Seequark

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Als Seequarks (engl. sea quark) bezeichnet man virtuelle Quark-Antiquark-Paare, die in der Nähe von in Hadronen gebundenen Quarks (Stromquarks) aus Gluonen bzw. aus dem Vakuum entstehen und gleich danach wieder vernichtet werden (Vakuumfluktuation). Durch diesen Prozess entsteht um das eigentliche Strom- bzw. Valenzquark ein „See“ von Gluonen, Quarks und Anti-Quarks, zwischen denen Starke Wechselwirkung erfolgt.[1]

Obwohl die Quarks mit Flavour up, down (und mit Einschränkung auch strange) an sich relativ leicht sind, führt diese Wechselwirkung zu einer deutlichen Erhöhung der effektiven Masse der betreffenden Quarks. So erklärt man die beobachtete Masse der aus Quarks aufgebauten Hadronen wie Proton und Neutron, die jeweils größer ist als die Summe der Massen ihrer Valenzquarks. Dagegen sind die Massen der schweren Quarks charm, top und bottom so hoch, dass sich deren effektive Masse durch die Seequarks nicht nennenswert erhöht.[2]

Aus der Kombination von Messungen mit tief inelastische Streuung von Elektronen bzw. Myonen und Neutrinos lässt sich der Anteil der Seequark-Flavours ermitteln. Beim Proton sind dies virtuelle up- und down-Quarks und ‑Antiquarks sowie in geringerem Maße strange-(Anti-)Quarks. 2022 wurde ein kleiner Anteil von charm-(Anti-)Quarks nachgewiesen.[3]

Der Name Seequark stammt von der älteren Bezeichnung „Dirac-See“ für den Vakuumzustand der relativistischen Quantenfeldtheorie, bei dem ebenso ständig Paare aus Teilchen und Antiteilchen erzeugt und vernichtet werden.

Einzelnachweise

  1. J. Steinberger: Learning about Particles. Hrsg.: Springer. 2005, ISBN 978-3-540-21329-1, S. 130 ff. (archive.org).
  2. C.-Y. Wong: Introduction to High-energy Heavy-ion Collisions. Hrsg.: World Scientific. 1994, ISBN 978-981-02-0263-7, S. 149.
  3. Nadja Podbregar: Das Proton hat Charm(e), scinexx.de, 22. August 2022, Zugriff am 22. August 2022