Neutronen fliegen bei Proton-Kollision mit Goldkernen in die "falsche" Richtung

Physik der Elementarteilchen, Teilchenbeschleuniger; insbs. eine einführende Artikelserie in das Thema
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Frank
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Neutronen fliegen bei Proton-Kollision mit Goldkernen in die "falsche" Richtung

Beitrag von Frank » 9. Jan 2018, 23:07

Ladung vor Kernkraft?
Doch was ist die Ursache für dieses ungewöhnliche Verhalten? Die Physiker vermuten, dass die elektrische Ladung der Atomkerne dafür eine Rolle spielt. "Bei Kollisionen von Protonen mit Protonen ist der Effekt der elektrischen Ladung vernachlässigbar gering", erklärt Nakagawa. Das Verhalten der Kollisionspartner wird daher fast nur von der starken Kernkraft bestimmt.

Anders dagegen bei Kollisionen mit größeren Atomkernen: Weil mit zunehmender Größe auch die Protonenzahl im Atomkern zunimmt, steigt die positive Ladung. Dadurch – so spekulieren die Forscher – nimmt offenbar der Einfluss der elektromagnetischen Kraft auf die Kollisionspartner zu. Ab einer bestimmten Kerngröße und damit Ladung kann sie sogar die Flugrichtung der freigesetzten Neutronen umkehren.
http://www.scinexx.de/wissen-aktuell-22 ... 01-09.html

Ich dachte eigentlich immer , dass nichts stärker ist als die "starke Kernkraft". (Natürlich außer die Gravitation in exotischen Sternleichen)
Ist das jetzt nur Grundlagenfosrchung, oder wird das die Physik revolutionieren? Faszinierend , aber für mein Latein zu schwer. ;j
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Dgoe
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Re: Neutronen fliegen bei Proton-Kollision mit Goldkernen in die "falsche" Richtung

Beitrag von Dgoe » 10. Jan 2018, 01:30

:? Ich hätte mich ja schon gewundert, dass bei Proton-Proton-Kollisionen überhaupt Neutronen entstehen, ganz egal wo sie hin fliegen.

Aber daran stößt sich offenbar niemand, ganz normaler Alltag. Seufz.

Gruß,
Dgoe
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Frank
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Re: Neutronen fliegen bei Proton-Kollision mit Goldkernen in die "falsche" Richtung

Beitrag von Frank » 10. Jan 2018, 09:15

Ich habe auch das Gefühl , dass sich in letzter Zeit sehr viel tut und feste Mauern langsam eingerissen werden.
Werden die Karten nicht neu gemischt, aber es kommen andere Charaktere dazu?
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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ralfkannenberg
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Re: Neutronen fliegen bei Proton-Kollision mit Goldkernen in die "falsche" Richtung

Beitrag von ralfkannenberg » 10. Jan 2018, 09:26

Dgoe hat geschrieben:
10. Jan 2018, 01:30
:? Ich hätte mich ja schon gewundert, dass bei Proton-Proton-Kollisionen überhaupt Neutronen entstehen, ganz egal wo sie hin fliegen.
Hallo Dgoe,

letztlich funktionieren die Teilchenbeschleuniger, mit denen man neue Teilchen entdecken möchte, auch so. Und je grösser die Ruhemasse des zu entdeckenden Teilchens, desto energiereicher muss die Kollision sein.

Und da Neutronen nach den Protonen das zweit-leichteste Baryon sind und auch eine hohe Lebensdauer aufweisen, ist es wenig überraschend, dass bei solchen Kollisionen Neutronen entstehen.


Freundliche Grüsse, Ralf

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ralfkannenberg
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Re: Neutronen fliegen bei Proton-Kollision mit Goldkernen in die "falsche" Richtung

Beitrag von ralfkannenberg » 10. Jan 2018, 09:30

Frank hat geschrieben:
10. Jan 2018, 09:15
Ich habe auch das Gefühl , dass sich in letzter Zeit sehr viel tut und feste Mauern langsam eingerissen werden.
Werden die Karten nicht neu gemischt, aber es kommen andere Charaktere dazu?
Hallo Frank,

nein, den Eindruck habe ich nicht. Es werden einfach Entdeckungen aufgebauscht, das ist alles. Wobei diese Entdeckung mit der "falschen Richtung" interessant ist, allerdings muss man dazu sagen, dass man bislang nicht allzuviele Überlegungen zu dieser Thematik angestellt hatte, sondern die bisherigen Ergebnisse als plausibel empfunden hatte.


Freundliche Grüsse, Ralf

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Re: Neutronen fliegen bei Proton-Kollision mit Goldkernen in die "falsche" Richtung

Beitrag von tomS » 10. Jan 2018, 12:47

Zunächst mal ist die starke Kraft lediglich bei sehr kleinen Abständen stärker als die Coulombkraft; bei größeren Anständen dominiert dagegen letztere, d.h. es kann durchaus sogenannte elektromagnetische final-state-Interactions geben, die die zunächst dominierenden Effekte der starken Wechselwirkung nochmal modifizieren.

Anbei zwei Skizzen von Feynman-Diagrammen, die das Prinzip erläutern. (uud) ist ein Proton (p), (udd) ein Neutron (n). Die Quark-Linien laufen ohne Unterbrechung durch; eine Flavor-Änderung aufgrund der schwachen Wechselwirkung wird vernachlässigt; virtuelle Gluonen und Photonen habe ich nicht gezeichnet; im zweiten Diagramm werden außerdem anti-quarks im Ausgangszustand erzeugt, die ein anti-Meson bilden (zeichnet man die Feynman-Diagramme in Ort und Zeit, so laufen auch die Quark-Pfeilrichtungen durch und man erkennt, dass anti-Quarks vorliegen müssen. (uux) ist ein anderes Baryon, (ux) ein Meson; (x) steht dabei für ein beliebiges weiteres Quark (bzw. anti-Quark im anti-Meson), d.h. u,d,c,s,t,b.

Nach diesem Prinzip kann man weitere Diagramme mit weiteren zusätzlichen Quarks konstruieren.

Das eigtl. Problem ist, dass die Berechnung nur näherungsweise durchführbar sind. Ich erwarte hier keine echte neue Physik jenseits des Standardmodells, allenfalls Hinweise, dass die bisher verwendeten Näherungen nicht ausreichend sind und die Berechnungen erweitert werden müssen, da die weiteren Nukleonen in schwereren Atomkernen offensichtlich noch nicht verstandenen Auswirkungen haben können.

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Gruß
Tom

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Re: Neutronen fliegen bei Proton-Kollision mit Goldkernen in die "falsche" Richtung

Beitrag von Dgoe » 10. Jan 2018, 18:21

Sehr anschaulich,

vielen Dank dafür, Tom und auch Ralf. Zumindest die Aufteilung der Quark-Linien betreffend, super einleuchtend. Aber für selbst das, als auch alles andere, fehlen mir diverse Grundlagen.

Gruß,
Dgoe
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