Jeg er ikke fysiker, men jeg har læst et par populærvidenskabelige
bøger og artikler fra f.eks. Scientific American om elementarpartikler,
så jeg vil da gerne give et bud på nogle svar på nedenstående.
Men tag mine svar med et gran salt, da jeg ikke har nogen egentlig
dybere forståelse af elementarpartikelfysikken.
"Lars & Mette Carlsen" <l.c@privat.dk> writes:
> Jeg sidder med et par spørgsmål nogle sikkert kan hjælpe med:
> 1) Hvor "støder man på" charm, strange, top og bottom kvarker,
Kun i "højenergipartikler", som f.eks. kan dannes når kosmisk
stråling rammer partikler i jordens atmosfære - og så selvfølgelig
i de store partikel-acceleratorer, hvor man systematisk leder efter
denne slags partikler.
Fælles for alle de partikler, som indeholder c-, t-, s- og b-kvarkerne
er, at de alle har relativt kort levetid, før de henfalder til
andre mere stabile partikler.
> og hvad er
> forskellem på f.eks. en strange og en down kvark (samme ladning!?)?
Strange-kvarken har et indre kvantetal, som benævnes "strangeness".
Dette kvantetal er *bevaret* i alle partikelomdannelser, som skyldes
den stærke vekselvirkning (altså den som formidles af gluoner).
Derimod er strangeness *ikke* bevaret i partikelomdannelser, som
skyldes den svage vekselvirkning (den som formidles af de tunge
vektorbosoner).
Det "sære" ved partikler, som indeholder s-kvarken, er, at de
ud fra rent energimæssige betragtninger egentlig burde henfalde
ekstremt hurtigt ved hjælp af den stærke eller den elektromagnetiske
vekselvirkning, men på grund af bevarelsen af "strangeness" er dette
forbudt, og de er derfor henvist til at henfalde ved hjælp af den
svage vekselvirkning, hvilket giver dem en betydeligt længere levetid
(den er dog stadig meget kort set på en dagligdags skala).
Noget tilsvarende gør sig gældende for c-, t- og b-kvarkerne.
Man kan også sige det på den måde, at enhver kvark kan skifte
color-ladning ved hjælp af den stærke vekselvirkning, men for
at omdanne en kvark til en anden "flavor" (altså f.eks. at omdanne
en s-kvark til en d-kvark), så skal den svage vekselvirkning i
brug.
> 2) Hvor "støder man på" mesoner?
Alle mesoner er ustabile, så de eksisterer også kun ganske kortvarigt
under forhold med høj energi. Kosmisk stråling kunne igen være
et eksempel. Pi-mesonen blev, så vidt jeg husker, først observeret
i kosmisk stråling.
> 3) Ud over elektronen, hvor støder man så på de forskellige leptoner?
De tungere leptoner my og tau har også kort levetid, så igen må
man lede i f.eks. kosmisk stråling eller partikelacceleratorer.
My-leptonen (som man i første omgang troede var en meson) er vist
ret almindelig i kosmisk stråling (eller rettere: i resultatet af
at kosmisk stråling buldrer ind i partikler i jordens atmosfære).
Neutrinoerne, som også hører til leptonfamilien, findes derimod
i stort tal overalt. Vi ser bare ikke så meget til dem, fordi de
udelukkende vekselvirker med andet stof via den svage vekselvirkning,
og de er derfor meget svære at detektere.
> 4) Har gammafotoner en masse (jeg tænker på at en foton kan spaltes til en
> elektron og en positron)?
Fotoner har ingen hvilemasse, men de kan bære en meget stor energi,
og hvis energien er stor nok, så kan den spontant omdannes til masse
i et partikelpar. Hvor tunge partikler, der kan dannes, afhænger af
hvor meget energi, der er i fotonen.
Dette var en meget populærvidenskabelig fremstilling af sagen.
Jeg er sikker på, at Carsten Svaneborg eller andre af denne gruppes
fysikere kan supplere med et par hundrede liniers formler, hvis det
stikker dem.
--
-- Torben.