Warum gibt es Myonen ?

[irony]

die Physik richtet sich nicht danach, wie sie für dich klingt

Was ich meinte, war dieses Aufrufen von Erzeugungs- und Vernichtungsoperatoren für Elementarteilchen klingt für mich eher nach einem objektorientierten Computerprogramm, quasi nach einer Holodeck-Simulation unseres Universums als nach physikalischer Realität. Geschrieben hatte ich "reale Physik", was irgendwie nicht passt.

wenn man die QFT ernstnimmt - was du aber offenbar nicht tun willst - läuft das darauf hinaus, dass sie Realität sind.

Warum sollte ich die QFT nicht ernst nehmen ? Zumindest als das was sie ist, eine Theorie, die zu den Experimenten passt, aber nicht wirklich etwas erklärt. Diese Quantenfelder sind mir zu mystisch, rein mathematisch, ich kann mir darunter nichts Reales vorstellen.

Siehe z.B. http://de.wikipedia.org/wiki/Quantenfeldtheorie

Ich kann mich ja auch irren, aber wenn ich mir so einige Wikipedia-Artikel durchlese und was man im Zusammenhang damit dann an Literatur im Netz findet, dann habe ich den Eindruck, dass die Physik es längst aufgegeben hat, Dinge noch wirklich erklären zu wollen, d.h. wie etwas vor sich geht, was Elementarteilchen wirklich sind usw.

Sondern sie beschränkt sich mehr oder weniger darauf, die mathematischen Formeln zu liefern, die zu den experimentellen Fakten passen.

Wahrscheinlich könnte man jetzt die Quantenfeldgleichungen für Elektronen und Myonen hinschreiben, aber sie würden nicht wirklich erklären, was Elektronen und Myonen sind und warum sie sich in einem ganz bestimmten Massenverhältnis unterscheiden, und es würde auch nicht klar werden, ob und warum es Myonen in der Natur geben muss.

[Agent Scullie]

Ich will ja jetzt nicht allzu kleinlich sein, aber dieser Sprachgebrauch von Zerfall und Zerfallsprodukten ist dann doch ziemlich irre führend, wenn Zerfall eher so etwas meint:

ja, der Begriff "Zerfall" wird eigentlich nur aus Gründen der Tradition weiterbenutzt, nicht weil er traditionellen Vorstellungen von einem Zerfall (dass etwas zusammengesetztes in seine Bestandteile zerfällt) entsprechen würde.

Grundsätzlich kann ich mir so etwas vorstellen, aber für mich klingt das eher nach objektorientierter Programmierung, wo ein Destruktor für Objekt X aufgerufen wird und gleich danach ein Konstruktor für Objekt Y.

so ähnlich ist es tatsächlich. In der Mathematik der QFT gibt es den Fockraum-Formalismus, wo für jede Teilchenart Erzeuge- und Vernichteoperatoren definiert sind. Bei Wechselwirkungsprozessen kann man dann den Endzustand durch Anwendung der Vernichteoperatoren für die einlaufenden Teilchen und der Erzeugeoperatoren für die auslaufenden Teilchen auf den Anfangszustand darstellen. Historisch gesehen gab es den Fockraumformalismus (~1930) aber Jahrzehnte vor dem Konzept der objektorientierten Programmierung

Und woraus werden die Teilchen erzeugt ?

die Erzeugung eines Teilchens entspricht wie gesagt einer Zustandsänderung des jeweiligen Feldes. Damit eine solche Zustandsänderung eintreten kann, müssen die entsprechenden Voraussetzungen erfüllt sein, es muss z.B. die nötige Energie vorhanden sein, und, wenn das zu erzeugende Teilchen ein Ladungsträger ist, muss die erforderliche Ladung verfügbar sein, z.B. muss ein anderes geladenes Teilchen vernichtet werden.

