eightfold way van Gellerman

[die hanze]

Gellerman begon elementaire deeltjes te schikken zoals mendeleev dat deed met chemische elementen. Allemaal mooi, maar bij gellerman begrijp ik niet wat het betekent als je ze kunt zetten in bepaalde figuren. Uit de tabel van mendeleev zie ik structuur maar niet in de vele figuren van gellerman. Weet iemand wat daar achter zit?

[eendavid]

Ik veronderstel dat je de tabel van Gell-Mann bedoelt. Deze tabel is inderdaad min of meer analoog aan de tabel van Mendeleev (in de zin dat hij een structuur vaststelt in de ingewikkelde zoo van deeltjes, een structuur die achteraf te verklaren bleek door meer de samenstelling uit meer elementaire deeltjes). Daar waar de structuur bij de tabel van mendeleev ontstaat door de toegelaten electronconfiguratie, wordt de eight-fold tabel veroorzaakt door de quarks-configuratie.

Het gaat erom dat de up(u), down(d) en strange(s) quarks hetzelfde zijn wat betreft de sterke interactie en dat u en d ongeveer hetzelfde zijn wat betreft massa. Dat betekent dat wanneer je u, d en s met elkaar verwisselt, dat je een gelijkaardig deeltje zal bekomen: enkel de lading en de strangeness zal verschillen (en de massa is een functie van de strangeness). Bijvoorbeeld, uud (proton) is zeer gelijkaardig aan udd (neutron) wat betreft massa en sterke interactie. Dus, wanneer je een tabel zou maken waarbij je alle baryonen en mesonen volgens 2 eigenschappen plaatst (lading en strangeness) verwacht je dat elk plaatsje een aantal keer wordt ingenomen (om te begrijpen waarom combinaties niet of tweemaal voorkomen moet je naar de golffuncties kijken: voor spin 1/2 kan je bijvoorbeeld geen anti-symmetrische uuu golffunctie opbouwen). (tekeningen geleend van http://www.dbnl.org/...w01_01_0009.php)

meson2 675 keer bekeken

Baryons2 688 keer bekeken

En dit correspondeert precies met de deeltjes die we waarnemen:

particles 682 keer bekeken

De I is hyperlading, een combinatie tussen lading en strangeness. De constante-lading lijn zijn de lijnen van linksboven naar rechtsonder.

Ten tijde van het opstellen van deze tabel was het concept van quarks nog niet gekend. Maar men merkte dat de structuur correspondeerde met deze van representaties van de symmetriegroep SU(3) (de 3 komt van de 3-dimensionale ruimte (u,d,c) waarin men symmetrietransformaties kan uitvoeren), en men had dus wel reeds een wiskundig begrip van de structuur. De structuur van de tabel van Mendeleev ontstaat door de 3-dimensionale rotatiegroep SO(3), en is in feite niet per se eenvoudiger, we zijn er gewoon meer vertrouwd mee. Gell-Mann is uiteindelijk omgekeerd te werk gegaan: hij slaagde erin deze SU(3) structuur te verklaren door de quarks voorop te stellen.

Ter volledigheid: ondertussen kennen we 6 quarks en weten we dat de zoölogie van de elementaire deeltjes nog ingewikkelder is dan zoals in bovenstaande figuren getoond. Nemen we het charm (c ) quark in rekening, dan zien we al volgende structuur (tekeningen geleend van http://fafnir.phyast...es/conuni6.html):

mesons 671 keer bekeken

baryons 679 keer bekeken

[die hanze]

ja sorry het is Gellman. Dus die tekeningen waren eigenlijk de basis voor het ontwikkelen van de quarkstructuur? Worden deze tekeningen nog veel gebruikt of was het gewoon handig in die tijd om de zoo van deeltjes ergens te plaatsen? Als je namelijk de quark structuur kent is er niet zo veel aan.

[eendavid]

In welke zin is er minder aan deze tabellen dan aan de tabellen van Mendeleev? Sowieso is het verhaal iets minder triviaal, omdat de deeltjes superposities zijn eerder dan bijvoorbeeld de up + anti-up compositie, en iets minder intuitief omdat de symmetriegroep minder gekend is.