Mario Sedlak
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Teilchen

Die Physik kennt keine kontinuierliche, d. h. beliebig oft teilbare Materie. Stattdessen setzen sich alle Stoffe aus Teilchen zusammen. Die sind so klein, dass die "gekörnte Struktur" im Alltag nicht unmittelbar bemerkbar ist. Wegen der Quantentheorie besteht auch Licht aus Teilchen.

Folgende Teilchen gehören zum Allgemeinwissen. Man begegnet ihnen in der Literatur sehr häufig.

Teilchen Abk. Ruhemasse Durchmesser Ladung Beschreibung
Proton p 1,007 u 1,7 fm +1 Bestandteil von Atomkernen
Neutron n 1,009 u 1,7 fm 0
Elektron e 0,0005 u <0,1 am −1 Bestandteil von Atomen (in der Hülle um den Kern)
Photon γ 0 u 0 fm 0 Quanten der elektromagnetischen Strahlung ("Lichtteilchen")

Bei radioaktiven Zerfällen kommen einige weitere Teilchen vor:

Teilchen Abk. Ruhemasse Durchmesser Ladung Beschreibung
Alphateilchen α 4,002 u ca. 4,4 fm +2

= Heliumkern (He2+)

= 2p + 2n

Neutrinos (verschiedene Arten) ν <0,02 u 0 fm 0 kaum Wechselwirkung mit Materie
Positron e+ 0,0005 u <0,1 fm +1 bis auf die Ladung gleich wie Elektron

Beim Auftreffen der kosmischen Strahlung auf die Erdatmosphäre entstehen folgende instabile Teilchen:

Teilchen Abk. Ruhemasse Durchmesser Ladung Beschreibung
Myon µ 0,11 u 0 fm −1 wie Elektron, nur schwerer
Pionen π 0,16–0,17 u 1,3 fm −1, 0 oder +1 gehören zur großen Familie der Mesonen
Kaonen K 0,53 u 1,2 fm

Die folgenden Teilchenarten muss eigentlich nur ein Kernphysiker kennen, da sie außerhalb seines Fachgebiets kaum eine Rolle spielen. Sie werden in Teilchenbeschleunigern beobachtet.

Innerer Aufbau der Teilchen

Teilchen, deren Durchmesser mit 0 oder mit einer oberen Schranke angegeben ist, sind nach heutigem Verständnis "unteilbar" und werden "Elementarteilchen" genannt. Ich bin mit diesen Bezeichnungen vorsichtig, weil sie prinzipiell unbeweisbar sind. In der Vergangenheit galten zuerst die Atome und dann die Protonen und Neutronen als "elementar", bis entdeckt wurde, dass sie aus kleineren Teilchen aufgebaut sind.

Schreibweise

Die Abkürzungen der Teilchen werden immer in aufrechter Schrift geschrieben, z. B. in Reaktionsgleichungen analog wie in der Chemie:

p + 16O → 3p + n + 3He + 10Be

Die Abkürzungen können auch wie eine Maßeinheit verwendet werden, z. B. 60 n/cm2s für eine Neutronenflussdichte von 60 Neutronen pro Quadratzentimeter und Sekunde. Evtl. wird das Leerzeichen zwischen Zahl und Abkürzung weggelassen (was bei "richtigen" Maßeinheiten nicht erlaubt ist).

Größere Teilchen

Auch Atome und Moleküle werden als Teilchen bezeichnet; noch größere Gebilde eher als Partikel (z. B. Nanopartikel).

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