Elementare Teilchen: von den Atomen über das Standard-Modell bis zum Higgs-Boson
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| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
Berlin [u.a.]
Springer Spektrum
2013
|
| Edition: | 2. Aufl. |
| Series: | Springer Lehrbuch
|
| Subjects: | |
| Online Access: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | XXV, 750 S. Ill., graph. Darst. 24 cm |
| ISBN: | 9783642325786 9783642325793 |
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IMAGE 1
INHALTSVERZEICHNIS
1 ZUR EINFUEHRUNG: ATOME, UND DIE ZWEI ERSTEN WIRKLICHEN
ELEMENTARTEILCHEN 1 UEBERBLICK 1
1.1 ELEMENTARTEILCHEN: DIE AUSGANGSLAGE UM 1900 2
1.1.1 GIBT ES UEBERHAUPT ATOME? 2
1.1.2 ELEKTRON UND PHOTON: DIE ERSTEN ZWEI RICHTIGEN ELEMENTARTEILCHEN
14
1.2 UEBERBLICK UEBER DEN WEITEREN INHALT 18
1.3 STICHWORTE ZUR GESCHICHTE UND BEDEUTUNG DER KERN- UND
ELEMENTARTEILCHENPHYSIK 19
1.3.1 PHYSIKALISCHE ENTDECKUNGEN 20
1.3.2 TECHNISCHE ENTWICKLUNGEN 21
1.3.3 MILITAERISCHE ENTWICKLUNGEN 21
1.3.4 POLITISCH WIRKSAME ANSTOESSE 21
2 RADIOAKTIVE STRAHLEN UND DER WEG INS INNERE DER ATOME 23 UEBERBLICK 23
2.1 ERSTE EXPERIMENTE MIT RADIOAKTIVITAET 25
2.1.1 FOTOPLATTE MIT URANSALZEN: HENRI BECQUEREL 1896 25 2.1.2
NEBELKAMMER 28
2.2 ABBREMSUNG VON A-TEILCHEN: NIELS BOHR 1913 31
2.2.1 VERSUCH DER DEUTUNG DER NEBELKAMMER-SPUREN MIT KLASSISCHER
MECHANIK 31
2.2.2 BOHRSCHE THEORIE DER ABBREMSUNG VON C*-TEILCHEN 35 2.2.3 UNTERE
UND OBERE GRENZE FUER DEN ENERGIEVERLUST: FORMELN VON BOHR UND
BETHE/BLOCH FUER DAS BREMSVERMOEGEN 38 2.3 A-TEILCHEN: SONDEN ZUR
ERKUNDUNG DES ATOMINNEREN 42
3 ENTDECKUNG DES ATOMKERNS MIT DEN MITTELN DER KLASSISCHEN PHYSIK. 47
UEBERBLICK 47
3.1 DAS RUTHERFORD-EXPERIMENT 49
XVII
HTTP://D-NB.INFO/1028990464
IMAGE 2
XVIII
INHALTSVERZEICHNIS
3.1.1 DER VORVERSUCH 49
3.1.2 STREUUNG VON A-TEILCHEN AN GOLDATOMEN 50
3.2 RUTHERFORDSTREUUNG: KLASSISCHE THEORIE 52
3.2.1 THOMSON-MODELL: KEINE ERKLAERUNG FUER GROSSE ABLENKWINKEL 52 3.2.2
POTENTIALSTREUUNG: KLASSISCHE TRAJEKTORIEN IM COULOMBFELD 53 3.2.3
WIRKUNGSQUERSCHNITT 56
3.2.4 EXPERIMENTELLE UEBERPRUEFUNG DER RUTHERFORD-FORMEL 59 3.2.5
RUTHERFORDS ATOMMODELL 61
3.2.6 DEUTUNG DER RUTHERFORD-FORMEL 62
3.3 AKTUELLE ANWENDUNG: RUTHERFORD BACKSCATTERING SPECTROSCOPY . . . 62
