Nachdem nun der Quarkaufbau des π+ und des p bestimmt ist, sind noch die Farbladungen der Quarks zu ermitteln! Das π+ baut sich aus einem u-Quark und einem d-Antiquark auf. Das Proton setzt sich aus zwei u-Quarks und einem d-Quark zusammen. Bestimmen Sie die möglichen Farbladungskombinationen des π+ und des p!
Wollen
Sie einen ersten Tipp?
Die Farbladung des π+ und des p sind neutral. Nur die einzelnen Quarks besitzen farbige Ladung. Die Kombination der drei Farben der Quarks muss also farbneutral sein. Überlegen Sie für welche Farbkombinationen dies bei zwei Quarks und bei drei Quarks gilt!
Hier eine weitere Lösungshilfe:
Bei der Kombination aus drei Quarks gibt es zwei Möglichkeiten Farbneutralität zu erreichen. Die Kombination aller drei Farben und die Kombination aller drei Antifarbladungen ist farbneutral.
Für die Kombination von zwei Quarks gibt es drei Möglichkeiten ein farbneutrales Teilchen zu erzeugen. Sie bestehen immer aus einer der drei Farben in Kombination mit der zugehörigen Antifarbe.
Sind Sie sicher, dass Sie es ausreichend selbst versucht haben?
Dies
ist die Lösung der Aufgabe:
Auf Grund der Farbneutralität aller Hadronen ergeben sich für das π+ mit den Quarktypen ud die Farbladungsmöglichkeiten:
urot dantirot,
ugrün dantigrün
und ublau dantiblau
In Wirklichkeit gibt es nur ein π+. Es ist eine Kombination aus allen drei Farbladungsmöglichkeiten. Auf Grund der starken Wechselwirkung, wandeln sich diese ständig ineinander um.
Für das p mit den Quarktypen uud ergeben sich folgende Farbladungsmöglichkeiten:
urot ugrün dblau,
urot ublau dgrün,
und ublau ugrün drot.
In der Realität existiert nur ein p. Es ist eine Kombination aus den drei Farbladungsmöglichkeiten. Die Farbladungsmöglichkeiten des p wandeln sich ebenfalls ständig ineinander um.