protonen allemaal identiek?

[entropy]

Ik heb begrepen dat alle elektronen in het universum in feite exact dezelfde deeltjes zijn, en dus niet van elkaar te onderscheiden in eigenschappen anders dan hun positie en impuls.

Nu is mijn vraag, als dit zo is (wat ook de vraag is ), zijn protonen dan ook allemaal exact identiek, of niet, aangezien ze opgebouwd zijn uit drie quarks?

[Benm]

Jazeker, die zijn identiek net zoals electronen dat zijn. Overigens geldt dit voor vrijwel alle elementaire deeltjes, en in principe ook voor complete atomen.

Als je bijv wilt kijken in chemische reacties welk atoom precies waar terecht komt moet je gebruik maken van isotopen zodat je die achteraf kunt identificeren (op basis van massa). Zonder isotopen te gebruiken kun je geen onderscheid maken tussen bijv 2 koolstofatomen, en bij een complexe (bijv enzymtatische) reactie soms niet met zekerheid zeggen uit welk reactant een atoom van het reactieproduct kwam.

[Michel Uphoff]

Zie ook dit bericht.

[ruud_a]

ik zou niet durven stellen dat alle deeltjes identiek zijn.

ze kunnen zich in verschillende energetische toestanden bevinden.

dit geldt voor een neutron, dat na verloop van tijd blijkbaar zo anders kan worden dat het vervalt.

een proton zal waarschijnlijk soortgelijke toestanden kennen, maar blijkbaar lastiger, dan wel niet vervallen.

omdat het electron op dit moment als een puntdeeltje wordt beschouwd, zal het mogelijk geen energieniveaus kennen en identiek met andere electronen zijn.

maar alle samengestelde deeltjes hebben die naar mijn mening wel en zijn dus niet allemaal identiek.

[Moab]

aangezien ze opgebouwd zijn uit drie quarks?

3 quarks ?

we horen en lezen het overal

2 upquarks en 1 downquark maken 1 proton

ik vind dit zo een leugen , een witte leugen misschien en toch een grote leugen .

wat is theoretical physicist Matt Strassler zij mening over de proton

there are zillions of gluons, antiquarks, and quarks in a proton.

“the proton is made from two up quarks and one down quark”, is really a statement that the proton

has two more up quarks than up antiquarks, and one more down quark than down antiquarks.

To make the glib shorthand correct you need to add the phrase “plus zillions of gluons and zillions of quark-antiquark pairs.”

Without this phrase, one’s view of the proton is so simplistic that it is not possible to understand the LHC at all.

[ruud_a]

volgens mij worden al die gluonen en wat daar in dat proton nog meer in de rondte rent als virtueel betiteld.

volgens wikipedia betekent dit woord volgens de grote van dale schijnbaar bestaand.

dus niet echt bestaand.

dus mogelijk alleen maar handig binnen berekeningen?

[Michel Uphoff]

Voor de duidelijkheid: Dezelfde Strassler meldt overigens wel, dat alle atomen (en alle onderdelen ervan) van een bepaald isotoop exact hetzelfde zijn: klik

Strassler: They all have exactly the same mass, the same chemical properties, the same behavior in the presence of electric and magnetic fields; they emit and absorb exactly the same wavelengths of light waves. This a consequence of the identity of their electrons, of their protons and of their neutrons

Een grote leugen is sterk uitgedrukt, het is eerder een simplificatie om het overzichtelijker te houden voor het publiek. Uiteindelijk zijn het maar drie quarks die de lading aan het proton geven, alle andere bestaan uit gekoppelde quarks en antiquarks die elkaar geheel opheffen. Meer hierover in een artikeltje van Strassler: klik

[Moab]

Een grote leugen is sterk uitgedrukt

Inderdaad , maar Strassler is ervoor bekent om zich sterk uit te drukken.

volgens mij worden al die gluonen en wat daar in dat proton nog meer in de rondte rent als virtueel betiteld.

volgens wikipedia betekent dit woord volgens de grote van dale schijnbaar bestaand.

dus niet echt bestaand.

dus mogelijk alleen maar handig binnen berekeningen?

je hebt gelijk , dat schrijft de grote Van Dale ,

en nu zou men zich kunnen afvragen

" in hoeverre is de massa van de proton niet echt bestaand (virtueel)"

Massa proton ====> 938,0 MeV

Massa UpQuark ====> 2,3 MeV

Massa DownQuark ==> 4,8 MeV

"niet echt bestaand" of "virtuele" massa 928.6 MeV

de massa van de quarks maken slechts 1% van het totaal uit

99% is m.a.w. virtueel

ik weet niet in hoeverre het handig is in berekeningen

maar als ik op de weegschaal sta zie ik mijn reële gewicht

plus mijn virtueel gewicht

nu begin ik me ook al af te vragen zoals menige filosoof

"Is ons bestaan echt of slechts een illusie?" (<- off topic ,sorry)

[die hanze]

Het massa verschil tussen het proton en de quarks waaruit het bestaat zit in de bindings energie van de quarks.

