The Structure of the Nucleon (eBook)

Anthony W. Thomas, Wolfram Weise (Autoren)

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2010
Wiley-VCH (Verlag)
978-3-527-63504-7 (ISBN)

Infos

As the only stable baryon, the nucleon is of crucial importance in particle physics. Since the nucleon is a building block for all atomic nuclei, there is a need to analyse the its structure in order to fully understand the essential properties of all atomic nuclei.
After more than forty years of research on the nucleon, both the experimental and theoretical situations have matured to a point where a synthesis of the results becomes indispensable. Here, A.W. Thomas and W. Weise present a unique report on the extensive empirical studies, theoretical foundations and the different models of the nucleon. The appendices provide an extensive summary of formulae needed in practical calculations.

From the contents: electromagnetic structure of the nucleon, weak probes of nucleon structure, deep inelastic lepton scattering on the nucleon; elements of QCD, aspects of non-perturbative QCD, Chiral Symmetry and nucleon structure, models of the nucleon Nukleonen sind von umfassender Bedeutung für die Elementarteilchenphysik. Als Proton und Neutron sind sie Bausteine aller Atomkerne. Erst das Verständnis der Struktur von Nukleonen erklärt viele wesentliche Eigenschaften der Kerne.
Mit diesem Buch gelingt es den Autoren Anthony W. Thomas (Universität von Adelaide, Australien) und Wolfram Weise (TU München, Deutschland), mehr als 40 Jahre der intensiven Forschung und den gegenwärtigen Stand der Ergebnisse zusammenzufassen. Erstmalig werden Erkenntnisse aus Theorie und Experiment zusammengeführt und so dem Leser ein Überblick über empirische Studien, theoretische Grundlagen und die verschiedenen Modelle geboten.

Inhalt

Introduction
ELECTROMAGNETIC STRUCTURE OF THE NUCLEON
Elastic Electron Scattering
Electromagnetic Form Factors of the Nucleon
Nucleon Resonances
Compton Scattering
WEAK PROBES OF NUCLEON STRUCTURE
Matrix Elements of the Weak Currents
The Axial Matrix Elements in Charged Current Neutrino Reactions
Beta-Decay
Myon Capture
Near Threshold Pion Electroproduction
Neutral Current Interactions
DEEP-INELASTIC LEPTON SCATTERING ON THE NUCLEON
The Parton Model
Scaling Violations
Sum Rules
Neutrino Deep-Inelastic Scattering
Experimental Results for Unpolarised Targets
Spin Dependent Structure Functions
Qualitative Understanding of Parton Distributions
ELEMENTS OF QCD
Basic Lagrangian
Feynman Rules
Renormalization
The Renormalization Group
Deep Inelastic Scattering: Parton Model
Deep Inelastic Scattering within QCD
ASPECTS OF NON-PERTUBATIVE QCD
Symmetries, Currents and Anomalies
Structure of the QCD Vacuum: Brief Survey
QCD Sum Rules
Lattice QCD and the Nucleon
CHIRAL SYMMETRY AND NUCLEON STRUCTURE
Chiral Effective Field Theory
Baryon Masses and Sigma Terms
Chiral Low Energy Theorems
Summary: The Pion Cloud of the Nucleon
MODELS OF THE NUCLEON
Survey
Non-relativistic Quark Models
Soliton Models
Bag Models
Chiral Quark Models
Chiral Solitons
Final Remarks
App. A Notations and Conventions
App. B Cross Sections for Lepton and Photon Nucleon Scattering Introduction
ELECTROMAGNETIC STRUCTURE OF THE NUCLEON
Elastic Electron Scattering
Electromagnetic Form Factors of the Nucleon
Nucleon Resonances
Compton Scattering
WEAK PROBES OF NUCLEON STRUCTURE
Matrix Elements of the Weak Currents
The Axial Matrix Elements in Charged Current Neutrino Reactions
Beta-Decay
Myon Capture
Near Threshold Pion Electroproduction
Neutral Current Interactions
DEEP-INELASTIC LEPTON SCATTERING ON THE NUCLEON
The Parton Model
Scaling Violations
Sum Rules
Neutrino Deep-Inelastic Scattering
Experimental Results for Unpolarised Targets
Spin Dependent Structure Functions
Qualitative Understanding of Parton Distributions
ELEMENTS OF QCD
Basic Lagrangian
Feynman Rules
Renormalization
The Renormalization Group
Deep Inelastic Scattering: Parton Model
Deep Inelastic Scattering within QCD
ASPECTS OF NON-PERTUBATIVE QCD
Symmetries, Currents and Anomalies
Structure of the QCD Vacuum: Brief Survey
QCD Sum Rules
Lattice QCD and the Nucleon
CHIRAL SYMMETRY AND NUCLEON STRUCTURE
Chiral Effective Field Theory
Baryon Masses and Sigma Terms
Chiral Low Energy Theorems
Summary: The Pion Cloud of the Nucleon
MODELS OF THE NUCLEON
Survey
Non-relativistic Quark Models
Soliton Models
Bag Models
Chiral Quark Models
Chiral Solitons
Final Remarks
App. A Notations and Conventions
App. B Cross Sections for Lepton and Photon Nucleon Scattering

Rezensionen

"... a guide to the subject rather than a comprehensive text. It is a book that would usefully sit open on the desk of all professionals in the field".
Gordon Baym, University of Illinois, Physics Today, June 2002

"'The Structure of the Nucleon' von Anthony W. Thomas und Wolfram Weise gibt einen umfassenden Überblick über den aktuellen Stand der Hadronenphysik. Angefangen bei der elektromagnetischen und der schwachen Struktur der Nukleonen über die tief-inelastische Streuung von Leptonen an Nukleonen bis hin zu einer Zusammenstellung der wichtigsten Nukleonmodelle findet der Experte hier alles, was man von einem guten Nachschlagewerk zur theoretischen Teilchenphysik erwarten darf ... Die Aufmachung des Buches ist gelungen, der Inhalts klar und übersichtlich strukturiert. Den Autoren ist die Begeisterung für ihr Fach anzumerken - was sich auch darin äußert, dass sie im Nachwort spannende Ausblicke auf zukünftige Forschungen und Projekte versammelt haben. Ein Anhang sowie ein ausführliches Literaturverzeichnis runden das solide Werk ab."
Detlev Rossbach, Institut für Strahlen- und Kernphysik der Universität Bonn, Wissenschaft-Online

"... eher ein Leitfaden als ein umfassendes (Lehr-)Buch dieses Gebiets. Ein Werk, das alle einschlägig Beschäftigten ständig aufgeschlagen auf dem Schreibtisch liegen haben sollten."
Physics Today

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 20.1.2011
• Sprache: englisch
• Themenwelt: Naturwissenschaften ► Physik / Astronomie ► Atom- / Kern- / Molekularphysik
• Themenwelt: Technik
• Schlagworte: atomic and molecular physics • Atom- u. Molekülphysik • Atom- u. Molekülphysik • Baryon • Brief • Compton • conventions • Cross • crucial • elastic • Electromagnetic • electron • Factors • importance • Introduction • Kern- u. Hochenergiephysik • Lepton • Nuclear & High Energy Physics • Nucleon • Nukleon • Physics • Physik • Physik, Astronomie / Theoretische Physik • QCD • Research • Resonances • scattering • sections • Stable • Survey • symmetry • Vacuum • weak • years
• ISBN-10: 3-527-63504-1 / 3527635041
• ISBN-13: 978-3-527-63504-7 / 9783527635047