Mesonen

[Spocky]

Ich habe beim Stöbern im Internet folgenden interessanten Artikel gefunden:

Mesonen

Mesonen sind zusammengesetzte Teilchen, die aus je einem Quark und einem Antiquark bestehen. Diese Teilchen sind nicht stabil und kommen daher in gewöhnlicher Materie nicht vor, sie können aber in Teilchenbeschleunigern erzeugt werden und sollen der Vollständigkeit wegen kurz erwähnt werden.

Pi-Mesonen

Eine besondere Erwähnung verdienen vielleicht die Pi-Mesonen (Pionen). Sie kommen als neutrale und als positiv und negativ geladene Teilchen vor. Das negative Pi-Meson ist dabei das Antiteilchen des positiven Pi-Mesons. Das positive Pi-Meson besteht aus einem Up-Quark und einem Anti-Down-Quark und kann ein Neutron in ein Proton umwandeln. Das negative Pi-Meson dagegen kann ein Proton in ein Neutron umwandeln. Der Austausch von Pi-Mesonen ist eine Möglichkeit, die wechselseitige Anziehung von den Protonen und Neutronen im Atomkern zu erklären. Pi-Mesonen übertragen also die starke Kernkraft

Was mich ein wenig verwundert ist, dass bei diesen Teilchen anscheinend Materie und Antimaterie einträchtig nebeneinander existieren. Zwar sind es nicht die eakten Antiteilchen zueinander, weshalb sie sich nicht gegenseitig eliminieren, aber immerhin. Theoretisch würde das ja wohl bedeuten, dass nicht die gesamte Antimaterie, die ja beim Urknall theoretisch entstanden sein muss, in Energie umgewandelt wurde. Aber wie funktioniert das?
So weit ich weiß, haben sich ja die Teilchen und Antiteilchen bereits gegenseitig ausgelöscht, bevor sich die Materie, die in geringem Maße ein Übergewicht hatte, zu grüßeren Teilchen zusammengeschlossen hat. Das würde doch auch bedeuten, dass es entsprechend keine Antimaterie mehr hätte geben dürfen, um noch Mesonen zu bilden. Ich finde das ein wenig

[Lem]

Mesonenalarm!

Da sind wir wieder bei der Enstehung des Weltalls.
Aber erstmal zur Antimaterie: Meines Wissens kann man Materie+Antimaterie (und damit Anti-Mesonen) durch Energie herstellen. Also sehr schnelle Teilchen (hochenergetisch!?) treffen auf ein Hindernis -> viele neue Materie+Antimaterie entsteht.
Das es eine Asymmetrie gibt zwischen Materie und Antimaterie liegt an der kürzeren Existenz der Antimaterie im bezug zur Materie. Mesonen verfallen nicht so schnell wie Anti-Mesonen. Ja, warum das so ist?... kann ich und auch wohl kein anderer Wissenschaftler erklären!

Greets Lem

[Spocky]

Nanu? Warum soll Antimaterie jünger sein, als Materie? Das würde ja bedeuten, dass es 2 Events gegeben haben müsste in der frühen Enwicklung des Universums die zur Teilchenbildung geführt haben. Mir ist nicht so ganz schlüssig, wie man sich das vorstellen soll. Eine zweite Schockwelle, die die Antimaterie der Materie hinterhergeworfen hat? In dem Fall gäbs wahrscheinlich doch ein Zewtrum im Universum, das nur aus Antimaterie aufgebaut ist... Oder wie habe ich mir das vorzustellen?

[Sternengucker]

Also ich verstehe den Text von Lem eher so, daß er nicht an die Annihilation der Materie/Antimaterie glaubt sondern meint, daß die Antimaterie schon vor langer Zeit zerfallen sei, also quasi ihre "Halbwertszeit" schon rum sei.....


Hmmm, ich kenne das eigentlich nur andersherum, so wie du es beschrieben hast..... Warum sollten die Antiteilchen auch andere Lenbensdauer haben als die Nicht-Antiteilchen?

Zu den Pionen: naja, vielleicht dauert es hier ja entsprechend lange, bis zwei teilchen sich treffen und auflösen können? das würde zwar entweder neidrigste dichte oder höchste Geschwindigkeit bedeuten, aber bei ----onen wäre so etwas ja nicht ungewöhnlich

[Lem]

@Spocky: Ja Sternegucker hat mich jedenfalls bzgl. der Lebensdauer richtig interpretiert. Bzgl. der Auslöschung eher nicht .

