kernen en deeltjes, quarkgetal, baryongetal, leptongetal

josephine stelde deze vraag op 22 januari 2022 om 14:57.

 beste helper,
ik moet voor natuurkunde (6V) opdrachten maken over het behoud van quarkgetallen en baryongetallen.
Ik snap alleen niet hoe ik erachter kom wat het quarkgetal is. Ik heb in de bijlage een voorbeeldopgave gedaan. Ik snap dat er een behoudswet geldt voor het baryongetal maar hoe ik daarachter kom niet. 
Alvast bedankt voor de hulp!

Met vriendelijke groet,

Josephine

 

Reacties

Theo de Klerk op 22 januari 2022 om 15:27
Er zijn geen "quarkgetallen" - alleen quantum getallen, waarvan baryon- en leptongetallen er twee zijn. Misschien heb je "quantumgetallen" (en er zijn veel zaken ge-quantiseerd op atomaire schaal: energie, impuls, lading, kleur en nog veel meer) verward met "quarkgetallen"?
  • Een quark heeft baryon getal 1/3  (en een proton met 3 quarks dus van 3 x 1/3 = 1). Anti-quarks hebben -1/3
    Het is geen lepton dus leptongetal altijd 0
  • Een lepton is geen quark en heeft altijd baryongetal 0. Het heeft wel een leptongetal van 1. Anti-leptonen hebben -1  
Baryonen zijn deeltjes samengesteld uit 3 quarks. Een proton en neutron zijn baryonen. Baryonen hebben dan ook baryongetal 1 (namelijk 3 quarks x 1/3)

Mesonen zijn deeltjes bestaande uit eeen quark en anti-quark paar. Een pion en kaon zijn mesonen. Mesonen hebben daardoor baryongetal 0 (namelijk 1/3 van het quark en -1/3 van het anti-quark)

Leptonen zijn kleine deeltjes die nooit in een samenstelling voorkomen. Bekende voorbeelden zijn elektron, positron (=anti-elektron), neutrino en anti-neutrino. Ze hebben lepton getal 1 en de anti-leptonen getal -1. Het zijn geen quarks, dus baryongetal 0.

En om dan bij die vraag te komen, waarbij je informatie van BiNaS 26 gebruikt:
p+   is een proton.  Samenstelling uud  (up up down) quarks
       Lading  +1e (=+2/3+2/3-1/3)  baryongetal  1   (=3 quarks x 1/3).
π-  is een pion meson.  Samenstelling         down - anti up
      Lading -1e  (= -1/3 + (-2/3) ) baryongetal   0   (= +1/3 - 1/3)
Samen vertegenwoordigen ze dus lading 0 e en baryongetal 1
(niet in alle BiNas boekjes staat de π- vermeld. Wel zijn anti-deeltje π+ )

K0 is een kaon meson. Samenstelling   down - anti-strange
     Lading 0 e (= -1/3 + (+1/3) ) , baryongetal 0 (=1/3 - 1/3)
Λ0 is een lambda baryon. Samenstelling  uds (up down strange) 
    Lading 0 e (2/3 + (- 1/3) + (-1/3) ) en baryongetal 1  (= 3 quarks x 1/3)
Samen vertegenwoordigen ze een lading 0 en een baryongetal 1

Links en rechts van de vergelijking zijn de quantumgetallen behouden. De reactie kan dus plaatsvinden. (al zal in een aantal gevallen, ook al worden alle quantumgetallen behouden, een reactie om aanvullende redenen toch niet plaatsvinden).
Jaap op 22 januari 2022 om 17:42
Dag Josephine,
Zoals Theo opmerkt, vinden sommige deeltjesreacties die voldoen aan het behoud van lading, baryon- en leptongetal, niet plaats om aanvullende redenen. Soms heeft de aanvullende reden te maken met massa en energie.
In voorbeeld 6 hebben het proton en het pion voorafgaande aan de reactie een massa van 938,27+139,57. Na de reactie hebben het kaon en het lambda-deeltje een massa van 497,61+1115,68 (in de eenheid MeV/c² die de meisjes en jongens van de kleine deeltjes handig vinden; dat is niet belangrijk). Aan het eind is er meer massa dan aan het begin?!
Soms verhindert zo'n massatoename een reactie, maar getuige de bellenvatfoto heeft deze reactie wel plaatsgevonden.
Kun je dit verklaren? Welke behoudswet speelt hierbij een rol en hoe?
Groet, Jaap

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Roos heeft zevenentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Roos nu over?

Antwoord: (vul een getal in)