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Der Protonzerfall

  • Hans Volker Klapdor-Kleingrothaus
  • Andreas Staudt
Part of the Teubner Studienbücher Physik book series (TSBP)

Zusammenfassung

Die Baryonenzahl B ist eine additive Quantenzahl. Bislang konnte keine elementare Wechselwirkung mit der Größe B in Verbindung gebracht werden (vgl. dazu auch Kap. 11 über die fünfte Kraft). Diese neue Wechselwirkung müßte entweder wie die elektromagnetische Wechselwirkung eine unendliche Reichweite besitzen, oder aber sie wäre unter gewissen Voraussetzungen mit der Existenz eines neuen Teilchens, des sogenannten Majorons (siehe Abschn. 6.2.3), verknüpft. Obwohl also dem Satz von der Erhaltung der Baryonenzahl kein fundamentales Symmetrieprinzip zugrundeliegt, konnte bis heute noch kein Prozeß beobachtet werden, bei dem sich B ändern würde. Der Zerfall von Nukleonenresonanzen, von Hyperonen und ihren Resonanzen führt nach unserem jetzigen Kenntnisstand ausnahmslos auf ein Proton oder ein Neutron, wobei letzteres dann über die schwache Wechselwirkung in ein Proton zerfällt. Es treten nur Übergänge zwischen verschiedenen Baryonen auf, eine Vernichtung oder Erzeugung einzelner solcher Teilchen ist nicht möglich. Ordnet man den Baryonen die Baryonenzahl B = 1, den Antibaryonen entsprechend B = −1 und allen anderen Elementarteilchen B = 0 zu, so läßt sich die experimentelle Beobachtung durch die Forderung nach einer Erhaltung der Summe der Baryonenzahl bei einer beliebigen Reaktion ausdrücken. Ein Beispiel für eine erlaubte Reaktion ist die \(p\overset{-}{\mathop{p}}\,\)-Paarerzeugung in der e+e-Annihilation
$${{e}^{+}}+{{e}^{-}}\to p+\overset{-}{\mathop{p}}\,.$$
(4.1)
Wird die Baryonenzahl von allen Wechselwirkungen exakt erhalten, so folgt, daß das Proton absolut stabil ist, da es das leichteste Baryon ist. Der nach der Erhaltung von Energie, Drehimpuls und elektrischer Ladung mögliche, hypothetische Prozeß
$$p\to {{e}^{+}}+\gamma$$
(4.2)
wäre dann verboten. Die Stabilität des Protons stellt damit einen sehr empfindlichen Test für die exakte Erhaltung von B dar.

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Copyright information

© B. G. Teubner Stuttgart 1995

Authors and Affiliations

  • Hans Volker Klapdor-Kleingrothaus
    • 1
  • Andreas Staudt
    • 2
  1. 1.Max-Planck-Institut für KernphysikHeidelbergDeutschland
  2. 2.Zentrale Forschung Bayer AGLeverkusenDeutschland

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