Die genauen Details solcher Zustandsänderungen sind noch nicht sehr gut verstanden, die entsprechenden QFT-Rechnungen sind sehr kompliziert. Lange Zeit begnügte man sich daher mit dem Verfahren der Störungsrechnung, bei dem man nur die Übergangswahrscheinlichkeiten von Anfangs- in Endzustände berechnet, ohne die Zwischenzustände näher zu betrachten.

Wie gesagt, für mich klingt das mehr nach Computerprogramm, quasi nach einer Holodeck-Simulation unseres Universums als nach echter realer Physik.

die Physik richtet sich nicht danach, wie sie für dich klingt

Einfach nur für jede Leptonen-Sorte ein eigenes Quantenfeld anzunehmen ist für mich auch noch keine Erklärung.

es sollte auch gar keine [Erklärung, warum es genau drei Teilchenfamilien geben müsse] sein. Ich sagte ja: im Standardmodell sind die drei Teilchenfamilien nur experimentelles Fakt, ohne theoretische Erklärung.

Was genau sind nun diese Quantenfelder ?
Sind diese Felder die Realität oder nur mathematische Konstrukte ?

wenn man die QFT ernstnimmt - was du aber offenbar nicht tun willst - läuft das darauf hinaus, dass sie Realität sind.

Und wie hängt ein Myon-Feld mit einem Elektron-Feld zusammen ?

in der QFT an sich gar nicht. Das sind einfach zwei unterschiedliche leptonische Felder. Im Standardmodell gibt es wie gesagt die Quark-Leptonen-Symmetrie, die aber nur Beobachtung ist, ohne theoretische Deutung. In vereinheitlichen Theorien könnte es tatsächlich eine tieferen Zusammenhang geben.


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Agent Scullie schrieb nach 7 Minuten und 7 Sekunden:

Nach der Vorstellung des Standardmodells gab es ursprünglich nur eine Kraft und nur eine Sorte Teilchen

nicht ganz. Im Standardmodell treten die starke WW und die zur elektroschwachen WW vereinheitlichte elektromagnetische und schwache WW als getrennte Kräfte auf. Theorien, in denen die starke und elektroschwache Kraft aus einer einzigen Kraft hervorgegehen, gehören nicht mehr zum Standardmodell.

[Bynaus]

Aber wie weist man Nichtexistenz nach

Indem die Energie eben bis zur theoretischen Obergrenze, innerhalb der man das Higgs erwartet, "raufgedreht" wurde, ohne dass das Higgs dabei auftauchte. Das ist dann zwar kein "Beweis für die Nichtexistenz" des Higgs, zeigt aber immerhin, dass es im untersuchten Energiebereich zu selten auftritt, als dass man es hätte beobachten können - oder aber, eine höhere Masse hat als angenommen.

Und wenn man weder das Boson noch das Feld findet, wollen die Physiker dann nicht doch wieder was Größeres haben ?

Soviel ich weiss ist das Higgs das letzte "fehlende" Teilchen des Standard-Modell-Teilchenzoos. Wenn man nun aber die ersten supersymetrischen Teilchen entdecken sollte, könnte es gut sein, dass alles von vorn losgeht

Wie groß ist eigentlich der theoretisch größtmögliche Teilchenbeschleuniger, den man auf der Erde bauen könnte.

Einmal um die Erde rum? Rund um den Mond wäre an sich auch nicht schlecht, zwar ist die Strecke etwas kürzer als in der Äquatorvariante, aber dafür hätte man keine störenden Ozeane, die man überbrücken muss (dafür der gelegentliche Tunnel / Brücke, wobei zumindest letzeres auf dem Mond dank der geringeren Gravitaiton einfacher ist), das Vakuum ist besser als man es industriell je hinkriegen würde und es gibt kein störendes planetares Magnetfeld.

[irony]

Damit ist eigentlich der LHC am CERN gemeint. Die abgeschätzte Oberenergie für das Higgs-Boson liegt wohl innerhalb der Reichweite des LHC, so dass hoffentlich dort die Existenz oder Nichtexistenz nachgewiesen werden kann.

