5.9 De quarkfamilie

Startpagina ／ Hoofdstuk 5: Microscopische deeltjes

Eénzinssamenvatting:
In de intuïtieve weergave van de Energiefilamententheorie (EFT) is een quark geen “punt”, maar een open eenheid met een kleine filamentkern en een externe kleurkanaal; dit kanaal moet aan andere deeltjes koppelen om de totale energiebalans te sluiten. Daarom blijven alleen kleurneutrale combinaties stabiel en zien we op macroniveau geen geïsoleerde quarks.

I. Minimale fysische schets: filamentkern + kleurkanaal (drie kleuren = drie uitwisselbare kanalen)

• Filamentkern:
  Een zeer korte, zeer strakke knoop van een energiefilament in de “energizee”. Deze kern bepaalt de basis van chiraliteit, draagt bij aan de spin en aan de zelfdragende kosten (effectieve traagheid). Verschillen in “smaak” (up, down, strange, charm, bottom, top) kun je zien als verschillen in wikkelorde en fasemodus.
• Kleurkanaal:
  Geen materiële holle buis en ook geen tweede filament; het is een opsluitingscorridor met hoge trekspanning die in de energizee wordt “geactiveerd” door de kleuruiteinden van de filamentkern—een pad met lagere impedantie. “Kleur” verwijst naar drie onderling onafhankelijke maar uitwisselbare oriëntatiekanalen.
  Opsluitingsoriëntatie: Wanneer een combinatie oriëntaties kiest waarvan de som van de vectoren nul is (kleurloos), sluit het ver veld en wordt de structuur stabiel.
• Leeswijzer:
  Het kleurkanaal is geen materiële wand, maar een ruimtelijke band die door “trekspanning–oriëntatie” uit de energizee wordt getrokken. Gluonen zijn fase–energie-golfpakketten die langs deze band bewegen—lokale uitwisselings- of herverbindingsgebeurtenissen—geen “kleine bolletjes”.

II. Verstoffelijkte opsluiting: waarom we geen “geïsoleerde quark” zien

Beschouw twee uit elkaar getrokken quarks die door één hooggespannen corridor zijn verbonden:

• Hoe verder je trekt, hoe hoger de “rekening”:
  De treklast van de corridor is ongeveer constant, dus de totale energie groeit ruwweg lineair met de afstand.
• De “goedkopere” uitweg:
  Zodra een drempel is bereikt, herverbindt de energizee in het midden en nucleëert een quark–antiquark-paar. De lange corridor wordt dan in twee kortere corridors “geknipt”, die elk tot een meson kunnen sluiten.

Gevolg: In experimenten zien we stralen (jets) en “mesonregen”, niet één losgetrokken quark.

III. Hoe hadronen “klikken”: mesonen, baryonen en de Y-sluiting

• Meson (q + q̄):
  Een bijna recht kleurkanaal koppelt twee filamentkernen; het geheel is kleurloos.
• Baryon (q + q + q):
  Drie kleurkanalen komen samen in een Y-vormige knoop in de ruimte (energetisch gunstiger dan een driehoeksomtrek). De drie oriëntaties sommeren tot nul, waardoor het geheel sluit.
• Gluonuitwisseling:
  Fase- of fluxgolfpakketten die door de kanalen lopen, verplaatsen de “bezetting” tussen de drie takken; dat manifesteert zich als kleuruitwisseling.

IV. Smaakintuïtie (up, down, strange, charm, bottom, top): wikkelorde en levensduur

• Hogere wikkelorde/modus → hogere nucleatiekosten → grotere effectieve massa en kortere levensduur → neiging om terug te vervallen naar lagere ordes.
• De topquark is extreem zwaar en vervalt zeer snel, vaak vóór hadronisatie met partners—in overeenstemming met de observaties.

V. Massa, elektrische lading en spin: waar komen de “boekingen” vandaan

1. Massa: twee grootboeken in één
   • Zelfenergie van de filamentkern (kromming/torsie).
   • Trekkingsenergie van de corridor (de “energievoorraad” in het kanaal).
     Zo wordt de uitspraak “het grootste deel van de protonmassa komt van de sterke wisselwerking” concreet: de spanningsrekening in de fijne kanalen domineert de “naakte massa” van de quarks ruimschoots.
2. Elektrische lading (waarom in derde delen):
   Het elektromagnetische voorkomen komt voort uit richtinggevende polarisatie in het nabije veld rond de filamentkern. Een deel van dit “richtingsbudget” wordt door het kleurkanaal bezet; in de elektromagnetische projectie blijven dan fractionele eenheden over: het up-type behoudt meer (+2/3), het down-type minder (−1/3). De numerieke waarden blijven die van de standaardset (±1/3, ±2/3); we geven hier slechts een verstoffelijkte aanleiding, geen nieuwe getallen.
3. Spin (wie draagt wat bij):
   De totale spin komt van torsie op kernniveau plus torsiegolven en gluon-impulsmoment binnen de kanalen. In verschillende hadronen is de “verdeling” anders, wat een intuïtieve lezing geeft van spin-decompositiegegevens (quarkspin is slechts een deel).

