Teilchenphysik

Dieses einführende Lehrbuch will ein konsistentes Bild der modernen Teilchenphysik auf der Grundlage vorhandener Kenntnisse der nicht relativistischen Quantenmechanik sowie der Atom- und Kernphysik vermitteln. Nach Beschreibung der qualitativen Grundlagen werden Symmetrieoperationen der Teilchenphysik ausführlich betrachtet, wobei besonderer Wert auf den Helizitätsformalismus gelegt wird, welcher gerade für den Experimentalphysiker von großem Wert ist. Mathematische Hilfsmittel werden im Buch bereitgestellt. Übungen zu jedem Kapitel erlauben das Erarbeiten der Teilchenphysik mit Papier und Bleistift.

Inhalt

1. Überblick und Hilfsmittel.- 1.1 Strukturen der Materie.- 1.2 Die Elementarteilchen.- 1.3 Wirkungsquerschnitte und Zerfallsraten.- Übungen.- Literatur.- 2. Symmetrien und Erhaltungssätze.- 2.1 Die unitäre S-Matrix.- 2.2 Die Drehgruppe und ihre Darstellungen.- 2.3 Die Poincaré-Gruppe und ihre Darstellungen.- 2.4 Anwendungen.- 2.5 Spiegehmgen und Paritätsinvarianz.- 2.6 Die Zeitumkehr.- 2.7 Innere Symmetrien I.- 2.8 Innere Symmetrien II.- Übungen.- Literatur.- 3. Hadronen in der Quantenchromodynamik.- 3.1 Quarks mit Farbe.- 3.2 Farbdynamik.- 3.3 Der Aufbau der Hadronen.- 3.4 Die chromodynamische Hyperfeinstruktur.- 3.5 Elektromagnetische und starke Zerfälle von Hadronen.- 3.6 Neue schwere Quarks.- Übungen.- Literatur.- 4. Elektromagnetische Streuprozesse.- 4.1 Relativistische Fermionen.- 4.2 Elementare Reaktionen der QED.- 4.3 Reaktionen mit Hadronen.- 4.4 Prozesse höherer Ordnung.- Übungen.- Literatur.- 5. Die elektroschwache Wechselwirkung.- 5.1 Schwache Wechselwirkung von Leptonen.- 5.2 Schwache Wechselwirkung von Quarks.- 5.3 Elektroschwache Wechselwirkung der Leptonen.- 5.4 Elektroschwache Wechselwirkung von Quarks.- 5.5 Das Standard-Modell.- 5.6 Jenseits des Standard-Modells.- Übungen.- Literatur.- I. Eigenschaften von Teilchen.- Gauge and Higgs Bosons.- Leptons.- Mesons.- Baryons.- II. Clebsch-Gordan Koeffizienten, Kugelflächenfunktionen und d-Funktionen.