Dieser Audiobeitrag wird von der Universität Erlangen-Nürnberg präsentiert.

Gut, fangen wir an. Frohes neues Jahr allerseits und alles Gute. Ich hoffe,

ihr habt euch gut erholt. Wir machen weiter mit der starken Wechselwirkung.

Also wir waren bei 5.1.

Evidenz für Klon und Farbe.

So, also jetzt fangen wir an mit der Evidenz für die Klon.

Die kam aus zwei Dingen. Hat das schon besprochen? Gesundheit?

Also einmal aus der tief inelastischen Elektron-Proton und Elektron-Neutron-Streuung.

Und da hatten wir besprochen, dass das Integral von 0 bis 1 über die Strukturfunktion der

Quarks kleiner als 1 ist. Das heißt, die geladenen Paar Tonnen, die Quarks,

tragen nur einen Teil des Gesamtimpulses und der Rest, also das Gesamtimpulses des

Nukleons und der Rest wird von den ungeladenen Gluonen, ungeladen, deswegen haben die keine

Strukturfunktion, ungeladenen Gluonen aufgebracht.

Der zweite Punkt war, kommen wir nachher nochmal drauf, die Beobachtung von 3-Jet-Ereignissen.

So, und das möchte ich nochmal kurz erläutern, die 3-Jet-Ereignisse,

weil das vielleicht letztes Mal am Ende ein bisschen untergegangen ist.

Also der klassische Fall ist folgender, ein 2-Jet-Ereignis. Ein 2-Jet-Ereignis sieht im

Detektor, wenn man, wie hier zum Beispiel entlang der Strahlachse guckt, also die Kollision

ist sozusagen, ein Teilchen kommt aus der Tafel raus, ein Teilchen kommt hier.

So, und dann sieht man eben eine Struktur, diese Linien sind Teilchenspuren und diese

Blöcke geben die Energiedeposition im Detektor an.

Und man sieht eben irgendwas, was hier ganz viele parallele Teilchenspuren hat und dann

relativ viel Energie im Detektor deponiert. Das nennt man ein Jet.

Und hier sieht man eben ein 2-Jet-Ereignis.

So, was da passiert, da werden wir nachher nochmal genauer drauf kommen, aber ich wollte

es nur schon mal kurz beschreiben. Es entsteht in der Kollision, sagen wir mal

von einem Elektron und einem Positron, entsteht ein Quark-Anti-Quark. Und diese Quark-Anti-Quarks

fliegen auseinander. Und was dann passiert, ist folgendes.

Das Quark und das Anti-Quark werden ja durch den Gluron zusammengehalten. Je weiter sich

das Quark und das Anti-Quark voneinander entfernen, umso höher wird die Energie.

Das ist praktisch wie eine gespannte Seite, die aber, wenn man die zwei Teilchen voneinander

entfernt, wird die Kraft immer größer. Und irgendwann wird es so groß, dass die

zwei sich trennen und aus dieser, in dieser, sagen wir mal, in der Interaktion, aus der Energie dieser Interaktion entsteht ein neues Quark-Anti-Quark-Paar.

So, also entstehen hier zwei neue Quark-Anti-Quarks. Und das führt dann eben dazu, das passiert

dann eben wieder. Und was dabei passiert ist, dass eben viele Teilchen entstehen. Und diese

Teilchen sind diese einzelnen Spuren im Detektor. Okay? Das liegt letztendlich in der Tatsache,

dass die starke Wechselwirkung so gestaltet ist, dass die Kraft immer stärker wird, je

größer sich die zwei Quarks voneinander entfernen. Okay? Und dadurch können letztendlich aus der Entfernung dieser zwei Teilchen neue Teilchen entstehen,

die man dann als Jet sieht. So, da kommen wir heute noch ein bisschen mehr dazu. Was ich jetzt nur kurz erklären wollte, ist, also der klassische

Fall eines zwei Jets-Events ist, dass man ein Quark, ein Anti-Quark bildet und die eben durch die Tatsache, dass die auseinander fliegen,

Hardrohnen bilden können. Und diese Hardrohnen sieht man in den Teilchenspuren. So, was jetzt natürlich auch passieren kann, ist, dass das Quark oder das Anti-Quark

ein Gluon abstrahlt. Und letztendlich passiert bei dem Gluon genau das Gleiche. Es kann wieder Hardrohnen entstehen, die man eben dann als dritten Jet sieht.

Insofern ist die Tatsache, dass man drei Jet-Ereignisse gesehen hat, ein eindeutiger Hinweis darauf, dass es Gluon gibt. Okay? Das ist sozusagen der gleiche Prozess

wie hier, nur dass bevor dieses Anti-Quark neue Teilchen bildet, es ein Gluon abstrahlt. Alles klar? Gut, da waren wir letztes Mal stehen geblieben.

Das wollte ich nur noch mal nachtragen. Jetzt kommen wir... Also, das heißt, mit diesen zwei experimentellen Befunden hatte man gezeigt, dass es etwas gibt im Nukleus,

das zum Impuls des Nukleus uns beiträgt, ungeladen ist und von einem Quark abgestrahlt werden kann. So, jetzt kommen wir zum Konzept der Farbe.

Der erste Hinweis, und das war letztendlich, wieso man überhaupt angefangen hat von Quarks und von Farbe zu reden, war, dass man eine Resonanz gefunden hat,

die sich Delta++ nennt, und bei der man relativ schnell festgestellt hat, dass dieses Delta++ aus drei Quarks besteht, nämlich U, U und U,

die alle drei einen Spin in die gleiche Richtung haben. Das hat man daraus gefolgert, aus der Tatsache, dass der Gesamtrebenpuls dreihalbe war.

Dieses Delta++ ist das leichteste Baryon mit drei U.