VI. Gedrag over schalen: “asymptotische vrijheid” dichtbij, “sterke binding” veraf

• Zeer dichtbij (hoog (Q^2)):
  Wanneer kernen naderen, wordt de effectieve dwarsdoorsnede van het kanaal breder en daalt de impedantie; uitwisselingen lijken meer op een “breedbandtunnel”, waardoor quarks vrijer lijken—dat is asymptotische vrijheid.
• Uitgetrokken (laag (Q^2)):
  Het kanaal wordt dun en strak; de energie groeit ongeveer evenredig met de afstand. Het systeem heeft de neiging te breken en paren te vormen, waarna het terugkeert naar gesloten, kleurloze vormen—dat is opsluiting.

Kern: Asymptotische vrijheid en opsluiting horen bij hetzelfde energiegrootboek.

VII. Kruisvertaling met het Standaardmodel (taalbrug, geen strijd)

• Drie kleuren ↔ drie oriëntatiekanalen met zichtbare geometrie.
• Gluonen ↔ fase-/fluxgolfpakketten die door de kanalen bewegen (zij “leveren bezetting”, geen kleine bolletjes).
• Opsluiting en jets ↔ lineaire energiegroei met afstand + paarvorming door herverbinding.
• Interne hadronstructuur ↔ meson met rechte-kanaalsluiting; baryon met Y-knoopsluiting.
• Massa vooral uit de sterke wisselwerking ↔ kanaalspanning + zelfenergie van de filamentkern domineren.
• Fractionele lading ↔ elektromagnetische projectie na rekening te houden met “kanaalbezetting” van het kleurkanaal in de nabije-veldpola­risatie.
• Geen hadronisatie voor de topquark ↔ nucleatietijd groter dan vervaltijd.

VIII. Randvoorwaarden (essentie | in lijn met bestaande data)

• Diepe inelastische verstrooiing (DIS) en partons:
  Bij hoog (Q^2) en in Diepe inelastische verstrooiing loopt het beeld samen met de partonbeschrijving en verandert het de Parton-distributiefuncties en de bekende schaalwetten niet.
• Elektromagnetische consistentie:
  Ladingen blijven op ±1/3 en ±2/3; elektromagnetische vormfactoren en hun energieafhankelijkheid sporen met de metingen.
• Spectroscopie en hadronisatie:
  Resonantiespectra, jet-topologieën en fragmentatiefuncties blijven binnen de onzekerheidsbanden; het verhaal “lineair potentiaal—breuk en paarvorming” is visuele taal en mag geen nieuwe, ongeziene pieken introduceren.
• Behoud en dynamische stabiliteit:
  Kleur, smaak, energie, impuls, impulsmoment en baryongetal blijven strikt behouden; geen “gevolg vóór oorzaak” of ongeremde runaway.
• Visualisatie ≠ nieuwe getallen:
  Alle visuele termen—kanaal, golfpakket, Y-knoop—zijn intuïtiehulpen en wijzigen geen parameters of standaardfits.

IX. Samengevat in één zin

Quark = kleine filamentkern + kleurkanaal. Het kleurkanaal is een hooggespannen corridor, uit de energizee “getrokken”, die meerdere kernen tot één kleurneutraal geheel vergrendelt; hoe verder je trekt, hoe hoger de energierekening, tot herverbinding paren vormt en het systeem terugvalt naar gesloten hadronen. Daarom zien we jets en hadronen, geen geïsoleerde quarks; massa, spin en fractionele lading hebben allemaal een duidelijke plek op dezelfde verstoffelijkte kaart.

X. Figuren

1. Eén-quark-eenheid (filamentkern + initiërend kleurkanaal):

• Nadruk: Een enkele quark is open en moet via het kanaal aan anderen koppelen om stabiel te zijn.
• Leessleutels: Dubbele ring = filamentkern; lichtblauwe boog = kleurkanaal; geel = gluonachtig pakket; grijze gradiënt = ondiepe kom.
• Gluon: Een gele “pinda­vormige” golfpakket op het kanaal beeldt een fase–energie-pakket uit dat langs het kanaal loopt—één uitwisselings-/herverbindingsgebeurtenis, geen bolvormig deeltje.
• Fasevoorhoede: Een blauwe faseboog op de kern (met verdikte voorkant) geeft fasevergrendeling aan.
• Hoofdbeeld: Links markeert een kleine dubbele ring de filamentkern (zelfdragend centrum met dikte). Rechts strekt een lichtblauwe boog zich uit als kleurkanaal (spanningsgebonden band, geen materiële buis).

2. Meson (q + q̄, sluiting met “recht kanaal”):

• Nadruk: Een meson sluit twee uiteinden via een “recht kanaal”.
• Leessleutels: Dubbele ringen aan beide uiteinden = kernen van q en q̄; lichtblauwe band = kanaal; geel pakket = gluonachtige uitwisseling; geen elektrische pijlen (kleurneutraal).
• Fasevoorhoede: Een blauwe faseboog op elk uiteinde; plaats een geel pakket halverwege om kleuruitwisseling te tonen.
• Hoofdbeeld: Twee kernen, links en rechts, verbonden door een bijna recht kleurkanaal; het geheel is kleurloos.

3. Baryon (schets; zie §5.6 proton en §5.7 neutron):
   Drie quarks; drie kleurkanalen die samenkomen in een centrale Y-knoop. Andere lagen (dubbele kernlijnen, blauwe fasemarkeringen, overgangskussens, fijne lijnen/concentrische gradiënten in het verre veld) volgen hetzelfde schema.