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M/MProton
~0.13
~4.5
Quarks
kommen nur
in ‘‘Hadronen’’
gebunden
vor:
. . . und viele
andere
u
u
c
d
k
`
z.B. Pionen:
π + (ud), π − (ud)
π 0 (dd, uu)
`
Atomkerne
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u
x
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Neutron n (udd)
...
Leptonen kommen als
freie Teilchen vor.
Mesonen (qq)
~0.006
1.894
Baryonen (qqq)
zerfällt
0.00054
M/MProton
0.113
~185.8
ib
Ladung −1e
stabil
M/MProton
~1.33
d
τ
~0.003
µ
t
Ladung +2/3 e
Ladung 0
e
c
u
ντ
νµ
νe
Quarks:
Leptonen:
Ladung = 0
Masse = 0
Ladung = 0
Masse = 0
±
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Gluonen kommen
nicht als freie
Teilchen vor
Gluonen (g)
Schwach
)
Radiowellen,
Mikrowellen,
Licht,
Röntgenstrahlen,
Gamma−Strahlen
Photonen ( γ )
Stark ("Kernkraft")
B
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Bemerkungen
Quanten
Elektromagnetisch
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Extrem massiv und
instabil, in Labor−
Experimenten
erzeugt
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Bosonen
MW/Mp=85.7
MZ /Mp=97.2
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... und dann war da noch: Das Higgs−Teilchen (spielt hier keine entscheidende Rolle)
_
_
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Diagramm"
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q2
Quantenelektrodynamik
(QED)
t
QED: Wechselwirkung durch
Photon−Austausch; ergibt
hochpräzise Beschreibung
der Wechselwirkungsdynamik
Klassisch: Kraftwirkung
durch elektrisches Feld
Beispiele:
e+
e−
Photonen:
π0
u
u
c
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γγ
`
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k
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k
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u
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~
γA
γ
π0 −Zerfall in zwei
Paarerzeugung (z.B. im
Feld eines Atomkerns):
Synchrotonstrahlung:
Beschleunigte Elektronen
(in E− oder B−Feld !)
strahlen Photonen ab.
γ
γ
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u,d
π0
e
ib
e
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Hadronen miteinander.
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"Neutraler Strom"
(neutral current)
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gu
p νe
e−
u
d
u
n
n
d
τ = 887 s
c τ = 2.6 x 108 km
c
νe
W
d
d
u
Z
i
n −Zerfall
νµ
νµ
d
W
_f
µ−νµ
τ = 2.6 x 10−8 s
c τ = 7.8 m
k
π−
"Geladener Strom" u
(charged current)
Neutrino wird in geladenes
Lepton umgewandelt
νµ
d
u
d
π ± −Zerfall
g
νµνe e−
a
µ−
W
τ = 2.2 x 10−6 s
c τ = 659 m
a
µ−
µ−
νµ
mittlere
Lebensdauer
e−
µ −Zerfall
Reaktionen:
ib
... wirkt auf alle Leptonen und Quarks,
einzige Wechselwirkung der Neutrinos!
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Kaskade mit Myonen und
Neutrinos ( π± −Zerfälle) und
Photonen / elm. Kaskaden
(von π0 −Zerfällen)
&
Photon, Elektron:
elektromagnetische
Kaskade durch
Paarerzeugung und
Bremsstrahlung
Myon: verliert Energie
durch Ionisation, aber
hat große Reichweite
(bis mehrere km in H2O)
~
ν
µ
+
i
Neutrino: seltene
Wechselwirkung
(kann Lichtjahre
Blei durchqueren)
γ
gu
−
π±
e
g
+
γ
π±
_f
−
γ
e
_u
+ −
−
+
−
+
p,N
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t
µ
ν
Vereinfachte, schematische Darstellung:
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ν
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Untergrund−
ν−Experimente
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Neutrino−
Teleskope
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Ballon−
Experimente
Floureszenz−Licht
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¤
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S
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Neutrinos ( ν )
ib
k
c
i
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Fluoreszenzlicht−Teleskope
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(e−, e+ )
gu
g
i
~
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Arrays
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Protonen,
Kerne
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module
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electronics
module
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Grid
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AMANDA
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Runway
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AMANDA-A (top)
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Depth
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AMANDA-A
810 m
120 m
AMANDA-B10
1150 m
Optical
Module
1500 m
HV divider
pressure
housing
silicon gel
2000 m
light diffuser ball
SPASE−2
2350 m
optical module (OM)
zoomed in on one
B
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M LQ (GeV)
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