Quarks -1/3 oder +2/3 der Elementarladung wieso?

Elektron 1
Positron -1
u-Quark +2/3
d-Quark -1/3

Wieso besitzen Quarks ein Drittel der "Elementar"-Ladung? Dann wäre doch eine drittel Ladung des Elektrons doch elementar? Wieso ist das Elektron/Positron dann ein Elementarteilchen? Hier stinkt doch etwas zum Himmel!

Jan

Quarks kommen unter normalen Umständen nicht einzeln vor.

Vielleicht ist das auch gut so, denn sonst wäre die Quarkbombe erfunden und würde was weiß ich was in den Kosmos sprengen. Vielleicht ist das auch schade, denn sonst wären alle Energieprobleme gelöst.

Aber eine Antwort auf meine Frage ist das nicht.

Gregor

einstein2 schrieb:

Elektron 1
Positron -1
u-Quark +2/3
d-Quark -1/3

Wieso besitzen Quarks ein Drittel der "Elementar"-Ladung? Dann wäre doch eine drittel Ladung des Elektrons doch elementar? Wieso ist das Elektron/Positron dann ein Elementarteilchen? Hier stinkt doch etwas zum Himmel!

1. Es gibt auch Quarks mit anderem Ladungsvorzeichen. "Antiquarks" also.

2. Ein Elektron/Positron ist ein sogenanntes Lepton. Leptonen sind nicht aus Quarks aufgebaut. Und bis jetzt ist es AFAIK auch noch nicht gelungen, ein Elektron oder Positron irgendwie zu spalten, also in kleinere Bestandteile aufzuteilen. Insofern kann man bei Elektronen durchaus von Elementarteilchen reden. Aus Quarks sind nur Hadronen aufgebaut, also Mesonen und Baryonen (wie z.B. das Neutron oder das Proton).

scrontch

Stimmt alles.
Aber darauf will einstein2 gar nicht hinaus.
Ihm geht's darum warum die Quarks gerade drittelzahlige Elementarladungen tragen.
Und das konnte indirekt in Streuexperimenten nachgewiesen werden!
Also einstein2 hat schon recht: So manches am Standardmodell der Elementarteilchen bleibt unbefriedigend/ungeklärt und man darf sich da schon Fragen stellen.
Aber keine Sorge, da sitzen auch ne Menge kluger Köpfe bereits seit etlichen Jahren dran! (siehe Supersymmetrie, Stringtheorie, ...)
Fest steht: In allen bisherigen (Streu-)Experimenten erscheint das Elektron als punktförmig, d.h. ohne Unterstruktur, sowohl was die Ladung als auch andere Wechselwirkungen angeht.

(wikipedia:) "Einen weiteren experimentellen Anhaltspunkt für die Stringtheorie liefern Teilchen mit „exotischen“ Ladungszahlen. Während die heute beobachteten Teilchen nur die Ladungszahlen 1/3, 2/3, -1/3, -2/3, 0, 1 und -1 aufweisen, so sagt die Stringtheorie Teilchen mit Ladungszahlen wie zum Beispiel 1/5, 1/19, 1/23 oder auch 1/57 voraus. Die Situation verhält sich jedoch ähnlich wie bei den Superpartnern. Bislang ist noch kein solches Teilchen mit „exotischer“ Ladung entdeckt worden."

Das hatte ich bisher bezüglich der Stringtheorien (Grenzfälle der M-Theorie) noch nicht wahr genommen. Kann jemand diese interessante Zahlenreihe 1/1, 2/3, 1/3, 1/5, 1/19, 1/23, 1/57, ... (?) einfach erklären? Interesanterweise sind dies außer 57 ( = 3 * 19 ) alles Primzahlen! Geht das noch weiter runter als 1/57 ? Damit sollte auf jeden Fall klar sein, dass eine Ladung von 1e bzw. -1e alles andere als eine "Elementar"-Ladung ist. Was ist eigentlich Ladung im Sinne der M-Theorie?

einstein2 schrieb:

Das hatte ich bisher bezüglich der Stringtheorien (Grenzfälle der M-Theorie) noch nicht wahr genommen. Kann jemand diese interessante Zahlenreihe 1/1, 2/3, 1/3, 1/5, 1/19, 1/23, 1/57, ... (?) einfach erklären?

+/-1 sind die Elementarladungen, die man in der Natur vorfindet (Proton und Elektron), 1/3 und 2/3 entstanden afaik durch Rechnung und Beobachtung (Baryonen bestehen aus drei, Mesonen aus zwei Quarks, die sich die jeweilige Elementarladung aufteilen).
Woher die übrigen Werte stammen, mußt du einen entsprechenden Experten fragen.

Damit sollte auf jeden Fall klar sein, dass eine Ladung von 1e bzw. -1e alles andere als eine "Elementar"-Ladung ist.

Es ist auf jeden Fall die kleinste Ladung, die in der Natur beobachtet werden kann (Quarks und andere Exoten treten in der Natur nur in Gruppen auf).

Prof84

einstein2 schrieb:

Elektron 1
Positron -1
u-Quark +2/3
d-Quark -1/3

Wieso besitzen Quarks ein Drittel der "Elementar"-Ladung? Dann wäre doch eine drittel Ladung des Elektrons doch elementar? Wieso ist das Elektron/Positron dann ein Elementarteilchen? Hier stinkt doch etwas zum Himmel!

http://alephwww.physik.uni-siegen.de/~brandt/abend/sld057.html
Schöne Arbeit diese Slides!

cu
P84

Danke für den herrlichen Link! Tolle Zusammenfassung.

Die wirklich noch schwer wiegenden Defizite des Standardmodells der Elemetarteilchen sind hier zusammenfassend beschrieben: siehe Kapitel 10.6
http://www.physik.rwth-aachen.de/~roth/eteilchen/Kapitel10.pdf

siehe z.B. dunkle Matarerie und dunkle Energie(!)