Teilchen und Wechselwirkungen
Die schwache Wechselwirkung


Im letzten Abschnitt haben wir einfach angenommen, daß sich bei der Vernichtung eines Elektron-Positron-Paares ein Z0-Teilchen bilden kann. Tatsächlich können sich bei der Paarvernichtung aber nur die Austauschteilchen der Wechselwirkungen bilden, an denen das Teilchenpaar auch teilnimmt.

Elektronen und Positronen nehmen an der schwachen Wechselwirkung teil.

Ebenso kann sich aber auch ein Photon bilden, das Austauschteilchen der elektromagnetischen Wechselwirkung.

Teilchen und Antiteilchen bilden bei der Paarvernichtung ein Austauschteilchen einer Wechselwirkung, an der sie teilnehmen.

Hier betrachten wir nun die schwache Wechselwirkung. Diese hat drei Austauschteilchen, das ungeladene Z0 und seine geladenen Partner, das W+ und das W-.

Eine Teilchenreaktion, die im Rahmen der schwachen Wechselwirkung abläuft ist uns aus der Kernphysik bekannt: der Beta-Zerfall. Hierbei wird in der Kernphysik nur folgender Reaktionsteil angegeben:

n -> p + e-

Man könnte interpretieren, daß dies ein elektromagnetischer Prozeß ist.

In Wirklichkeit ist dies aber ein zweistufiger schwacher Prozeß:

n -> p + W-
W- -> e- + x

Das "x" steht hier für ein Teilchen, das wir erst später betrachten werden.

Die Austauschteilchen der schwachen Wechselwirkung haben im Gegensatz zum Photon eine große Ruhemasse und eine sehr kurze Lebensdauer.

Die Austauschteilchen der schwachen Wechselwirkung
Z0
Ladung 0
Spin 1
Masse 91,187±0,007 GeV
Zerfallsbreite 2,490±0,007GeV
W+
Ladung +1
Spin 1
Masse 80,33±0,15 GeV
Zerfallsbreite 2,07±0,06GeV
W-
Ladung -1
Spin 1
Masse 80,33±0,15 GeV
Zerfallsbreite 2,07±0,06GeV