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Die
vier Wechselwirkungen - Experimentelle Bestätigung
der SU(3): QCD
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weitere wichtige Bestätigung des Standard-Modells liefert folgende
Grafik. Hierbei werden eine Vielzahl verschiedener Theorien als Kandidaten
für die starke Wechselwirkung (auch die SU(3) der QCD) miteinander
verglichen. Prüfsteine sind dabei die Größen NC/NAund
CA/CF,
die gegeneinander angetragen sind. NC/NA
ist das Verhältnis aus der Anzahl der Farbladungen und Anzahl der
Gluonen,
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die in der jeweiligen Theorie vorkommen. In der QCD ist NC/NA
= 3/8 = 0,375 (3 Farben und 8 Gluonen).
CA/CF
ist das Verhältnis der Kopplungsstärken am Vertex g
à
g + g (CA;
3-Gluon-Vertex) zum Vertex q à
q + g (CF;
Gluon-Bremsstrahlung eines Quarks). In der QCD ist CA/CF
= 9/4 = 2,25.
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Jede
Theorie liefert für NC/NAund
CA/CF
je einen Wert. Dieses Wertepaar wurde in das untenstehende Diagramm eingetragen.
Die Messung mit DELPHI am CERN führte zum rot gekennzeichneten Punkt
mit den zugehörigen 67%- und 95%-Fehlerbereichen.
Man
erkennt, dass die meisten Theorien außerhalb der Fehlerbereiche liegen,
d.h. z.B. die Anzahl der von ihnen postulierten Gluonen falsch ist. So
hat gibt es in der SO(3) zwar drei Farbladungen, aber nur 3 Gluonen, im
Gegensatz zur QCD mit 8. Die SO(3) hat den offenbar falschen Wert NC/NA
= 1.
Die
SU(3) (QCD) liegt innerhalb der Bereiche, was ein deutliches Anzeichen
für ihre Gültigkeit ist. Das Ergebnis zeigt, dass der 3-Gluon-Vertex
existieren muss (um die gemessene Kopplungsstärke erklären zu
können) und dass die Zahl der Gluonen größer ist als die
Zahl der Farbladungen der Quarks (da NC/NA
< 1). Die Fehlerbereiche schränken die Zahl der Gluonen auf 8 +/-
2 ein.
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Grafik von CERN, Geneva
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Mit diesem Blick auf die Bestätigung des Modells für die starke Wechselwirkung bzw. die Quantenchromodynamik beenden wir das Kapitel über die vier fundamentalen Wechselwirkungen. Die genauere Auseinandersetzung mit der graphischen Darstellung von Wechselwirkungen in sogenannten Feynman-Diagrammen und die theoretische Voraussagen, die sich mit dem zugehörigen Feynman-Kalkül machen lassen, wird in einem der folgenden Kapitel des Bereichs "Theorie" besprochen.
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