Dass man die Existenz nachweis, kann ich ja noch sehen.
Aber wie weist man Nichtexistenz nach ?

Außerdem heißt es ja, es könne Higgs-Felder ohne Higgs-Bosonen geben.
Wie weist man dann die Existenz eines solchen Higgs-Feldes nach ?
Reicht der LHC auch für diesen Fall ?

Und wenn man weder das Boson noch das Feld findet, wollen die Physiker dann nicht doch wieder was Größeres haben ?

Wie groß ist eigentlich der theoretisch größtmögliche Teilchenbeschleuniger, den man auf der Erde bauen könnte.

Einmal um den Äquator rum wird man ja wohl nicht hinkriegen, selbst theoretisch nicht, oder doch ? Und was würde das im Vergleich zum LHC bringen ?

[Mondkalb]

Damit ist eigentlich der LHC am CERN gemeint. Die abgeschätzte Oberenergie für das Higgs-Boson liegt wohl innerhalb der Reichweite des LHC, so dass hoffentlich dort die Existenz oder Nichtexistenz nachgewiesen werden kann.

Und was Größeres wird es über kurz oder lang ganz sicher geben.

[irony]

Nach dem Higgs wird ja im CERN verzweifelt gesucht, vielleicht gibt es dazu bald Neuigkeiten.

Ich hoffe es, denn das Ganze kostet ja auch viel Geld.

Es könnte sogar ein Higgs-Feld geben, aber vielleicht gar kein Higgs-Boson:
Das Higgs-Boson oder 'Wie erhalten Teilchen Masse?'

So wirklich verstehe ich es nicht.

Dort steht aber zu lesen:

Es könnte einen Higgs-Mechanismus und ein Higgs-Feld in unserem Universum geben, ohne dass es dazu ein Higgs-Boson gibt. Die nächste Speicherring-Generation wird diesen Punkt klären.

Was ist denn mit der nächsten Speicherring-Generation gemeint ?
Das LHC oder was danach kommt ? Wollen die Physiker jetzt etwa noch was Größeres bauen, weil sie das Higgs-Boson mit dem LHC nicht gefunden haben ? Und was wird das dann wieder kosten ?

[Mondkalb]

Nach dem Higgs wird ja im CERN verzweifelt gesucht, vielleicht gibt es dazu bald Neuigkeiten.

Es könnte sogar ein Higgs-Feld geben, aber vielleicht gar kein Higgs-Boson:
Das Higgs-Boson oder 'Wie erhalten Teilchen Masse?'

[irony]

Eine Beschreibung des Kapitels zum Konzept der Symmetriebrechung macht das vielleicht klarer:
Große Vereinheitlichung und Higgs-Felder: im Vakuum ist jede Menge los | Astrodicticum Simplex | ScienceBlogs.de - Wissenschaft, Kultur, Politik

Der entscheidende Abschnitt scheint mir folgender zu sein:

Und wenn wir nun denn Higgs-Mechanismus mit der Symmetriebrechung kombinieren, dann kommen wir zur großen Vereinheitlichung. Als das Universum noch heiß war, hat das Higgs-Feld wild hin und her geschwankt und hatte im Durchschnitt den Wert Null. Das heisst aber auch, dass alle Teilchen masselos waren - denn ein Higss-Feld, das Masse erzeugen konnte, gab es ja nicht. Wenn es aber keinen Unterschied mehr zwischen den Teilchen gab, dann macht es auch keinen Sinn, von verschiedenen Teilchen zu sprechen. Wenn es keine Möglichkeit gibt, zwischen Photon und top-Quark zu unterscheiden, dann sind Photon und top-Quark identisch. Und nicht nur das: auch die Kräfte unterscheiden sich nicht mehr voneinander. Denn die werden ja durch die Übertragungsteilchen definiert - und die sind nun ja auch identisch.

