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Die schwache Wechselwirkung -
Wichtige Begriffe
und Grundregeln
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Um auf den nächsten Seiten die wichtigsten Eigenschaften der schwachen Wechselwirkung besprechen zu können,
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müsssen wir noch ein paar neue Begriffe und Regeln klären.
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a) Begriffliche Unterscheidung
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Man unterscheidet schwache Prozesse sowohl danach, ob Quarks und/oder Leptonen daran beteiligt sind, als auch danach, ob der Prozess durch ein elektrisch geladenes W-Boson
(
W
-
,
W
+
)
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oder
das neutrale
Z
0
vermittelt wurde. Folgende Tabelle stellt dar, wie entsprechende schwache
Prozesse bezeichnet werden:
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beteiligt
â
vermittelt
durch
à
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W
-
,
W
+
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Z
0
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nur
Quarks
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"hadronisch
geladen
"
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"hadronisch
neutral
"
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Quarks
und Leptonen
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"semileptonisch
geladen
"
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"semileptonisch
neutral
"
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nur
Leptonen
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"leptonisch
geladen
"
|
"leptonisch
neutral
"
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b)
crossing
-Symmetrie
Wir benutzen zur Beschreibung schwacher Prozesse die übliche Schreibweise
einer Reaktionsgleichung:
a + b
à
c
+
d
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Die Teilchen a und b werden in einem Prozess, z.B. einem Zerfall, zu c und d. Wenn dieser Vorgang möglich
ist, dann sind auch alle anderen möglich, die nach der "
Vertauschungsregel
des Kreuzens (engl.
crossing )" entstehen. Man beachte allerdings,
dass die
crossing -Symmetrie nur für die Berechnung von Feynman-Diagrammen wichtig ist, da sie die Berechnung eng verwandter Diagramme erleichtert. Sie soll hier nur der Vollständigkeit halber erwähnt werden:
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Ein Teilchen kann auf die andere Seite
der Reaktionsgleichung geschrieben werden, indem es dort als sein
Anti teilchen
notiert wird. Der dadurch beschriebene neue Prozess ist auch möglich.
Neben unserem allgemeinen
Beispiel (s.o.) sind demnach auch folgende Prozesse möglich:
a
à
c +d
+
b
a
+
b +
c
à
d
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Durch Vertauschungen nach
dieser Regel bleiben automatisch elektrische Ladung,
Baryonenzahl
und
Leptonenzahl
erhalten.
In der Literatur werden
für gleiche Prozesse, an denen Neutrinos beteiligt
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sind, deshalb oft scheinbar verschiedene Gleichungen angegeben, die aber unter Beachtung
des "
crossings " alle auf dieselbe Gleichung zurückgeführt
werden können.
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