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Feynman - Graphen und Eichtheorien für Experimentalphysiker

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Produktdetails

Titel: Feynman - Graphen und Eichtheorien für Experimentalphysiker
Autor/en: Peter Schmüser

ISBN: 3540584862
EAN: 9783540584865
2. A.
82 Abbildungen.
Springer-Verlag GmbH

1. Januar 1995 - kartoniert - XII

Die Dirac-Gleichung und Feynman-Graphen werden in Anlehnung an die Feynmanschen Originalarbeiten eingeführt.
Viele Reaktionen der elektromagnetischen und schwachen Wechselwirkung werden vom Matrixelement bis zum Wirkungsquerschnitt explizit berechnet. Die Eichinvarianz in der Elektrodynamik und der Quantenmechanik wird besprochen und der Higgs-Mechanismus in Analogie zum Meißner-Effekt in Supraleitern dargestellt.
Die Eichtheorien der vereinheitlichten elektroschwachen Wechselwirkung und der Quark-Gluon-Wechselwirkungen (Quantenchromodynamik) schließen daran an.
Das Buch ist zum Gebrauch neben Vorlesungen und zum Selbststudium gedacht, wofür der Autor viele Übungsaufgaben stellt. Für den Fachmann ist es ein Referenzbuch für den praktischen Umgang mit Feynman-Graphen.
1 Relativistische Wellengleichungen.- 1.1 Vorbemerkungen.- 1.2 Betrachtungen zur Schrödingergleichung.- 1.3 Die Klein-Gordon-Gleichung.- 1.4 Die Dirac-Gleichung.- 1.5 Nichtrelativistischer Grenzfall der Dirac-Gleichung.- 1.6 Dirac-Gleichung für ein Elektron im elektromagnetischen Feld.- 1.7 Übungsaufgaben.- 2 Relativistische Kovarianz der Dirac-Gleichung.- 2.1 Vierervektoren, Lorentz-Transformation.- 2.1.1 Vierervektoren.- 2.1.2 Lorentz-Transformation.- 2.1.3 Drehung des Koordinatensystems.- 2.2 Die ?-Matrizen.- 2.3 Ebene Wellen. Dirac-Spinoren.- 2.4 Kovarianz der Dirac-Gleichung.- 2.4.1 Problemstellung.- 2.4.2 Transformation der Lösungen relativistischer Wellengleichungen.- 2.4.3 Rotation um die z-Achse.- 2.4.4 Lorentz-Transformation längs der z-Achse.- 2.4.5 Eigenschaften der Transformations-Matrizen.- 2.4.6 Raumspiegelung und Zeitumkehr.- 2.5 Spin des Elektrons.- 2.6 Skalare und vektorielle Bilinearformen.- 2.6.1 Skalar.- 2.6.2 Viererstromdichte.- 2.6.3 Pseudoskalar und Axialvektor.- 2.7 Übungsaufgaben.- 3 Interpretation der Lösungen negativer Energie.- 3.1 Stückelberg-Feynman-Bild der Antiteilchen.- 3.2 Die Wellenfunktionen des Positrons.- 3.3 Übungsaufgaben.- 4 Feynman-Graphen.- 4.1 Greensche Punktion.- 4.2 Elektron-Propagator.- 4.2.1 Berechnung der Greenschen Funktion.- 4.2.2 Propagator und zeitliche Entwicklung.- 4.3 Matrixelement für Elektronenstreuung.- 4.3.1 Matrixelement 1. Ordnung.- 4.3.2 Matrixelement 2. Ordnung.- 4.3.3 Anwendungsbeispiel: Streuung an einem Atomkern.- 4.4 Photon-Propagator.- 4.5 Feynman-Regeln.- 4.5.1 Konventionen zu Feynman-Diagrammen.- 4.5.2 Strom-Strom-Kopplung.- 4.5.3 Elementarprozesse.- 4.6 Übungsaufgaben.- 5 Anwendung der Feynman-Graphen.- 5.1 Streuung nichtrelativistischer Elektronen an Kernen.- 5.2 Streuung relativistischer Elektronen an Kernen.- 5.2.1 Spin-Summationen.- 5.2.2 Sätze über Spuren.- 5.2.3 Wirkungsquerschnitt für Elektron-Kern-Streuung.- 5.3 Elektron-Fermion-Streuung.- 5.3.1 Differentieller Wirkungsquerschnitt für Zweikörperreaktionen.- 5.3.2 Wirkungsquerschnitt für unpolarisierte Teilchen.- 5.4 Myon-Paarerzeugung.- 5.5 Elektron-Elektron- und Elektron-Positron-Streuung.- 5.5.1 Elektron-Elektron-Streuung.- 5.5.2 Elektron-Positron-Streuung.- 5.6 Teilchen-Antiteilchen-Symmetrie.- 5.7 Compton-Streuung und Elektron-Positron-Vernichtung in ?-Quanten.- 5.7.1 Compton-Streuung.- 5.7.2 Annihilation in zwei ?-Quanten.- 5.8 Übungsaufgaben.- 6 Schwache Wechselwirkungen.- 6.1 Fermi-Theorie, intermediäre Bosonen.- 6.2 Paritätsverletzung, (V-A)-Theorie.- 6.2.1 Eigenparitäten der Leptonen und Quarks.- 6.2.2 Helizität und Chiralität.- 6.3 Pion-Zerfall.- 6.4 Neutrino-Lepton-Reaktionen.- 6.5 Schwache Wechselwirkungen von Hadronen, Cabibbo-Winkel.- 6.6 Schwache neutrale Ströme.- 6.7 Schwacher Isospin, Charm-Quark.- 6.8 Übungsaufgaben.- 7 Lepton-Quark-Wechselwirkungen, Parton-Modell.- 7.1 Einführung.- 7.2 Elektron-Kern-Streuung, Formfaktor.- 7.3 Nukleon-Formfaktoren.- 7.4 Inelastische Elektron-Nukleon-Streuung.- 7.4.1 Inelastische Streuung als Mittel der Struktur-Analyse.- 7.4.2 Kinematik und Wirkungsquerschnitt für inelastische Elektron-Nukleon-Streuung.- 7.5 Skaleninvarianz und Parton-Modell.- 7.6 Quark-Parton-Modell.- 7.7 Tief inelastische Neutrino-Nukleon-Streuung.- 7.7.1 Strukturfunktionen der Neutrino-Streuung.- 7.7.2 Antiquark-Inhalt der Nukleonen.- 7.8 Elektron-Positron-Vernichtung in Hadronen.- 7.9 Lepton-Paarerzeugung in Hadron-Stö?en.- 7.10 Übungsaufgaben.- 8 Divergenz-Probleme in der schwachen Wechselwirkung.- Überschreiten der Unitaritätsgrenze bei der Punkt- Wechselwirkung.- Divergenzen im W-Boson-Modell.- Kompensation der Divergenz durch ein neutrales Feldquant.- 9 Eichinvarianz als dynamisches Prinzip.- 9.1 Eichinvarianz und Maxwellsche Gleichungen.- 9.2 Eichinvarianz in der Quantenmechanik.- 9.3 Globale und lokale Phasentransformationen.- 9.4 Das Eichprinzip.- 9.5 Eichinvarianz und Masse der Feldquanten.- 9.6 Polarisationsvektoren für Photonen.- 9.7
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