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Die
vier Wechselwirkungen - Kopplungskonstante
und Ladung
 Welche
physikalische Größe beschreibt die "Stärke" einer Wechselwirkung?
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Die "Stärken"
der Wechselwirkungen werden durch die sogenannten Kopplungskonstanten beschrieben.
Da eine Wechselwirkung durch ein Austauschteilchen, das an ein anderes
Teilchen koppelt, vermittelt wird,
spricht man auch von der
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Kopplungsstärke.
Die Kopplungskonstante
einer Wechselwirkung X wird meist mit
ax
abgekürzt
(z.B. aelektromagnetisch
= a,
astark
= as
und
aschwach
= aschw).
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Die Kopplungskonstante
der elektromagnetischen Wechselwirkung ist die sogenannte Feinstrukturkonstante a=
e2/(4pe0hc)
= 1/137,03599 »
1/137.
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a ist
proportional zum Quadrat der elektrischen Ladung a
~ e2
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Analog
dazu ist die Kopplungskonstante der schwachen Wechselwirkung aschw
proportional
zum Quadrat der schwachen Ladung g:
aschw
~ g2.
Für aschw
wird oft auch die sogenannte
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Fermi-Konstante GF angegeben.
Die
elektroschwache Theorie gibt einen wichtigen Zusammenhang zwischen elektrischer
und schwacher Ladung an  .
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Die Kopplungskonstante der starken
Wechselwirkung
as
hängt
etwas vom
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Abstand der stark wechselwirkenden Quarks ab .
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 Da
die Kopplungskonstanten a
und
aschw
proportional
zum Quadrat ihrer zugehörigen Ladungen e und g sind, werden in der
Literatur die Begriffe Kopplungskonstante und Ladung oft vermischt oder
gleichwertig benutzt. Weiterhin muss man bei angegebenen Kopplungskonstanten
darauf achten, dass die Teilchenphysiker sehr gerne "unnötige" Konstanten
wie 4pe0 oder
h und c einfach gleich 1 setzen. Man
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beachte, dass dadurch Gleichungen
und Ausdrücke eigentlich falsch werden, weil natürlich Einheiten und Größen- ordnungen fehlen. Da die Teilchen- physiker aber wissen, wo sie
die Konstanten weggelassen haben, fügen sie sie bei genauen Berechnungen wieder ein.
So findet man z.B. sehr oft die Angabe a = e2,
die eigentlich nur mit dem Hinweis, dass 4pe0hc = 1 gesetzt wurde, richtig ist.
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