Relativistische Quantenmechanik

• Welche Probleme tauchen in relativistischen Erweiterungen der Schrödinger-Theorie auf, insbesondere wenn man an der gewohnten Ein-Teilchen-Wahrscheinlichkeitsinterpretation festhält?

  • Inwieweit können diese Schwierigkeiten überwunden werden?

  • Worin besteht die physikalische Notwendigkeit von Quantenfeldtheorien?

  Viele Bücher geben auf solch fundamentale Verständnisfragen nur unzureichend Antwort, indem sie das relativistisch-quantenmechanische Ein-Teilchenkonzept zugunsten einer möglichst frühen Einführung der Feldquantisierung relativ schnell abhandeln oder ganz weglassen.

Im Gegensatz dazu betont das vorliegende Lehrbuch gerade diesen Ein-Teilchenaspekt (relativistische Quantenmechanik im engeren Sinne'), diskutiert die damit einhergehenden Probleme und motiviert somit auf physikalisch verständliche Weise die Notwendigkeit quantisierter Felder. Die ersten beiden Kapitel beschäftigen sich mit der ausführlichen Darlegung und Gegenüberstellung der Klein-Gordon- und Dirac-Theorie - immer mit Blick auf die nichtrelativistische Theorie. Im dritten Kapitel werden relativistische Streuprozesse behandelt und die Feynman-Regeln aus Propagatorverfahren heraus entwickelt. Dabei wird auch hier deutlich, warum man letztlich um eine quantenfeldtheoretische Begründung nicht herumkommt.

Dieses Lehrbuch wendet sich an alle Studierenden der Physik, die an einer übersichtlich geordneten Darstellung der relativistischen Quantenmechanik im engeren Sinne' und deren Abgrenzung zu Quantenfeldtheorien interessiert sind.

Im Gegensatz zu vielen anderen Büchern betont das vorliegende Lehrbuch gerade den Ein-Teilchenaspekt (relativistische Quantenmechanik im engeren Sinne'), diskutiert die damit einhergehenden Probleme und motiviert auf physikalisch verständliche Weise die Notwendigkeit quantisierter Felder. Die ersten beiden Kapitel beschäftigen sich mit der ausführlichen Darlegung und Gegenüberstellung der Klein-Gordon- und Dirac-Theorie - immer mit Blick auf die nichtrelativistische Theorie. Im dritten Kapitel werden relativistische Streuprozesse behandelt und die Feynman-Regeln aus Propagatorverfahren heraus entwickelt. Dabei wird auch hier deutlich, warum man letztlich um eine quantenfeldtheoretische Begründung nicht herumkommt.

Dieses Lehrbuch wendet sich an alle Studierenden der Physik, die an einer übersichtlich geordneten Darstellung der relativistischen Quantenmechanik im engeren Sinne' und deren Abgrenzung zu Quantenfeldtheorien interessiert sind.

Inhalt
Aufgabenverzeichnis.- Einleitung.- Relativistische Beschreibung von Spin-0-Teilchen.- Relativistische Beschreibung von Spin-1/2-Teilchen.- Relativistische Streutheorie.- Anhang: Spezielle Relativitätstheorie.- Bessel-Funktionen, sphärische Bessel-Funktionen.- Legendre-Funktionen, Legendre-Polynome, Kugelflächenfunktionen.- Dirac-Matrizen und Bispinoren.