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Tetraquark

Physik der Elementarteilchen, Teilchenbeschleuniger; insbs. eine einführende Artikelserie in das Thema
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Tetraquark

Beitrag von Silberkater » 12. Apr 2014, 18:00

die starke Kernkraft fordert, daß Quarks nicht frei auftreten können, sondern sich gruppieren
in Protonen und Neutronen (Baryonen) sind je drei enthalten
in Mesonen sind es zwei.
Nun wurden beim CERN Partikel entdeckt, in den je vier Quarks sich befinden: Tetraquarks
das könnte auch auf die Astrophysik Auswirkungen haben , die Vorstellungen vom Innern der Neutronensterne würden sich ändern.
http://www.universetoday.com/111110/how ... rophysics/
Very simply, the traditional model of a neutron star is that it is made of neutrons. Neutrons consist of three quarks (two down and one up), but it is generally thought that particle interactions within a neutron star are interactions between neutrons. With the existence of tetraquarks, it is possible for neutrons within the core to interact strongly enough to create tetraquarks. This could even lead to the production of pentaquarks and hexaquarks, or even that quarks could interact individually without being bound into color neutral particles. This would produce a hypothetical object known as a quark star.
Gruss vom Silberkater

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Re: Tetraquark

Beitrag von gravi » 12. Apr 2014, 19:41

Tetraquarks sind eigentlich schon länger bekannt, auch Pentaquarks.
Interessant wäre aber auch der Nachweis von Glueballs, die nur aus Gluonen bestehen. Meines Wissens bisher nur theoretisch...

Gruß
gravi
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Re: Tetraquark

Beitrag von Silberkater » 12. Apr 2014, 21:21

gravi hat geschrieben:Tetraquarks sind eigentlich schon länger bekannt, auch Pentaquarks.
sorry, wenn ich hier alte Hüte präsentiert habe, aber man bezieht sich in dem verlinkten Artikel auf ein ARXIV vom 7.4.2014
http://arxiv.org/abs/1404.1903v1
(Submitted on 7 Apr 2014)
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Re: Tetraquark

Beitrag von Skeltek » 13. Apr 2014, 00:24

Naja, es gibt dann wohl auch wellenartige Bewegungen, in denen sich Tetraquarks in Pentaquarks umwandeln oder wieder zurückgruppieren, je nach Druckwelle oder makroskopische Bewegung der "Masse" von deren Teil sie sind.
Ich würde gerne mal ein Staubkorn darauf fallen lassen um zu sehen, wie sich die Druckwelle im Inneren ausbreitet, falls es darin keine natürlichen Bewegungen oder Wirbel gibt.
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Re: Tetraquark

Beitrag von tomS » 13. Apr 2014, 09:15

zu Glueballs siehe hier: http://en.wikipedia.org/wiki/Glueball
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Re: Tetraquark

Beitrag von Hawkwind » 17. Apr 2014, 11:08

Skeltek hat geschrieben:Naja, es gibt dann wohl auch wellenartige Bewegungen, in denen sich Tetraquarks in Pentaquarks umwandeln oder wieder zurückgruppieren, je nach Druckwelle oder makroskopische Bewegung der "Masse" von deren Teil sie sind.
Wie das?
Solche "Übergänge" würden - wenn ich nichts übersehe - zwangsläufig das Gesetz der Erhaltung der Baryonenzahl verletzen: die "neuen" Mesonen aus 4 Quarks hätten die Baryonenzahl 0, Zustände aus 5 Quarks aber ungleich 0.

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Re: Tetraquark

Beitrag von Skeltek » 17. Apr 2014, 22:28

treffen Gesetzte auf zu viel Widerstand, muss der Staat eben die Gesetze modifizieren :-)
Mit genug Aufwand kann man sogar ein zusätzliches Elektron in ein Heliumatom pressen :-)
Der in der Regel stabilste Zustand ist nicht immer der einzig mögliche, was man auch an sehr kurzlebigen Isotopen sehen kann.
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Re: Tetraquark

Beitrag von Hawkwind » 18. Apr 2014, 12:41

Skeltek hat geschrieben:treffen Gesetzte auf zu viel Widerstand, muss der Staat eben die Gesetze modifizieren :-)
Ja klar, wenn man eine Verletzung der Erhaltung der Baryonenzahl beobachtet, dann muss man sie wohl aufgeben. Da gibt es allerdings noch keine solchen Beobachtungen.

