Die Kaonen und die Grenzen der Quark-Hypothese

Die Quark-Hypothese mit ihren beschränkten Quark-Kombinationen kann die Vielgestaltigkeit der Kaonen-Familie nicht erklären. Tatsächlich bilden die K0L-Teilchen ein unerkanntes Teilchen-Duett, welches sich strukturell vom K0S unterscheidet. Die geladenen Kaonen treten in zwei Strukturen auf, welche die als Theta-Tau-Rätsel bekannte Paritätsverletzung ihres Zerfalls erklären. Die Kaonen zeichnen sich durch eine Vielfalt von Zerfallsmodi aus. Auch hier gilt: Die hohe Masse (=Energie) führt zur Entstehung vieler zusätzlicher Teilchen im Zerfallsprozess.

Die definierten Kaonen

Die Tabelle listet jene vier Kaonen auf, die aus der heutigen theoretischen Sicht existieren dürfen. Mehr Teilchen dieser Teilchenfamilie lassen sich mit den beschränkten Kombinationen der 'Quarks' nicht erklären bzw. definieren. Wir sehen zwei geladene Kaonen K+ und K− sowie zwei ungeladene Kaonen: ein kurzlebiges K0S und ein langlebiges K0L. (Der Index S steht für shortliving, L für longliving.)

Teilchen/Symbol Masse m Lebensdauer τ
geladene Kaonen K+ ; K− 493,7MeV 12,4*10-9s
ungeladene Kaonen, kurzlebig K0S 497,6MeV (497,614MeV) 0,089*10-9s
ungeladene Kaonen, langlebig K0L 497,6MeV (497,667MeV) 51,2*10-9s

Während die Eigenschaften die beiden geladenen Kaonen eindeutig als Teilchen und Antiteilchen beschreiben, unterscheiden sich die beiden ungeladene Kaonen sehr erheblich voneinander.

  • Ihre Lebensdauer unterscheidet sich um etwa den Faktor 570
  • Beide Teilchen zeigen völlig unterschiedliches Zerfallsverhalten
  • Zwischen beiden Teilchen besteht eine Massedifferenz, wie einige Quellen (P.Waloschek, Werte in Klammern) belegen

Diese Unterschiede schließen aus, dass es sich hier um Teilchen und Antiteilchen handelt. Trotzdem werden das K0L und K0S als Teilchen und Antiteilchen definiert, weil zu ihrer Darstellung nur die 'Quark'-Kombinationen ds und ds zur Verfügung stehen. Die 'Quark'-Hypothese stößt an ihre Grenzen, ein drittes ungeladenes Kaon ist unmöglich. Die Analyse der Zerfälle zeigt jedoch ganz andere Verhältnisse in der Familie der Kaonen. Wir beginnen wiederum mit den ungeladenen Teilchen.