Feynman-Graphen und Eichtheorien für Experimentalphysiker

Author:   Peter Schmüser ,  Peter Schma1/4ser ,  Peter Schmuser
Publisher:   Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG
Edition:   2., neubearb. Aufl. 1995
ISBN:  

9783540584865


Pages:   240
Publication Date:   17 March 1995
Format:   Paperback
Availability:   In Print   Availability explained
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Feynman-Graphen und Eichtheorien für Experimentalphysiker


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Overview

Die Dirac-Gleichung und Feynman-Graphen werden in Anlehnung an die Feynmanschen Originalarbeiten eingeführt. Viele Reaktionen der elektromagnetischen und schwachen Wechselwirkung werden vom Matrixelement bis zum Wirkungsquerschnitt explizit berechnet. Die Eichinvarianz in der Elektrodynamik und der Quantenmechanik wird besprochen und der Higgs-Mechanismus in Analogie zum Meißner-Effekt in Supraleitern dargestellt. Die Eichtheorien der vereinheitlichten elektroschwachen Wechselwirkung und der Quark-Gluon-Wechselwirkungen (Quantenchromodynamik) schließen daran an. Das Buch ist zum Gebrauch neben Vorlesungen und zum Selbststudium gedacht, wofür der Autor viele Übungsaufgaben stellt. Für den Fachmann ist es ein Referenzbuch für den praktischen Umgang mit Feynman-Graphen.

Full Product Details

Author:   Peter Schmüser ,  Peter Schma1/4ser ,  Peter Schmuser
Publisher:   Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG
Imprint:   Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. K
Edition:   2., neubearb. Aufl. 1995
Dimensions:   Width: 15.50cm , Height: 1.30cm , Length: 23.50cm
Weight:   0.800kg
ISBN:  

9783540584865


ISBN 10:   3540584862
Pages:   240
Publication Date:   17 March 1995
Audience:   Professional and scholarly ,  Professional & Vocational
Format:   Paperback
Publisher's Status:   Active
Availability:   In Print   Availability explained
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Language:   German

