Lambda - Anti-Lambda - Erzeugung im Bereich der Sigma - Schwelle

Abstract

Quarks, die neben den Leptonen als die elementaren Bausteine der Materie angesehen werden, treten als drei Familien auf : u-d, s-c, b-t . Die Postulierung der Existenz von Quarks war für Gell-Mann [GEL64] und Zweig [ZWE65] notwendig geworden, als sie Grundprinzipien für die Darstellung der bis dahin bekannten, der starken Wechselwirkung unterliegenden Hadronen als SU(3)-Gruppe aufstellten. Dabei griffen sie auf Vorarbeiten von Goldberg und Ne'eman [GOL63] zurück, welche aufbauend auf das sog. Sakatonenmodell, in dem Proton, Neutron und A-Teilchen als Triplet dargestellt wurden, Gebilde mit 1/3-zahliger Ladung in ihren Berechnungen verwendeten. Diese waren aber rein mathematischer Natur, von Teilchen wagten sie nicht zu reden. Die von Gell-Mann und Zweig postulierten Quarks hießen dann auch in Analogie zum o. g. Sakatonenmodell zuerst p, n und $\Lambda$, erst später wurden u, d und s daraus. Während diese drei Quarks ausreichend waren, um daraus die damals nachgewiesenen Hadronen zu kombinieren, sind es heutzutage schon derer fünf (u,d,s,c,b) und ein weiteres (t) wartet auf seine experimentelle Bestätigung. Neueste Experimente am Large-Electron-Proton-Beschleuniger (LEP) lassen als sicher erscheinen, daß die Anzahl der Quarks auf die drei Familien beschränkt ist. Für die weiteren Betrachtungen in dieser Arbeit zur $\overline{\Lambda}\Lambda$-Produktion ist es ausreichend, nur die drei leichtesten Quarks und deren Darstellung in einer SU(3)-Gruppe zu betrachten. Quarks scheinen sich zur Bildung langlebiger Teilchen nur auf zwei Arten zu kombinieren: zu aus Quark und Antiquark zusammengesetzten Mesonen (q$\overline{q}$) und zu aus drei Quarks bestehenden Baryonen (gqq), wobei die dadurch entstehenden Hadronen eine ganzzahlige Elementarladung tragen. Das zugehörige Oktett für Baryonen und Nonet für Mesonen zeigt Fig. 1.1. Bei einigen Teilchen können Orts- und Spin-Wellenfunktionen der Quarks keine antisymmetrische Wellenfunktion ergeben - aber genau diese Forderung stellt das Pauli-Prinzip an Teilchen mit halbzahligem Spin (Fermionen). Um diesen Widerspruch aufzulösen, schreibt man in Analogie zur Quantenelektrodynamik (QED) mit ihrer elektrischen Ladung und Photonenaustausch den Quarks eine Farbladung und Gluonenaustausch zu. Die Theorie der Wechselwirkung von Quarks und Gluonen wird als Quantenchromodynamik (QCD) bezeichnet. Die aus Quarks kombinierten Teilchen sind im additiven Quarkmodell per Definition immer farbneutral, was bei Mesonendurch die Kombination von Farbe und Antifarbe, bei Baryonen durch Mischung der drei Quarkfarben erreicht wird. [...