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DESY-Blasenkammeraufnahme: ein von rechts eingeschossenes 3 GeV-Photon stieß höchstwahrscheinlich mit einem Proton zusammen (Wasserstoff-Blasenkammer). Dabei wurden Teilchen mit Strangeness erzeugt.

Die Strangeness (engl.) bezeichnet die Quantenzahl für die Seltsamkeit eines Teilchens oder Zustandes im Standardmodell der Elementarteilchenphysik. Sie ist neben Isospin, Charm, Bottomness und Topness eine der Flavour-Quantenzahlen der Quarks.

Ihr Name stammt von den ersten, 1947 in der Höhenstrahlung entdeckten Seltsamen Teilchen (engl. strange particles, später Kaonen genannt), deren Lebensdauer deutlich länger war als die der anderen damals bekannten instabilen Teilchen.

Definition und VorzeichenwahlBearbeiten

Generation 1 2 3
Up-Typ up charm top
Quark / Antiquark u u c c t t
Flavour-
Quantenzahl
+1 -1 +1 -1
Isospin   Charm   Topness  
Down-Typ down strange bottom
Quark / Antiquark d d s s b b
Flavour-
Quantenzahl
-1 +1 -1 +1
Isospin   Strangeness   Bottomness  

Die Strangeness eines Systems ist gleich der negativen Anzahl der Strange-Quarks s plus der Anzahl der zugehörigen Antiteilchen, der Strange-Antiquarks s:

 

Historisch bedingt lautet die Konvention, dass ein Strange-Quark s als Quark-Teilchen vom Down-Typ dem System (wie z. B. dem Hadron), an welchem es beteiligt ist, einen Beitrag von   zur Strangeness liefert; das Strange-Antiquark s dagegen  . (Diese Vorzeichenkonvention gilt – da auch vom Down-Typ – auch für die Bottomness des Bottom-Quarks b mit  ; sein Antiteilchen, das Bottom-Antiquark b, hat  .) Alle anderen fundamentalen Elementarteilchen sind nicht 'seltsam', haben also eine Strangeness von 0.

Im Gegensatz dazu haben das Charm-Quark c sowie das Top-Quark t als Quarks vom Up-Typ für ihre zugehörigen Quantenzahlen die umgekehrten Vorzeichen: den Charm   bzw. die Topness  ; die jeweiligen Antiteilchen c bzw. t haben   bzw.  .

Physik seltsamer MaterieBearbeiten

Strange-Quarks entstehen beispielsweise bei der Kollision von Protonen und Neutronen, Protonen und Protonen oder Protonen und Photonen und haben eine vergleichsweise lange Lebensdauer. Das kann dadurch erklärt werden, dass für ihr Entstehen die starke Wechselwirkung verantwortlich ist, für ihren Zerfall aber die schwache Wechselwirkung. Dies führt dazu, dass man in Blasenkammeraufnahmen sogenannte V-Teilchen sehen kann, scheinbar aus dem Nichts entstehende, V-förmig abgehende Spuren. Der Zerfallsvertex dieser V-Spur zeigt dabei zumeist auf einen anderen (primären) Vertex. Die nicht sichtbare Verbindungslinie kommt durch ein neutrales Teilchen mit Strangeness zustande.

Die Strangeness bleibt bei Vorgängen der starken und der elektromagnetischen Wechselwirkung erhalten, kann aber bei schwacher Wechselwirkung verändert werden.

WeblinksBearbeiten