Das Auftreten weiterer Stoßzentren wird durch die Verkopplungen der Drehimpulsalgebra beschrieben. Jedes Stoßzentrum wird dabei betrachtet als im Gleichgewicht befindlich mit dem umliegenden Normalraum.
Eine natürliche Erweiterung dieses Gedankenganges
führt zum Vorkommen systeminnerer Stoßzentren, welche sich im
lokalen Gleichgewicht mit dem umliegenden Raum, aber insgesamt in einen
Wirbel eingeschlossen finden, der sich im Gleichgewicht mit dem Normalraum
befindet. Damit ist die Dominanz zusammenstoßender Normalraumvektoren
schon auf der ersten Hierarchieebene, mit primären Querstößen,
aufgehoben.
Zwischen den zwei, drei oder mehr auftretenden Stoßzentren
müssen deshalb die Stabilität aufrecht erhaltende und gleichzeitig
die Gesamtanzahl der am System beteiligten Uratome (Masse) erhöhende
Uratomflüsse stattfinden. Das Gleichgewicht, durch die gesamte Systemoberfläche
ein- und ausfließender Uratome, erlaubt ja durchaus höhere Flüsse
innerhalb.
Quarks, hier z.B. das "up" mit seinem Antiteilchen, sind gekennzeichnet durch den Einschluß in Elementarteilchen (confinement). Unterschied zum Lepton ist, daß systeminnere Uratom-Flüsse kein eigenes Stoßgleichgewicht zum Normalraum entwickeln müssen, weil die Ströme teilweise vom anderen Quark geliefert werden. Daher wird eine größere Dichte und kleinere interne freie Weglänge möglich. Diese bestimmt den Aufenthaltsbereich der Uratom-Ströme und damit das "confinement". | |
Beim "down" können beispielsweise auch je zwei äußere und innere Uratom-Flüsse auftreten, wodurch in Elementarteilchen gerade die beobachteten Kombinationen ermöglicht werden. Die Graustufen sollen wie oben zugehörige Anzahldichten darstellen. Zulässige Geschwindigkeiten und Dichten ergeben sich in Übereinstimmung mit dem Standardmodell aus der Theorie. Wesentlich ist auf jeden Fall, daß auch Quarks durch die elementaren Stoßgebilde erzeugt werden, jedoch nicht allein existieren können. |
Der zwischen den, in der Größenordnung von
L
nahe beieinander liegenden Stoßzentren, immer eingeschlossene Raum
bietet nun Aufnahme für weitere Uratome, falls diese sich in Richtung
der Stoßzentren bewegen. Deren Dichte muß in der Größenordnung
liegen, die durch die freien Weglängen der Stoßzentren diktiert
wird. So erweitert sich deren an und für sich stark begrenzter Bereich
enorm. Das läßt eine viel größere Masse des Gesamtsystems
zu.
Der "Kometenschweif" der Stoßzentren
aus Geschwindigkeitsvektoren, welche kleiner oder größer als
die Normalraumvektoren sein können, verhindert deren selbständigen
normalen, mit dem Vakuum im Gleichgewicht befindlichen Spin. Es wird ein Isospin
erforderlich.
Statistisch vermischen sich allerdings die Stoßzentren
und Uratomflüsse zwischen diesen im System. Die Auffüllung des
Zwischenbereichs erfolgt natürlich durch den Systembildungseffekt,
d.h. durch den Dichtezuwachs bis zur maximalen Grenze, welcher durch die
in noch größerer Zahl als bei den Leptonen auftretenden Querstöße
verursacht wird.
Wegen der großen Massen und kleinen freien Weglängen
sich im Systeminnern kreuzender Uratomflüsse, kann die Systemoberfläche
kleiner als bei vergleichbaren Leptonen sein. Die Randfluktuation wird
deshalb kleiner, was die Stabilität erhöht. Andererseits kann,
durch sich systemintern kreuzende Ströme, neue Instabilität entstehen.
Wegen des Wirbelcharakters der Stoßzentren ist jeweils eine Beschreibung mit zu SU(2) isomorphen Multipletts erforderlich. Diese werden als T-, U- und V- Multipletts, welche Unteralgebren der SU(3) sind, bezeichnet. Die SU(3) ist ja besonders wegen der beobachteten Ordnung der Hadronen ausgezeichnet. Sie besitzt neben den 8 Generatoren 8 freie Parameter, die den unabhängigen Größen der allgemeinsten elementaren Stöße zugeordnet werden können.
Die neu eingeführten Stoßzentren, welche große Ähnlichkeit mit den Leptonen haben, können nicht allein im Normalraum existieren. Sie weisen alle Merkmale auf, wie sie die durch Gell-Mann als Quark bezeichneten und mit Hilfe der T-, U- und V-Algebren beschriebenen psi - Materie- Portionen besitzen (vgl. z.B. [GM 90], S. 260). Für die systeminnere Stabilität der Quarks ist eine Umgebung erforderlich, welche nicht dem Vakuumserwartungswert des Normalraums entspricht. Die systemerhaltenden erwarteten Stöße können nur von einer naheliegenden "Ecke", also einem anderen Quark, kommen. Dadurch bedingt sich deren gegenseitige Existenz.
