Die Geheimnisse des Mikrokosmos aufzudecken, hat die Physiker seit Jahrhunderten fasziniert. Doch obwohl in den vergangenen Jahrzehnten viele interessante Entdeckungen gemacht wurden, bleiben noch Fragen offen:
- Haben die Physiker mit der Standardtheorie der Elementarteilchenphysik schon eine exakte Beschreibung der Teilchenwelt gefunden?
- Gibt es wirklich eine „Große Vereinigung“ aller fundamentalen Kräfte?
- Und sind die Leptonen, (wie das Elektron), oder die Bausteine der Hadronen, (die Quarks), vielleicht gar nicht wirklich punktförmig, sondern kleine eindimensionale Objekte, die man als „Strings“ bezeichnet?
Der Autor taucht mit Ihnen ein in das Universum der Quantentheorie und führt Sie abis zum aktuellen Stand der modernen Elementarteilchenforschung. Harald Fritzsch ist bereits als Autor populärwissenschaftlicher Bücher bekannt. Sein Buch "Quarks", das in München 1980 erschien, wurde in mehr als 20 Sprachen übersetzt.
Zum AutorProf. Harald Fritzsch (* 10. Februar 1943 in Zwickau) ist ein theoretischer Physiker, der vor allem wichtige Beiträge zur Theorie der Quarks, zur Entwicklung der Quantenchromodynamik und zur Großen Vereinheitlichung des Standardmodells der Elementarteilchen geleistet hat.
/ AUS DEM INHALT: / / /
1 Einleitung 1
2 Mechanik 9
2.1 Klassische Mechanik 9
2.2 Relativistische Mechanik 14
3 Klassische Felder 25
3.1 Skalare Felder 25
3.2 Elektrodynamik 28
4 Quantentheorie 35
4.1 Nichtrelativistische Quantenmechanik 35
4.2 Schrödinger-, Heisenberg- und Wechselwirkungsbild 42
4.3 Relativistische Quantenmechanik 44
4.4 Spin und Statistik 47
5 Gruppentheorie 49
5.1 Lie-Gruppen 50
5.2 Die Gruppe SO(n) 52
5.3 Die Gruppe SU(n) 54
6 Freie skalare Felder 59
6.1 Reelle skalare Felder 59
6.2 Komplexe skalare Felder 66
6.3 Kovariante Vertauschungsrelationen 68
7 Freie Spinorfelder 73
7.1 Dirac-Gleichung 74
7.2 Quantisierung 82
8 Freie Vektorfelder 87
9 Störungstheorie 93
10 Quantenelektrodynamik 103
11 Symmetrien 123
11.1 Raum-Zeit-Symmetrie 124
11.2 Isospin 127
11.3 Die Symmetrie SU(3) 129
11.4 Quarks 135
12 Eichtheorien 143
13 Quanten-Chromodynamik 149
13.1 Die Farben der Quarks 149
13.2 Eichtheorie der farbigen Quarks 152
13.3 Asymptotische Freiheit 155
13.4 Elektron-Positron-Vernichtung 161
13.5 Tief-inelastische Streuung 164
13.6 Verletzungen des Skalenverhaltens 169
13.7 Die Massen der Quarks 172
14 Spontane Symmetriebrechung 179
14.1 Reelles skalares Feld 179
14.2 Komplexes skalares Feld 182
14.3 Spontane Massenerzeugung 183
14.4 Die Eichgruppen SU(2) und SU(3) 185
15 ElektroschwacheWechselwirkung 189
15.1 Elektroschwache Theorie des Elektrons 191
15.2 Zwei Leptonen - zwei Quarks 200
15.3 Vier Leptonen - vier Quarks 202
15.4 Sechs Leptonen - sechs Quarks 206
15.5 Neutrino-Massen 210
15.6 Das Higgs-Teilchen der Standardtheorie 214
16 Die Vereinigung der Wechselwirkungen 217
16.1 Die Gruppe SU(5) 222
16.2 Die Gruppe SO(10) 227
16.3 Supersymmetrie und Strings 231
Anhang 235
Weiterführende Literatur 239
Sachverzeichnis 241