waar komen de extra deeltjes vandaan bij beta-verval

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

Antwoord: (vul een getal in)