Wie hat man Quarks entdeckt?
1964 postulierte der Caltech-Physiker Murray Gell-Mann zusammen mit seinem Kollegen George Zweig die Existenz der Quarks. Gell-Mann erhielt 1969 für die Schematisierung des hadronischen Zoos mittels der Quarks den Nobelpreis für Physik.
Warum gibt es Elementarteilchen?
Elementarteilchen als Bausteine der Materie Atome erhalten wir dann durch Kombination dieser Atomkerne mit Elektronen. Das heißt, dass alle Stoffe, die wir aus dem Periodensystem der Elemente kennen, nur aus Quarks und Leptonen der ersten Generation aufgebaut sind. Die Hadronen sind zudem stets farbneutral („weiß“).
Was für Elementarteilchen gibt es?
Man teilt diese Elementarteilchen in der Regel nach ihrer Masse in drei Gruppen ein:
- Leichte Teilchen (Leptonen), wie z.B. Elektronen.
- Mittelschwere Teilchen (Mesonen).
- Schwere Teilchen (Baryonen), wie z.B. Protonen und Neutronen.
Wie entstanden Quarks?
Neutronen und Protonen werden aus Quarks gebildet, die von den Kraftteilchen der starken Wechselwirkung, Gluonen genannt, zusammengehalten werden. Der Zusammenhalt zwischen Quarks und Gluonen ist extrem stark, so stark, dass man es nicht schafft, Quarks zu vereinzeln. Unmittelbar nach dem Urknall war das ganz anders.
Warum werden Elektronen als Elementarteilchen bezeichnet?
Später entdeckte man, dass auch diese Teilchen aus noch kleineren Bestandteilen bestehen, wie z.B. aus Elektronen, Protonen und Neutronen. Diese Bestandteile bezeichnet man heute als Elementarteilchen. Sie besitzen eine Masse und z.T. eine elektrische Ladung. Schwere Teilchen (Baryonen), z.B. Protonen und Neutronen.
Wie viele Quarks gibt es in der dritten Generation?
Zu der Generation werden das Up-Quark und das Down-Quark gezählt. Die zweite Generation umfasst das charm-Quark und das strange-Quark und das top-Quark und das bottom-Quark sind schließlich in der dritten Generation unterteilt. Es gibt also drei Mal zwei, sechs reguläre Quarks.
Sind Quarks nicht gleich Quark?
Quark ist aber nicht gleich Quark. Wie bei den Leptonen gibt es nämlich auch bei den Quarks drei Gruppen: Die erste, zweite und dritte Generation (der Fermionen). Die Generationen unterscheiden sich untereinander nur in einer einzigen Eigenschaft: der jeweiligen Masse. Die Divergenz der Massen ist jedoch eklatant.
Was ist die eigentliche Namensgebung der Quarks?
Die eigentliche Namensgebung verlief zunächst aber einmal vergleichbar unorthodox: Der theoretische Physiker Murray Gell-Man, der die Existenz der Quarks vorhergesagt hatte, fand den Namen Quark in James Joyce Roman „Finnegans Wake.“ Dort heißt es: „ […] three quarks for Muster Mark […]“
Sind Quarks die kleinsten Teilchen der Materie?
Standardmodell: Quarks gehören gemäß dem Standardmodell der Teilchenphysik, das den aktuellen Forschungsstand innerhalb der Teilchenphysik widerspiegelt, zu den kleinsten uns bekannten Bausteinen der Materie. Doch sind sie auch wirklich die kleinsten Teilchen?