Ich bezog mich also auf die Lebensdauer von Materie und Antimaterie. Es ist auch richtig, dass sich Materie und Antimaterie gegenseitig mit einer Energieemission "auslöschen". Das heißt ein Teilchen muß nicht unbedingt bis zu seinem Zerfall existieren, sondern kann schon früher z.B. durch sein Antiteilchen eliminiert werden (da kann man ja nette Analogien finden). Alles eine Frage der Wahrscheinlichkeit dieser "Kollision".
Aber es wird wirklich angenommen dass JEDES Teilchen (Proton, Meson, egal) eine gewisse Lebensdauer hat. Nun soll es eine Assymetrie zwischen der Lebensdauer der Materie und Antimaterie geben. D.h. die Antimaterie zerfällt ein wenig früher als die Materie! Darum wurde nicht alle Materie bei Kollission mit Antimaterie nicht in Energie gewandelt. Darum erst die Existenz des Universums in der jetzigen Form. Diese Assymetrie der Materie und Antimaterie birgt somit viel Verwirrung und Diskussionsstoff. Man könnte ja annehmen das "irgendetwas" diese Symmetrie (also nicht ganz physikalisches spiegelverkehrtes Verhalten) zwischen Materie und Antimaterie stört...

Übrigens hab gerade mal nachgeschaut:
Lebensdauer Mesonen 10e-16 Sekunden
Vergleich z.B. Lebensdauer Proton 10e+31 Jahren


Greets Lem

[Sternengucker]

Original geschrieben von Lem
Übrigens hab gerade mal nachgeschaut:
Lebensdauer Mesonen 10e-16 Sekunden
Vergleich z.B. Lebensdauer Proton 10e+31 Jahren

*grübel*

Wäre nicht der Vergleich mesonen/Antimesonen und Protonen/Antiprotonen (sind das jetzt Elektronen, Neutronen oder Positronen *verzweifel*) viel interessanter? Daß die Kernteilchen bzw die subelementarteilchen alle ne recht geringe Lebensdauer haben (sofern sie nicht kooperieren, also aus 3 Quarks ein größeres Teilchen wird, ich glaub auch Protonen zählten dazu, gelle ) das alleine wäre ja noch keine Stütze für deine These.

Also wenn da jetzt zB
Mesonen 10e-16 sekunden
Anti-Mesonen 9,5*10e-17 Sekunden
stünde, wäre klar(er) was du meinst

[Lem]

@Sternengucker: Mit dem Beispiel der Lebensdauer wollte ich nur ausdrücken das JEDES Teilchen zerfällt.

Die Lebensdauer von Anti-Mesonen kenn ich nicht!
Natürlich sind vorherschende Theorien über das Antimaterie-Problem ein wenig kompexer...
Um mal ein Einblick in eine andere These zur bekommen (entspricht nicht ganz meiner):

http://www.marcoschwarz-online.de/perspektiv2.htm

Aber trotzdem ist die Quintessens immer dieselbe: SIE wissen es selbst nicht, und stellen nur Thesen auf (X-Teilchen usw.), die noch bewiesen werden müssen.

Greets Lem

Proton - Antiproton
Neutron - Antineutron
Elektron - Positron

[Sternengucker]

Original geschrieben von Lem
@Sternengucker: Mit dem Beispiel der Lebensdauer wollte ich nur ausdrücken das JEDES Teilchen zerfällt.

, das hab ich wieder mal falsch verstanden. Danke für die Aufklärung.

Aber trotzdem ist die Quintessens immer dieselbe: SIE wissen es selbst nicht, und stellen nur Thesen auf

Klingt nach meinen Gehversuchen im Technikforum *hüstel*

[Spocky]

Hm, wenn also alle Materie zerfällt, dann bedeutet das ja rein theoretisch, dass das Universum schon "tot" sein kann, bevor die gesamte Energie aufgebraucht ist...h:
Oder ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich neue Materie aus virtuellen Teilchen bildet, bzw die Bildungsrate, die sich daraus ergibt, doch größer, als die Zerfallsrate?

[Bynaus]

Ich habe noch nie etwas davon gehört, dass Antimaterie schneller zerfallen soll. Die "Asymmetrie" wird CP-Verletzung genannt und hat irgend was mit Spiegelbildlichkeit zu tun, (genau weiss ichs nicht aus dem Stegreif) und soll erklären, warum beim Urknall ein ganz wenig mehr Materie als Antimaterie entstanden ist. Die Idee ist glaube ich schon, dass beide zugleich entstanden sind.
Zu den Mesonen: sie sind darum nicht stabil, weil sie nur aus zwei Quarks bestehen. Diese Anordnung sollte eine +-2/3 Ladung haben, was eigentlich nicht gehen sollte, da die Elektronladung an sich immer ganzzahlig vorkommt. (ausser bei den Quarks)
Warum sich die beiden Materie/Antimaterie-Teilchen im Meson nicht zerstrahlen? Weil sie keine Gegenteilchen sind, denn ein Up-Quark bräuchte ein Anti-Up-Quark, um zu zerstrahlen, umgekehrt braucht ein down-Quark ein Anti-Down-Quark um zu zerstrahlen.
Übrigens entstehen auch heute noch jede Menge Antiteilchen bei Kernspaltprozessen, vor allem Positronen. Es gibt ein medizinisches Bildgebendes Verfahren (PET = Postrion Emission Tomography), das auf Positronen beruht. So gesehen ist Antimaterie gar nicht so selten...