3.4 ANOMALE RUTHERFORDSTREUUNG, KERNRADIUS 65
3.4.1 WIE "PUNKTFOERMIG" IST DER ATOMKERN? 65
3.4.2 KERNRADIUS 66
3.5 ZUSAMMENFASSUNG: AUFBAU DER MATERIE (ZWISCHENSTAND) 70 3.5.1 AUFBAU
DER ATOME AUS KERN UND HUELLE 70
3.5.2 VORKOMMEN DER ELEMENTE 71
4 MASSE UND BINDUNGSENERGIE DER KERNE, ENTDECKUNG VON PROTON UND NEUTRON
73
UEBERBLICK 73
4.1 MASSE DER ATOMKERNE 76
4.1.1 ENTWICKLUNG DES KENNTNISSTANDS BIS ETWA 1910 76 4.1.2 MESSUNG DER
MASSEN EINZELNER ATOME 78
4.1.3 ISOTOPE 82
4.1.4 DAS PROTON UND RUTHERFORDS PROTON-ELEKTRON-MODELL DES KERNS 83
4.1.5 DAS NEUTRON UND DAS PROTON-NEUTRON-MODELL DES KERNS . . . 88 4.1.6
PRAEZISIONSMESSUNG UND MASSENDEFEKT 92
4.1.7 MODERNE ANWENDUNGEN UND MESSMETHODEN DER KERNMASSEN 93
4.2 ENERGIE-INHALT DER ATOMKERNE: TROEPFCHEN-MODELL 97
. 4.2.1 DEUTUNG DES MASSENDEFEKTS ALS ENERGIEABGABE 97 4.2.2 DIE
MITTLERE BINDUNGSENERGIE PRO NUKLEON 98
4.2.3 TROEPFCHEN-MODELL: SCHRITTWEISE ENTWICKLUNG 104 4.2.4
TROEPFCHEN-MODELL: PHYSIKALISCHE DISKUSSION 110 4.3 AUSBLICK 116
5 STOSSPROZESSE QUANTENMECHANISCH 119
UEBERBLICK 119
5.1 STOSS IN DER QUANTENMECHANIK 124
5.2 QUANTENMECHANISCHE BEWEGUNGSGLEICHUNG/WEG ZUR BORNSCHEN NAEHERUNG 125
5.3 DIFFERENTIELLER WIRKUNGSQUERSCHNITT 127
5.4 COULOMB-STREUUNG IN BORNSCHER NAEHERUNG 129
5.4.1 BERECHNUNG VON STREUAMPLITUDE UND WIRKUNGSQUERSCHNITT . 129
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS XIX
5.4.2 WELLENMECHANISCHE CHARAKTERISIERUNG DER COULOMB- STREUUNG 131
5.5 MEHRERE STREUZENTREN: DIE INTENSITAETEN ADDIEREN ODER DIE AMPLITUDEN?
132
5.5.1 WANN MUSS MAN DIE KOHAERENTE UEBERLAGERUNG BILDEN? 133 5.5.2 WANN
GILT KOHAERENTE SUMME = INKOHAERENTE SUMME? 133 5.5.3 WANN VERSCHWINDET
DER INTERFERENZTERM? 133
5.5.4 WANN SIND DIE PHASEN DER EINZELNEN STREUWELLEN GLEICHMAESSIG
VERTEILT? 134
5.5.5 ZWISCHENERGEBNIS: RUTHERFORD-MODELL BESTAETIGT 136 5.6
HOFSTADTER-STREUUNG: MASSEN- UND LADUNGSVERTEILUNG IM KERN 137 5.6.1
COULOMB-STREUUNG AN AUSGEDEHNTER LADUNGSVERTEILUNG 138 5.6.2 DIE FORM
DER KERNE 142
5.7 EIN QUANTENMECHANISCHER EFFEKT: KOHAERENTE UEBERLAGERUNG DER
STREUAMPLITUDEN VON PROJEKTIL UND TARGET 144
5.7.1 ABWEICHUNGEN VON DER RUTHERFORD-FORMEL BEI STREUUNG IDENTISCHER
TEILCHEN 144
5.7.2 INTERFERENZ VON PROJEKTIL UND TARGET 146
5.7.3 DESTRUKTIVE INTERFERENZ BEI FERMIONEN 150
6 PHYSIK DER RADIOAKTIVEN STRAHLEN 155
