Dies ist eine hervorragende Einführung in die Teilchenphysik und ebenso ein Repetitorium für Studenten im Prüfungssemester und für Lehrer an Gymnasien. Der Autor, der als Forscher wesentliche Entwicklungen der Teilchenphysik begleitet hat und der als herausragender Lehrer gilt, wählt die Geschichte der Teilchenphysik als roten Faden. Die Begriffe und die Theorien werden in großer Klarheit präsentiert, und die Experimente werden herangezogen, um Erfolg und Misserfolg auf dem Weg zum Standardmodell zu illustrieren. Der mathematische Apparat wird klein gehalten, so dass das Buch auch den interessierten Laien in seinen Bann ziehen wird.
/ AUS DEM INHALT: / / /
1 Die heroische Zeit 1
1.1 Einleitung 1
1.2 Die heile Welt 7
1.3 Kontrolle ist besser 16
1.4 Die Quantenphysik wird entscheidend 21
1.4.1 Spezielle Relativitätstheorie und Quantenphysik 22
1.4.2 Feldtheorie und Quantenphysik 27
1.4.3 Quantenphysik und Fehler 39
1.5 Das Ebenmaß der Elementarteilchen 40
1.5.1 Symmetrien und Transformationen 41
1.5.2 Das Wunder des Spins 46
1.5.3 Der Isospin 49
1.5.4 Diskrete Symmetrien 52
1.6 Die Entdeckung des Positrons und des "Mesotrons" ... 54
1.7 Frühe Beschleuniger 61
2 Der große Sprung 65
2.1 Das vorhergesagte Meson wird wirklich entdeckt 65
2.2 Seltsame Teilchen sorgen für Aufregung 69
2.3 Leicht verstimmte Teilchen 74
2.4 Erfolge und Mißerfolge der Quantenfeldtheorie 77
2.5 Beginn einer neuen Spektroskopie 82
2.6 Man kann immer mehr produzieren und immer besser sehen 86
2.7 Immer mehr neue Teilchen 89
2.8 Die Überraschungen der schwachen Wechselwirkung 94
2.8.1 Einschub: Rechts- und linkshändige Teilchen . . . . 97
2.8.2 Zurück zur schwachen Wechselwirkung 99
3 Der Versuch, sich am eigenen Zopf aus dem Sumpf zu ziehen 103
3.1 S-Matrix-Theorie 103
3.2 Streuamplituden 105
3.3 "Bootstrap" und "nuclear democracy" 111
3.4 Strenge Theoreme und komplexe Drehimpulse 114
4 Zusammengesetzte "Elementar"-Teilchen 117
4.1 Erste Anfänge 117
4.2 Der achtfache Weg 120
4.3 Das Quarkmodell 127
4.4 Die Quarks werden farbig 134
5 Auf dem Weg zum Standardmodell 139
5.1 Der Eichmeister 139
5.2 Die Eichungen werden mehrdimensional 146
5.3 Spontane Symmetriebrechung 149
5.4 Das Festmahl von Higgs und Kibble 154
5.5 Anomalien 157
5.6 Bessere Zähler, bessere Beschleuniger und bessere Strahlen 159
5.7 Die Elektronenmikroskope der Elementarteilchenphysik 164
5.8 Tief inelastische Streuung 168
6 Das Standardmodell der Elementarteilchenphysik 173
6.1 Einleitung 173
6.2 Ein Modell für Leptonen 175
6.3 Schwache Ströme 179
6.3.1 Ein Wunder wird weggezaubert 179
6.3.2 Die Nadel im Heuhaufen wird gefunden 183
6.4 Eine Dynamik für die starke Wechselwirkung 185
6.5 Laufende Kopplung und asymptotische Freiheit 188
6.6 Quantitative Rechnungen in der starken Wechselwirkung 195
6.7 Quantenchromodynamik auf dem Gitter . 199
6.8 Die Konsolidierung des Standardmodells 202
6.9 Die Massen der Quarks und deren Folgen 213
6.10 Das Standardmodell in voller Schönheit 216
7 Dunkle Wolken oder Morgenröte einer neuen Physik? 223
7.1 Auch die Neutrinos sind verstimmt 223
7.2 Warum haben Elementarteilchen Massen ? 230
7.3 Die große Einheit 231
7.4 Die Supersymmetrie 234
7.5 Monopole 238
7.6 Der Mikrokosmos und der Makrokosmos 240
7.6.1 Was wir wissen und was wir noch nicht wissen .. 240
7.6.2 Materie im Universum 241
7.6.3 Die widerspenstige Schwerkraft 244
7.7 Ruhige Saiten 246
8 Epilog 251
8.1 Besonderheiten der Elementarteilchenphysik 251
8.2 "... Philosophie zu Rate ziehn" 258
A Anhänge 265
A.l Physikalische Einheiten 265
A.2 Glossar 268
A.3 Nobelpreisträger 280
A.4 Kurzer Literaturhinweis 291
Namensverzeichnis 293