J/psi-Teilchen
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J/ψ |
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| Klassifikation | ||||||
| Boson Meson Hadron |
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| Eigenschaften | ||||||
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Das J/ψ ist ein Teilchen, ein Meson.
Inhaltsverzeichnis |
[Bearbeiten] Historisches
Das J/ψ wurde 1974 fast gleichzeitig von zwei Gruppen entdeckt, die es J bzw. ψ nannten - daher rührt der eigentümliche Doppelname. Die eine Gruppe unter Burton Richter entdeckte es am Stanford Linear Accelerator Center [1], die andere Gruppe unter Samuel Chao Chung Ting am Brookhaven National Laboratory [2]. Die beiden Wissenschaftler wurden für die Entdeckung dieses Teilchens 1976 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet.
Seine Entdeckung war eine Sensation, weil seine Breite (Energieunschärfe nach der Heisenbergschen Unschärferelation) gut 1000-mal kleiner, seine Lebensdauer also gut 1000-mal länger war, als die anderer Mesonen in diesem Energiebereich.
Zu diesem Zeitpunkt kannte das Quarkmodell nur 3 Quarks (u, d, s); die einzig plausible Erklärung für ein so langlebiges Meson war eine neues, viertes Quark. Dieses "Charm"-Quark war bereits theoretisch vorhergesagt worden, und mit dem J/ψ konnte seine Existenz als gesichert gelten.
[Bearbeiten] Eigenschaften
[Bearbeiten] Masse, Breite und Quantenzahlen
Das J/ψ hat eine Masse von 3097 MeV/c2 und eine Resonanzbreite von 91 keV, was einer Lebensdauer von 10−20 s entspricht. Seine Quantenzahlen sind JPC=1--.
[Bearbeiten] Aufbau
Das J/ψ ist ein gebundes System aus einem Charm-Quark (c) und einem Charm-Antiquark (c), also ein Charmonium.
[Bearbeiten] Zerfälle
Es zerfällt zu rund 87,7 % über die starke Wechselwirkung in Hadronen, zu rund 17 % über die elektromagnetische Wechselwirkung in Hadronen oder Leptonen. [3] Dass der elektromagnetische Zerfall überhaupt mit dem starken konkurrieren kann, liegt daran, dass der übliche Weg des Zerfalls schwerer Mesonen durch Anlagerung eines leichten Quark-Antiquark-Paares aus energetischen Gründen nicht möglich ist. Die Annihilation von c und c über die starke Wechselwirkung geht aus Gründen der Paritätserhaltung nur durch nicht weniger als drei Gluonen und ist daher unterdrückt. Dies ist der Grund für die vergleichsweise geringe Breite.[4]
[Bearbeiten] Siehe auch
[Bearbeiten] Quellen
- ↑ SLAC-SP-017 Collaboration (J.E. Augustin et al.): Discovery of a narrow Resonace in e+ e- Annhilation in Phys. Ref. Lett. 33, 1974, 1406-1408 [1]
- ↑ E598 Collaboration (J.J. Aubert et al.): Experimental Observation Of A Heavy Particle J in Phys. Rev. Lett. 33, 1974, 1404–1406
- ↑ S. Eidelman et al., Particle Physics Booklet, Particel Data Group, July 2004
- ↑ Bogdan Povh et al., Teilchen und Kerne, 6. Auflage. Springer-Verlag GmbH, 2004, ISBN 3-540-21065-2