UEBERBLICK 155
6.1 RADIOAKTIVER ZERFALL, ZUFALLSPROZESSE, QUANTENSPRUENGE 157 6.1.1 DAS
EXPONENTIELLE ZERFALLSGESETZ UND SEINE ATOMISTISCHE DEUTUNG 157
6.1.2 DER METASTABILE ZUSTAND UND SEINE LEBENSDAUER: DIE GOLDENE REGEL
162
6.1.3 MESSUNG VON HALBWERTZEITEN UND GUELTIGKEIT DES ZERFALLSGESETZES 171
6.1.4 ZAEHLER-EXPERIMENTE: DER BEGINN DES DIGITALEN ZEITALTERS. 175
6.1.5 ZAEHLSTATISTIK: POISSON-VERTEILUNG 177
6.2 NATUERLICHE UND ZIVILISATORISCHE QUELLEN IONISIERENDER STRAHLUNG . .
. 182 6.2.1 TYPEN RADIOAKTIVER EMISSIONEN UND QUELLEN IONISIERENDER
STRAHLUNG 182
6.2.2 RADIOAKTIVE ZERFALLSREIHE, RADIOAKTIVES GLEICHGEWICHT 185 6.3
A-STRAHLUNG 186
6.3.1 EMPIRISCHE BEZIEHUNG ZWISCHEN UEBERGANGSRATE UND A-ENERGIE 187
6.3.2 TUNNELEFFEKT 188
6.4 Y-STRAHLUNG 192
6.4.1 Y-STRAHLEN SIND ELEKTROMAGNETISCHE WELLEN 192
6.4.2 EXPONENTIELLE ABSCHWAECHUNG IN MATERIE 197
6.4.3 COMPTON-STREUUNG 198
6.4.4 PHOTOEFFEKT - 205
6.4.5 PAARERZEUGUNG UND VERNICHTUNGSSTRAHLUNG 209
IMAGE 4
INHALTSVERZEICHNIS
6.4.6 ERZEUGUNG VON PHOTONEN: SPONTANE EMISSION 213 6.4.7 BEZIEHUNG
ZWISCHEN UEBERGANGSRATE UND Y-ENERGIE 215 6.4.8 Y-SPEKTROSKOPIE: BEISPIEL
222
6.5 SS-STRAHLUNG 226
6.5.1 J8-TEILCHEN SIND ELEKTRONEN 227
6.5.2 /3-TEILCHEN WERDEN IM EMISSIONSAKT NEU ERZEUGT 228 6.5.3
SS-ENERGIE-SPEKTRUM KONTINUIERLICH: ENERGIESATZ VERLETZT?. 231 6.5.4
BEZIEHUNG ZWISCHEN UEBERGANGSRATE UND /I-ENERGIE 233 6.5.5
DREHIMPULS-ERHALTUNG VERLETZT? 233
6.5.6 NEUTRINO-HYPOTHESE 1930 234
6.5.7 FERMI-THEORIE DES /5-ZERFALLS I: FORM DES KONTINUIERLICHEN
SPEKTRUMS 235
6.5.8 FERMI-THEORIE DES /S-ZERFALLS II: WECHSELWIRKUNG MIT REICHWEITE
NULL 239
6.5.9 SS + -RADIOAKTIVITAET 241
6.5.10 ELEKTRONEN-EINFANG UND ZWEI WEIT REICHENDE KONSEQUENZEN 242
6.5.11 NEUTRINO-NACHWEIS 1955 244
STRUKTUR DER KERNE: SPIN, PARITAET, MOMENTE, ANREGUNGSFORMEN, MODELLE 249
UEBERBLICK 249
7.1 DREHIMPULS, SPIN UND STATISTIK 250
7.1.1 DREHIMPULS VON ELEKTRON, HUELLE, KERN, ATOM, MOLEKUEL: GRUNDLAGEN
252
7.1.2 SPIN J UND PAULI-SPINOR 263
7.1.3 DER UNANSCHAULICHE DREHIMPULS IN BEISPIELEN 265 7.1.4 PROTON: SPIN
^ 268
7.1.5 AUSTAUSCHSYMMETRIE UND STATISTIK DES PROTONS 276 7.1.6 WEITERE
KERNSPINS 278
7.2 PARITAET 280
7.3 MAGNETISCHES MOMENT 284
7.3.1 DAS MAGNETISCHE MOMENT DES PROTONS 284
7.3.2 MAGNETISCHE MOMENTE ANDERER KERNE 288
