Die Entdeckung des Unteilbaren (eBook)

Quanten, Quarks und der LHC

Jörg Resag (Autor)

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2011 | 2010
VIII, 276 Seiten
Spektrum Akademischer Verlag
978-3-8274-2485-3 (ISBN)

Infos

Mitten in Europa ist eine der größten und komplexesten Maschinen in Betrieb gegangen, die wir Menschen je gebaut haben: der Large Hadron Collider (kurz LHC). Mit ihm öffnet sich ein Fenster in eine neue Welt, die viele Geheimnisse birgt: Was verleiht den Teilchen der Materie ihre Masse? Gibt es verborgene Raumdimensionen? Existiert ein tiefer Zusammenhang zwischen Teilchen mit verschiedenem Spin (Supersymmetrie)? Woraus besteht die dunkle Materie, die unser Universum durchdringt?

Mit diesem Buch taucht der Leser ein in diese wunderbare Welt, die wir Menschen in der Neuzeit entdeckt haben: Atome und ihre Substruktur aus Quarks und Leptonen, die rätselhafte Quantenmechanik, Teilchen des Lichts, Einsteins Gewebe aus Raum und Zeit, die vier Wechselwirkungen und schließlich die neue Welt, in die der LHC gerade vordringt und in der wir Higgs-Teilchen, Supersymmetrie und womöglich erste Anzeichen für die String-Theorie vermuten.

Nach der Lektüre ist klar: Wir leben in einer erstaunlichen Welt und sind gerade im Begriff, bei der Enträtselung ihrer Geheimnisse einen entscheidenden Schritt nach vorne zu gehen.

Jörg Resag ist promovierter Physiker und derzeit Angestellter des Bayer-Konzerns. In seiner Promotion an der Universität Bonn beschäftigte er sich mit der Quark-Substruktur von Elementarteilchen.

Inhalt

Title Page 2
Copyright Page 3
Vorwort 4
Table of Contents 6
1 Atome, Bausteine der Materie 8
1.1 Die ersten Anfänge 8
1.2 Atome und Moleküle 10
1.3 Die Struktur der Atome 14
1.4 Kräfte und Wechselwirkungen 18
2 Seltsame Quantenwelt 28
2.1 Das Problem der Stabilität der Atome 28
2.2 Licht besteht aus Teilchen 30
2.3 Elektronen als Welle 32
2.4 Das Planck’sche Wirkungsquantum 41
2.5 Die Heisenberg’sche Unschärferelation 43
2.6 Die Bewegung der Elektronen in der Atomhülle 47
2.7 Spin und Pauli-Prinzip 51
2.8 John Stewart Bell und die Suche nach verborgenen Informationen 55
3 Atomkerne und spezielle Relativitätstheorie 72
3.1 Der Atomkern 72
3.2 Die spezielle Relativitätstheorie 76
3.3 Maßstäbe der Natur 89
3.4 Neue Rätsel 91
4 Teilchenzoo, Quarks und Wechselwirkungen 93
4.1 Neue Teilchen und eine neue Wechselwirkung 93
4.2 Ordnung im Teilchenzoo: Quarks und Leptonen 98
4.3 Die starke Wechselwirkung 112
5 Quanten und Relativität 121
5.1 Relativistische Quantenfeldtheorien 121
5.2 Richard Feynmans Graphen 138
5.3 Wechselwirkungen und das Eichprinzip 152
5.4 Die gleitende Ladung 158
5.5 Quark-Physik mit dem Supercomputer 165
5.6 QCD mit Nebenwirkungen: die starke Kernkraft 168
6 Das Standardmodell der Teilchenphysik 172
6.1 Schwache und elektromagnetische Wechselwirkung vereinigen sich 172
6.2 Das Standardmodell auf dem Prüfstand 193
6.3 Der Umgang mit divergierenden Graphen: Renormierung 203
6.4 Was ist ein Teilchen? 209
7 Gravitation 216
7.1 Einsteins Gravitationstheorie 216
7.2 Quantengravitation 229
8 Aufbruch in neue Welten 241
8.1 Supersymmetrie, Stringtheorie und andere Ausblicke 241
8.2 Higgs-Teilchen und neue Physik am LHC 254
8.3 Abschließende Bemerkungen 266
Anhang: Zeittafel 269
Index 273

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 30.1.2011
• Zusatzinfo: VIII, 276 S. 82 Abb.
• Verlagsort: Heidelberg
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Literatur
• Themenwelt: Sachbuch/Ratgeber ► Natur / Technik ► Naturwissenschaft
• Themenwelt: Schulbuch / Wörterbuch ► Lexikon / Chroniken
• Themenwelt: Naturwissenschaften ► Physik / Astronomie ► Astronomie / Astrophysik
• Themenwelt: Technik
• Schlagworte: Atomkern • Elementarteilchenphysik • Hadron • Higgs-Teilchen • Large Hadron Collider • Lepton • Moderne Physik • Quantenfeldtheorie • Quantenmechanik • Quantentheorie • Quark • Relativitätstheorie • Teilchenphysik • Wechselwirkungen
• ISBN-10: 3-8274-2485-2 / 3827424852
• ISBN-13: 978-3-8274-2485-3 / 9783827424853