Protonen + Neutronen = Atomkern ?

Proton und Neutron werden auch als Nukleonen oder Kernteilchen bezeichnet, jene Teilchen also, aus denen die Atomkerne bestehen sollen. Eine höchst fragwürdige Zuordnung, denn bei Kernzertrümmerungen und radioaktiven Umwandlungen werden auch viele andere Teilchen frei. Die Wahrheit ist vielmehr so, dass Proton und Neutron aus den gleichen Subteilchen bestehen wie die Kerne und sie sich deshalb von instabilen Kernen aufgrund ihrer höheren Stabilität leicht ablösen können.

7.1 Die Struktur des Protons

Auf Seite 3 wurde bereits die Substruktur des Protons anhand der Proton-Antiproton-Wechselwirkung hergeleitet: Das Proton besteht aus einem Paar entgegengesetzt geladener Pionen und einem positiven Myon. Das Antiproton besitzt ebenfalls ein solches Pionen-Paar, enthält dagegen ein negatives Myon:

Proton:       p⁺ [(π⁺ π^–) {μ⁺}]                 Antiproton: p^– [(π⁺ π^–) {μ^–}]

Anmerkung zur gewählten schriftlichen Darstellung: Die Klammerschreibweise ist sinnvoll, um die substrukturelle Gliederung der schweren Teilchen und der Kerne schon in der Summenformel wiederzugeben. Es handelt sich sozusagen um eine vereinfachte Strukturformel oder ausführliche Summenformel. Besonders vorteilhaft ist diese Darstellung, um die Regelmäßigkeiten des Aufbaus der Kerne zu veranschaulichen:

[ ] Die eckigen Klammern umfassen die gesamte Teilcheneinheit

( ) Die runden Klammern umfassen die Paare geladener Pionen, die auch als Masseteilchen aufgefasst werden können

{ } Die geschweiften Klammern umfassen die stabilisierenden geladenen Teilchen, die auch als bindende Teilchen bezeichnet werden können.

Die Elementarstrukturen von Pionen und Myonen wurden unter Punkt 4. und 5. hergeleitet:

Pionen:         π⁺ =  (2e⁺ 1e^–)                π⁺ =  (1e⁺ 2e^–)

Myonen:       μ⁺ =  (e⁺)                         μ^– =  (e^–)

Daraus ergibt sich die Elementarstruktur, d.h. die Gesamtzahl der strukturellen Positronen und Elektronen, aus denen die Protonen aufgebaut sind, wie folgt:

Proton:        p⁺ =  (4e⁺ 3e^–)                   Antiproton: p^– =  (3e⁺ 4e^–)

Der Spin des Protons mit ½ ist ebenfalls durch die Substruktur determiniert: Die Spins der Pionen mit 1↑ und 1↓ heben sich über Spinpaarung auf. Bleibt der Spin des Myons mit ½ als Ursache des Proton-Spins.

 

7.2.1 Elementarstruktur des Neutrons

Der Zerfall des Neutrons beweist, dass es ein strukturelles Elektron mehr als das Proton besitzt..

(7.1)   n     →      p⁺     +      e^–

Es muss nochmals darauf hingewiesen werden, dass Elektron und Positron immer paarweise entstehen. Ein einzeln auftretendes Elektron entstammt also entweder einer 'verdeckten' Paarbildung (Siehe Punkt 2.1: Elektron und Positron) oder es löst sich aus der Struktur eines zerfallenden Teilchens. Eine verdeckte Paarbildung ist hier auszuschließen, denn die Aufnahme des Positrons in die Struktur des Neutrons und Emission des Elektrons würde kein Proton, sondern ein noch schwereres Teilchen (Sigma Σ⁺₁₁₈₉) ergeben. Die Gleichung (7.1) sieht deshalb elementarstrukturell folgendermaßen aus:

(7.1e)   n    →   (4e⁺ 3e^–)  +   (0e⁺ 1e^–)

Die Summe der Elektronen und Positronen, also die Elementarstruktur des Neutrons muss wie folgt angegeben werden:

Neutron:            (4e⁺ 4e^–)

Antineutron:      (4e⁺ 4e^–)

Neutron und Antineutron besitzen en die gleiche Elementarstruktur. inversen Substruktur. Die Unterschiede, die sie zu Teilchen und Antiteilchen machen, müssen in ihren Substrukturen sichtbar werden.

7.2.2 Substruktur des Neutrons

Die Elementarstruktur (4e⁺ 4e^–) erlaubt mehrere Möglichkeiten des substrukturellen Aufbaus, beispielsweise folgende:

[ 4(π⁰) ]   ;   [ π⁺ π^– π⁰ ]   ;   [ π⁺ μ^– 2(π⁰)]   ;   [ K⁺ π^– ]   ;   [ π⁺ K^– ]

Das Neutrons ist ein relativ stabiles Teilchen, es muss deshalb eine relativ stabile Kombination der Subteilchen besitzen; deshalb scheiden [4(π⁰)] oder ähnliche ungeladene Teilchenstrukturen aus. Der Zerfall des Neutrons n  →  p  +  e⁺ mus erklärbar sein und auch das Entstehen einer inversen Struktur, des Anti-Neutrons. Diese Bedingungen erfüllt die Teilchenkombination n = [K⁺ π^–] und begründet gleichzeitig auch den Spin des Neutrons: das Pion besitzt Spin 1↑, das Kaon Spin ½↓, woraus der Gesamtspin ½ resultiert. Der Zerfall erfolgt auf substruktureller Ebene durch Umwandlung des Kaons:

(7.2)           K⁺         →         π⁺      +      μ^–      +      μ⁺

(7.2e)    (3e⁺ 2e^–)    →    (2e⁺ e^–)    +    (e^–*)   +   (e⁺*)

Die geringe Zerfallsenergie des Neutrons führt dazu, dass die Emission der negativen Elementarladung nicht als Myon, sondern als Elektron erfolgt.