såkaldte
“kvantetal” dvs "bevarede størrelser”
for at holde rede på hvad naturen
tillader, og hvad den forbyder. F.eks.
gælder for -partiklen (som er en
baryon, se Tabel 4 ) at:
→e + +e - aldrig set, mens →n+ 0 og
→p+ - forekommer ofte.
Baryontal: Det er observeret, at det
totale antal baryoner før og efter
enhver reaktion er konstant. Det derfor
hensigtsmæssigt at indføre det såkaldte
baryontal, B, der har værdien 1 for
baryoner, -1 for antibaryoner og 0 for
alle andre partikler.
Bemærk at det derfor er tilladt for en
baryon at annihilere med en antibaryon:
F.eks. er flg tilladt:
pp →2 Baryontal B: 1+(-1)=0
Ladning Q: 1+(-1)=0
Endvidere kan en baryon omdannes til
en anden baryon. Hvorimod:
→e + +e - (B: 1≠0+0) er
forbudt.
Bemærk at reaktionen er forbudt til
trods for at ladningen, Q, er bevaret
(0=+1-1) - Hvis blot én bevarelseslov
brydes, er reaktionen ikke mulig.
Bemærk at baryontallet er bevaret, hvis
en baryon henfalder til en anden
baryon. Et sådant henfald kan
naturligvis kun lade sig gøre, hvis den
resulterende baryon er lettere end den
henfaldende baryon. Q: Hvorfor det?
Mesoner
Mesoner har ikke et bevarelsestal
svarende til baryontallet, og dermed
ingen mekanisme til at forhindre dem i
at henfalde. Eksempelvis kan den
16