Die binding wordt idd veroorzaakt door virtuele gluonen maar dat is net zo bij het atoom. Op dezelfde manier kun je zeggen dat het waterstof atoom uit veel meer bestaat dan een proton en een elektron. Er zijn ook heel veel virtuele deeltjes paren en virtuele gluonen in het waterstofatoom, maar om nu te zeggen dat het waterstof atoom uit meer bestaat dan het proton en het elektron vindt ik wat straf. De aanwezigheid van die virtuele deeltjes heeft gewoon als gevolg dat het elektron in een bepaalde potentiaal met een bepaalde energietoestand gebonden is. Net zo bij het proton, uiteraard kunnen we het quark in een hoger energie niveau exiteren, dit "proton" heeft dan meer energie en weegt meer maar we noemen het geen proton meer, dit is een ander deeltje dat duidelijk te onderscheiden is van het proton.

Bij gevolg zijn alle protonen idd identiek.

Alle atomen in de grondtoestand zijn ook ononderscheidbaar, maar vanaf we een elektron of nucleon exiteren niet meer.

[ruud_a]

het hangt er waarschijnlijk van af, hoe je identiek definieert.

van een model auto kun je zeggen dat hij identiek is aan een andere auto van dat model, hoewel hij met een vergrootglas bekeken op ontelbaar veel punten afwijkt.

protonen kunnen waarschijnlijk theoretisch identiek zijn en op het niveau van protonen zal er een beperkt aantal varianten zijn.

ga je echter de quarks bekijken en de energieniveaus daarvan en eventueel bestaande nog niet bekende nog kleiner deeltjes dan lijken zij waarschijnlijk niet op elkaar.

ik ben zelf overigens nooit een fan van vituele deeltjes geweest.

ik heb het ooit ergens in een topic over een foton gehad dat op de hielen werd gezeten door een graviton dat hem nooit zou kunnen inhalen.

het beeld van een zwaartekrachtveld kent dat probleem niet

daarbij beschouw ik een foton nog als een deeltje, omdat dit nog als een los deeltje valt te detecteren, maar waarschijnlijk is dat alleen een gevoelsmatige reden.

tegen de tijd dat we tellers hebben die gravitonen tellen, zal ik ze ook als deeltjes gaan beschouwen.

[Benm]

ga je echter de quarks bekijken en de energieniveaus daarvan en eventueel bestaande nog niet bekende nog kleiner deeltjes dan lijken zij waarschijnlijk niet op elkaar.

Waarom zou je dat denken? Alle up quartks zijn toch ook identiek aan elkaar? Mochten die uit nog kleinere deeltjes bestaan dan lijkt het me logisch dat ook die allemaal identiek zijn.

[ruud_a]

als ik een neutron als voorbeeld neem, voor het gemak omdat dat instabiel is, moet er een toestand kunnen ontstaan in het neutron die afwijkt van de toestand waarin het gewoon een neutron is.

het feit DAT het neutron kan vervallen impliceert al dat er meer gebeurt in dat deeltje dan 3 quarcks die gezellig in een hoekje zitten te klaverjassen.

er moeten daar dynamische processen zijn die op een gegeven moment er voor zorgen dat het neutron in een toestand kan komen waarin het vervalt.

aangezien protonen een soortgelijke opbouw hebben als neutronen, ga ik er voorlopig maar vanuit dat zich daarbinnen soortgelijke processen afspelen als in neutronen

alleen het vervallen is wat lastiger, want waar zou het in moeten vervallen?

het is al lichter dan een neutron.

anders bekeken geldt ook voor moleculen, atomen en atoomkernen dat ze in een hogere of lagere energietoestand terecht kunnen komen.

waarom zou je dan van een samengesteld deeltje als een neutron of proton verwachten dat ze zijn bevroren in de tijd?

volgens de huidige theorie is een electron een niet samengesteld puntdeeltje.

zonder interne structuur en zonder grootte wordt een verandering van energieniveau dan ook erg onwaarschijnlijk, hoewel we waarschijnlijk geen idee hebben wat er op dat niveau met een deeltje allemaal kan gebeuren.

maar voorlopig is de aanname dat alle electronen identiek zijn redelijk veilig.

als we bij electronen ooit een interne structuur vaststellen, wordt de situatie waarschijnlijk gelijkwaardig aan het proton.

niet identiek, want in een proton zit dan toch (ook nog?) wat anders dan in een electron, want het is een stuk zwaarder.

[Benm]

Het gaat erom dat alle protonen identiek aan elkaar zijn, niet of hun componenten eventueel wel of niet idetiek zijn aan die van andere deeltjes.

Het vrij proton is een stabiel deeltje, maar dat wil niet zeggen dat het geen inwendige structuur heeft. Een helium-4 kern is net zo goed stabiel terwijl dat duidelijk wel een interne structuur heeft.

Een vrij neutron is instabiel en zal vervallen tot een proton en een electron met een halfwaarde van een minuut of tien. Als je echter een neutron en een proton samen een atoomkern laat vormen (simpelste geval: deuterium) dan ontstaat wel een stabiel geheel. Wellicht is dat ze omdat deze deeltjes een quark kunnen uitwisselen en daardoor het proton en het neutron beurtelings in elkaar over gaan.

En of een electron een inwendige structuur heeft valt uiteindelijk natuurlijk maar te bezien. Vooralsnog is er geen enkele reden dat aan te nemen, maar als iemand ooit een methode vindt om een electron te splitsen in onderdelen dan moeten we daar de theorie op aanpassen. Het standaardmodel is geen statisch verhaal - veel is er in de laatste decennia niet aan veranderd, maar dat sluit niet uit dat het ooit een keer op de schop zal gaan als men waarnemingen doet die niet voorspeld zijn.