Warum zerfallen einzelne Teilchen?

hallo,

der eröffnungsbeitrag wird etwas flach, aber die beiden bestehenden threads aus dem jahre '04 und '05 sind dafür nicht passend

vorab es geht mir NICHT um radioaktivität

hab auf die schnelle nämlich keine antwort gefunden

also: was veranlasst ein teilchen zu zerfallen?

weils instabil ist, ja lol, klar.. aber warum?

beispielsweise das neutron.. nach knapp 15 min zerfällt ein freies neutron (zu nem stabilen proton, elektron und nem antielektronneutrino)

bin zwar kein Physiker, aber zumindest weiß ich, dass alles immer nach dem energetisch günstigsten Zustand strebt. Wahrscheinlich ist ein freies Neutron energetisch ungünstiger als ein gebundenes. Deshalb zerfällt es, weil es für die Teilchen, aus dem es aufgebaut ist, halt einfach günstiger ist.

@canpornpoppy

ich hab das hier bei Wiki gefunden, ich weiss nicht, ob das deine Frage ausreichend beantwortet ;)

Ein W-Boson vermittelt die schwache Wechselwirkung und bewirkt die Umwandlung eines im Neutron (bzw. Proton) vorhandenen d-Quarks (bzw. u-Quarks) in ein u-Quark (d-Quark), und damit die Umwandlung des Neutrons in ein Proton (Protons in ein Neutron). Während das umgewandelte Quark als Bestandteil des umgewandelten Nukleons seine Rolle beibehält, verlassen das Antineutrino (Neutrino) und das Elektron (Positron) den Kern.

Wikipedia: Betastrahlung

Hier noch einen Link mit furchtbar vielen Formel, die ich nicht verstehe ;)

http://www.mppmu.mpg.de/~rwagner/skript/Neutronenzerfall.html (Archiv-Version vom 18.10.2009)

@Papa-Schlumpf

klingt an sich ja plausibel soweit hatte ich auch schon überlegt.. ich hab ja ne vermutung, dazu werde ich auch noch kommen :)

aber schon mal danke

@bo

den zweiten link schau ich mir mal an, der obere teil aus dem wiki-artikel behandelt ja die umwandlung beim radioaktiven zerfall im kern des doch recht komplexen systems "atom"

mir gehts speziell um die freien teilchen ^^

Starke, elektromagnetische und schwache Wechselwirkungen verursachen Teilchenzerfälle. Aber nur die schwache Wechselwirkung kann den Zerfall eines elementaren Teilchens bewirken.

Schwache Zerfälle:

Nur die schwache Wechselwirkung wandelt die Sorte ("flavors") eines Elementarteilchens in eine andere Sorte um. Die schwache WW kann beispielsweise ein charm Quark in ein strange Quark umwandeln. Dabei sendet es ein virtuelles W Boson aus. Nur die schwache Wechselwirkung macht den Zerfall eines elementaren Teilchens möglich.

Elektromagnetiche Zerfälle:

Das 0 (neutrales Pion) ist ein Meson. Das Quark und das Antiquark (aus dem es aufgebaut ist) kann annihilieren: es entstehen zwei Photonen. Dies ist ein Beispiel eines elektromagnetischen Zerfalls.

Sarke Zerfälle:

Das Teilchen ist ein Meson. Es kann mit Hilfe der starken WW in zwei Gluonen zerfallen (die Gluonen gehen dann in Hadronen über).

http://www.particleadventure.org/german/frameless/decay_dif.html
(ist ne Flashseite)

@bo

danke

das aber auch echt kompliziert :|

ich muss da jetz ersma nen bissel drüber nach denken

weil der unterschied zwischen dem verfall eines radioaktiven atoms und einem teilchen ist ja der das der zerfall beim atom (wohl) zufällig ist, während es scheinbar bei teilchen konstante lebenserwartungen gibt

und ich stelle mir vor das diese lebensdauer seine ursache in der dichte der umgebenden grundraumenergie hat..

der prozess des zerfalls ansich ist ja sowieso schon kompliziert und ne wissenschaft für sich und wird durch das standardmodell beschrieben

vllcht hab ich auch die frage doof gestellt.. so richtig kann ich mir aber selbst kein reim drauf bilden

@canpornpoppy

Ich hatte zuerst in meine Bücher geschaut, bei Hawking hab ich nix gefunden. Er hat die 4 Kräfte mehr zur Beschreibung der Symetrie und zur Erklärung GUT-Theorie und der String- Superstring und Brantheorie genutzt.