Dass das Higgs-Feld wild hin und her schwankte, heißt, dass es zu bestimmten Zeitpunkten nicht Null war. D.h. die Teilchen hatten Masse und waren unterscheidbar. Außerdem ist mir das mit Higgs-Feld nicht klar. Vielleicht gibt es das ja auch gar nicht.

Interessant wäre aber mal die Frage, wie sich aus diesem ganzen Higgs-Dingsbums die unterschiedliche Masse von Elektron und Myon ergibt.

[Mondkalb]

Es sind Aspekte einer einzigen Kraft. Bei entsprechend hohen "Vereinheitlichungsenergien" sollte es auch keinen Unterschied zwischen Materieteilchen mit Spin 1/2 geben, also Quarks und Leptonen.

Am sperrigsten zeigt sich bei dieser großen Vereinheitlichung bisher die Gravitation, für die anderen Kräfte ist das theoretisch wohl schon ganz gut ausformuliert.

Eine verständliche populärwissenschaftliche Darstellung gibt es dazu von Brian Greene in seinem Buch "Der Stoff aus dem der Kosmos ist".
Eine Beschreibung des Kapitels zum Konzept der Symmetriebrechung macht das vielleicht klarer:

http://www.scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2010/05/grosse-vereinheitlichung-und-higgsfelder-im-vakuum-ist-jede-menge-los.php

[irony]

Unter anderem ging es auch darum, wie ein Universum ohne schwache Wechselwirkung aussehen würde

Danke für den Link. Von der schwachen WW habe ich gehört, dass die der Grund dafür ist, dass die Sonne eine so lange Lebensdauer hat, weil durch die schwache WW die Kernfusion verlangsamt wird.

Nach der Vorstellung des Standardmodells gab es ursprünglich nur eine Kraft und nur eine Sorte Teilchen und bei entsprechend hohen Temperaturen bzw. Energien sollten sich die heute bekannten Kräfte nicht mehr unterscheiden lassen. Bei der Abkühlung des Universums kurz nach dem Urknall kam es zu Symmetriebrechungen, die aus der einen Kraft mehrere werden ließen.

So weit ich das verstanden habe, sind die vier bekannten WW bei hohen Energie nur gleich stark, aber es bleiben vier verschiedene WW.

[Mondkalb]

Könnte ein Universum nur mit up- und down-Quarks sowieso Elektronen und Neutrinos funktionieren ?
(Und den Austauschteilchen für die vier Wechselwirkungen.)
D.h. also Atome und Moleküle entstehen, Leben auf einem Planeten usw.

Dazu gab es im Mai-Heft von Spektrum der Wissenschaft einen interessanten Artikel, der sich damit beschäftigt, welche Kräfte und Teilchen notwendig sind, um in einem Universum Leben zu ermöglichen. Unter anderem ging es auch darum, wie ein Universum ohne schwache Wechselwirkung aussehen würde:

Kosmologie: Leben im Multiversum - Spektrum der Wissenschaft


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Mondkalb schrieb nach 7 Minuten und 12 Sekunden:

Das verstehe ich auch nicht. Warum muss es zu jeder Quark-Familie eine Leptonen-Familie geben ? Das Schema ist ja sehr schön, aber für mich nicht zwingend logisch. In welcher Beziehung etwa stehen Myon und Strange-Quark ?

Nach der Vorstellung des Standardmodells gab es ursprünglich nur eine Kraft und nur eine Sorte Teilchen und bei entsprechend hohen Temperaturen bzw. Energien sollten sich die heute bekannten Kräfte nicht mehr unterscheiden lassen. Bei der Abkühlung des Universums kurz nach dem Urknall kam es zu Symmetriebrechungen, die aus der einen Kraft mehrere werden ließen.

[irony]

weil es zerfallen kann, ohne einen Erhaltungssatz zu verletzen. Erhaltungssätze gibt es z.B. für die elektrische Ladung und für die Leptonenzahl. Ein Myon hat eine Ladung von -1 und eine Leptonenzahl von +1, ebenso wie das Elektron. Es kann daher zerfallen, wenn ein Elektron unter den Zerfallsprodukten ist.

