Konstituentenquarkmasse

Konstituentenquarkmasse

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Die Konstituentenquarkmasse bezeichnet in der QCD die effektive Masse der Konstituentenquarks, in der gewisse Teile der Wechselwirkung zwischen den Quarks schon enthalten sind. Sie dient zur Beschreibung der Hadronen im Niedrigenergielimit, wo eine störungstheoretische Betrachtung nicht möglich ist.

Quark mSQ mKQ
down 3..7 MeV/c2 ≈ 300 MeV/c2
up 1,5..3 MeV/c2 ≈ 300 MeV/c2
strange 95 ±25 MeV/c2 450 MeV/c2
charm 1,25 ± 0,09 GeV/c2 1,0..1,6 GeV/c2
bottom 4,2 ± 0,07 GeV/c2 4,1..4,5 GeV/c2
top 174,2 ± 3,3 GeV/c2

Streuexperimente ergeben, dass Hadronen nicht nur aus nackten Quarks (Stromquarks) aufgebaut sind, sondern auch aus Gluonen und sogenannten Seequarks (virtuelle Quark-Antiquark-Paare als Anregungen des quantenfeldtheoretischen Vakuums). Aus der Wechselwirkung mit den Seequarks und Gluonen bzw. aus dem dynamischen Brechen der chiralen Symmetrie ergeben sich Konstituentenquarkmassen, die viel höher sind als die Stromquarkmassen. So lassen sich z. B. die beobachteten Massen von Proton (mp = 938,3 MeV/c2) und Neutron (mn = 939,6 MeV/c2) erklären, die deutlich höher sind als die Summen der Stromquarkmassen der leichten up- und down-Quarks, aus denen sie aufgebaut sind.

Für die schweren Charm- und Bottom-Quarks ist die Stromquarkmasse so dominierend, dass kaum ein Unterschied zur Konstituentenquarkmasse besteht. Das Top-Quark ist so kurzlebig, dass es keine Hadronen bildet.

Literatur

  • F.E. Close: An Introduction to quarks and partons. Academic Press, London 1979, ISBN 0-12-175150-3.