Generationen von Materie

Antares31 · Gast

Meine Frage:
Im Standard-Modell der Elementarteilchn sind drei Generationen von Materie vermerkt.
Die Erste beinhaltet die Up- und Down-Quarks sowie das Elektron, und das Elektron-Neutrino. Die Zweite Generation beinhaltet das Charm- und das Strange-Quark sowie das Muon und sein Neutrino. Die dritte Generation setzt sich aus Top- und Bottom-Quark, dem Tauon und seinem Neutrino zusammen.
Wie kam diese Einteilung zustande? Sind die 2. und 3. Generation als Elementarteilchen-Kombinationen wissenschaftlich nachgewiesen oder beruht diese Einteilung auf diversen physikalischen Eigenschaften? Auf welchen?

Meine Ideen:
Die erste Generation beschreibt ja einfach die Form der Materie, aus der wir aufgebaut sind.
Zu den anderen Generationen habe ich jedoch sehr wenig gefunden.
Es gibt offenbar sogenannte "Strangelets", die auch als eine eigene Form der Materie bezeichnet werden. Ist das die zweite Generation?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21468

Die zweite und dritte Generation sind bzgl. einer einfachen Klassifizierung sozusagen exakte Kopien der ersten. Sie verhalten sich insbs. bzgl. einiger Symmetrien und Ladungen identisch.

Bzgl. anderer Merkmale gibt es Unterschiede, insbs. bzgl. der Massen und Zerfallszeiten; aufgrund letzterer existieren auch keine langlebigen stabilen gebundenen Zustände. Siehe z.B. die Entsprechungen (ccs) und (css) von Proton (uud) und Neutron (udd) in https://en.m.wikipedia.org/wiki/List_of_baryons

Man kann zeigen, dass eine Generation immer vollständig sein muss, andernfalls hat die Theorie eine lokale bzw. Eich-Anomalie und ist inkonsistent. Siehe https://en.m.wikipedia.org/wiki/Gauge_anomaly

Experimentell kann man Teilchen einer vierten Generation innerhalb eines gewissen Massebereiches sicher ausschließen. Siehe https://en.m.wikipedia.org/wiki/Generation_(particle_physics)

Warum es mehrere Generationen gibt, und warum gerade drei, ist unbekannt (es gibt ein paar Ideen).