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Anti-Neutrinos 24 Mär 2021 15:35 #337

  • Matthias Cervinka
  • Matthias Cervinkas Avatar Autor
In allen Beiträgen zum Standard-Modell fällt immer der Standardsatz "Teilchen und Antiteilchen unterscheiden sich nur durch die entgegengesetzte Ladung. Das Photon hat keine Ladung und ist deshalb sein eigenes Antiteilchen".

Ohne weiter darauf einzugehen, wird dann neben anderen geladenen Anti-Teilchen auch das Anti-Neutrino erwähnt und als separates Elementarteichen dargestellt. Eigentlich hätte ich auch hier erwartet, dass das Neutrino aufgrund der fehlenden Ladung sein eigenes Anti-Teichen ist.

Ebenso gibt es im UWL-Kanal viele Beiträge zur Neutrinoforschung bzw. zur Suche nach Anti-Neutrinos. Wodurch unterscheiden sich jetzt die Neutrinos von den (vorerst noch?) hypothetischen Anti-Neutrinos und woran könnte man die erkennen? Gibt es außer der Ladung doch noch andere Kriterien zur Unterscheidung von Materie und Antimaterie?

Danke schon mal im Voraus!

Anti-Neutrinos 24 Mär 2021 18:44 #340

  • Rainer Raisch
  • Rainer Raischs Avatar

In allen Beiträgen zum Standard-Modell fällt immer der Standardsatz "Teilchen und Antiteilchen unterscheiden sich nur durch die entgegengesetzte Ladung. Das Photon hat keine Ladung und ist deshalb sein eigenes Antiteilchen".

Unter Ladung versteht man insofern nicht nur die elektrische Ladung sondern auch Farbladung, Schwachen und Starken Isospin etc.

wiki: Teilchen, deren ladungsartige Quantenzahlen sämtlich Null sind, sind ihre eigenen Antiteilchen.

Es ist so, dass bei Teilchen und Antiteilchen alle Eigenschaften mit Ausnahme der Masse entgegengesetzt sind. Beim Photon gibt es keine derartigen Eigenschaften, die man spiegeln könnte, der Spin ist eine derartige nicht unterscheidbare Eigenschaft. Wie es bei den Neutrinos ist, weiß man nicht genau, es kann durchaus sein, dass sich Neutrinos und Antineutinos letztlich als gleich herausstellen. Dies ist wiederum recht unwahrscheinlich, weil sonst die Leptonenzahlerhaltung aufgegeben werden könnte und die Neutrinos genau diese Lücke füllen. Auch für die statistische Dichteverteilung ist diese Frage der Unterscheidbarkeit wichtig.

wiki:
Das Neutrino erwies sich als „Linkshänder“, sein Spin ist seiner Bewegungsrichtung entgegengesetzt (antiparallel; siehe Händigkeit). Damit wird eine objektive Erklärung von links und rechts möglich. Im Bereich der schwachen Wechselwirkung muss demnach beim Übergang von einem Teilchen zu seinem Antiteilchen nicht nur die elektrische Ladung, sondern auch die Parität, also der Spin, vertauscht werden. Die schwache Wechselwirkung unterscheidet sich also von der elektromagnetischen Wechselwirkung durch die Verknüpfung des schwachen Isospins mit der Rechts- oder Links-Händigkeit eines Teilchens:

bei den Leptonen und Quarks haben nur die linkshändigen Teilchen und ihre rechtshändigen Antiteilchen einen von Null verschiedenen schwachen Isospin.
Dagegen sind die rechtshändigen Teilchen und ihre linkshändigen Antiteilchen gegenüber schwachen Wechselwirkungen mit W-Bosonen inert; dieses Phänomen bezeichnet man als maximale Paritätsverletzung.

Dadurch wird auch verständlich, dass Neutrinos ihre eigenen Antiteilchen sein könnten, obwohl sich Neutrinos und Antineutrinos im Experiment verschieden verhalten: Die aus dem Experiment als Antineutrinos bekannten Teilchen wären einfach Neutrinos, deren Spin parallel zur Bewegungsrichtung ist.
Letzte Änderung: von Rainer Raisch.

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