Elementaire deeltjes horen overigens niet tot het eindexamencurriculum - het is hooguit deel van het schoolexamen.

6. Wat is de lading van charm en anti-bottom? Samen?
7.  Gebruik E = mc²   (E = 6,4 GeV)
8.  Tenminste 6,4 GeV aan energie moeten de deeltjes hebben om tezamen een Bc meson te produceren.  Behoud van energie!

Goedendag, wilt u nakijken of mijn antwoord van vraag 8 goed is ?

Massa Bc meson komt overeen met 6.4 GeV

Proton moet energie 6.4/2 = 3.2 GeV hebben en antiproton evenveel

Proton en antiproton zijn eenwaardig geladen (let even niet op +/-).

Dus proton moet minimaal een spanning van 3,2 gigavolt doorlopen en antiproton evenveel zodat bij de botsing een Bc meson kan ontstaan.

Alvast bedankt, Paul

Aangezien de beide deeltjes tegengesteld geladen zijn, zullen ze in een elektrisch veld precies de andere kant opgaan. Dat houdt in dat als ze elkaar "ergens" ontmoeten, ze elk 3,2 GeV energie moeten hebben een Bc meson te produceren - zoals je zelf ook concludeert.

In geval van 2 platen zou de spanning ertussen 6,4 GV zijn en beide deeltjes elk van een andere plaat versneld worden en elkaar dan in het midden met elk 3,2 GeV tegenkomen.

Dag Paul, Theo,
Om volgens deze opgave een Bc meson te laten ontstaan, moeten het proton en het antiproton niet elk minimaal een spanning van 3,2 GV of totaal 6,4 GV doorlopen, afgezien van plus en min.

Proton en antiproton zijn immers elkaars anti-deeltje. Bij de botsing annihileren ze elkaar. Hierbij 'leveren ze hun massa in', zodat ze genoeg hebben aan minder kinetische energie dan 3,2 GeV.
De totale energie van het proton bestaat uit rustenergie $E_0$ (Binas tabel 7B) en kinetische energie $E_\text{k}$. Samen is dit de helft van de rustenergie $6,4\,\text{GeV}$ van het meson.


Het proton moet minimaal een spanning van $2,3\,\text{GV}$ doorlopen.
Dezelfde waarde geldt voor het anti-proton.
Groet, Jaap

Geheel waar! Rustmassa levert ook energie (en is vrijwel de enige bij de "gebruikelijke" elektron/positron annihilatie bij stilstaande (anti)deeltjes)

Paul,

Die vraag 8 is te moeilijk voor het VWO.

Het is onmogelijk om alleen één B_c deeltje te maken. Eén bottom-quark kan niet, want er moet dan ook een anti-bottom zijn ontstaan. Dezelfde redenering voor charm, het totale charm-getal moet nul blijven. Dus dit wordt al moeilijk voor een electron-positron machine.

Bij proton-antiproton wordt het nog moeilijker omdat je dan begint met zes quarks.

Dit lijkt een redelijk overzichtsartikel: Unravelling theoretical challenges in understanding Bc meson decays maar ik weet er veel te weinig van om dit te kunnen lezen.

Er zal een meson/anti-meson paar ontstaan.

Elektron/positron hebben geen charm of strangeness (=0) en leptongetal blijft behouden (1-1=0)
Als beide deeltjes veel (kinetische) energie hebben kan ipv alleen twee fotonen (ijkboson krachtvelddeeltjes) ook uiteindelijk een meson paar ontstaan. Zie https://particleadventure.org/eedd.html

Experimenten toonden aan dat strangeness en charm quantumgetallen in zwakke kernkrachtvervallen niet behouden blijven (https://en.wikipedia.org/wiki/Charm_(quantum_number))

Verder ben ik ook te weinig thuis in de "deeltjesdierentuin" en is deze tak van onderzoek nog sterk in ontwikkeling zodat "who ordered this particle?" verbazing bij onderzoekers nog wel eens voorkomt.

Bedankt voor het nakijken en goede antwoord 2.3 GV.

0 punten als ik op mijn examen zeg dat de vraag te moeilijk is voor het ce

De vraag komt uit ce vwo 2000 tijdvak 2. Leraren moesten die vraag toen goed kunnen maken maar ik bestond nog niet ;-)

Alleen stond er toen nog bij "Verwaarloos hierbij dat bij de botsing ook nog andere deeltjes ontstaan dan het Bc-meson."

mvg, Paul

 

Het "gewone" uitrekenen van de benodigde energie (rustmassa + kinetisch) ligt binnen vwo bereik. De deeltjes-verval/samenstelvergelijking valt daar buiten. Maar daar wordt ook niet om gevraagd.

Paul

Je zult helaas gelijk hebben dat ik een grote kans zou lopen 0 punten te krijgen met mijn antwoord. Ik zou het niet kunnen laten om te schrijven dat het absurd is de andere deeltjes te verwaarlozen want het B_s moet in elk geval als paar ontstaan, dat geeft een factor 2. Bovendien gebeurt dat uit slechts twee van de zes quarks in de protonen, dat scheelt een factor 3. En die quarks hebben nauwelijks rustmassa (dat is maar een paar procent van de massa van een proton want m_p bestaat voor een groot deel uit de kinetische energie van de quarks), dus ik denk dat het te moeilijk wordt de rol van de rustmassa van het proton correct mee te rekenen. En dat er vast nog wel andere dingen in beschouwing genomen moeten worden waar ik geen benul van heb.