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Einführung in die Kern- und Elementarteilchenphysik

Einführung in die Kern- und Elementarteilchenphysik

Hartmut Machner

ISBN: 978-3-527-66239-5

May 2012

509 pages

$52.99

Vorwort XIII

1 Historische Anfänge 1

1.1 Aufgaben 4

2 Experimentelle Methoden 7

2.1 Beschleuniger 7

2.2 Detektoren 16

2.3 Aufgaben 39

3 Globale Eigenschaften von Kernen und Nukleonen 43

3.1 Massen, Bindung 43

3.2 Streuexperimente 49

3.3 Quantenmechanik der Streuung 55

3.4 Elastische Elektronenstreuung an Kernen 61

3.5 Streuung leichter Ionen an Kernen 68

3.6 ElektromagnetischeMomente 72

3.7 Ladungsverteilung der Nukleonen 79

3.8 Partonen 84

3.9 Partialwellenzerlegung 86

3.10 α-Zerfall . 92

3.11 HalbklassischeBeschreibung 101

3.12 Die Nukleon–Nukleon-Wechselwirkung 104

3.13 Aufgaben 123

4 Kernmodelle 127

4.1 Fermi-Gas-Modell 127

4.2 Tröpfchenmodell 130

4.3 DasSchalenmodell 137

4.4 DeformierteKerne 153

4.5 DasoptischeModell 155

4.6 Einteilchen-Anregungen 162

4.7 Kollektive Anregungen 167

4.8 Aufgaben 181

5 Ungebundene Systeme, Symmetrien 185

5.1 ResonanzeninKernen 185

5.2 Riesenresonanzen 191

5.3 Erhaltungsgrößen 194

5.4 EigenschaftenderFeldteilchen 209

5.5 EmpirischeErhaltungssätze 218

5.6 Das π-Nukleon-System 222

5.7 Resonanzen im π-π-System 229

5.8 DieStrangeness 234

5.9 η-Zerfälle und die C-Konjugation 238

5.10 Aufgaben 241

6 Quarkonia und die starkeWechselwirkung 247

6.1 Multipletts leichter Quarks 247

6.2 SchwereQuarks 263

6.3 QCD, Jets und Gluonen 270

6.4 Struktur derNukleonen 287

6.5 Eichinvarianz 299

6.6 Chirale Störungstheorie 308

6.7 Streuung von Hadronen bei hohen Energien 316

6.8 Aufgaben 320

7 Die elektroschwacheWechselwirkung 325

7.1 Leptonen 325

7.2 Der nukleare β-Zerfall,Fermi'sTheorie 332

7.3 Verletzung der Paritätserhaltung, Helizität der Leptonen 338

7.4 Die V − A-Wechselwirkung 345

7.5 Test der V −A-Theorie 348

7.6 Der neutrale, schwacheStrom 352

7.7 Die Feldbosonen der schwachen Wechselwirkung 354

7.8 SchwacheZerfälle vonTeilchenmitStrangeness 358

7.9 Verallgemeinerungauf sechsQuarks 359

7.10 Die Vereinheitlichung der elektrischen und der schwachen Wechselwirkung 362

7.11 Oszillationen, CP-Verletzung 366

7.12 Neutrinos 386

7.13 Aufgaben 402

8 Kerne in exotischen Zuständen 407

8.1 Hyperkerne 407

8.2 MesonischeAtome 411

8.3 Schwerionenphysik bei mittleren Energien 414

8.4 Suche nach dem Quark-Gluon-Plasma 425

8.5 Nukleares Brennen, Neutronensterne 428

8.6 Aufgaben 433

Anhang

A Fourier-Transformationen 437

B Die Raum-Zeit 439

C Kinematik und Phasenraum 443

C.1 Kinematik 443

C.2 Zweikörper-Kinematik 446

C.3 Dreikörper-Kinematik 449

C.4 Methode der fehlenden Masse 455

C.5 Rapidität 455

D Addition von Drehimpulsen 457

E Die Dirac-Gleichung 459

E.1 Wellengleichungen 459

E.2 Lösungen der Dirac-Gleichung 463

F Matrixelemente aus Feynman-Graphen 465

F.1 RegelnderQED 465

F.2 RegelnderQCD 468

G Generatoren für die Gruppe SU(3) 471

H Quantenzahlen der Mesonen 475

Literaturverzeichnis 477

Index 489