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Vorbemerkungen Grundlagen 1.3 Historischer Kurzüberblick (zur Motivation des Standard-Modells; unvollständig) Frühphase: 1897 ,,Entdeckung” des Elektrons (J.J. Thomson) 1905 Photon als Teilchen (Einstein) 1911 Entdeckung des Atomkerns (Rutherford) 1919 ” ” Protons (Rutherford) 1932 ” ” Neutrons (Chadwick) Vorbemerkungen Erfolge: Grundlagen Vorbemerkungen Grundlagen Erfolge: Alle chemischen Elemente und Isotope sind aus den drei ,,Elementarteilchen” p, n und e− aufgebaut. Vorbemerkungen Grundlagen Erfolge: Alle chemischen Elemente und Isotope sind aus den drei ,,Elementarteilchen” p, n und e− aufgebaut. Aufbau der Atome prinzipiell verstanden (Quantenmechanik) Vorbemerkungen Grundlagen Erfolge: Alle chemischen Elemente und Isotope sind aus den drei ,,Elementarteilchen” p, n und e− aufgebaut. Aufbau der Atome prinzipiell verstanden (Quantenmechanik) Zugrundeliegende Wechselwirkung: Elektromagnetismus = Austausch von virtuellen Photonen (vollständiges Verständnis: Quantenelektrodynamik (QED) 1947) Vorbemerkungen Grundlagen Erfolge: Alle chemischen Elemente und Isotope sind aus den drei ,,Elementarteilchen” p, n und e− aufgebaut. Aufbau der Atome prinzipiell verstanden (Quantenmechanik) Zugrundeliegende Wechselwirkung: Elektromagnetismus = Austausch von virtuellen Photonen (vollständiges Verständnis: Quantenelektrodynamik (QED) 1947) offene Fragen und Probleme: Vorbemerkungen Grundlagen Erfolge: Alle chemischen Elemente und Isotope sind aus den drei ,,Elementarteilchen” p, n und e− aufgebaut. Aufbau der Atome prinzipiell verstanden (Quantenmechanik) Zugrundeliegende Wechselwirkung: Elektromagnetismus = Austausch von virtuellen Photonen (vollständiges Verständnis: Quantenelektrodynamik (QED) 1947) offene Fragen und Probleme: Was hält den Atomkern zusammen? Ü starke WW zwischen den Nukleonen (kurzreichw., stärker als Coulombabstoßung der Protonen) Vorbemerkungen Grundlagen Erfolge: Alle chemischen Elemente und Isotope sind aus den drei ,,Elementarteilchen” p, n und e− aufgebaut. Aufbau der Atome prinzipiell verstanden (Quantenmechanik) Zugrundeliegende Wechselwirkung: Elektromagnetismus = Austausch von virtuellen Photonen (vollständiges Verständnis: Quantenelektrodynamik (QED) 1947) offene Fragen und Probleme: Was hält den Atomkern zusammen? Ü starke WW zwischen den Nukleonen (kurzreichw., stärker als Coulombabstoßung der Protonen) Was bewirkt den β-Zerfall? Ü schwache WW Vorbemerkungen Grundlagen Erfolge: Alle chemischen Elemente und Isotope sind aus den drei ,,Elementarteilchen” p, n und e− aufgebaut. Aufbau der Atome prinzipiell verstanden (Quantenmechanik) Zugrundeliegende Wechselwirkung: Elektromagnetismus = Austausch von virtuellen