Stand der Vorlesung: Kern und Teilchen Physik (Prof. J.Stachel) --------------------------------------------------------------- 29/11/2001 Einleitung: Geschichtlicher Ueberblick Meilensteine der Kern- und Teilchenphysik von 1897 (Entdeckung des e-) bis heute (Top-Quark....Neutrino Osz. QGP, Higgs) Kapitel 1: Grundlagen 1.1 Einheitensystem h/2pi = c = 1 1.2 Radioaktives Zerfallsgesetz 1.3 Relativistsiche Kinematik (Uebungsstunde) 1.4 Kollisionen und Wirkungsquerschnitt 1.5 Fermi's Goldene Regel (auch MAtrixelement+Phasenraumfaktor) 1.6 Feynman Diagramme Kapitel 2: Beschleuniger 2.1 Elektrostatische Beschleuniger (Van de Graaf, Tandem) 2.2 LINACS 2.3 Betatron 2.4 Cyclotron 2.5 Synchrotron Stabilitaet des Orbitals, starke Fokussierung) 2.6 Synchrotronstrahlung abgestrhl. Leistung, dE/Umlauf, 2.7 Reaktions- und WW-Rate Kapitel 3: WW von Strhl mit Materie 3.1 Schwere geladene Teilchen - Bethe-Bloch - komplexe dielektrische Konstante und Herleitung von Cherenkov Strhl 3.2 Energieverlust von Elektronen (Bremsstrhl) 3.3 Energieverlust von Photonen Photoeffekt, Compton-Streuung, Paarbildung Kapitel 4: Teilchendetektoren 4.1 Ionisationsdetekt. (Gas) Ionisationskammer, Proportionalkammer, Vieldrahtkammern 4.2 Szintillationszaehler 4.3 Halbleiterzaehler 4.4 Cherenkov Zaehler 4.5 Detektoren zur Spurvisualisierung (Emulsionen , Blasenkammern) Kapitel 5: Charakterisierung von Elementarteilchen 5.1 Masse (Massenspektrometrie) 5.2 Spin (Praezession, Fermion, Boson, unterschiedliche Statistik) 5.3 Klassifizierung der Wechselwirkung (4 fundamentale Kraefte, Fourier-Transf. verschiedener Potentiale: elektr, Yukawa, schwache WW, Hadronen&Leptonen, Feldquanten) 5.4 Antiteilchen (Eigenschaften der Teilchen und der zugeh\"origen Antiteilchen) 5.5 Leptonen (Leptonzahl, geladene Leptonen, Neutrinos) 5.6 Zerfaelle und Resonanzzustaende (Breit-Wigner Resonanz) 5.7 Hadronen und Quarks (Quarkflavour, Quantenzahlen, Quarkinhalt der Hadronen, Symmetrien: Hypercharge, Meson-Oktett, Baryonen-Dekuplett/Oktett, Nachweis vonc und t-Quarks) Kapitel 6: Struktur von Atomen, Nukleonen, Leptonen 6.1 Elastische Streuung 1. Geladene, punktfoermige Streupartner (Rutherford Streuung) (Streuamplitude, Fourier-Transformierte de Potentials) 2. Streuung relativistischer Spin 1/2 Teilchen (elektronen) an spinlosem Target: Mott-Streuung (Helizitaet, Drehmatrizzen) 3. Streuung von Elektronen an ausgedehnter Ladungsverteilung (Formfaktor=Fourier-Transformierte der Ladungsverteilung: Beispiele: Punktladung, exponentielle Ladungsdiche, Gausssche Ladungsdichte, Kugelfoermige Verteilung mit scharfer Kante) ------------ hier ------------------------------------------------------- 4. Ladungsverteilung von Atomkernen (Fermiverteilung) 5. Elastische Elektron-Nukleon-Streuung (elektr. Formfaktor, magnet. Formfaktor fuer ep, Rosenbluth-Formel, Hofstadter Messung, Dipol Form des elektr. Formfaktors -> exponentielle Ladungsverteilung, Monopol-Formfaktor) 6.2 Inelastische Elektron-Nukleon Streuung (Wirkungsquerschnitts Parametrisierung durch Strukturfunktionen