: Jörg Resag
: Die Entdeckung des Unteilbaren Quanten, Quarks und der LHC
: Spektrum Akademischer Verlag
: 9783827424853
: 1
: CHF 20,40
:
: Naturwissenschaft
: German
: 276
: Wasserzeichen
: PC/MAC/eReader/Tablet
: PDF

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.
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Vorwort4
Table of Contents6
1 Atome, Bausteine der Materie8
1.1 Die ersten Anfänge8
1.2 Atome und Moleküle10
1.3 Die Struktur der Atome14
1.4 Kräfte und Wechselwirkungen18
2 Seltsame Quantenwelt28
2.1 Das Problem der Stabilität der Atome28
2.2 Licht besteht aus Teilchen30
2.3 Elektronen als Welle32
2.4 Das Planck’sche Wirkungsquantum41
2.5 Die Heisenberg’sche Unschärferelation43
2.6 Die Bewegung der Elektronen in der Atomhülle47
2.7 Spin und Pauli-Prinzip51
2.8 John Stewart Bell und die Suche nach verborgenen Informationen55
3 Atomkerne und spezielle Relativitätstheorie72
3.1 Der Atomkern72
3.2 Die spezielle Relativitätstheorie76
3.3 Maßstäbe der Natur89
3.4 Neue Rätsel91
4 Teilchenzoo, Quarks und Wechselwirkungen93
4.1 Neue Teilchen und eine neue Wechselwirkung93
4.2 Ordnung im Teilchenzoo: Quarks und Leptonen98
4.3 Die starke Wechselwirkung112
5 Quanten und Relativität121
5.1 Relativistische Quantenfeldtheorien121
5.2 Richard Feynmans Graphen138
5.3 Wechselwirkungen und das Eichprinzip152
5.4 Die gleitende Ladung158
5.5 Quark-Physik mit dem Supercomputer165
5.6 QCD mit Nebenwirkungen: die starke Kernkraft168
6 Das Standardmodell der Teilchenphysik172
6.1 Schwache und elektromagnetische Wechselwirkung vereinigen sich172
6.2 Das Standardmodell auf dem Prüfstand193
6.3 Der Umgang mit divergierenden Graphen: Renormierung203
6.4 Was ist ein Teilchen?209
7 Gravitation216
7.1 Einsteins Gravitationstheorie216
7.2 Quantengravitation229
8 Aufbruch in neue Welten241
8.1 Supersymmetrie, Stringtheorie und andere Ausblicke241
8.2 Higgs-Teilchen und neue Physik am LHC254
8.3 Abschließende Bemerkungen266
Anhang: Zeittafel269
Index273