Das andere Buch in dem ich nachgeschaut habe, war John Gribbin´s "Auf der Suche nach dem Omegapunkt" von 1990, in dem es um die Frage geht ob das Universum zusammenstürzt oder weiter expandiert..

Da steht zum Beispiel unter dem Kapitel " Das Schicksal der Materie"

In einem Materieklumpen(jedem Klumpen aus Materie) wird die Hälfte der Protonen in 10 hoch 31 Jahren zerfallen

S.239

Also scheinen Protonen doch äußerst stabil zu sein.

http://www.amazon.de/Omega-Punkt-Zerfall-Unendlichkeit-Schicksal-Universums/dp/3492033393/ref=sr_1_2?ie=UTF8&s=books&qid=1272896046&sr=1-2

@bo
Das ist die untere Grenze das heißt es kann auch deutlich länger sein.

Mfg Matti15

@matti15

hälst du es für möglich das die lebensdauer instabiler teilchen mit der energiedichte der grundraumenergie im zusammenhang stehen könnte?

sprich mit zunehmender raumexpansion sinkt die durchschnittliche grundraumenergiedichte oder halt vakuumenergiedichte und ließe teilchen zunehmend instabiler werden

eine folge wäre vllcht, das teilchen der zweiten und dritten generation in der frühzeit des universums mit höherer grundraumenergiedichte auf grund des kleineren raumvolumens stabil bzw stabiler waren

und eine weitere folge könnte sein das mit zunehmender raumexpansion protonen instabiler werden könnten bzw sogar die lebenserwartung von beispielsweise neutronen abnehmen könnte

vllcht wäre es sogar möglich das in sehr ferner zukunft - sofern der raum weiter expandiert - selbst elektronen instabil werden könnten und diese entweder einfach zerstrahlen oder..

naja.. hast du schon mal was von preonen gehört? :)

@canpornpoppy

Hm, mal ein anderer Ansatz (korrigier' mich bitte, falls dieser absoluter Nonsens ist):

Wäre ein Teilchen absolut konsistent und stabil, sodass es nicht zerfallen könnte...wäre überhaupt etwas möglich?

Zur Veranschaulichung: Wenn wir jetzt zum Urknall zurück gehen und (hypothetisch) beobachten, wie sich das Universum samt Raum und Zeit ausdehnt, könnte sich die Masse überhaupt noch verteilen, wären die Teilchen absolut stabil? Oder würde das Universum samt Masse gleichermaßen expandieren?

Sprich: Wenn die Teilchen stabil wären, gäbe es keine Aufteilung in unterschiedliche Stoffe/Massen.

Kann aber auch sehr gut sein, dass ich mich da gerade verrenne! :D

Bitte daher um Kontrolle. :)

@Mr.Dextar

da muss ich mal drüber nach denken ^^

oder kannste das noch mal etwas umschreiben? ^^

@canpornpoppy

Ich versuche es mal, ganz kurz zu fassen: Wären die Teilchen stabil und unteilbar, wäre alles ein geschlossenes "System", also es könnte quasi nichts entstehen. Nur dieser große "Klumpen" an Masse wäre vorhanden. ^^

@canpornpoppy
Hörte sich erstmal interessant an aber leider wurde gezeigt das sich die Zerfallszeiten nicht geändert haben.^^

Mfg Matti15

Theorie: "Das Urkilo verliert Masse, Masse die zerfällt um die andere Masse zu erhalten. Energiefluss."

@canpornpoppy
Ich hab nur den Eingangspost überflogen aber Stichwort ist: Grundwechselwirkungen!
Die schwache Kernkraft oder schwache Wechselwirkung ist nicht nur eine anziehende oder abstoßende Kraft, sie wandelt Teilchen auch ineinander um.

@Pumpkins

na da sind wir im prinzip beim radioaktiven zerfall, auf den will ich nicht hinaus ^^

ließ den eingangspost etwas genauer oder die folgenden beiträge, dann wird es sicher klarer auf was ich hiaus will :)

matti15 schrieb am 03.05.2010:Hörte sich erstmal interessant an aber leider wurde gezeigt das sich die Zerfallszeiten nicht geändert haben.^^

ist zwar schon nen weilchen her matti, aber könntest du darauf ein bisschen genauer eingehen? :)

wie zum beispiel man sowas zeigen kann, was da evtl für versuche aufgebaut wurden oder geht das aus gewissen theorien hervor, wird das 'einfach' gefordert? usw usf ^^

@canpornpoppy
hab leider keine ahnung mehr^^ denke aber das man das durch beobachtungen früher galaxien und exakten messungen der zerfallszeiten über längere Zeiträume überprüfen kann^^

Mfg Matti15