waar komen de extra deeltjes vandaan bij beta-verval

Marjolein van der Veen stelde deze vraag op 28 maart 2023 om 12:22.

Een neutron bestaat uit een 1 up en 2 down quarks.
Een proton uit 2 up en 1 down quarks.
 
Bij beta- verval vervalt een neutron tot een proton en komt er een elektron en een elektron-antineutrino vrij.
Massa blijft gelijk maar het atoomnummer neemt met 1 toe.
Er is dus een down-quark veranderd in een up-quark 
 
Bij beta+ verval verandert een proton in een neutron en komt er een positron (anti-elektron) en een elektron-neutrino vrij. 
Massa blijft gelijk maar het atoomnummer neemt met 1 af.
Er is dus een up-quark veranderd in een down-quark.
 
Maar quarks zijn elementaire deeltjes, die bestaan niet uit andere deeltjes.
Waar komen dan die elektronen, positronen en de neutrino's, anti-neutrino's vandaan?

Reacties

Jaap op 28 maart 2023 om 13:37
Dag Marjolein,
Zoals je schrijft, verandert bij β-verval een downquark in een upquark. Hierbij ontstaat ook een ander elementair deeltje, een W-boson, volgens d → u + W.
Vervolgens vervalt het W-boson tot een elektron en een anti-elektronneutrino volgens

Deze processen vloeien voort uit de 'zwakke wisselwerking' ofte wel 'zwakke kernkracht', een van de vier fundamentele wisselwerkingen die we nu kennen, Binas tabel 26B.

Het W-boson, het elektron en het antineutrino zaten vooraf niet als bestanddelen in de downquark. Het is eerder zo dat de downquark ophoudt te bestaan en dat tegelijk een upquark en een W ontstaan. Positronverval verloopt evenzo.

Een kort antwoord op je vraag kan luiden: de genoemde deeltjes komen uit de vooraf aanwezige massaenergie. (Volgens Einstein zijn massa en energie equivalent, twee kanten van dezelfde medaille, en kun je ze onder een noemer 'massaenergie' brengen.) Bij β-verval wordt een deel van de aanwezige massaenergie omgezet in de genoemde deeltjes.
Dit wordt beschreven in de kwantumveldentheorie (Engels: QFT).
Groet, Jaap

https://nl.wikipedia.org/wiki/B%C3%A8taverval
https://nl.wikipedia.org/wiki/Zwakke_kernkracht
https://nl.wikipedia.org/wiki/Kwantumveldentheorie

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

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

Antwoord: (vul een getal in)