Table of Contents

1 Relativistische Wellengleichungen.- 1.1 Vorbemerkungen.- 1.2 Betrachtungen zur Schroedingergleichung.- 1.3 Die Klein-Gordon-Gleichung.- 1.4 Die Dirac-Gleichung.- 1.5 Nichtrelativistischer Grenzfall der Dirac-Gleichung.- 1.6 Dirac-Gleichung fur ein Elektron im elektromagnetischen Feld.- 1.7 UEbungsaufgaben.- 2 Relativistische Kovarianz der Dirac-Gleichung.- 2.1 Vierervektoren, Lorentz-Transformation.- 2.1.1 Vierervektoren.- 2.1.2 Lorentz-Transformation.- 2.1.3 Drehung des Koordinatensystems.- 2.2 Die ?-Matrizen.- 2.3 Ebene Wellen. Dirac-Spinoren.- 2.4 Kovarianz der Dirac-Gleichung.- 2.4.1 Problemstellung.- 2.4.2 Transformation der Loesungen relativistischer Wellengleichungen.- 2.4.3 Rotation um die z-Achse.- 2.4.4 Lorentz-Transformation langs der z-Achse.- 2.4.5 Eigenschaften der Transformations-Matrizen.- 2.4.6 Raumspiegelung und Zeitumkehr.- 2.5 Spin des Elektrons.- 2.6 Skalare und vektorielle Bilinearformen.- 2.6.1 Skalar.- 2.6.2 Viererstromdichte.- 2.6.3 Pseudoskalar und Axialvektor.- 2.7 UEbungsaufgaben.- 3 Interpretation der Loesungen negativer Energie.- 3.1 Stuckelberg-Feynman-Bild der Antiteilchen.- 3.2 Die Wellenfunktionen des Positrons.- 3.3 UEbungsaufgaben.- 4 Feynman-Graphen.- 4.1 Greensche Punktion.- 4.2 Elektron-Propagator.- 4.2.1 Berechnung der Greenschen Funktion.- 4.2.2 Propagator und zeitliche Entwicklung.- 4.3 Matrixelement fur Elektronenstreuung.- 4.3.1 Matrixelement 1. Ordnung.- 4.3.2 Matrixelement 2. Ordnung.- 4.3.3 Anwendungsbeispiel: Streuung an einem Atomkern.- 4.4 Photon-Propagator.- 4.5 Feynman-Regeln.- 4.5.1 Konventionen zu Feynman-Diagrammen.- 4.5.2 Strom-Strom-Kopplung.- 4.5.3 Elementarprozesse.- 4.6 UEbungsaufgaben.- 5 Anwendung der Feynman-Graphen.- 5.1 Streuung nichtrelativistischer Elektronen an Kernen.- 5.2 Streuung relativistischer Elektronen an Kernen.- 5.2.1 Spin-Summationen.- 5.2.2 Satze uber Spuren.- 5.2.3 Wirkungsquerschnitt fur Elektron-Kern-Streuung.- 5.3 Elektron-Fermion-Streuung.- 5.3.1 Differentieller Wirkungsquerschnitt fur Zweikoerperreaktionen.- 5.3.2 Wirkungsquerschnitt fur unpolarisierte Teilchen.- 5.4 Myon-Paarerzeugung.- 5.5 Elektron-Elektron- und Elektron-Positron-Streuung.- 5.5.1 Elektron-Elektron-Streuung.- 5.5.2 Elektron-Positron-Streuung.- 5.6 Teilchen-Antiteilchen-Symmetrie.- 5.7 Compton-Streuung und Elektron-Positron-Vernichtung in ?-Quanten.- 5.7.1 Compton-Streuung.- 5.7.2 Annihilation in zwei ?-Quanten.- 5.8 UEbungsaufgaben.- 6 Schwache Wechselwirkungen.- 6.1 Fermi-Theorie, intermediare Bosonen.- 6.2 Paritatsverletzung, (V-A)-Theorie.- 6.2.1 Eigenparitaten der Leptonen und Quarks.- 6.2.2 Helizitat und Chiralitat.- 6.3 Pion-Zerfall.- 6.4 Neutrino-Lepton-Reaktionen.- 6.5 Schwache Wechselwirkungen von Hadronen, Cabibbo-Winkel.- 6.6 Schwache neutrale Stroeme.- 6.7 Schwacher Isospin, Charm-Quark.- 6.8 UEbungsaufgaben.- 7 Lepton-Quark-Wechselwirkungen, Parton-Modell.- 7.1 Einfuhrung.- 7.2 Elektron-Kern-Streuung, Formfaktor.- 7.3 Nukleon-Formfaktoren.- 7.4 Inelastische Elektron-Nukleon-Streuung.- 7.4.1 Inelastische Streuung als Mittel der Struktur-Analyse.- 7.4.2 Kinematik und Wirkungsquerschnitt fur inelastische Elektron-Nukleon-Streuung.