Zahlen, Fakten, Daten
Tabelle 8: Elementarteilchen
| Klasse | Name | Symbol | Masse [MeV] | Lebensdauer [s] | Q | JP | I | I3 | Zerfallsarten | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Photonen | Photon | 
|
|
0 | unendlich | 0 | 1- | - | ||
| Leptonen | Elektroneutrio | 
e |
e |
0? | unendlich | 0 | 1/2 | - | ||
| Myonneutrio |
µ |
µ |
0? | unendlich | 0 | 1/2 | - | |||
| Tauneutrio |
|
|
0? | unendlich | 0 | 1/2 | - | |||
| Elektron | e- | e+ | 0,511 | unendlich | -1 | 1/2 | - | |||
| Myon | µ- | µ+ | 105,659 | 2,20x10-6 | -1 | 1/2 | µ- 
e-+
e+
µ |
|||
| Tauteilchen |
- |
+ |
1782 | <3,5x10-12 | -1 | 1/2 |
-
e-+
e+
|
|||
| Mesonen | Pionen | 
+ |
+ |
139,567 | 2,60x10-6 | 1 | 0- | 1 | 1 |
+
µ++
µ;
+
e++
e |
|
o |
o |
134,963 | 0,83x10-16 | 0 | 0- | 1 | 0 |
o
+
;
o
e-+e+ |
||
| Kaonen | K+ | K- | 493,67 | 1,24x10-8 | 1 | 0- | 1/2 | 1/2 | K+
µ++
µ; K+
++
o |
|
| Ko | 
|
497,67 | 0,89x10-10 | 0 | 0- | 1/2 | -1/2 | 50% 
, 50% 
|
||
|
|
|
497,67 | 0,89x10-10 | 0 | 0- | 1/2 |
++
-;
++
o |
|||
|
|
|
497,67 | 5,18x10- 8 | 0 | 0- | 1/2 |
-+e++
e;
-+µ++
µ
o+
o+
o;
o+
++
- |
|||
| Etameson | 
|
|
548,8 | 7,9x10 -19 | 0 | 0- | 0 | 0 |
+
;
3
o;
o+
++
- |
|
| D-Meson | D+ | D- | 1849,4 | 11,5x10-13 | 1 | 0- | 1/2 | 1/2 | D+
e-+
++
+; D+
K-+
++
+ |
|
| Do | 
o |
1864,7 | 4,4x10-13 | 0 | 0- | 1/2 | -1/2 | Do
K-+
++
o; Do
Ko+
++
- |
||
| F-Meson | F+ | F- | 1971 | 1,9x10-13 | 1 | 0- | 0 | 0 | F+
+
+ (+
++
-) |
|
| B-Meson | B+ | B- | 5270,8 | 14,4x10-13 | 1 | 0- | 1/2 | 1/2 | B+
D++
o; Bo
Do+
+ |
|
| Bo | 
o |
5274,2 | 14,4x10-13 | 0 | 0- | 1/2 | 1/2 | B0
D0+
o; Bo
Do+
++
- |
||
| Baryonen | Proton | p | 
|
938,28 | unendlich | 1 | 1/2+ | 1/2 | 1/2 | - |
| Neutron | n | 
|
939,57 | 918 | 0 | 1/2+ | 1/2 | -1/2 | n
p+e-+
e |
|
| Lambdahyperon | 
|
|
1115,60 | 2,63x10-10 | 0 | 1/2+ | 0 | 0 |
p+
-;
n+
o |
|
| Sigmahyperon | 
|
|
1189,37 | 0,80x10-10 | 1 | 1/2+ | 1 | 1 |
+
p+
o;
+
n+
+ |
|
|
o |
o |
1192,47 | 5,80x10-20 | 0 | 1/2+ | 1 | 0 |
o
+
|
||
|
- |
- |
1197,47 | 1,48x10-10 | -1 | 1/2+ | 1 | -1 |
-
n+
- |
||
| Xihyperon | 
- |
- |
1321,32 | 1,65x10-10 | -1 | 1/2+ | 1/2 | -1/2 |
-
+
- |
|
|
o |
o |
1314,9 | 2,90x10-20 | 0 | 1/2+ | 1/2 | 1/2 |
o
+
- |
||
| Omegateilchen | 
- |
- |
1672,2 | 0,82x10-10 | -1 | 3/2+ | 0 | 0 |
-
o+
-;
-
-+
o;
-
+K- |
|
| Charm-Lambda | 
|
|
2282,0 | 2,34x10-13 | 1 | 1/2+ | 0 | 0 |
p+K-+
+;
+
|
|
Die in Hadronen (= Baryonen und Mesonen), Leptonen
und Photonen unterteilten Elementarteilchen werden durch quantenmechanische
Zustände beschrieben, die durch eine Reihe von messbaren Ouanteneigenschaften
oder Quantenzahlen charakterisiert werden können: Ruhemasse bzw. Ruheenergie
M, Spin J (Drehimpuls im Ruhesystem), Parität P, elektrische Ladung
Q, Baryonenzahl B, Isospin I (Komponente I3), Leptonenzahlen
(Le, Lµ und L
) und mittlere Lebensdauer. Bei Hadronen kommt ausserdem
noch Stragneness (bzw. Hyperladung Y), Charm C, Beauty b und Truth t hinzu.