7.3.3 ANWENDUNG: MAGNETISCHE KERN-RESONANZ (PRINZIP) 291 7.3.4
MAGNETISCHE KERN-RESONANZ (BEISPIEL) 294
7.4 ELEKTRISCHE MOMENTE 296
7.4.1 ELEKTRISCHES DIPOLMOMENT? 296
7.4.2 ELEKTRISCHE QUADRUPOLMOMENTE 299
7.5 KOLLEKTIVE ANREGUNGSFORMEN 305
7.5.1 KOLLEKTIVE SCHWINGUNGEN: DIPOL-RIESENRESONANZ 306 7.5.2 KOLLEKTIVE
ROTATION 310
7.5.3 KOLLEKTIVE SCHWINGUNGEN: OBERFLAECHEN-VIBRATION 315 7.6
EINZELTEILCHEN-MODELL 318
7.6.1 EVIDENZ FUER ABGESCHLOSSENE SCHALEN BEI KERNEN: DIE MAGISCHEN
ZAHLEN 321
IMAGE 5
INHALTSVERZEICHNIS XXI
7.6.2 SCHALENMODELL MIT OSZILLATOR-POTENTIAL 322
7.6.3 SCHALEN-MODELL MIT SPIN-BAHN-WECHSELWIRKUNG 327 7.6.4 ZUR
BEGRUENDUNG DES EINZEL-TEILCHEN-MODELLS 329
8 NUKLEARE ENERGIE, ENTWICKLUNG DER STERNE, ENTSTEHUNG DER ELEMENTE 333
UEBERBLICK 333
8.1 GROESSENORDNUNG DER KERNENERGIE 334
8.1.1 IST DIE SONNE RADIOAKTIV? EINE ANEKDOTE 334
8.1.2 GROESSENORDNUNGEN UND BEDEUTUNG VON ENERGIE-UMSAETZEN. 337 8.2
KERN-SPALTUNG 338
8.2.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN 338
8.2.2 ENTDECKUNGSGESCHICHTE DER INDUZIERTEN SPALTUNG 344 8.2.3
TECHNISCHE UMSETZUNGEN: REAKTOR UND BOMBE 346 8.2.4 GEREGELTE
KETTENREAKTION 351
8.2.5 AUFBAU EINES KRAFTWERKS UND NUKLEARE STROMWIRTSCHAFT. 353 8.2.6
DIE "ATOM"-BOMBE 356
8.3 KERN-FUSION 359
8.3.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN 359
8.3.2 TECHNISCHE NUTZUNG 362
8.4 STERN-ENERGIE, STERN-ENTWICKLUNG 365
8.4.1 /7/7-FUSION 365
8.4.2 KATALYTISCHER CNO-ZYKLUS 368
8.5 ENTSTEHUNG DER CHEMISCHEN ELEMENTE AUS WASSERSTOFF 370 8.5.1
HAEUFIGKEIT DER ELEMENTE UND NUKLIDE 370
8.5.2 ENTSTEHUNG VON ,2 C AUS 4 HE 370
8.5.3 STERN-ENTWICKLUNG UND ENTSTEHUNG DER ELEMENTE 374
9 PHOTON UND ELEKTRON - WAS ELEMENTARTEILCHEN SIND UND WIE SIE
WECHSELWIRKEN: DIE QUANTENELEKTRODYNAMIK 379 UEBERBLICK 379
9.1 WELLE-TEILCHEN-DUALISMUS 383
9.2 DAS PHOTON: EIN TEILCHEN, DAS ERZEUGT UND VERNICHTET WERDEN KANN 385
9.2.1 VOM WELLENQUANT ZUM TEILCHEN 385
9.2.2 VOM TEILCHEN ZUM FELDQUANT 388
9.3 DAS ELEKTRON (UND ANDERE ELEMENTARTEILCHEN): ERSTE MERKSAETZE 389
9.3.1 ALLE ELEMENTARTEILCHEN KOENNEN ERZEUGT UND VERNICHTET WERDEN 389
9.3.2 ZU TEILCHEN GIBT ES ANTITEILCHEN 390
9.3.3 ELEMENTARTEILCHEN DER GLEICHEN SORTE SIND VOLLSTAENDIG
UNUNTERSCHEIDBAR 390
9.4 ZWEITE QUANTISIERUNG/ANFANGE DER QUANTEN-FELDTHEORIE 397 9.4.1 FREIE