Ich will ja jetzt nicht allzu kleinlich sein, aber dieser Sprachgebrauch von Zerfall und Zerfallsprodukten ist dann doch ziemlich irre führend, wenn Zerfall eher so etwas meint:

du scheinst ein Problem mit einer Vorstellung zu haben, die grundlegend für die moderne Teilchenphysik ist, nämlich dass Teilchen erzeugt und vernichtet werden können. Zerfall eines Teilchens X kann ein Teilchen Y entstehen, ohne dass dieses Teilchen Y vorher in irgendeiner Weise als Konstituent von Teilchen X vorhanden gewesen sein muss. Es wird einfach das Teilchen X vernichtet, und neue Teilchen, darunter Y, werden erzeugt.

Grundsätzlich kann ich mir so etwas vorstellen, aber für mich klingt das eher nach objektorientierter Programmierung, wo ein Destruktor für Objekt X aufgerufen wird und gleich danach ein Konstruktor für Objekt Y.

Und woraus werden die Teilchen erzeugt ?

Um das ganze noch vewirrender zu machen: aus QFT-Sicht gibt es keinen fundamentalen Unterschied zwischen der Erzeugung/Vernichtung eines Teilchens und dessen einfacher Streuung durch Wechselwirkung mit einem anderen Teilchen. D.h. ein Prozess, bei dem zuerst zwei Elektronen aufeinander zu und dann aufgrund ihrer Abstoßung voneinander weg fliegen, unterscheidet sich nicht wesentlich von einem Prozess, wo ein Elektron vernichtet wird. Beim Abstoßungseffekt werden quasi die beiden aufeinanderzufliegenden Elektronen vernichtet, und dafür zwei neue, voneinander wegfliegende Elektronen erzeugt

Wie gesagt, für mich klingt das mehr nach Computerprogramm, quasi nach einer Holodeck-Simulation unseres Universums als nach echter realer Physik.

im Rahmen des Standardmodells ist die Symmetrie zwischen den drei Quark- und Leptonenfamilien in der Tat nur experimentelles Fakt, ohne theoretische Erklärung.

Einfach nur für jede Leptonen-Sorte ein eigenes Quantenfeld anzunehmen ist für mich auch noch keine Erklärung. Für mich klingt das eher so als ob man etwas ausrechnen kann, ohne verstanden zu haben, was wirklich vor sich geht.

Dass man ein Myon-Feld einführt, weil man Myonen beobachtet hat, ist meiner Ansicht nach auch nur durch ein experimentelles Fakt motiviert.

Ebensowenig Sinn hat es, dazwischen unterscheiden zu wollen, dass ein Elektron bei einer Elektron-Elektron-Streuung ein Elektron bleibe, während ein Myon sich beim Myonenzerfall umwandele. Aus QFT-Sicht handelt es sich in beiden Fällen um Zustandsänderungen der zugrundeliegenden Quantenfelder.

Was genau sind nun diese Quantenfelder ?
Sind diese Felder die Realität oder nur mathematische Konstrukte ?
Und wie hängt ein Myon-Feld mit einem Elektron-Feld zusammen ?

[Agent Scullie]

Könnte ein Universum nur mit up- und down-Quarks sowieso Elektronen und Neutrinos funktionieren ?

das hängt von der Theorie ab, die du zugrundelegst. Nach dem Standardmodell gibt es keinen theoretischen Grund, der dagegen spricht. Das kann in vereinheitlichten Theorien aber ganz anders aussehen.

Stimmt so auch nicht. Gerade gelesen (Wikipedia W-Boson ):

das gibt's aber nur als inneren Prozess, bei dem im zugehörigen Feynman-Diagramm das W-Boson nur als innere Linie auftritt, wo als auslaufendes Teilchen dann wieder ein Elektron vorhanden ist, z.B. bei der durch die schwache WW vermittelten Elektron-Neutrino-Streuung: das einlaufende Elektron wandelt sich am einen Vertex durch Emission des W-Bosons in das auslaufende Neutrino um, das einlaufende Neutrino am zweiten Vertex durch Absorption des W-Boson in das auslaufende Elektron.

