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Elementarteilchenphysik

Elementarteilchenphysik

1.  Übersicht und Einführung

1.1  Elementarteilchenphysik – Hochenergiephysik
1.2  Beschleuniger und Speicherringe
1.2.1  Beschleuniger
1.2.2  Speicherringe
1.3  Die elektromagnetische Wechselwirkung
1.4  Die starke Wechselwirkung
1.5  Die schwache Wechselwirkung
1.6  Der Teilchenzoo
1.6.1  Leptonen
1.6.2  Nukleon-Resonanzen und mesonische Resonanzen mit S = 0
1.6.3  Seltsame Teilchen
1.6.4  Charme
1.6.5  Klassifizierung der Hadronen – Die Rolle der Quarks
1.7  Erhaltungsätze und Symmetrien
1.7.1  Ladung
1.7.2  Baryonenzahl
1.7.3  Leptonzahl
1.7.4  Seltsamkeit (Strangeness) und Charme
1.7.5  Parität
1.7.6  Ladungskonjugation
1.7.7  Isospin
1.7.8  Energie und Impuls
1.7.9  Drehimpuls
1.7.10  Zeitumkehr-CPT-Theorem

 2.  Die elektromagnetische Wechselwirkung 

2.1  Relativistische Wellengleichungen, Dirac-Gleichung
2.2  Feynman-Diagramme
2.3  Wechselwirkung von Photonen und Elektronen
2.3.1  Vorbemerkung
2.3.2  Elastische Streuung
2.3.3  Annihilation (Vernichtung)
2.3.4  Compton-Streuung
2.3.5  Bremsstrahlung
2.3.6  Paarerzeugung (Pair Creation)
2.3.7  Weizsäcker-Williams-Methode
2.4  Prüfung und Grenzen der Quantenelektrodynamik
2.4.1  Hochenergieverhalten
2.4.2  Weiteres zur Elektron-Muon-Universalität
2.4.3  Prozesse höherer Ordnung
2.4.4  Grundsätzliche Probleme

3.  Die starke Wechselwirkung

3.1  Pion-Nukleon-Wechselwirkung
3.1.1  Partialwellenformalismus
3.1.2  Optisches Theorem, Unitaritätsgrenzen
3.1.3  Resonanzen
3.1.4  Pion-Nukleon-Streuung
3.2  Das Quarkmodell
3.2.1  Einführung der Quarks
3.2.2  Quarkmodell der Mesonen
3.2.3  Die SU(3)-Symmetrie
3.2.4  Quarkmodell der Baryonen
3.2.5  Farbe (Color)
3.2.6  Anwendung auf e+e-Annihilation
3.2.7  Quarkonium
3.2.8  Kräfte zwischen Quarks (Gluonen)
3.3  Streuung von Elektronen und Muonen an Hadronen
3.3.1  Elastische Streuung
3.3.2  Der Formfaktor des Protons und Neutrons
3.3.3  Unlastische Elektron-Proton-Streuung
3.3.4  Skalenverhalten
3.3.5  Das Parton-Modell
3.4  Phänomenologie der Hochenergieprozesse
3.4.1  Das optische Modell
3.4.2  Totale und elastische Wirkungsquerschnitte
3.4.3  Feynmann-Skalenverhalten

4.  Die schwache Wechselwirkung

4.1  Einleitung und Nomenklatur
4.2  Der Strom-Strom-Ansatz der schwachen Wechselwirkung
4.2.1  Geschichtliche Einleitung
4.2.2  Geladene Ströme
4.2.3  Neutrale Ströme
4.3  Nichterhaltung der Parität
4.3.1  Grundlegende Experimente
4.3.2  Zur Form der schwachen Wechselwirkung mit Paritätsverletzung
4.3.3  Verletzung der Invarianz unter Ladungskonjugation
4.4  Rein leptonische Reaktionen
4.5  Schwache Wechselwirkung von Hadronen
4.5.1  Der Kern-Betazerfall
4.5.2  Die Kopplungskonstanten
4.5.3  Pion-Zerfall
4.5.4  Der erhaltene Vektorstrom
4.5.5  Zerfall seltsamer Teilchen
4.5.6  Zerfall von Charme-Teilchen
4.6  Kaonen-Physik (K0)
4.6.1  Die Zustände K01 und K02
4.6.2  Regeneration
4.6.3  CP-Verletzung  (C = Ladung, P = Parität)
4.7  Neutrino-Physik
4.7.1  Die "elastischen" Neutrinoreaktionen
4.7.2  Unelastische Neutrinoreaktionen
4.7.3  Hochenergieverhalten
4.7.4  Strukturuntersuchung des Nukleons mit Hilfe von Leptonstreuung
4.7.5  Neutrale Ströme bei der Neutrinostreuung

 

 

 


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