TEILCHEN IM VAKUUM 398
9.4.2 DER HAMILTON-OPERATOR FUER FREIE TEILCHEN 399
9.4.3 MOEGLICHE PROZESSE UND DER HAMILTON-OPERATOR MIT WECHSELWIRKUNGEN
400
IMAGE 6
XXII
INHALTSVERZEICHNIS
9.5 DER GRUNDLEGENDE PROZESS DER ELEKTROMAGNETISCHEN WECHSELWIRKUNG 403
9.6 VIRTUELLE PHOTONEN 404
9.7 FEYNMAN-GRAPHEN 412
9.7.1 ELEMENTARE PROZESSE 412
9.7.2 ELEKTRON-ELEKTRON-WECHSELWIRKUNG (VIRTUELLES PHOTON BETEILIGT) 413
9.7.3 ELEKTRON-PHOTON-WECHSELWIRKUNG (VIRTUELLES ELEKTRON BETEILIGT) 414
9.7.4 PHOTONEN-EMISSION (VIRTUELLES ELEKTRON UND VIRTUELLES PHOTON
BETEILIGT) 414
9.7.5 FEYNMAN-REGELN 415
9.7.6 ANTITEILCHEN 417
9.7.7 RENORMIERUNG 421
9.8 DEUTUNG DER AUSTAUSCHWECHSELWIRKUNG 424
10 DAS ELEKTRON ALS FERMION UND LEPTON 425
UEBERBLICK 425
10.1 SPIN UND MAGNETISCHES MOMENT: DIE FRUEHEN BEFUNDE 427 10.2 DIRACSCHE
ELEKTRONENTHEORIE (1928) 429
10.2.1 WEG ZUR RELATIVISTISCHEN WELLENGLEICHUNG 429
10.2.2 SPIN 431
10.2.3 NEGATIVE ENERGIE? 434
10.2.4 ANOMALES MAGNETISCHES MOMENT 435
10.2.5 WIE DIE DIRAC-GLEICHUNG LORENTZ-INVARIANT WIRD 437 10.2.6
ANTI-TEILCHEN 442
10.2.7 CHIRALITAET 447
10.2.8 SPIN, STATISTIK, SYMMETRIE 449
10.3 DIE WEITEREN LEPTONEN 454
10.3.1 MYONEN 454
10.3.2 VERSCHIEDENE LEPTONENLADUNG VON MYON UND ELEKTRON 462 10.3.3 DIE
DRITTE LEPTONEN-FAMILIE 464
10.4 NEUTRINOS 469
10.4.1 NEUTRINO-REAKTIONEN 469
10.4.2 NEUTRINOS VON DER SONNE UND DER SUPERNOVA 471
10.4.3 DIRAC-TEILCHEN ODER DOCH NICHT? 473
10.4.4 NEUTRINO-OSZILLATION 475
11 TEILCHENZOO DER HADRONEN 479
UEBERBLICK 479
11.1 PIONEN 482
11.1.1 VORHERSAGE UND ENTDECKUNG DER GELADENEN PIONEN 482 11.1.2
ERZEUGUNG VON PIONEN 487
11.1.3 SCHWACHER ZERFALL, MASSE UND LEBENSDAUER DER GELADENEN PIONEN 490
IMAGE 7
INHALTSVERZEICHNIS
XXIII
11.1.4 NEUTRALES PION: ELEKTROMAGNETISCHE PRODUKTION UND ZERFALL 494
11.1.5 SPIN DER PIONEN 497
11.1.6 PARITAET DER PIONEN 499
11.1.7 PIONEN ALS SONDEN: RESONANZEN IN DER PION-NUKLEON-STREUUNG 502
11.2 ORDNUNG IM TEILCHENZOO (1): SYMMETRIEN UND ISOSPIN 506 11.2.1
SYMMETRIEN DER WECHSELWIRKUNG 506
11.2.2 ISOSPIN 509
11.3 ORDNUNG IM TEILCHENZOO (2): "SELTSAMKEIT" UND HIERARCHIE 512 11.3.1
ENTDECKUNG "SELTSAMER" TEILCHEN 512
11.3.2 CHARAKTERISIERUNG UND HIERARCHIE DER WECHSELWIRKUNGEN . . 514
11.3.3 PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFT "SELTSAMKEIT" 515
