Elementare Teilchen

Vom Nachweis der Atome bis zum Standard-Modell der Elementarteilchenphysik - der Autor zeichnet die kontroversen Entwicklungsprozesse der Kern- und Elementarteilchenphysik nach und liefert damit einen Überblick zum heutigen Forschungsstand der Teilchenphysik.

Der aktuelle Wissensstand der Kern- und Elementarteilchenphysik hat eine wechselvolle Entstehungsgeschichte, oft gekennzeichnet durch schockierend neue Begriffsbildungen, die sich bis heute auch den Physik-Studierenden nur unter Mühen erschließen. Dieses Buch nutzt die kontroversen und zugleich lehrreichen Entwicklungsprozesse selber für den Zugang zu den schwierigen neuen Konzepten.

Es macht verständlich, wie das physikalische Bild von den kleinsten Teilchen heute aussieht und warum es so und nicht anders entstanden ist: vom Nachweis der Existenz der Atome bis zum derzeitigen Standard-Modell der Elementarteilchenphysik, in einem ständigen Wechselspiel zwischen etablierten theoretischen Modellen, bestätigenden oder widersprechenden experimentellen Befunden, zuweilen umstrittenen neuen Begriffsbildungen, verbesserten Experimenten usw. - ein Prozess, der sicher auch künftig weiter geht.

Leitschnur der Darstellung ist eine auch im Detail möglichst nachvollziehbare Argumentation. Physik-Studierende vor ihrem B.Sc.-Abschluss werden sich Kenntnisse über die subatomare Physik aneignen können, die zum Allgemeinwissen ihres Fachs zählen. Auch für Physik-Lehrende an Schulen oder Hochschulen dürfte diese neue Darstellung interessant sein. Die neue Auflage wurde auf den neuesten Wissenstand gebracht, insbesondere erste Ergebnisse vom LHC sind eingeflossen.

Einführung: Atome, und die zwei ersten wirklichen Elementarteilchen. - Radioaktive Strahlen und der Weg ins Innere der Atome. - Entdeckung des Atomkerns mit den Mitteln der klassischen Physik. - Masse und Bindungsenergie der Kerne, Entdeckung von Proton und Neutron. - Stoßprozesse quantenmechanisch. - Physik der Radioaktiven Strahlen. - Struktur der Kerne: Spin, Parität, Momente, Anregungsformen, Modelle. - Nukleare Energie, Entwicklung der Sterne, Entstehung der Elemente. - Photon und Elektron was Elementarteilchen sind und wie sie wechselwirken: Die Quantenelektrodynamik. - Das Elektron als Fermion und Lepton. - Teilchenzoo der Hadronen. - Schwache Wechselwirkung und gebrochene Symmetrien. - Quarks, Gluonen, Starke Wechselwirkung. - Standard-Modell der Elementarteilchenphysik. - Zwölf wesentliche Ergebnisse der Elementarteilchenphysik.