Physik der Elementarteilchen by Karl Lanius

By Karl Lanius

Das vorliegende Taschenbuch soll weder ein Lehrbuch für den werdenden Experten auf dem Gebiet der Hoch­ energiephysik noch eine Monographie für den Spezialisten dieses Teilgebietes der Physik sein. Es ist ein Versuch, den tiefgreifenden Wandel im Verständnis der Mikro­ welt, wie er sich in der zweiten Hälfte der siebziger Jahre vollzog, einem breiteren interessierten Leserkreis nahc­ zubringen. Die wohl wesentlichsten Impulse waren die Entdeckung der neuen Teilchen in der Hadronenspektro­ skopie, der experimentelle Nachweis des neutralen Stro­ mes in der schwachen Wechselwirkung und der Nachweis der Substruktur der Hadronen beim Studium der tief­ inelastischen Lepton-Hadron-Streuung. Durch diese Ent­ deckungen erhielten Modelle wie etwa das Quark-Modell ein neues Gewicht. Von besonderer Bedeutung erwiesen sich die Entdeckungen jedoch für das Verständnis der fundamentalen Kräfte der Natur wie beispielsweise die Zusammenfassung der elektromagnetischen und schwachen Wechselwirkungen durch eine Feldtheorie. Das vorliegende Taschenbuch ist in erster Linie für Fachkollegen gedacht, die auf anderen Teilgebieten der Physik, sei es in der Industrie, der Hochschule, dem Forschungsinstitut oder der Schule, arbeiten. Aber auch Diplomanden oder Wissenschaftler angrenzender Dis­ ziplinen können es nutzen, um sich einen Überblick über den erreichten Stand und die Probleme der Hochenergie­ physik zu verschaffen. 6 Vorwort Mein besonderer Dank gilt dem Kollegen Prof. Dr. U. KUNDT für die vielen Hinweise und Anregungen bei der Konzeption und Abfassung des Manuskripts. Frau J. NOTTROT:r' danke ich für ihre große Hilfe bei seiner Herstellung. August 1979 KARL LANIUS Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung . . . . . . . . . . nine Symmetrien und Erhaltungssätze 2.

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3). Durchfliegt ein geladenes Teilchen ein durchsichtiges Medium (Brechungsindex n), 80 emittiert es eine chadie rakteristische elektromagnetische Strahlung Cerenkov-Strahlung -, wenn seine Geschwindigkeit 1! größer ist als ein. Sie entsteht durch einen Polarisationseffekt an den Coulomb-Feldern der Atomkerne. fMeVJ Abb. 3. Der Energieverlust vou Protonen durch Ionisation alB Funktion der kinetischen Energie in Blei. Wellenfront der Cerenkov-Strahlung bildet die Oberfläche eines Kegels, dessen Achse mit der Flugbahn des Teilchens und dessen Spitze mit der momentanen Teilchenlage zusammenfällt.

Nden (Ll+, Llo, Ll-) gefunden. 1. Resonanzen und die SU(3)·Symmetrie Komponenten (la = -3/2, -1/2, 1/2, 3/2) zuordnen. Auch die Quantenzahlen Spin J und Parität P ließen sich eindeutig zu JP = 3/2+ bestimmen. Die ~(1232)­ Resonanz erwies sich als ein außerordentlich kurzlebiges, über starke Wechselwirkung zerfallendes Teilchen (Baryon) mit definierten Quantenzahlen. Die additiven Quantenzahlen wie die Ladung (bzw. 2) erhalten. Die ~-Resonanz wird im Stoß der beiden Teilchen bei der Schwerpunktsenergie E o gebildet, die der Ruhemasse ml1 des kurzlebigen Teilchens entspricht.

Resonanzen und die SU(3)-Symmetrie Die Oll sind reelle Parameter. In Analogie zur Verknüpfung der Isospin-Operatoren 1; mit den Paulischen Spinmatrizen Ti lassen sich die die Transformation U(OIl) erzeugenden acht Operatoren All mit den unitären oder F-Spin-Operatoren der SU(3) verknüpfen: F = il 1 2 A. (IX = 1, ... ' 'F8 -_" 2 y . Die erzeugenden Operatoren All (oder F Il ) der unitären, unimodularen Transformation lassen sich durch die verallgemeinerten Paulischen Spinmatrizen darstellen. ;'1 = C10) 1 0 0 ; 000 ;'2 = C-; ~); o 1 l'~(~o -~00~} .

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