11.3.4 ISOSPIN, STRANGENESS, UND DIE SU(3)-SYMMETRIE 518 11.4
ANTIPROTONEN 522
11.5 DIE INSTRUMENTE: BESCHLEUNIGER UND DETEKTOREN 524
11.5.1 BESCHLEUNIGERENTWICKLUNG - EIN KURZER EINDRUCK 525 11.5.2
DETEKTOREN - EIN KURZER UEBERBLICK MIT BEISPIELEN 526 11.6 AUSGANG AUS
DEM TEILCHENZOO 532
12 SCHWACHE WECHSELWIRKUNG UND GEBROCHENE SYMMETRIEN 535 UEBERBLICK 535
12.1 FRUEHGESCHICHTE (BIS 1956) 537
12.2 GEBROCHENE SPIEGELSYMMETRIEN (I): PARITAET 538
12.2.1 RAUMSPIEGELUNG P 538
12.2.2 PARITAETSINVARIANZ IN DER QUANTENMECHANIK 541
12.2.3 BRUCH DER PARITAETSINVARIANZ 542
12.2.4 DAS WU-EXPERIMENT: -STRAHLEN WERDEN BEVORZUGT ENTGEGEN DER
SPIN-RICHTUNG AUSGESANDT 543
12.2.5 POLARISATION VON ^-STRAHLEN UND NEUTRINOS 545
12.3 GEBROCHENE SPIEGELSYMMETRIEN (II): LADUNGSKONJUGATION 548 12.3.1
LADUNGSKONJUGATION C 548
12.3.2 HEILUNG DER PARITAETSVERLETZUNG DURCH CP-INVARIANZ 550 12.3.3
STRANGENESS-OSZILLATIONEN 554
12.3.4 BRECHUNG DER CP-INVARIANZ 558
12.4 GEBROCHENE SPIEGELSYMMETRIEN (III): ZEITUMKEHR 559 12.4.1
ZEITUMKEHR T 559
12.4.2 ERHALTUNG VON C P T 562
12.5 DIE AUSTAUSCHTEILCHEN W, Z 563
12.5.1 FERMI-WECHSELWIRKUNG NICHT RENORMIERBAR 563 12.5.2 KONSTRUKTION
VON AUSTAUSCHTEILCHEN ALS EICHBOSONEN 567 12.5.3 ELEKTROSCHWACHE
WECHSELWIRKUNG 571
12.5.4 EXPERIMENTELLER NACHWEIS DER SCHWEREN AUSTAUSCHBOSONEN 578
13 QUARKS, GLUONEN, STARKE WECHSELWIRKUNG 583
UEBERBLICK 583
IMAGE 8
XXIV INHALTSVERZEICHNIS
13.1 QUARKS 586
13.1.1 DIE HYPOTHESE 586
13.1.2 GEBROCHENE ELEMENTARLADUNG 588
13.1.3 TYPISCHE PROZESSE MIT QUARKS 590
13.1.4 ANOMALE MAGNETISCHE MOMENTE DER NUKLEONEN 592 13.1.5 NEUER
FREIHEITSGRAD: FARBE 593
13.1.6 AUSWAHLREGEL: NUR WEISSE TEILCHEN REELL 594
13.1.7 AUFBAU DER HADRONEN AUS QUARKS 596
13.2 QUARKS NACHGEWIESEN? 599
13.2.1 TIEF-INELASTISCHE ELEKTRON-PROTON-STREUUNG 600 13.2.2 QUARKS
ELEKTROMAGNETISCH ERZEUGT 606
13.2.3 EIN VIERTES QUARK: CHARM 609
13.2.4 CHARMONIUM UND DAS QUARK-QUARK-POTENTIAL 611 13.3 CHROMODYNAMIK
614
13.3.1 STARKE WECHSELWIRKUNG DURCH AUSTAUSCH VON GLUONEN 614 13.3.2
EINSCHLUSS (CONFINEMENT) 617
13.3.3 SIND QUARKS NOCH TEILCHEN? WELCHE MASSE HABEN SIE DENN? 623
13.3.4 DIE KERNKRAEFTE: REICHWEITE UND NAEHERUNGSWEISE SYMMETRIEN 626
13.3.5 ASYMPTOTISCHE FREIHEIT 629
13.4 SCHWERE QUARKS 630
14 STANDARD-MODELL DER ELEMENTARTEILCHENPHYSIK 633
