Quanten und Relativität

Zusammenfassung

Hadronen besitzen eine Ausdehnung, die typischerweise bei etwa einem Fermi liegt. Ihre Bausteine, die Quarks, besitzen Massen von einigen MeV bis zu 170 000 MeV. Aus der Unschärferelation lässt sich bei Vorgabe der Quarkmasse und der Ortsunschärfe die Geschwindigkeitsunschärfe eines Quarks innerhalb eines Hadrons abschätzen. Für die Ortsunschärfe wollen wir etwa ein Fermi ansetzen, entsprechend der typischen Ausdehnung der Hadronen. Dies ergibt für up- und down-Konstituentenquarks mit einer Masse von 320 MeV eine Geschwindigkeitsunschärfe von etwa einem Drittel der Lichtgeschwindigkeit. Die Quarks im Inneren eines Protons oder Neutrons haben also mittlere Geschwindigkeiten, die von der Größenordnung der Lichtgeschwindigkeit sind. Wenn wir statt der Konstituentenquarkmassen die leichteren Stromquarkmassen in der Unschärfe - relation verwenden, so steigert sich diese mittlere Geschwindigkeit sogar noch.