Die drei ersten Quantenzahlen hängen mit der Erhaltung von Energie,
Impuls und Drehimpuls zusammen. Die anderen sind mit Eichvarianzen sowie
mit der Existenz innerer Symmetrien verbunden. Baryonen und Leptonen haben
halbzahligen, Mesonen und Photonen ganzzahlingen Spin.
Für Baryonen ist die Baryonenzahl B = 1, für ihre Antiteilchen
ist B = -1, und für alle anderen Teilchen ist B = 0. Für Leptonen
ist jeweils eine der Leptonenzahlen = 1 (bzw gleich -1 für ihre Antiteilchen),
sonst 0.
Die entdeckung der K-Mesonen (Kaonen) und Hyperionen (Strage particles)
sowie deren Zerfallseigenschaften führten zur Einführung der
Erhaltungsgrösse S (Strangeness). S bleibt bei allen Wechselwirkungen
(ausser bei schwachen) erhalten.
Die Parität und die I3-Komponente des Isospins bleiben
bei starker und elektromagnetischer Wechselwirkung erhalten, die Isospinquantenzahl
dagegen nur bei der starken Wechselwirkung. Offenbar gilt: je stärker
die Wechselwirkung, desto mehr Sysmmetrieeigenschaften. Bisher gibt es
dafür noch keine Erklärung.
Einen systematischen und durch die inneren Symmetrien erklärbaren
Überblick über die Hadronen geben die im Achtfach-Weg-Modell (Oktettmodell)
von M. Gell-Mann und Y. Ne'enman eingeführten, als Supermultipletts
bezeichneten Jp-Multip]etts, z.B. das Baryonenoktett 1/2+,
das Baryonenresonanzendekuplett 3/2+, das Mesonennonett 0/2-,
das Mesonennonett 1/2- u.a. Ersichtlich gibt es in diesen Diagrammen
Gruppen von E. mit annähernd gleicher Masse und gleicher Baryonenzahl
(und natürlich gleichem Spin und gleicher Parität), aber verschiedener
elektrischer Ladung e. Es liegt nahe, diese Teiichen zu eigenen Multipletts
zusammenzufassen, die durch den Isospin charakterisiert werden. Zu jedem
solchen Isospinmultiplett gehört eine ganz- oder halbzahlige Größe
I. aus der sich die Multiplizität zu 2l + l ergibt. Die einzelnen
Mitglieder dieses Isospinmultipletts sind durch I3 (= I, I-1,...,
-I) gekennzeichnet. Ein Beispiel liefern die Pionen mit I = 1 und I3=1,
0, -1. Für die Nukleonen n und p ist I = 1/2, sie bilden ein Isospindublett;
das Lambda-Hyperon bildet ein Isospinsingulett. Diese Zuordnungen bekommen
ihren Sinn auch durch die experimentell bestätigte Isospininvarianz
(Ladungsunabhängigkeit) der starken Wechselwirkung. Da die Photonen
und Leptonen keine starken Wechselwirkungen ausüben, scheint dort die
Einführung eines Isospins sinnlos zu sein.
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Letzte Änderung: 23.09.2003