Photonen (vollständiges Verständnis: Quantenelektrodynamik (QED) 1947) offene Fragen und Probleme: Was hält den Atomkern zusammen? Ü starke WW zwischen den Nukleonen (kurzreichw., stärker als Coulombabstoßung der Protonen) Was bewirkt den β-Zerfall? Ü schwache WW Kinematik des β-Zerfalls Ü Pauli postuliert das Neutrino (1930): n → p + e− + ν̄e (experimenteller Nachweis des Neutrinos 1956) Vorbemerkungen Grundlagen weitere Entwicklung: 1933 Entdeckung des Positrons e+ (Anderson und andere; 1928 von Dirac theoretisch vorhergesagt) Vorbemerkungen Grundlagen weitere Entwicklung: 1933 Entdeckung des Positrons e+ (Anderson und andere; 1928 von Dirac theoretisch vorhergesagt) 1935 erste Theorie der starken WW (Yukawa): Austausch eines schweren Bosons (,,π”-Meson, ,,Pion”) Reichweite → mπ ≈ 100 MeV Vorbemerkungen Grundlagen weitere Entwicklung: 1933 Entdeckung des Positrons e+ (Anderson und andere; 1928 von Dirac theoretisch vorhergesagt) 1935 erste Theorie der starken WW (Yukawa): Austausch eines schweren Bosons (,,π”-Meson, ,,Pion”) Reichweite → mπ ≈ 100 MeV 1937 Entdeckung des ,,Myons” µ± in der Höhenstrahlung mµ = 105 MeV → wurde zunächst für Yukawas π gehalten Vorbemerkungen Grundlagen weitere Entwicklung: 1933 Entdeckung des Positrons e+ (Anderson und andere; 1928 von Dirac theoretisch vorhergesagt) 1935 erste Theorie der starken WW (Yukawa): Austausch eines schweren Bosons (,,π”-Meson, ,,Pion”) Reichweite → mπ ≈ 100 MeV 1937 Entdeckung des ,,Myons” µ± in der Höhenstrahlung mµ = 105 MeV → wurde zunächst für Yukawas π gehalten 1947 Nachweis, dass das µ− nicht stark wechselwirkt → nicht Yukawas π, sondern schweres Analogon zum Elektron 1. Beispiel eines ,,überflüssigen” Teilchens (,,2. Generation”) zugehöriges Neutrino νµ (1962) 3. Generation: τ − (1974, mτ = 1.8 GeV), ντ (2000) Vorbemerkungen Grundlagen weitere Entwicklung: 1933 Entdeckung des Positrons e+ (Anderson und andere; 1928 von Dirac theoretisch vorhergesagt) 1935 erste Theorie der starken WW (Yukawa): Austausch eines schweren Bosons (,,π”-Meson, ,,Pion”) Reichweite → mπ ≈ 100 MeV 1937 Entdeckung des ,,Myons” µ± in der Höhenstrahlung mµ = 105 MeV → wurde zunächst für Yukawas π gehalten 1947 Nachweis, dass das µ− nicht stark wechselwirkt → nicht Yukawas π, sondern schweres Analogon zum Elektron 1. Beispiel eines ,,überflüssigen” Teilchens (,,2. Generation”) zugehöriges Neutrino νµ (1962) 3. Generation: τ − (1974, mτ = 1.8 GeV), ντ (2000) 1947 Entdeckung des ,,richtigen” Pions, mπ = 140 MeV Vorbemerkungen Grundlagen ab 1949 Entdeckung vieler weiterer stark ww Teilchen (,,Hadronen”) ,,Mesonen” (= stark ww Bosonen): π, K, ρ, ω, η, φ, . . . ,,Baryonen” (= stark ww Fermionen): p, n, Λ, Σ, Ξ, ∆, Ω, . . . Vorbemerkungen Grundlagen ab 1949 Entdeckung vieler weiterer stark ww Teilchen (,,Hadronen”) ,,Mesonen” (= stark ww Bosonen): π, K, ρ, ω, η, φ, . . . ,,Baryonen” (= stark ww Fermionen): p, n, Λ, Σ, Ξ, ∆, Ω, . . . 