Das positive
Kaon K+ ist eines der "seltsamen" Teilchen (engl. "strange"). Diese
Gruppe von Teilchen heißt so, weil man sich bei
ihrer Entdeckung
die langen Lebensdauern nicht erklären konnte. Das positive Kaon K+
ist ein Meson mit der elektrischen Ladung +1. Es hat eine Masse von 493 MeV.
| Quarktyp |
u "up" |
d "down" |
c "charmed" |
s "strange" |
t "top" |
b "bottom" |
| elektrische Ladungen in e |
2⁄3 |
−1⁄3 |
2⁄3 |
−1⁄3 |
2⁄3 |
−1⁄3 |
|
Masse in MeV |
4 |
8 |
1350 |
130 |
178000 |
4300 |
Tab.1. Die sechs Quarks und Ihre Eigenschaften. Zu den sechs Quarks existieren sechs Antiquarks, der gleichen Masse aber mit gegenteiliger Ladung.
Heute weiß man: Seltsame Teilchen bestehen aus einer Kombination von Quarks und Antiquarks des s-Typs mit den u- und/oder d-Typen. Der weitaus größte Anteil ihrer Masse stammt nach m=E/c² von der kinetischen Energie der beteiligten Quarks und Antiquarks. Überlegen Sie mit Hilfe der Tabelle 1 aus welchen Quarktypen das K+ zusammengesetzt ist!
Wollen Sie einen ersten Tipp?
Ein "seltsames" Meson setzt sich aus zwei Quarkteilchen zusammen. Eine Kombination von s-Typ mit einem s-, u- oder d-Typ. Der Zusammensetzung der Quarktypen des K+ wird durch seine Eigenschaften bestimmt. Da die Masse nicht genau gegeben ist, überlegen Sie wie der Aufbau des K+ durch die elektrische Ladung von +1 bestimmt ist! Die Ladung der beiden Quarktypen muss sich zu +1 addieren.
Hier eine weitere Lösungshilfe:
Das K+ besitzt die elektrische Ladung +1. Die Ladungen der beiden Quarktypen müssen addiert also +1 ergeben. Einer der Quarktypen ist ein s-Quark oder s-Antiquark mit der Ladung −1⁄3. oder +1⁄3. Mit einem s- oder d-Quarktyp als Partner lassen sich keine gradzahligen Ladungen erreichen. Es bleibt nur der u-Quarktyp. Mit welchen u- und s-Kombinationen erreicht man die elektrische Ladung von +1?
Sind sie sicher, dass Sie es ausreichend selbst versucht haben?
Dies
ist die Lösung der Aufgabe: 
Das u-Quark besitzt die Masse 4 MeV und das s-Antiquark die Masse 130 MeV. Zusammen haben sie eine Masse von 134 MeV. Der Anteil der kinetischen Energie an der Gesamtmasse ergibt sich damit durch: 493 MeV-134 MeV =359 MeV. Man sieht, dass der größte Anteil der Masse in der kinetischen Energie der Quarks steckt.