- 7.5 Skaleninvarianz und Parton-Modell.- 7.6 Quark-Parton-Modell.- 7.7 Tief inelastische Neutrino-Nukleon-Streuung.- 7.7.1 Strukturfunktionen der Neutrino-Streuung.- 7.7.2 Antiquark-Inhalt der Nukleonen.- 7.8 Elektron-Positron-Vernichtung in Hadronen.- 7.9 Lepton-Paarerzeugung in Hadron-Stoe?en.- 7.10 UEbungsaufgaben.- 8 Divergenz-Probleme in der schwachen Wechselwirkung.- UEberschreiten der Unitaritatsgrenze bei der Punkt- Wechselwirkung.- Divergenzen im W-Boson-Modell.- Kompensation der Divergenz durch ein neutrales Feldquant.- 9 Eichinvarianz als dynamisches Prinzip.- 9.1 Eichinvarianz und Maxwellsche Gleichungen.- 9.2 Eichinvarianz in der Quantenmechanik.- 9.3 Globale und lokale Phasentransformationen.- 9.4 Das Eichprinzip.- 9.5 Eichinvarianz und Masse der Feldquanten.- 9.6 Polarisationsvektoren fur Photonen.- 9.7 Bedeutung der Potentiale in der Quantentheorie.- 9.8 UEbungsaufgaben.- 10 Eichinvarianz bei massiven Vektor-Feldern.- 10.1 Die Erzeugung einer Photon-Masse im Supraleiter.- 10.2 Die Higgs-Teilchen als Verallgemeinerung der Cooper-Paare.- 10.2.1 Das Higgs-Potential.- 10.3 Der Higgs-Mechanismus im Lagrange-Formalismus.- 10.3.1 Wechselwirkung zwischen Higgs-Feld und elektromagnetischem Feld.- 10.4 UEbungsaufgaben.- 11 Das Standard-Modell der elektroschwachen Wechselwirkung.- 11.1 Phaseninvarianz in der SU(2)-Symmetrie.- 11.2 Schwacher Isospin, schwache Hyperiadung.- 11.3 Lokale SU(2)lx U(l)-Transformationen, Kopplungen der Fermionen.- 11.4 Feynman-Regeln der elektroschwachen Wechselwirkung.- 11.5 Die Massen der W- und Z-Bosonen.- 11.6 Die Massen der geladenen Fermionen.- 11.7 Selbstwechselwirkung der Eichbosonen.- 11.8 Eigenschaften der W- und Z-Bosonen.- 11.8.1 Berechnung der Zerfallsraten.- 11.8.2 Erzeugung der Z0-Bosonen in der e?e+-Annihilation.- 11.9 Experimentelle Verifikation des Standard-Modells.- 11.9.1 Zahl der Neutrino-Familien.- 11.9.2 Lepton-Universalitat, Mischungswinkel.- 11.9.3 Eingrenzung der Top-Quark-Masse.- 11.10 UEbungsaufgaben.- 12 Quanten-Chromodynamik.- 12.1 Historische Entwicklung der QCD.- 12.2 SU(3)-Symmetrie und Quarkmodell.- 12.2.1 Antiquarks.- 12.2.2 Quark-Antiquark-Zustande: Mesonen.- 12.2.3 Drei-Quark-Zustande: Baryonen.- 12.3 Farbladungen.- 12.3.1 Die Farbe als innere Quantenzahl der Quarks.- 12.3.2 Experimentelle Evidenz fur die drei Farben.- 12.3.3 Farbladungen der Gluonen.- 12.4 Lokale SU(3)c-Invarianz, Gluon-Felder.- 12.4.1 Lokale SU(3)c-Transformationen.- 12.4.2 Kopplungen zwischen Quarks und Gluonen.- 12.4.3 Singulett-Gluon und Reichweite der starken Krafte.- 12.5 Stabilitat der $$ q\bar q $$-und qqq-Systeme.- 12.6 Asymptotische Freiheit und Confinement.- 12.6.1 Einfuhrung effektiver Ladungen.- 12.6.2 Renormierung und Q2-Abhangigkeit der Kopplung.- 12.6.3 Confinement.- 12.7 Experimentelle Ergebnisse zur QCD.- 12.7.1 Entdeckung und Eigenschaften der Gluonen.- 12.7.2 Verletzung der Skaleninvarianz.- 12.7.3 Bestimmung von ?s.- 12.8 Ausblick.- 12.9 UEbungsaufgaben.- A Lagrange-Funktion fur ein Teilchen im elektromagnetischen Feld.- B Lagrange-Formalismus in der Quantenfeldtheorie.- C Polarisationsvektoren fur Spin-1-Teilchen.- Literatur.

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