1964 Quarkmodell (Gell-Mann, Neéman): Hadronen sind aus kleineren Bausteinen (,,Quarks”) aufgebaut: Baryonen = qqq, Mesonen = qq̄ drei ,,Flavours”: u (,,up”), d (,,down”), s (,,strange”), z.B. p = (uud), Λ = (uds), π + = (ud̄) weitere Flavours: c (,,charm”, 1974), b (,,bottom”, 1977), t (,,top”, 1995) Vorbemerkungen (vorläufige) theoretische Abrundung: Grundlagen Vorbemerkungen Grundlagen (vorläufige) theoretische Abrundung: 1967 Theorie der schwachen Wechselwirkung und Vereinheitlichung mit der elektromagnetischen WW: ,,elektroschwache WW” (Glashow, Salam, Weinberg) schwache WW durch Austausch von schweren Bosonen (W ± , Z 0 ) exp. Nachweis 1983 (CERN): MW = 80 GeV, MZ = 91 GeV Vorbemerkungen Grundlagen (vorläufige) theoretische Abrundung: 1967 Theorie der schwachen Wechselwirkung und Vereinheitlichung mit der elektromagnetischen WW: ,,elektroschwache WW” (Glashow, Salam, Weinberg) schwache WW durch Austausch von schweren Bosonen (W ± , Z 0 ) exp. Nachweis 1983 (CERN): MW = 80 GeV, MZ = 91 GeV 1973 Theorie der starken Wechselwirkung: ,,Quantenchromodynamik” (QCD) (Weinberg, Fritzsch, Gell-Mann, Leutwyler) Austausch masseloser ,,Gluonen” Vorbemerkungen 1.4 Das Standard-Modell Grundlagen Vorbemerkungen 1.4 Das Standard-Modell Die Materie besteht aus elementaren Fermionen, die durch den Austausch von Bosonen (,,Eichbosonen”) miteinander wechselwirken. Grundlagen Vorbemerkungen Grundlagen 1.4.1 Die elementaren Fermionen Leptonen 1. Generation 2. Generation 3. Generation e− Quarks τ− νe νµ ντ u c t d s b 1 2 − 13 ja ja ja ja µ− Spin el. Ladung [e] 1 2 1 2 −1 0 1 2 2 3 starke WW elm. WW schwache WW Gravitation nein ja ja ja nein nein ja ja ja ja ja ja Vorbemerkungen Grundlagen 1.4.1 Die elementaren Fermionen Leptonen Quarks 1. Generation e− νe u d Spin el. Ladung [e] 1 2 1 2 1 2 −1 0 1 2 2 3 − 13 starke WW elm. WW schwache WW Gravitation nein ja ja ja nein nein ja ja ja ja ja ja ja ja ja ja Vorbemerkungen Grundlagen 1.4.1 Die elementaren Fermionen Leptonen 1. Generation 2. Generation 3. Generation e− Quarks τ− νe νµ ντ u c t d s b 1 2 − 13 ja ja ja ja µ− Spin el. Ladung [e] 1 2 1 2 −1 0 1 2 2 3 starke WW elm. WW schwache WW Gravitation nein ja ja ja nein nein ja ja ja ja ja ja Vorbemerkungen Grundlagen 1.4.1 Die elementaren Fermionen Leptonen 1. Generation 2. Generation 3. Generation e− Quarks τ− νe νµ ντ u c t d s b 1 2 − 13 ja ja ja ja µ− Spin el. Ladung [e] 1 2 1 2 −1 0 1 2 2 3 starke WW elm. WW schwache WW Gravitation nein ja ja ja nein nein ja ja ja ja ja ja Zu jedem dieser Fermionen gibt es ein entsprechendes