Details

<p><b>I Einleitung 1</b></p> <p><b>1 Historische Entwicklung 2</b></p> <p><b>2 Qualitativer U berblick 8</b></p> <p>2.1 Leptonen, Mesonen, Baryonen 8</p> <p>2.2 Grundbegriffe 12</p> <p>Literatur 15</p> <p><b>II Grundlagen 17</b></p> <p><b>3 Symmetrien als Ordnungsprinzip 17</b></p> <p>A Kontinuierliche raum-zeitliche Symmetrien 19</p> <p>3.1 Symmetrie in der klassischen Mechanik 19</p> <p>3.2 Symmetrie in der Quantenmechanik 20</p> <p>3.3 Relativistische Invarianz 22</p> <p>3.4 Quantenzahlen 25</p> <p>3.5 Der Spin 26</p> <p>B Permutationssymmetrie 28</p> <p>3.6 Fermionen und Bosonen 28</p> <p>C Diskrete Symmetrietransformationen 30</p> <p>3.7 Raumliche Spiegelung 30</p> <p>3.8 Zeitliche Spiegelung (Bewegungsumkehr) 32</p> <p>3.9 Teilchen-Antiteilchen-Konjugation 35</p> <p>3.10 Das <i>CPT</i>-Theorem 37</p> <p>D Innere Symmetrien 39</p> <p>3.11 Phasentransformation und Ladungserhaltung 39</p> <p>3.12 Der Isospin, <i>SU</i>(2) 41</p> <p>3.13 Die unitare Symmetrie <i>SU</i>(3) 44</p> <p><b>4 Wechselwirkungen durch Felder 48</b></p> <p>4.1 Teilchenaustausch 48</p> <p>4.2 Yukawa-Potential 49</p> <p>4.3 Virtuelle Teilchen 50</p> <p><b>5 Eichsymmetrien als dynamisches Prinzip 52</b></p> <p>5.1 Die Eichsymmetrie <i>U</i>(1) in der Quantenmechanik 53</p> <p>5.2 Das Prinzip der Eichsymmetrie 55</p> <p>5.3 Hohere Eichsymmetrien 60</p> <p><b>6 Experimentelle Methoden der Elementarteilchenphysik 70</b></p> <p>6.1 Beschleuniger 71</p> <p>6.2 Detektoren 78</p> <p>Literatur 93</p> <p><b>III Die elektromagnetischeWechselwirkung 95</b></p> <p><b>7 Geladene Leptonen 98</b></p> <p>7.1 Das Elektron 98</p> <p>7.2 Elektronenspin 99</p> <p>7.3 Positronen 99</p> <p>7.4 Myonen 100</p> <p><b>8 Beispiele fur elektromagnetischeWechselwirkung 102</b></p> <p>8.1 Elastische Streuung 102</p> <p>8.2 Annihilation 104</p> <p>8.3 Unelastische Prozesse 106</p> <p><b>9 Prufung der Quantenelektrodynamik 108</b></p> <p>9.1 Prazisionsmessungen bei niedrigen Energien 108</p> <p>9.2 Strahlungskorrekturen, Renormierung 114</p> <p>9.3 Test bei hohen Energien 117</p> <p>9.4 Invarianz gegenuber <i>C</i>, <i>P </i>und <i>T </i>118</p> <p><b>10 Elektromagnetische Formfaktoren 120</b></p> <p>10.1 Formfaktoren fur Proton und Neutron 120</p> <p>10.2 Interpretation 123</p> <p><b>11 Unelastische Lepton-Nukleon-Streuung 124</b></p> <p>11.1 Unelastische Formfaktoren 125</p> <p>11.2 Skalenverhalten 129</p> <p>11.3 Partonen 131</p> <p>11.4 Quark-Partonen 134</p> <p>11.5 Myon-Kern-Streuung 137</p> <p><b>12 Elektron-Positron-Vernichtung bei hohen Energien 139</b></p> <p>12.1 Die leichteren Vektormesonen 140</p> <p>12.2 Der totaleWirkungsquerschnitt der Reaktionen <i>e</i>+<i>e− → </i>Hadronen 143</p> <p>12.3 Die Quantenzahl „Farbe”147</p> <p>12.4 Die neuen Teilchen 148</p> <p>Literatur 162</p> <p><b>IV Die schwacheWechselwirkung 163</b></p> <p><b>13 Charakteristische Eigenschaften 167</b></p> <p>13.1 U bersicht uber die Prozesse der schwachenWechselwirkung 167</p> <p>13.2 Der <i>β</i>-Zerfall 169</p> <p>13.3 Nachweis der Neutrinos 173</p> <p>13.4 Nichterhaltung der Paritat 