Quantenfeldtheorie und das Standardmodell der Teilchenphysik

Dieses Lehrbuch bietet Studierenden der Physik eine Einführung in die Quantenfeldtheorie und die Grundlagen des Standardmodells der Teilchenphysik. Ausgehend von den Inhalten, die in den Grundvorlesungen zur Theoretischen Physik im Bachelorstudiengang vermittelt werden, schlägt das Buch eine Brücke von der relativistischen Quantenmechanik über die klassische Feldtheorie zur Quantenfeldtheorie und deren Anwendung auf die im Standardmodell vereinigten fundamentalen Wechselwirkungen zwischen Elementarteilchen. Sukzessive werden die elektromagnetische, die starke und die schwache Wechselwirkung phänomenologisch eingeführt, als Quantenfeldtheorie formuliert und ihre experimentelle Überprüfung diskutiert.

Mithilfe von Zusammenfassungen und Übungsaufgaben am Ende jedes Kapitels können Leser den Inhalt Revue passieren lassen und das erlernte Wissen anwenden. Schritt für Schritt wird so das Standardmodell der Teilchenphysik entwickelt. Dieses stellt, spätestens mit der Entdeckung des Higgsteilchens im Jahre 2012 am CERN in Genf, eine vollständige, in sich geschlossene Theorie der bis 2018 experimentell überprüften Teilchenphysik dar. Das Buch ermöglicht schon Studierenden am Ende des Bachelors die Theorie und deren faszinierende Präzision nachzuvollziehen.

Der Autor

Owe Philipsen studierte Physik mit Nebenfach Philosophie an den Universitäten Stuttgart, Cornell (NY, USA) und Hamburg. Nach der Promotion am Deutschen Elektronen Synchrotron (DESY) in Hamburg arbeitete er als Wissenschaftler an der Oxford University, der Universität Heidelberg, am CERN in Genf sowie am Massachusetts Institute of Technology in Cambridge, USA, über verschiedenste Aspekte der theoretischen Teilchenphysik. 2004 übernahm er eine Professur an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster, 2010 folgte er einem Ruf an die Goethe-Universität Frankfurt am Main, wo er theoretische Teilchenphysik in Forschung und Lehre vertritt.

Einführung. - Teilchen in klassischer Mechanik und Quantenmechanik. - Relativistische Wellengleichungen. - Klassische Feldtheorie. - Quantentheorie freier Felder. - Wechselwirkende Felder. - Störungstheorie. - Quantenelektrodynamik. - Abelsche und nichtabelsche Eichtheorien. - Phänomenologie der starken Wechselwirkung. - Quantenchromodynamik. - Phänomenologie der schwachen Wechselwirkung. - Das Glashow-Salam-Weinberg-Modell der elektroschwachen Wechselwirkung. - Das Standardmodell der Teilchenphysik. - Neutrinomassen.