Wegen dem Zerfall der Materie: 10^31 Jahre sind eine gewaltig lange Zeit. Falls das Universum sich weiterhin beschleunigt, ist alle Materie bis zu diesem Zeitpunkt längst in schwarzen Löchern verschwunden und das Universum ist kalt und leer. Ausserdem ist man sich gar nicht sicher, ob die Protonen tatsächlich zerfallen oder nicht.

[notschefix]

Yo, Experimente zum Zerfall des Protons haben noch nicht beweisen können, das die Protonen wirklich zrtfallen!

Nochmal zu den Mesonen: Also Anti-Mesonen gibt es eigentlich nicht...die Mesonen bestehen ja aus Materie und Antimaterie, eben drum ist eine Unterscheidung zwischen Meson und Anti-Meson hinlänglich!

[Spocky]

Original geschrieben von notsch
Nochmal zu den Mesonen: Also Anti-Mesonen gibt es eigentlich nicht...die Mesonen bestehen ja aus Materie und Antimaterie, eben drum ist eine Unterscheidung zwischen Meson und Anti-Meson hinlänglich!

Doch, man kann sie unterscheiden. Man kann ja Quarks und Anti-Quarks unterscheiden. Das positive Pi-Meson besteht aus einem Up- und einem Anti-Down-Quark, sein Antiteilchen aus einem Down- und einem Anti-Up-Quark. siehe auch oben. Demnach kann man also auch Meson und Antimeson unterscheiden.

[notschefix]

Original geschrieben von Spocky
Doch, man kann sie unterscheiden. Man kann ja Quarks und Anti-Quarks unterscheiden. Das positive Pi-Meson besteht aus einem Up- und einem Anti-Down-Quark, sein Antiteilchen aus einem Down- und einem Anti-Up-Quark. siehe auch oben. Demnach kann man also auch Meson und Antimeson unterscheiden.

Ja...aber die Bezeichnungen sind trotzdem andere!

up-Quark und Anti-down-quark = Pi+ Meson

anti-up-quark und down-quark = Pi- Meson

Anti-Meson macht doch keinen Sinn, denn dann würde man das ja am up-Quark festmachen ("DAs wo ein Up-Quark drinne ist, das ist Materie und das mit dem Anti-up-Quark ist dann Anti-Materie" ) und warum sollte das Up-Quark gegenüüber dem Down-Quark bevorzugt werden??

Nene, also Anti-Meson ist nicht der Fachtermini! Mag sein, das klar ist, was Du meinst, aber formal ist die Formulierung falsch!

mfg
notsch

[Sternengucker]

Hmmm, soll ich jetzt mal sagen daß der Fachterminus für einen einzeln auftretenden Fachterminus "Fachterminus" ist und erst zwei oder mehr davon Iiiii sind? Neeee, mach ich mal nicht

Was mich wundert: Protonen, Elektronen und Neutronen bestehen doch auch aus Quarks. Weshalb werden dort Unterschiede gemacht und bei Mesonen ist es auf einmal udn diskriminierend? Versteh ich so nicht ganz (Zumal der Unterschied zwischen Pi+ und Pi- 6,28 usw ist, also nicht weiter der Rede wert. Daß da jetzt Pi positiv oder negativ ist und nicht das Meson. Der Unterschied stört grade mal den Diplomphysiker, für hier reicht auch m und am

[Bynaus]

Sorry, Sternengucker, aber notsch hat recht. Es gibt keine Antimesonen. (Das wäre etwa so, als ob man behaupten würde, es gäbe Antibeziehungen, die aus einer Frau und einem Mann bestehen statt aus einem Mann und einer Frau)
Antimaterie heisst deshalb so, weil sie vollständig aus Anti-Quarks besteht. Materie heisst so, weil sie aus Quarks besteht. Wenn nun etwas sowohl aus Quarks als auch aus Antiquarks besteht, dann ist eine Unterscheidung zwischen Materie und Antimaterie unmöglich. Mesonen sind keiner der beiden Materiearten zuzurechnen.