176</p> <p><b>14 Phanomenologische Beschreibung 185</b></p> <p>14.1 Die V-A-Form der schwachenWechselwirkung 185</p> <p>14.2 Der Zerfall des Myons 187</p> <p>14.3 Die Zerfalle Pion <i>→ </i>Lepton + Neutrino 188</p> <p>14.4 Strom-Strom-Kopplung und der erhaltene Vektorstrom 190</p> <p>14.5 Zerfalle der seltsamen Teilchen und die Universalitat 192</p> <p><b>15 Die <i>K</i>⁰-Zerfalle 194</b></p> <p>15.1 Erzeugung und Zerfalle 194</p> <p>15.2 Regeneration 196</p> <p>15.3 Oszillation der Intensitaten 198</p> <p>15.4 <i>CP</i>-Verletzung 199</p> <p><b>16 Neutrinophysik 201</b></p> <p>16.1 Neutrinostrahlen und Detektoren 201</p> <p>16.2 Elastische Neutrinostreuung 203</p> <p>16.3 Unelastische Neutrinostreuung 206</p> <p>16.4 Neutrale Strome 210</p> <p><b>17 Versagen der bisherigen Theorie bei hohen Energien 214</b></p> <p>17.1 Grenzen der Strom-Strom-Kopplung 214</p> <p>17.2 Die intermediaren Vektorbosonen 214</p> <p><b>18 Vereinheitlichte elektromagnetische und schwacheWechselwirkung 218</b></p> <p>18.1 Spontane Symmetriebrechung 219</p> <p>18.2 Spontane Symmetriebrechung bei Eichtheorien (Higgs-Mechanismus) 224</p> <p>18.3 Die <i>SU</i>(2) <i>× U</i>(1)-Eichtheorie der elektroschwachenWechselwirkung 225</p> <p>18.4 Einbeziehung der Hadronen 230</p> <p>18.5 Experimentelle Prufung der GSW-Theorie 232</p> <p>18.6 <i>CP</i>-Verletzung in <i>B</i>-Zerfallen 238</p> <p>18.7 Neutrino-Oszillationen 244</p> <p>Literatur 261</p> <p><b>V Die starkeWechselwirkung 263</b></p> <p><b>19 Charakteristische Eigenschaften 268</b></p> <p>19.1 Wechselwirkung zwischen Nukleonen 268</p> <p>19.2 Die <i>π</i>-Mesonen 269</p> <p>19.3 Der Nukleonenspin 274</p> <p><b>20 Die seltsamen Teilchen (Strangeness) 276</b></p> <p>20.1 Kaonen 276</p> <p>20.2 Hyperonen 279</p> <p><b>21 Resonanzen 281</b></p> <p>21.1 Baryonische Resonanzen 282</p> <p>21.2 Mesonische Resonanzen 284</p> <p>21.3 Hohere Resonanzen 289</p> <p><b>22 Hadronische Prozesse bei hohen Energien 291</b></p> <p><b>23 Das Quarkmodell der Hadronen 293</b></p> <p>23.1 Ordnung durch Symmetrie: Die Multipletts von <i>SU</i>(3) 293</p> <p>23.2 Die Hadronen im Quarkmodell 296</p> <p>23.3 Massenrelationen, magnetische Momente 300</p> <p>23.4 Quarks – eine neue Substruktur 304</p> <p><b>24 Eichtheorie der starkenWechselwirkung 307</b></p> <p>24.1 Die Grundvorstellungen der Quantenchromodynamik 307</p> <p>24.2 Asymptotische Freiheit 310</p> <p>24.3 Farbeinschlus 315</p> <p>24.4 Modelle: Bag und String 318</p> <p>24.5 Eichtheorie auf dem Gitter 320</p> <p>24.6 Quarkonium 324</p> <p>24.7 Experimentelle Prufung der QCD 327</p> <p>Literatur 335</p> <p><b>VI Ausblick 337</b></p> <p><b>25 Die grose Vereinigung 337</b></p> <p>25.1 VereinigteWechselwirkungen 337</p> <p>25.2 Das <i>SU</i>(5)-Modell 340</p> <p>25.3 Die Lebensdauer des Protons 343</p> <p>25.4 Die Entwicklungsphasen des fruhen Universums 344</p> <p>25.5 Die Asymmetrie zwischen Materie und Antimaterie 346</p> <p>25.6 Schlusbemerkungen 347</p> <p>Literatur 348</p> <p>Literaturverzeichnis 349</p> <p><b>VII Tabellen-Anhang 355</b></p> <p>Index 517</p>

