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FCNC

Teilchenphysik, Flavor-ändernde neutrale Ströme (engl. Flavor changing neutral currents), Bezeichnung für Prozesse der schwachen Wechselwirkung, bei denen sich die Flavor der beteiligten Quarks ändert, aber nicht die elektrische Ladung, also z.B. der Übergang von einem s- zu einem d-Quark. Allerdings lassen sich solche Prozesse experimentell nicht beobachten (abgesehen von Effekten höherer Ordnung), obwohl die SU(2) ´ U(1)-Eichtheorie der elektroschwachen Wechselwirkung, das GWS-Modell (Glashow-Weinberg-Salam-Modell), sie nicht ausschliesst, wenn das Modell mit nur einem linkshändigen Quark-Dublett (u, d¢) formuliert wird (d¢ ist die von N. Cabibbo eingeführte Mischung von d- und s-Quark zur Erklärung der Strangeness-ändernden Prozesse).

Die Übergänge verschwinden erst aus der Theorie, wenn eine zu d¢ orthogonale Mischung s¢ von s- und d-Quark hinzugefügt wird (GIM-Mechanismus). Als notwendiger Partner des s¢-Quarks zur Vervollständigung eines SU(2)-Dubletts wurde vom GIM-Mechanismus das c-Quark vorhergesagt. Es konnte 1974 tatsächlich nachgewiesen werden. Eine Eichtheorie mit zwei linkshändigen Quark-Dubletts (u, d¢) und (c, s¢) enthält also in niedrigster Ordnung keine Flavor-ändernden neutralen Ströme mehr.

Über einen speziellen mehrstufigen Teilchenzerfall, den sog. Pinguin-Zerfall, sind neutrale Prozesse mit Flavoränderung trotzdem möglich und wurden 1993 mit dem CLEO-Detektor am Speicherring CESR der Cornell University (USA) im Zerfall eines B-Mesons in ein angeregtes K-Meson und ein Photon nachgewiesen: B FCNC K*g. Allerdings zerfallen nur etwa 0,005 % aller B-Mesonen auf diese Weise. Der diesem B-Zerfall zugrunde liegende Quark-Übergang ist b FCNC sg, wobei das b-Quark zunächst in ein Quark mit der Ladung 2 / 3 und ein W-Boson übergeht und dieses Quark nach der Abstrahlung des Photons wieder mit dem W-Boson zu einem s-Quark rekombiniert.

 

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