Ob der große oder kleine Geschwindigkeitsvektorfluß das Teilsystem bildet, es sich also um ein Quark bzw. Antiquark handelt, wird mit durch den zugehörigen "Kometenschweif" bestimmt. Da die freien Weglängen geschwindigkeitsunabhängig sind, ist wie bei allen Elementarteilchen, die Masse der Antiteilchen gleich. Die im Schattenbereich des "Kometenschweifs", ansammelbare Uratomzahl ist deshalb ebenfalls identisch. Der "Kometenschweif" hat die Funktion eines Leimteilchens und kann deshalb als Gluon bezeichnet werden.
Der Quarkeinschluß bzw. das durch die Quantenchromodynamik
geforderte Confinement erfordert
wegen der durch die Normalraumeigenschaft h hervorgerufenen freien
Weglängen keine selbständigen Kräfte. Das ist das eigentlich
Neue am Uratommodell.
Die in den gängigsten Potentialmodellen
(vgl. z.B. in [L 89]) verwendeten gleitenden Kopplungskonstanten
der Form (siehe [GS 89], S. 275)
as (q2) = 4 p / (11 -2/3 Nf (q2) ln (-q2/L2)
lassen aufgrund des vorkommenden Faktors, der eine logarithmische Abhängigkeit vom Kehrwert einer sehr kleinen Zahl wie der Elementarlänge enthält, eine auch quantitative Lösbarkeit des Confinement-Problems erwarten. Ob das aber überhaupt erforderlich ist, muß noch geklärt werden, weil ja bisher keine freien Quarks gefunden wurden.
Eine Beschreibbarkeit durch Gitter-Eichtheorien
ist anzunehmen, wobei die Gitterkonstanten durch die freien Weglängen
ersetzt werden können.
Die in weiten Bereichen anwendbare Stromalgebra
erhält ebenfalls ihre Anschaulichkeit.
Mesonen sind wie nach
dem Standardmodell Kombinationen von Quark und Antiquark. Bei den
Baryonen
werden drei Quarks bzw. Antiquarks miteinander kombiniert. Natürlich
muß die Materie zwischen den Stoßzentren statistisch verschmiert
sein.
Die verschiedenen Quarkflavour
werden durch die im Hadron vorkommenden inneren Uratomströme hervorgerufen.
Sie verursachen gemäß der SU(3) - Multiplettbildung vor allem
verschiedene Anzahldichten in den einzelnen kombinierbaren Stoßzentren,
welche sich auf die Gesamtmasse des Hadrons auswirken. Gleichzeitig entstehen
auch Spin, Ladung und magnetisches Moment gegenüber dem umgebenden
Normalraum, denen gemäß der üblichen Definition nun anschauliche
Uratomströme zugeordnet werden.
Auch für die weiteren Quantenzahlen bieten sich anschauliche Zuordnungen an, der Baryonenzahl beispielsweise die Eigenschaft, aus drei Quarks mit zugehörigen Gluonen, zusammengesetzt zu sein. Die Eigenschaft "Farbe" könnte mit den im Hadron vorkommenden Richtungen der Urmaterieströme verbunden werden, weil ja in den Systemen nach außen alle Richtungen sich wieder zu "weiß" überlagern. So wird auch die Flavour-Blindheit der Farbe und damit der starken Wechselwirkung offensichtlich.
Die Uratomflüsse der Hadronen lassen sich wie die der Leptonen quantisieren. Es müssen nach den bisher bekannten Unterscheidungsmerkmalen also Quarks in mindestens drei Gruppen auftreten, welche von primären, sekundären und tertiären auftretenden Querstößen, mit entsprechender freier Weglänge L, herrühren. Als weiteres Unterscheidungsmerkmal kommt nur die vorn eingeführte Isospinquantenzahl, also auf und ab in Frage. Durch die internen Materieströme wird nun bei den Quarks, welche den Neutrinos entsprechen, eine lokale Stabilität erzeugt, so daß die "Restenergien" nicht mit Lichtgeschwindigkeit davoneilen müssen. Deshalb ergeben sich die bekannten Lepton - Quark- Familien (siehe z.B. in [F 92]):
Die explizite Ermittlung der Massen,... ist wegen der noch fehlenden Uratomgröße Aufgabe der angeregten Theorie.
Hiermit ist nun das gesamte Elementarteilchenspektrum im Rahmen der durch das Standardmodell gegebenen mathematischen Beschreibung modellmäßig auf Uratommengen zurückführbar. Einige wesentliche Eigenschaften werden aber erst im Rahmen der quantitativen Untersuchung der Wechselwirkungen deutlich. Die Zusammensetzung der Hadronen aus Quarks wird bereits seit 1961 (Murray Gell-Mann) durch die Symmetrie des "Achtfachen Weges" beschrieben (vgl. z.B. Die "Geburt" der Quarks).
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