"Wer es genauer wissen will, ist mit diesem Buch gut beraten."<br> METALL (11/2012, 01.11.2012)<br> <br> "Eine genaue Ubersicht zur Prufungsvorbereitung und ein Nachschlagewerk, fur alle, die sich im Elementarteilchenzoo besser zurechtfinden wollen."<br> ORF - Die Physikalische Soiree<br>

Klaus Bethge studierte Physik in Berlin und Heidelberg und ging im Anschluss an seine Habilitation 1967 fur zwei Jahre als Research Associate an die University of Pennsylvania. 1973 folgte er dem Ruf an das Institut fur Kernphysik der Johann-Wolfgang-Goethe-Universitat in Frankfurt am Main. Inzwischen kann er auf eine langjahrige Lehrtatigkeit zuruckblicken. Seine Forschung konzentriert sich auf Schwerionenphysik sowie Ionenstrahlphysik und Materialuntersuchungen an Metallen, Halbleitern und Isolatoren mit nuklearen und massenspektrometrischen Methoden. Bekannt sind seine zahlreichen Publikationen, insbesondere seine pragnanten Lehrbucher wie z.B. das bei Wiley-VCH erschienene 'Physik der Atome und Molekule'.<br> <br> Ulrich E. Schroder studierte Mathematik und Physik in Rostock, Berlin, Frankfurt am Main und Gottingen. Diverse Forschungsaufenthalte fuhrten ihn an die Universitat Karlsruhe, das International Centre for Theoretical Physics, Triest und ans Deutsche Elektronen-Synchrotron (DESY) Hamburg. Nach seiner Habilitation 1974 war er als Privatdozent und akademischer Direktor am Institut fur Theoretische Physik der Johann-Wolfgang-Goethe-Universitat in Frankfurt am Main tatig. Zu seinen Forschungsschwerpunkten, zu denen zahlreiche Artikel und Bucher vorliegen, zahlen Symmetrien, Elementarteilchenphysik und Feldtheorie.

Die dritte Auflage dieses bewahrten Lehrbuchs bietet in seiner grundlichen Uberarbeitung und mit zahlreichen Erganzungen eine konzise Ubersicht uber die Physik der Elementarteilchen und ihrer Wechselwirkungen. Die Autoren - beide Wissenschaftler mit langjahriger und umfassender Forschungs- und Lehrerfahrung an renommierten Einrichtungen - stellen in einzigartiger Weise den Kanon der Elementarteilchenphysik gleichzeitig verstandlich und ubersichtlich zusammen. Das Lehrbuch dient der effizienten Prufungsvorbereitung, ist aber auch zum Nachschlagen fur Diplom- und Doktorarbeiten geeignet - dies nicht zuletzt dank des umfangreichen Tabellenanhangs.<br> <br> <br> Aus dem Inhalt:<br> I Einleitung <br> II Grundlagen<br> III Die elektromagnetische Wechselwirkung<br> IV Die schwache Wechselwirkung<br> V Die starke Wechselwirkung<br> VI Ausblick<br> VII Tabellen-Anhang<br> <br> <br> Klaus Bethge studierte Physik in Berlin und Heidelberg und ging im Anschluss an seine Habilitation 1967 fur zwei Jahre als Research Associate an die University of Pennsylvania. 1973 folgte er dem Ruf an das Institut fur Kernphysik der Johann-Wolfgang-Goethe-Universitat in Frankfurt am Main. Inzwischen kann er auf eine langjahrige Lehrtatigkeit zuruckblicken. Seine Forschung konzentriert sich auf Schwerionenphysik sowie Ionenstrahlphysik und Materialuntersuchungen an Metallen, Halbleitern und Isolatoren mit nuklearen und massenspektrometrischen Methoden. Bekannt sind seine zahlreichen Publikationen, insbesondere seine pragnanten Lehrbucher wie z.B. das bei Wiley-VCH erschienene 'Physik der Atome und Molekule'.<br> <br> Ulrich E. Schroder studierte Mathematik und Physik in Rostock, Berlin, Frankfurt am Main und Gottingen. Diverse Forschungsaufenthalte fuhrten ihn an die Universitat Karlsruhe, das International Centre for Theoretical Physics, Triest und ans Deutsche Elektronen-Synchrotron (DESY) Hamburg. Nach seiner Habilitation 1974 war er als Privatdozent und akademischer Direktor am Institut fur Theoretische Physik der Johann-Wolfgang-Goethe-Universitat in Frankfurt am Main tatig. Zu seinen Forschungsschwerpunkten, zu denen zahlreiche Artikel und Bucher vorliegen, zahlen Symmetrien, Elementarteilchenphysik und Feldtheorie.

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