UEBERBLICK 633
14.1 GENAUIGKEITSREKORD: LEPTONEN-G-FAKTOREN 639
14.2 WIE VIELE FAMILIEN VON LEPTONEN? 644
14.3 WIE VIELE FAMILIEN VON QUARKS? 648
14.3.1 DIE EINFUEHRUNG DER 2. FAMILIE 648
14.3.2 DIE EINFUEHRUNG DER 3. FAMILIE 651
14.4 QUARK-LEPTON-SYMMETRIE 652
14.5 RUECKWEG NACH OBEN 654
14.5.1 "DIE PHAENOMENE RETTEN" 654
14.5.2 DIE MATERIE 655
14.5.3 DIE PROZESSE 657
14.6 HIGGS-FELD UND HIGGS-BOSON 659
14.6.1 BEGRIFFLICHER RAHMEN 659
14.6.2 DIE SUCHE NACH DEM HIGGS-BOSON 666
14.7 OFFENE FRAGEN 672
14.7.1 NOCH ZU VIELE PARAMETER? 672
14.7.2 SELTSAME ANDERE MATERIE? 673
15 ZWOELF WESENTLICHE ERGEBNISSE DER ELEMENTARTEILCHENPHYSIK 677
UEBERBLICK 677
15.1 ES GIBT ELEMENTARTEILCHEN 678
15.2 ES GIBT NUR WENIGE GRUNDTYPEN VON ELEMENTARTEILCHEN 680
IMAGE 9
INHALTSVERZEICHNIS XXV
15.3 DIE PUNKTFOERMIGEN ELEMENTARTEILCHEN KOENNEN DREHIMPULS HABEN OHNE
SICH ZU DREHEN, UND MAGNETISCH SEIN, OHNE DASS EIN STROM FLIESST 681
15.4 ELEMENTARTEILCHEN KOENNEN ERZEUGT UND VERNICHTET WERDEN 681 15.5 ZU
TEILCHEN GIBT ES ANTITEILCHEN 682
15.6 ELEMENTARTEILCHEN SIND (WENN VON DER GLEICHEN SORTE) VOLLKOMMEN
UNUNTERSCHEIDBAR. FUER FERMIONEN GILT DAZU NOCH EIN ABSOLUTES
GEGENSEITIGES AUSSCHLIESSUNGSPRINZIP 683
15.7 DER ELEMENTARAKT DER ELEKTROMAGNETISCHEN WECHSELWIRKUNG IST DAS
EMITTIEREN ODER ABSORBIEREN EINES PHOTONS. AUCH DAS ELEKTROSTATISCHE
POTENTIAL ENTSTEHT SO 684
15.8 ELEMENTARTEILCHEN ENTFALTEN MESSBARE WIRKUNGEN AUCH AUS
"UNPHYSIKALISCHEN" ZUSTAENDEN HERAUS, IN DENEN SIE SELBST PRINZIPIELL
UNBEOBACHTBAR SIND ( VIRTUELLE ZUSTAENDE) 685 15.9 JEDE DER VIER
GRUNDKRAEFTE DER NATUR KOMMT DURCH AUSTAUSCH
VON ELEMENTARTEILCHEN IN VIRTUELLEN ZUSTAENDEN ZUSTANDE (DEN
AUSTAUSCHBOSONERI) 686
15.10 FUER DIE WECHSELWIRKUNGSPROZESSE GIBT ES EINE EXAKTE BILDERSPRACHE
687 15.11 ES GELTEN DIE VIER ERHALTUNGSSAETZE DER KLASSISCHEN PHYSIK (FUER
ENERGIE, IMPULS, DREHIMPULS, ELEKTRISCHE LADUNG). JEDOCH SIND DIE
SPIEGEL-SYMMETRIEN DER KLASSISCHEN PHYSIK
(RAUM, ZEIT, LADUNGSVORZEICHEN) GEBROCHEN 689
15.12 DIE TEILCHEN KOENNEN WEITERE ARTEN VON LADUNG TRAGEN, DIE SICH ZUM
TEIL INEINANDER UMWANDELN LASSEN. DAS MACHT UNKLAR, WIEVIEL ARTEN VON
TEILCHEN ALS VERSCHIEDEN GEZAEHLT WERDEN MUESSEN 690
LITERATURVERZEICHNIS 695
SACHVERZEICHNIS 705 |
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