Stromquarkmasse

Die Stromquarkmasse (Current Quark Mass) ist die Masse der nackten Quarks, wie sie in der Lagrangefunktion der Quantenchromodynamik (QCD, der Quantenfeldtheorie der starken Wechselwirkung) zur Berechnung von Feynmandiagrammen verwendet wird.

Da sich die Massen der Quarks nicht direkt experimentell bestimmen lassen, da Quarks nie frei beobachtet wurden, sondern immer nur gebunden als Quark-Paare in Mesonen oder Konfigurationen von drei Quarks in Baryonen, muss die Stromquarkmasse aus theoretischen Modellen extrapoliert werden, zum Beispiel Gittereichtheorie-Rechnungen oder Berechnungen mit effektiven Theorien (chirale Störungstheorie), wobei sich Beziehungen zwischen den Massen verschiedener Mesonen und sogenannte Summenregeln ergeben, aus denen Rückschlüsse auf die Massen der nackten Quarks gezogen werden können^[1]. Daraus ergaben sich Stromquarkmassen von 1,5 bis 3 MeV bei den Up-Quarks und 3 bis 7 MeV bei den Down-Quarks. Diese Werte sind sehr viel kleiner als die Konstituentenquarkmassen, die sich einfach aus der Aufteilung der Masse von Protonen und Neutronen (rund 1000 MeV) auf die drei Quarks ergeben, aus denen sie bestehen. Der größte Teil der Masse der Protonen und Neutronen besteht demnach aus QCD-Feldenergie.

Gegenwärtig werden für die Stromquarkmassen angegeben^[2]:

Massen der Stromquarks:
$m_u =1{,}5 \,\text{bis}\, 3\;\mathrm{MeV}$	$m_c = (1{,}25 \pm 0{,}09) \,\mathrm{GeV}$	$m_t = (174{,}2 \pm 3{,}3)\,\mathrm{GeV}$
$m_d =3 \,\text{bis}\, 7\;\mathrm{MeV}$	$m_s = (95 \pm 25) \,\mathrm{MeV}$	$m_b = (4{,}2 \pm 0{,}07) \,\mathrm{GeV}$

Literatur

• Gasser, Heinrich Leutwyler Quark Masses, Physics Reports 1982

Quelle

1. ↑ Gasser, Leutwyler Physics Reports 1982
2. ↑ Particle Data Group, Yao u.a. Journal of Physics G 33, 2006, S.1, siehe [1]