Austauschteilchen - erste Übersicht

DieTeilchen des Standard-Modells - Austauschteilchen(Allgemeines)

Nebenden elementaren Bausteinen der Materie gibt es noch die Teilchen, die dievier Wechselwirkungen vermitteln. Wie man sich die Vermittlung einer Wechselwirkungdurch ein Austauschteilchen ( Vermittler ) vorstellenkann, ist Thema des nä chsten Kapitels

. Fü r uns genü gt eshier, zu wissen, dass zu jeder Wechselwirkung ein Austauschteilchen bzw.eine Gruppe von Austauschteilchen gehö ren.

Die Austauschteilchen kö nnennicht auf alle Elementarteilchen wirken (siehe Zuordnung in Abb. unten).Sie werden je nach Zusammenhang, in dem von ihnendie Rede ist, als Wechselwirkungs- teilchen oder auch als Feldquanten ihrer Kraftfelder bezeichnet.
Bevorwir die Austauschteilchen einzeln beschreiben, folgen noch zwei Eigenschaften, die alle betreffen.

Übersicht über die 4 Wechselwirkungen und ihre Austauschteilchen

1. Der Spin

AlleAustauschteilchen sind Bosonen ( Austauschbosonen ), sie besitzeneinen ganzzahligen Spin. Es gilt dabei allgemein, dass Austauschbosonenmit geradem Spin (s = 0, 2, 4, ...) nur anziehende Wirkung vermitteln kö nnen, wä hrend solche mit ungeradem Spin (s = 1, 3, 5, ...) sowohl eine anziehende

als auch abstoß ende Wirkung vermitteln kö nnen. Die Gravitationwirkt nur anziehend, dementsprechend hat das (noch hypothetische!) Gravitonden Spin s = 2.
Alleanderen Wechselwirkungen kö nnen abstoß end und anziehend wirken, ihre Austauschbosonen haben alle den Spin
s = 1.

2. Masse

DieReichweite einer Wechselwirkung hä ngt von der Masse ihres Vermittlersab. Je schwerer ein Austauschboson ist, desto kurzreichweitiger ist dievermittelte

Wechselwirkung. Ein Austauschboson einer Wechselwirkung mitunendlicher Reichweite muss die Ruhemasse 0 besitzen.

Folgende Tabellenü bersicht fasst die wichtigstenEigenschaften der Austauschbosonen zusammen:

Eigenschaft à	Wechsel- wirkung	Beispiel fü rWW	Masse in GeV/c ²	elektrische Ladung in e	koppelt an	Spin
Photon	el.magn.	Coulomb- Anziehung	0	0	el. Ladung	1
Gluon	stark	Anziehung der Quarks	0	0	Farbladung	1
W ^-, W ⁺, Z ⁰ -Bosonen	schwach	b -Zerfall	80, 3 (W ^{-/ +} ) 91, 2 (Z ⁰ )	-1, +1 0	schwache Ladung	1
Graviton	Gravitation	Erd- anziehung	0	0	Masse	2