Antiteilchen: e− ↔ e+ , νe ↔ ν̄e , u ↔ ū, d ↔ d̄, . . . Vorbemerkungen Grundlagen Leptonen Lepton Masse Lebensdauer e− 511 keV ∞ µ− 105.7 MeV 2.2 · 10−6 s − 1.777 GeV 2.9 · 10−13 s τ ν < 2 eV (> 4.6 · 1026 a) ∞ (?) Vorbemerkungen Grundlagen Leptonen Lepton Masse Lebensdauer e− 511 keV ∞ µ− 105.7 MeV 2.2 · 10−6 s − 1.777 GeV 2.9 · 10−13 s τ ν < 2 eV (> 4.6 · 1026 a) ∞ (?) ursprüngliche Theorie der elektroschwachen WW (→ ursprüngliches Standardmodell): mνe = mνµ = mντ = 0. Vorbemerkungen Grundlagen Leptonen Lepton Masse Lebensdauer e− 511 keV ∞ µ− 105.7 MeV 2.2 · 10−6 s − 1.777 GeV 2.9 · 10−13 s τ ν < 2 eV (> 4.6 · 1026 a) ∞ (?) ursprüngliche Theorie der elektroschwachen WW (→ ursprüngliches Standardmodell): mνe = mνµ = mντ = 0. bislang kein direkter Nachweis von Neutrinomassen Vorbemerkungen Grundlagen Leptonen Lepton Masse Lebensdauer e− 511 keV ∞ µ− 105.7 MeV 2.2 · 10−6 s − 1.777 GeV 2.9 · 10−13 s τ ν < 2 eV (> 4.6 · 1026 a) ∞ (?) ursprüngliche Theorie der elektroschwachen WW (→ ursprüngliches Standardmodell): mνe = mνµ = mντ = 0. bislang kein direkter Nachweis von Neutrinomassen indirekt : Neutrinooszillationen Ü Eigenzust. ν1,2,3 , νe ↔ νµ ↔ ντ ∆m221 ≈ 8 · 10−5 eV2 , ∆m232 = 2 − 3 · 10−3 eV2 Vorbemerkungen Grundlagen Leptonen Lepton Masse Lebensdauer e− 511 keV ∞ µ− 105.7 MeV 2.2 · 10−6 s − 1.777 GeV 2.9 · 10−13 s τ ν < 2 eV (> 4.6 · 1026 a) ∞ (?) ursprüngliche Theorie der elektroschwachen WW (→ ursprüngliches Standardmodell): mνe = mνµ = mντ = 0. bislang kein direkter Nachweis von Neutrinomassen indirekt : Neutrinooszillationen Ü Eigenzust. ν1,2,3 , νe ↔ νµ ↔ ντ ∆m221 ≈ 8 · 10−5 eV2 , 4. Fermion-Generation? P Z 0 -Breite: Z 0 → Ni=1 νi ν̄i ∆m232 = 2 − 3 · 10−3 eV2 Ü N = 2.92 ± 0.06 sofern mνi < 45 GeV Vorbemerkungen Quarks Quarks werden nicht als freie Teilchen beobachtet, sondern nur als Bestandteile von Hadronen (,,Confinement”) Grundlagen Vorbemerkungen Grundlagen Quarks Quarks werden nicht als freie Teilchen beobachtet, sondern nur als Bestandteile von Hadronen (,,Confinement”) Ü Bestimmung von Massen schwierig, Lebensdauern nicht wohl definiert Vorbemerkungen Grundlagen Quarks Quarks werden nicht als freie Teilchen beobachtet, sondern nur als Bestandteile von Hadronen (,,Confinement”) Ü Bestimmung von Massen schwierig, Lebensdauern nicht wohl definiert mu / MeV Md / MeV ms / MeV mc / GeV mb / GeV mt / GeV 1.5-3 3-7 95±25 1.25±0.09 4.20±0.07 174.2±3.3 Vorbemerkungen Grundlagen Quarks Quarks werden nicht als freie Teilchen beobachtet, sondern nur als Bestandteile von Hadronen (,,Confinement”) Ü Bestimmung von Massen schwierig, Lebensdauern nicht wohl definiert mu / MeV Md / MeV ms / MeV mc / GeV mb / GeV mt / GeV 1.5-3 3-7 95±25 1.25±0.09 4.20±0.07 174.2±3.3 ,,Strommassen”; die effektiven ,,Konstituentenmassen” sind z.T. deutlich größer (z.B. Mu ≈ Md ≈ mp /3 ≈ 300-400 MeV) Vorbemerkungen Grundlagen Quarks Quarks werden nicht als freie Teilchen beobachtet, sondern nur als Bestandteile von Hadronen (,,Confinement”) Ü Bestimmung von Massen schwierig, Lebensdauern nicht wohl definiert mu / MeV Md / MeV ms / MeV mc / GeV mb / GeV mt / GeV 1.5-3 3-7 95±25 1.25±0.09 4.20±0.07 174.2±3.3 ,,Strommassen”; die effektiven ,,Konstituentenmassen” sind z.T. deutlich größer (z.B. Mu ≈ Md ≈ mp /3 ≈ 300-400 MeV) Jedes Quark existiert in drei ,,Farbladungen” (,,rot”, ,,grün”, ,,blau”) Vorbemerkungen Grundlagen Quarks Quarks werden nicht als freie Teilchen beobachtet, sondern nur als Bestandteile von Hadronen (,,Confinement”) Ü Bestimmung von Massen schwierig, Lebensdauern nicht wohl definiert mu / MeV Md / MeV ms / MeV mc / GeV mb / GeV mt / GeV 1.5-3 3-7 95±25 1.25±0.09 4.20±0.07 174.2±3.3 ,,Strommassen”; die effektiven ,,Konstituentenmassen” sind z.T. deutlich größer (z.B. Mu ≈ Md ≈ mp /3 ≈ 300-400 MeV) Jedes Quark existiert in drei ,,Farbladungen” (,,rot”, ,,grün”, ,,blau”) Summe der elektrischen Ladungen aller Fermionen einer Generation: “ ” “ ” QLeptonen + QQuarks = − 1 + 0 + 3 23 − 31 = 0 Vorbemerkungen Grundlagen 1.4.2 Wechselwirkungen Es gibt vier bekannte Wechselwirkungen: WW Austausch-Boson Spin starke g (Gluon) 1 elektromagn. γ (Photon) ( W± 1 schwache Gravitation Z0 Graviton (postuliert) Masse 0 0 ( 1 2 rel. Stärke 80.4 GeV 91.2 GeV (0) 1 10−2 10−6 10−39 Die relativen Stärken hängen davon ab, was man genau miteinander vergleicht. (−→ http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/forces/couple.html#c1) Vorbemerkungen Grundlagen Gravitation Vergleich Gravitation ↔ Coulomb-Kraft: FG = G m1r2m2 FC = α q̂1r2q̂2 , α = e2 4π ≈ 1 137 , q̂i = qi e Vorbemerkungen Grundlagen Gravitation Vergleich Gravitation ↔ Coulomb-Kraft: FG = G m1r2m2 FC = α q̂1r2q̂2 , α = Gravitationskonstante: G = 6.67 · 10−11 Nm2 kg2 e2 4π ≈ 1 137 , q̂i = qi e Vorbemerkungen Grundlagen Gravitation Vergleich Gravitation ↔ Coulomb-Kraft: FG = G m1r2m2 FC = α q̂1r2q̂2 , α = e2 4π ≈ 1 137 , q̂i = qi e Gravitationskonstante: G = 6.67 · 10−11 ,,Planckmasse”: Nm2 kg2 = 1 , MP2 MP = 1.2 · 1019 GeV Ü Übungsaufgabe! Vorbemerkungen Grundlagen Gravitation Vergleich Gravitation ↔ Coulomb-Kraft: FG = G m1r2m2 FC = α q̂1r2q̂2 , α = e2 4π ≈ 1 137 , q̂i = qi e Gravitationskonstante: G = 6.67 · 10−11 ,,Planckmasse”: F Ü FG C = Nm2 kg2 = 1 , MP2 MP = 1.2 · 1019 GeV Ü Übungsaufgabe! m1 m2 137 q̂1 q̂2 (1.2·1019 GeV)2 Vorbemerkungen Grundlagen Gravitation Vergleich Gravitation ↔ Coulomb-Kraft: FG = G m1r2m2 FC = α q̂1r2q̂2 , α = e2 4π ≈ 1 137 , q̂i = qi e Gravitationskonstante: G = 6.67 · 10−11 ,,Planckmasse”: F Ü FG C = Nm2 