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Teilchenarten geordnet nach Eigendrehimpuls
Der Eigendrehimpuls (Spin) eines Teilchens ist in der Quantentheorie sehr wichtig, denn er entscheidet, wie sich das Teilchen verhält.
Elementarteilchen
(= nach heutigem Kenntnisstand unteilbar)
| Art | Spin | Name | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Fermionen („Materieteilchen“) | 1/2 | Quarks | |||||||
| Elektron | |||||||||
| Myon | |||||||||
| Tauon | |||||||||
| Neutrinos | |||||||||
|
Bosonen („Kraftüberträger“ / „Feldquanten“) | Skalarbosonen | 0 | Higgs-| Vektorbosonen
| 1
| Photon
| Gluonen
| W- | Z- | |
Zusammengesetzte Teilchen
Wenn sich Teilchen miteinander verbinden, addieren sich ihre Eigendrehimpulse. Zusätzlich kann es auch noch Bahndrehimpuls geben, wenn die Teilchen einander „umkreisen“. Der Bahndrehimpuls kann in der Quantentheorie aber nur ganzzahlige Vielfache von ℏ annehmen; der Spin von Fermionen hingegen nur halbzahlige (1/2, 3/2, 5/2, ...). Daher gilt:
Ein System aus Bosonen und Fermionen hat genau dann einen halbzahligen Gesamtdrehimpuls, wenn es eine ungerade Anzahl Fermionen enthält.
| Art | Spin im Grundzustand | Name | Beispiele | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fermionen | 1/2–3/2 | Baryonen (Verbindungen von 3 Quarks) | Proton | ||||
| Neutron | |||||||
| 1/2–15/2 | Atomkerne mit einer ungeraden Anzahl von Kernteilchen (Protonen und Neutronen) | ||||||
| Bosonen | 0–| Mesonen (Verbindungen von 2 Quarks)
| Pionen
| Kaonen
| 0– | Atomkerne mit einer geraden Anzahl von Kernteilchen | Alphateilchen
| |
In obiger Tabelle gilt der Spin für den Grundzustand der genannten Teilchen. Angeregte (und meist kurzlebige) Zustände können einen größeren Spin haben.