[McWire]

wie schon gesagt: du bist noch nicht ganz zu der Vorstellung durchgedrungen, dass Teilchen erzeugt und vernichtet werden können. Es macht keinen Sinn, danach zu fragen, ob sich das Myon in das W-Boson umwandelt oder in das Neutrino. Es wird einfach das Myon vernichtet, und zwei neue Teilchen, W-Boson und Neutrino werden erzeugt. Ebensowenig Sinn hat es, dazwischen unterscheiden zu wollen, dass ein Elektron bei einer Elektron-Elektron-Streuung ein Elektron bleibe, während ein Myon sich beim Myonenzerfall umwandele. Aus QFT-Sicht handelt es sich in beiden Fällen um Zustandsänderungen der zugrundeliegenden Quantenfelder.

Das Problem mit der Vorstellung hatte ich auch eine ganze Zeit lang.

Ich konnte mir in der Schulzeit einfach nicht den Beta-Zerfall vorstellen, bei dem ein up-Quark in ein down-Quark umgewandelt wird oder umgekehrt und dabei ein W-Boson entsteht, welches dann in Elektron/Positron und Elektron-Antineutrino/Elektron-Neutrino zerfällt.

Erst durch die "Vernichtungsbeschreibung" kann man sich das irgendwie bildlich vorstellen, da ja die beiden Quarks als bis dato strukturfreie Zustände nicht das jeweils andere Quark "enthalten" können.

Ich habe mir früher immer vorgestellt, dass das massereichere Quark aus einem masseärmeren Quark mit einer Art Hülle darum besteht, die dann sozusagen abgestoßen werden kann. Problem ist nur, dass der Beta-Zerfall in beide Richtungen funktioniert und das dies diese Vorstellung ad absurdum führt.

[Agent Scullie]

Warum ist das Myon nicht stabil ?

weil es zerfallen kann, ohne einen Erhaltungssatz zu verletzen. Erhaltungssätze gibt es z.B. für die elektrische Ladung und für die Leptonenzahl. Ein Myon hat eine Ladung von -1 und eine Leptonenzahl von +1, ebenso wie das Elektron. Es kann daher zerfallen, wenn ein Elektron unter den Zerfallsprodukten ist. Das Elektron dagegen kann nicht zerfallen: die Leptonenzahlerhaltung würde zwar den Zerfall zu einem Neutrino (ebenfalls Leptonenzahl +1) erlauben, der wird aber durch die Erhaltung der elektrischen Ladung verboten.

Wenn ich es richtig sehe, zerfällt ein Myon in ein Neutrino und ein W-Boson.
Das W-Boson zerfällt weiter in ein Elektron und ein Neutrino.

Ist das Myon nun ein nicht mehr weiter zerlegbares Elementarteilchen, oder nicht ?
Die Definition heißt ja:
Woher kommt dann das W-Boson ?

du scheinst ein Problem mit einer Vorstellung zu haben, die grundlegend für die moderne Teilchenphysik ist, nämlich dass Teilchen erzeugt und vernichtet werden können. Beim Zerfall eines Teilchens X kann ein Teilchen Y entstehen, ohne dass dieses Teilchen Y vorher in irgendeiner Weise als Konstituent von Teilchen X vorhanden gewesen sein muss. Es wird einfach das Teilchen X vernichtet, und neue Teilchen, darunter Y, werden erzeugt.
Im hier betrachteten Fall wird also ein Myon vernichtet und ein Neutrino und ein W-Boson erzeugt. Das W-Boson wird kurz darauf ebenfalls vernichtet, was von der Erzeugung eines Elektrons und eines Antineutrinos begleitet ist.