kg2 = 1 , MP2 MP = 1.2 · 1019 GeV Ü Übungsaufgabe! m1 m2 137 q̂1 q̂2 (1.2·1019 GeV)2 zwei Protonen: q̂1 = q̂2 = 1, m1 = m2 ≈ 1 GeV ⇒ FG FC ∼ 10−36 Vorbemerkungen Für die meisten Probleme der ETP ist die Gravitation irrelevant und kann vernachlässigt werden. Grundlagen Vorbemerkungen Für die meisten Probleme der ETP ist die Gravitation irrelevant und kann vernachlässigt werden. Das Standard-Modell beschreibt die übrigen drei WW. Grundlagen Vorbemerkungen Grundlagen Für die meisten Probleme der ETP ist die Gravitation irrelevant und kann vernachlässigt werden. Das Standard-Modell beschreibt die übrigen drei WW. Die Gravitation wird erst wichtig, wenn Massen (Energien) der Größenordnung MP = 1.2 · 1019 GeV (≈ 20µg) auf teilchenphysikalische Volumina (∼ 1fm3 ) konzentriert sind. Vorbemerkungen Grundlagen Für die meisten Probleme der ETP ist die Gravitation irrelevant und kann vernachlässigt werden. Das Standard-Modell beschreibt die übrigen drei WW. Die Gravitation wird erst wichtig, wenn Massen (Energien) der Größenordnung MP = 1.2 · 1019 GeV (≈ 20µg) auf teilchenphysikalische Volumina (∼ 1fm3 ) konzentriert sind. Bsp.: kurz nach dem Urknall (Dimensionsanalyse: t < tP = 1 MP ≈ 5 · 10−44 s) Vorbemerkungen Grundlagen Für die meisten Probleme der ETP ist die Gravitation irrelevant und kann vernachlässigt werden. Das Standard-Modell beschreibt die übrigen drei WW. Die Gravitation wird erst wichtig, wenn Massen (Energien) der Größenordnung MP = 1.2 · 1019 GeV (≈ 20µg) auf teilchenphysikalische Volumina (∼ 1fm3 ) konzentriert sind. Bsp.: kurz nach dem Urknall (Dimensionsanalyse: t < tP = 1 MP ≈ 5 · 10−44 s) Hier verliert das SM seine Gültigkeit. Man benötigt eine Quantentheorie der Gravitation, die noch nicht existiert (Schwierigkeiten bei der Quantisierung der ART). Vorbemerkungen Grundlagen Für die meisten Probleme der ETP ist die Gravitation irrelevant und kann vernachlässigt werden. Das Standard-Modell beschreibt die übrigen drei WW. Die Gravitation wird erst wichtig, wenn Massen (Energien) der Größenordnung MP = 1.2 · 1019 GeV (≈ 20µg) auf teilchenphysikalische Volumina (∼ 1fm3 ) konzentriert sind. Bsp.: kurz nach dem Urknall (Dimensionsanalyse: t < tP = 1 MP ≈ 5 · 10−44 s) Hier verliert das SM seine Gültigkeit. Man benötigt eine Quantentheorie der Gravitation, die noch nicht existiert (Schwierigkeiten bei der Quantisierung der ART). Im täglichen Leben und in der Kosmologie kann die Gravitation nicht vernachlässigt werden, da alle anderen WW auf diesen Distanzen klein oder abgeschirmt sind (| Np −Ne | Np 10−19 ). Vorbemerkungen elektromagnetische WW Austausch virtueller Photonen Grundlagen Vorbemerkungen Grundlagen elektromagnetische WW Austausch virtueller Photonen Beispiele: µ e γ Zeit e