Konstituentenquarkmasse


Konstituentenquarkmasse

Die Konstituentenquarkmasse bezeichnet in der QCD die effektive Masse der Konstituentenquarks, in der gewisse Teile der Wechselwirkung zwischen den Quarks schon enthalten sind. Sie dient zur Beschreibung der Hadronen im Niedrigenergielimit, wo eine störungstheoretische Betrachtung nicht möglich ist.

Streuexperimente ergeben, dass Hadronen nicht nur aus nackten Quarks (Stromquarks) aufgebaut sind, sondern auch aus Gluonen und sogenannten Seequarks (virtuelle Quark-Antiquark-Paare als Anregungen des quantenfeldtheoretischen Vakuums). Aus der Wechselwirkung mit den Seequarks und Gluonen bzw. aus dem dynamischen Brechen der chiralen Symmetrie ergeben sich Konstituentenquarkmassen, die viel höher sind als die Stromquarkmassen. So lassen sich z.B. die beobachteten Massen von Proton und Neutron erklären, die deutlich höher sind als die Summen der Stromquarkmassen der leichten up- und down-Quarks, aus denen sie aufgebaut sind.

Für die schweren Quarks (c,b,t) ist die Stromquarkmasse so dominierend, dass kaum ein Unterschied zur Konstituentenquarkmasse besteht.

Massen der Konstituenten- und der Stromquarks
up charm top
mKQ $ m_u $ ≈ 300 MeV/c2 $ m_c $ = 1,0..1,6 GeV/c2 $ m_t $ = 168..192 GeV/c2
mSQ $ m_u $ ≈ 1,5..3 MeV/c2 $ m_c $ = 1,25 ±0,09 GeV/c2 $ m_t $ = 174,2 ±3,3 GeV/c2
down strange bottom
mKQ $ m_d $ ≈ 300 MeV/c2 $ m_s $ = 450 MeV/c2 $ m_b $ = 4,1..4,5 GeV/c2
mSQ $ m_d $ ≈ 3..7 MeV/c2 $ m_s $ = 95 ±25 MeV/c2 $ m_b $ = 4,2 ±0,07 GeV/c2

Literatur

 F.E. Close: An Introduction to quarks and partons. Academic Press, London 1979, ISBN 0-12-175150-3.