Big Bang Game – spel 3

VERVAL – Big Bang kaartspel 3
Auteur: Frans van Liempt, 2008 ([email protected])
In dit derde spel speel jij de zwakke kernkracht. Bovendien maak je hadronen met de
sterke kernkracht.
Alle voorwerpen die we kennen bestaan uitsluitend uit upquarks, downquarks en
elektronen (u, d, e-). Er is weinig te bespeuren van de zwaardere leptonen en quarks. Dit
is vooral te wijten aan de zwakke kernkracht. Al in de begintijd van het universum zette
deze kracht het verval van zware quarks en leptonen naar lichte in. De zwakke kernkracht
manifesteert zich altijd nog als de oorzaak van bètastraling uit atoomkernen.
De speelkaarten
De zwakke kernkracht werkt op elk type quark of lepton, dus ook op neutrino’s, en wordt
overgebracht door W- en Z-deeltjes Dit spel gaat alleen over het uitwisselen van Wdeeltjes. Deze vervoeren energie en elektrische lading tussen quarks en leptonen. De Wdeeltjes hebben een grote massa (ongeveer 100 keer de massa van een proton) en daarom
treden ze alleen op bij processen met zeer hoge energie.
Er zijn negatief geladen W- en positief geladen W+ deeltjes. In het spel bestaan van elke
W- en W+ kaart 2 varianten:
1. Een deeltje vervalt naar een ander type deeltje binnen dezelfde generatie en zendt
daarbij een W-deeltje uit. Een voorbeeld van de W-kaart die hierbij hoort, staat in
de figuur linksonder. Bij deze reactie mag de som van de massa’s niet toenemen;
het verval loopt van zwaar naar licht. Tenzij een botsingskaart wordt ingezet.
2. Een W-boson ontstaat uit of verandert in een paar van een deeltje en een
antideeltje van dezelfde generatie. Zie het voorbeeld rechtsonder.
W
©07FvL
©vL07
W
W–
W+
-1e
+1 e
©07FvL
©vL07
Pas de samenstelling van de set kaarten aan.
Het spel bevat 71 kaarten. Haal de 8 kaarten voor fotonen uit de set van spel 2.
Voeg de 8 kaarten voor W-deeltjes toe.
Spelregels:
 De regels van spel 1 ‘Hadronen’ blijven gelden.
 Je mag een combinatie bij een speler wegpakken als je die onmiddellijk aanvult to
een nieuwe combinatie. Je moet dan het vervalproces afmaken of je laat een quark
in een bestaande combinatie vervallen. Let in het laatste geval wel op dat de
(kleuren)combinatie blijft kloppen.
 De som van de massa’s na een gebeurtenis mag niet groter zijn dan de som van de
massa’s ervoor, tenzij dit door een botsingskaart wordt toegestaan.
 Het spel stopt als een speler het volledige verval van en muon legt (uitkomende
deeltjes zijn: muonneutrino, elektron, anti-elektronneutrino) of het volledige
verval van een d-quark (uitkomende deeltjes: u-quark, elektron, antielektronneutrino.)
Puntentelling
 1 punt voor elke kaart;
 1 bonuspunt voor
 elk waargenomen hadron (zie lijst)
 iedere speler die een deel van een keten op tafel heeft gelegd
 3 bonuspunten voor de speler die het spel beëindigt door
 al zijn/haar kaarten uit te leggen
 een proton of een neutron neer te leggen
 het volledige verval van een muon of d-quark te leggen.
Geldige combinaties:
Het doel van het spel is opnieuw zoveel mogelijk kaarten in geldige combinaties op tafel
te leggen. Dit zijn:
 hadronen, zoals in spel 1;
 een deeltje vervalt in een lichter deeltje van dezelfde generatie plus een Wdeeltje. De massa kan niet toenemen. Een u-quark, een elektron of neutrino
vervallen nooit. Wel kan een botsingskaart worden ingezet.
 een deeltje en het bijpassende antideeltje van dezelfde generatie vormen een Wdeeltje.
 het vervalproces wordt afgemaakt met twee nieuwe deeltjes van gelijke generatie.
Er moet voldaan zijn aan behoud van kleur, elektrische lading, generatie en
energie. De som van de massa’s in een reeks mag alleen toenemen als een
botsingskaart wordt gebruikt.
Ongeldig is een combinatie die met een W-deeltje begint.
Voorbeeld 1:
Een W- ontstaat bij verval van een lepton in het andere lepton van dezelfde generatie
(μ- →   W-) of van een zware naar een lichte quark van dezelfde generatie
νμ
u
B
μ-
W-
d
W-
B
-1 e
-1 e
Voorbeeld 2:
Een W- deeltje ontstaat uit een lepton-antileptonpaar van dezelfde generatie of uit een
quark-antiquarkpaar (μ- +  → W- en d u → W-)
μW-1 e
νμ
d
R
u
R
W-1 e
Voorbeeld 4.
Einde spel: een d-quark vervalt naar een u-quark of een muon vervalt naar een elektron.
u
B
e-
-
W
d
B
-1 e
νe
νμ
μ-
-
W
e-
-1 e
νe