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Re: Tetraquark

Beitrag von tomS » 18. Apr 2014, 17:35

Es gibt einige Erklärungsansätze zur Verletzung der Baryonenzahl, insbs. durch nicht-störungstheoretische, elektroschwache Eichfeldkonfigurationen, den sogenannte Sphaleronen, und der Wechselwirkung der Quarks und Leptonen mit diesen Sphaleronen.

http://en.wikipedia.org/wiki/Sphaleron
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Re: Tetraquark

Beitrag von Skeltek » 20. Apr 2014, 03:56

Hawkwind hat geschrieben:
Skeltek hat geschrieben:treffen Gesetzte auf zu viel Widerstand, muss der Staat eben die Gesetze modifizieren :-)
Ja klar, wenn man eine Verletzung der Erhaltung der Baryonenzahl beobachtet, dann muss man sie wohl aufgeben. Da gibt es allerdings noch keine solchen Beobachtungen.
Wieso? Eine Verletzung der Baryonenzahl liegt bei Verletzung der Baryonenzahl nicht zwangsläufig vor. Wie willst du ab bestimmten Dichten das Areal eines Teilchens abgrenzen?
Ich erinnere an Atomsupercluster und Quantenflüssigkeiten, bei denen es auch eher auf die Gesammtsumme delokalisierter Eigenschaften ankommt als auf die Eigenschaften einzelner Teilchen.
Solange soviele Teilchen miteinander so wechselwirken können, daß sich ihre "Farben" neutralisieren ist doch alles okay?
Wäre es nicht möglich, daß sich die Quarks so anordnen und zusammenrücken, daß letztlich nicht mehr entscheidbar ist, zu welchem der angrenzenden Teilchen das Quark gehört und es auch keine Rolle mehr spielt?
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Re: Tetraquark

Beitrag von tomS » 22. Apr 2014, 09:27

Skeltek hat geschrieben: Eine Verletzung der Baryonenzahl liegt bei Verletzung der Baryonenzahl nicht zwangsläufig vor.
???
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Re: Tetraquark

Beitrag von Skeltek » 23. Apr 2014, 06:33

tomS hat geschrieben:
Skeltek hat geschrieben: Eine Verletzung der Baryonenzahl liegt bei Verletzung der Baryonenzahl nicht zwangsläufig vor.
???
Ich meinte daß ab einer bestimmten Dichte die Zugehörigkeit der Quarks zueinander keine Rolle mehr spielen dürfte, solange die große Masse im Schnitt farbneutral bleibt.
Reihst du ganz viele ...RGBRGBRGBRGB... nebeneinander, wirst du bei einem einem einzelnen Quark in der Mitte nicht sagen können, welche 3 zusammengehören.
Statisch kann die Farbladung nicht verletzt werden, nur dynamisch vorübergehend während Farbaustausch stattfindet. Dieser Farbaustausch findet jedoch auch vielleicht mit maximal c statt.
Vielleicht spielt dann für die makroskopischen Eigenschaften des Quarkverbundes das Verhälntiss eher eine Rolle, wie zeitlich das Verhältniss von Farbaustausch und Farbaufenthalt innerhalb der Quarks ist. Sorry falls ich Humbug schreibe, bin eher nur flüchtig mit der Materie vertraut.
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Re: Tetraquark

Beitrag von tomS » 23. Apr 2014, 07:26

Die Verletzung der Bayryonenzahl über Sphaleronen hat nichts damit zu tun, dass die Zugehörigkeit der Quarks zu Nukleonen (o.ä.) nicht mehr definiert werden kann.

http://astr.phys.saga-u.ac.jp/~funakubo ... nakubo.pdf
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Re: Tetraquark

Beitrag von Skeltek » 23. Apr 2014, 23:27

Ich dachte bei Sphaleronen geht es um die Verletzng der Leptonenzahl?
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Re: Tetraquark

Beitrag von Hawkwind » 29. Apr 2014, 16:31

tomS hat geschrieben:Es gibt einige Erklärungsansätze zur Verletzung der Baryonenzahl, insbs. durch nicht-störungstheoretische, elektroschwache Eichfeldkonfigurationen, den sogenannte Sphaleronen, und der Wechselwirkung der Quarks und Leptonen mit diesen Sphaleronen.

http://en.wikipedia.org/wiki/Sphaleron
Ich wollte damit nur sagen, dass die Baryonenzahl vielleicht nicht exakt erhalten ist, aber doch mit enorm hoher Präzision.
Wie lang hatte man z.B. vergeblich auf den Zerfall eines Protons gewartet? :)
Deshalb kommen mir Skelteks "wellenartige Bewegungen, in denen sich Tetraquarks in Pentaquarks umwandeln" nicht wirklich plausibel vor.

