Vom Universum zu den Elementarteilchen: eine erste Einführung in die Kosmologie und die fundamentalen Wechselwirkungen
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Heidelberg [u.a.]
Springer
2011
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INHALT
1 UEBERBLICK 1
1 .1 DAS UNIVERSUM 1
1.2 DER AUFBAU DER MATERIE 3
1.2.1 DER AUFBAU DER ATOME 3
1.3 DER AUFBAU DER KERNE 6
1.3.1 RADIOAKTIVITAET 6
1.3.2 DIE A-STRAHLUNG 7
1.3.3 DIE ^-STRAHLUNG 8
1.3.4 DIE Y-STRAHLUNG 9
1.4 DER AUFBAU DER BARYONEN 9
1.5 VORLAEUFIGE ZUSAMMENFASSUNG 11
1.6 UEBUNGSAUFGABE 12
2 DIE ENTWICKLUNG DES UNIVERSUMS 13
2.1 DIE AUSDEHNUNG DES UNIVERSUMS IN DER ALLGEMEINEN RELATIVITAETSTHEORIE
13
2.2 DIE GESCHICHTE DES UNIVERSUMS 16
2.3 DIE DUNKLE MATERIE UND DIE DUNKLE ENERGIE 19
2.4 INFLATION 22
2.5 ZUSAMMENFASSUNG UND OFFENE FRAGEN 23
2.6 UEBUNGSAUFGABEN 25
3 ELEMENTE DER RELATIVITAETSTHEORIE 27
3. 1 DIE SPEZIELLE RELATIVITAETSTHEORIE 27
3.1.1 ENERGIE UND IMPULS 34
3.2 DIE ALLGEMEINE RELATIVITAETSTHEORIE: GEKRUEMMTE RAEUME 36 3.2.1 DAS
SCHWARZE LOCH 40
3.3 UEBUNGSAUFGABEN 42
4 DIE FELDTHEORIE 43
4.1 DIE KLEIN-GORDON-GLEICHUNG 43
4.2 DIE WELLENLOESUNG 44
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DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
X INHALT
4.3 DIE COULOMB-LOESUNG 48
4.4 GRAVITATIONSWELLEN 48
4.5 UEBUNGSAUFGABEN 51
5 DIE ELEKTRODYNAMIK 53
5. 1 DIE KLASSISCHE ELEKTRODYNAMIK 53
5.2 DIE ELEKTRON-ELEKTRON-STREUUNG 56
5.3 DIE QUANTENELEKTRODYNAMIK 58
5.4 DER INNERE DREHIMPULS 66
5.5 DAS BOHR SCHE ATOMMODELL 68
5.6 UEBUNGSAUFGABEN 71
6 DIE STARKE WECHSELWIRKUNG 73
6. 1 ZUSAMMENFASSUNG 80
6.2 UEBUNGSAUFGABE 80
7 DIE SCHWACHE WECHSELWIRKUNG 81
7.1 W-UND Z-BOSONEN 81
7.2 DIE PARITAETSVERLETZUNG 87
7.3 DAS HIGGS-BOSON 89
7.4 DIE CP-VERLETZUNG 95
7.5 NEUTRINO-OSZILLATIONEN 96
7.6 UEBUNGSAUFGABEN 101
8 DIE PRODUKTION VON ELEMENTARTEILCHEN 1 03
8. 1 DER AUFBAU VON RINGBESCHLEUNIGERN UND DETEKTOREN 106 8.2 DIE
ENTDECKUNG NEUER ELEMENTARTEILCHEN 111
8.3 UEBUNGSAUFGABE 1 22
9 SYMMETRIEN 123
9.1 AEUSSERE SYMMETRIEN 123
9.2 INNERE SYMMETRIEN 125
9.3 EICHSYMMETRIEN UND EICHFELDER 129
9.4 UEBUNGSAUFGABEN (ANSPRUCHSVOLL !) 138
10 DAS STANDARDMODELL DER ELEMENTARTEILCHENPHYSIK 139
11 QUANTENKORREKTUREN UND DIE RENORMIERUNGSGRUPPENGLEICHUNGEN . .. 143
11.1 UEBUNGSAUFGABE 151
12 JENSEITS DES STANDARDMODELLS 153
12.1 DIE GROSSE VEREINHEITLICHUNG 153
12.2 DAS HIERARCHIEPROBLEM UND DIE SUPERSYMMETRIE 156
12.3 QUANTENGRAVITATION, STRINGTHEORIE UND ZUSAETZLICHE DIMENSIONEN 162
12.4 UEBUNGSAUFGABE 175
IMAGE 3
INHALT XI
ANHANG 1 77
A.L WICHTIGE KONSTANTEN UND ABKUERZUNGEN 177
A.2 NUETZLICHE INTERNETADRESSEN 178
LOESUNGEN DER UEBUNGSAUFGABEN 179
LITERATUR 187
SACHVERZEICHNIS 189
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