Dies war auch die maßgebliche Motivation für die Aufstellung der Quantenfeldtheorie (QFT), die die Grundlage für die Teilchenphysik bildet: man brauchte ein dem einzelnen Teilchen übergeordnetes Konstrukt, das beim Erzeugen und Vernichten von Teilchen lediglich seinen Zustand ändert. Als dieses übergeordnete Konstrukt erwies sich gerade das Konzept des Quantenfeldes: wird ein Teilchen vernichtet, geht das einzelne Teilchen zwar verloren, aber das zugehörige Feld besteht fort, nur sein Zustand hat sich geändert.

Um das ganze noch vewirrender zu machen: aus QFT-Sicht gibt es keinen fundamentalen Unterschied zwischen der Erzeugung/Vernichtung eines Teilchens und dessen einfacher Streuung durch Wechselwirkung mit einem anderen Teilchen. D.h. ein Prozess, bei dem zuerst zwei Elektronen aufeinander zu und dann aufgrund ihrer Abstoßung voneinander weg fliegen, unterscheidet sich nicht wesentlich von einem Prozess, wo ein Elektron vernichtet wird. Beim Abstoßungseffekt werden quasi die beiden aufeinanderzufliegenden Elektronen vernichtet, und dafür zwei neue, voneinander wegfliegende Elektronen erzeugt


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Agent Scullie schrieb nach 3 Minuten und 39 Sekunden:

Das verstehe ich auch nicht. Warum muss es zu jeder Quark-Familie eine Leptonen-Familie geben ? Das Schema ist ja sehr schön, aber für mich nicht zwingend logisch. In welcher Beziehung etwa stehen Myon und Strange-Quark ?

im Rahmen des Standardmodells ist die Symmetrie zwischen den drei Quark- und Leptonenfamilien in der Tat nur experimentelles Fakt, ohne theoretische Erklärung. Es gab und gibt Ansätze für eine vereinheitlichte Theorie der elektromagnetischen, schwachen und starken Wechselwirkung, aus der sich eine theoretische Begründung dieser Symmetrie ergeben soll, wie z.B. die SU(5)-Theorie aus den 70er Jahren. Die ist allerdings daran gescheitert, dass sie den Protonenzerfall vorhergesagt hat, der aber nicht nachgewiesen werden konnte.


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Agent Scullie schrieb nach 7 Minuten und 14 Sekunden:

Genau so kann es nicht sein. Wenn ein Elektron mit einem anderen Elektron über ein Photon wechselwirkt, bleibt das Elektron ein Elektron.

Hier wandelt sich das Myon aber in ein Neutrino um.

Vielleicht sind ja auch Neutrinos die realen Teilchen, und das Myon ist nur eine Art Ladung des Neutrinos. Es könnte doch auch sein, dass Teilchen Ladung und Masse abgeben können ?

Da bin ich skeptisch: Myon und Myonneutrino sind beides Fermionen.
Das W-Boson ist ein Boson. Ich glaube nicht, dass sich ein Fermion in ein Boson umwandelt, oder doch ?

Aus meiner Sicht wandelt sich das Myon in ein Myonneutrino um und gibt Masse und Ladung in Form eines W-Bosons ab. So interpretiere ich auch das Feynman-Diagram

wie schon gesagt: du bist noch nicht ganz zu der Vorstellung durchgedrungen, dass Teilchen erzeugt und vernichtet werden können. Es macht keinen Sinn, danach zu fragen, ob sich das Myon in das W-Boson umwandelt oder in das Neutrino. Es wird einfach das Myon vernichtet, und zwei neue Teilchen, W-Boson und Neutrino werden erzeugt. Ebensowenig Sinn hat es, dazwischen unterscheiden zu wollen, dass ein Elektron bei einer Elektron-Elektron-Streuung ein Elektron bleibe, während ein Myon sich beim Myonenzerfall umwandele. Aus QFT-Sicht handelt es sich in beiden Fällen um Zustandsänderungen der zugrundeliegenden Quantenfelder.