Am bekanntesten sind ja Grand Unified Theories dafür die Baryonenzahl zu verletzen.
Verstehe ich recht, solche Verletzungen sagt schon die elektroschwache Theorie voraus, anscheinend während der Symmetriebrechungsphase?

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Re: Tetraquark

Beitrag von Silberkater » 29. Apr 2014, 18:00

Hawkwind hat geschrieben: Wie lang hatte man z.B. vergeblich auf den Zerfall eines Protons gewartet? :)
noch nicht lange genug, denn die HWZ von Protonen soll ja so um die 10exp30 Jahre betragen.....
aber die Zeit läuft und läuft und läuft...immer dem Zeitpfeil hinterher :)

und kaum haben wir uns versehen, sind 10exp100 Jahre um 8)

woraus besteht dann unser Universum?
alle Protonen sind zerfallen zu einem Positron und einem Neutrinopaar,
alle Schwarzen Löcher sind verdampft, aber da sind neben Photonen auch nur Leptonen rausgekommen
(wiki: So hat ein Schwarzes Loch der Masse 1012 Kilogramm eine Temperatur von etwa 1011 Kelvin, so dass neben Photonen auch massebehaftete Teilchen wie Elektronen und Positronen emittiert werden)

also: in etwa 10exp100 y leben wir bzw unsere unsterblichen Seelen in einer Laptonenwüste :shock:
Gruss vom Silberkater

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Re: Tetraquark

Beitrag von Hawkwind » 29. Apr 2014, 19:33

Naja, die Argumentation geht umgekehrt: der nichtbeobachtete Zerfall des Protons schliesst solche Varianten von GUTs bereits aus, die niedrigere Lebensdauern vorhersagen. SU(5) GUTs sollen ja schon Probleme haben.
Dass die elektroschwache Theorie die Baryonenzahl nicht erhalten soll, kann ich mir gar nicht vorstellen: schaut man sich mal den Lagrangian von GSW an, da gibt es nur Kopplungen, welche die Baryonenzahl erhalten. Wo soll da eine Verletzung herkommen?

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Re: Tetraquark

Beitrag von tomS » 29. Apr 2014, 20:52

Die Verletzung von Baryon- und Leptonzahl hängt an den nicht-störungstheoretischer Sphaleronen (verwandt mit den Instantonen der QCD). M.W.n. tragen diese in one-Loop Order zu einer Quantisierungsanomalie bei, also einer Verletzung einer klassischen Symmetrie aufgrund von Quanteneffekten; dies ist offensichtlich im klassischen Lagrangian nicht erkennbar.

http://en.wikipedia.org/wiki/Category:A ... in_physics
http://en.wikipedia.org/wiki/Anomaly_(physics)
Gruß
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Re: Tetraquark

Beitrag von Hawkwind » 30. Apr 2014, 09:49

Ja, Tom - die Literatur gibt dir zweifellos recht.

Möglicherweise ist der beobachtete Überschuss an Baryonen (über Anti-Baryonen) Folge einer "Akkumulation" der Effekte aus GUT und elektroschwacher Verletzung.
Aus einem Review-Artikel zu diesem Thema (ich muss gestehen, ich habe nur die "Conclusions" gelesen):
ELECTROWEAK BARYON NUMBER NON-CONSERVATION IN THE EARLY UNIVERSE AND IN HIGH ENERGY COLLISIONS
Rubakov_and_Shaposhnikov hat geschrieben: The non-conservation of baryon number in the early Universe, giving rise to the baryon asymmetry, was proposed by Sakharov almost thirty years ago. Still, its particle physics origin is not established. Certainly, there were baryon number violating interactions operating at temperatures well above 100 GeV — these were anomalous electroweak reactions — but whether the baryon asymmetry came entirely from this source or was a combined effect of the electroweak processes and grand unified or/and intermediate scale interactions is unclear at the moment. In any case, the explanation of the existing baryon asymmetry requires at least a mild extension of the Minimal Standard Model.

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Re: Tetraquark

Beitrag von tomS » 30. Apr 2014, 13:49

Ja, ich denke, die bekannten Mechanismen lösen das Problem nicht vollständig; aber GUTs sind heute auch nicht wirklich populär ...
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