µ Elektron-Myon-Streuung Vorbemerkungen Grundlagen elektromagnetische WW Austausch virtueller Photonen Beispiele: µ e e γ γ Zeit e u µ Zeit e Elektron-Myon-Streuung Elektron-Quark-Streuung u Vorbemerkungen Grundlagen elektromagnetische WW Austausch virtueller Photonen Beispiele: µ e e e µ Zeit e Elektron-Myon-Streuung Elektron-Quark-Streuung Quark-Antiquark-Annihilation in e+ e− e e γ γ Zeit u γ u Zeit e u u µ Vorbemerkungen Eigenschaften: Die Teilchensorte wird durch Streuung am Photon nicht geändert, Grundlagen Vorbemerkungen Grundlagen Eigenschaften: Die Teilchensorte wird durch Streuung am Photon nicht geändert, ebenfalls nicht bei Annihilations- und Paarerzeugungsprozessen, wenn man die Antiteilchen als ,,rückwärts in der Zeit” laufende Teilchen interpretiert. Vorbemerkungen Grundlagen Eigenschaften: Die Teilchensorte wird durch Streuung am Photon nicht geändert, ebenfalls nicht bei Annihilations- und Paarerzeugungsprozessen, wenn man die Antiteilchen als ,,rückwärts in der Zeit” laufende Teilchen interpretiert. mγ = 0 Ü Reichweite = ∞ Vorbemerkungen Grundlagen Eigenschaften: Die Teilchensorte wird durch Streuung am Photon nicht geändert, ebenfalls nicht bei Annihilations- und Paarerzeugungsprozessen, wenn man die Antiteilchen als ,,rückwärts in der Zeit” laufende Teilchen interpretiert. mγ = 0 Ü Reichweite = ∞ Bsp.: Punktladung V∼ 1 r ⇒ |~E| ∼ 1 r2 Ü elektr. Fluss durch konzentrische Kugelschalen (Gauß): Φ= R S d~σ · ~E ∼ 4π r2 · 1 r2 = const. Vorbemerkungen Grundlagen Eigenschaften: Die Teilchensorte wird durch Streuung am Photon nicht geändert, ebenfalls nicht bei Annihilations- und Paarerzeugungsprozessen, wenn man die Antiteilchen als ,,rückwärts in der Zeit” laufende Teilchen interpretiert. mγ = 0 Ü Reichweite = ∞ Bsp.: Punktladung V∼ 1 r ⇒ |~E| ∼ 1 r2 Ü elektr. Fluss durch konzentrische Kugelschalen (Gauß): Φ= R d~σ · ~E ∼ 4π r2 · S ,,Nichts geht verloren.” 1 r2 = const. Ü Reichweite = ∞ Vorbemerkungen schwache WW Austausch virtueller W ± und Z 0 Grundlagen Vorbemerkungen Grundlagen schwache WW Austausch virtueller W ± und Z 0 1. Beispiel: β-Zerfall des Neutrons n → p + e− + ν̄e Vorbemerkungen Grundlagen schwache WW Austausch virtueller W ± und Z 0 1. Beispiel: β-Zerfall des Neutrons n → p + e− + ν̄e p udu e W elementarer Prozess: d → u + e− + ν̄e udd n νe Vorbemerkungen Grundlagen schwache WW 2. Beispiel: Λ-Zerfall p π udu du Λ → p + π− W elementarer Prozess: s → u + d + ū uds Λ Vorbemerkungen Grundlagen schwache WW 2. Beispiel: Λ-Zerfall p π udu du Λ → p + π− W elementarer Prozess: s → u + d + ū uds Λ νµ e 3. Beispiel: µ− -Zerfall µ− → e− + νµ + ν̄e W µ νe Vorbemerkungen Grundlagen schwache WW 4.Beispiel: Elektron-Neutrino-Streuung e− + νe → e− + νe νe e νe Ζ0 e e W νe e νe
