Quantenfeldtheorie und das Standardmodell der Teilchenphysik: Eine Einführung

Description

Dieses Lehrbuch bietet Studierenden der Physik eine Einführung in die Quantenfeldtheorie und die Grundlagen des Standardmodells der Teilchenphysik. Ausgehend von den Inhalten, die in den Grundvorlesungen zur Theoretischen Physik im Bachelorstudiengang vermittelt werden, schlägt das Buch eine Brücke von der relativistischen Quantenmechanik über die klassische Feldtheorie zur Quantenfeldtheorie und deren Anwendung auf die im Standardmodell vereinigten fundamentalen Wechselwirkungen zwischen Elementarteilchen. Sukzessive werden die elektromagnetische, die starke und die schwache Wechselwirkung phänomenologisch eingeführt, als Quantenfeldtheorie formuliert und ihre experimentelle Überprüfung diskutiert. Mithilfe von Zusammenfassungen und Übungsaufgaben am Ende jedes Kapitels können Leser den Inhalt Revue passieren lassen und das erlernte Wissen anwenden. Schritt für Schritt wird so das Standardmodell der Teilchenphysik entwickelt. Dieses stellt, spätestens mit der Entdeckung des Higgsteilchens im Jahre 2012 am CERN in Genf, eine vollständige, in sich geschlossene Theorie der bis 2018 experimentell überprüften Teilchenphysik dar. Das Buch ermöglicht schon Studierenden am Ende des Bachelors die Theorie und deren faszinierende Präzision nachzuvollziehen. Front Matter ....Pages I-XIII Einführung (Owe Philipsen)....Pages 1-9 Teilchen in klassischer Mechanik und Quantenmechanik (Owe Philipsen)....Pages 11-27 Relativistische Wellengleichungen (Owe Philipsen)....Pages 29-67 Klassische Feldtheorie (Owe Philipsen)....Pages 69-88 Quantentheorie freier Felder (Owe Philipsen)....Pages 89-111 Wechselwirkende Felder (Owe Philipsen)....Pages 113-129 Störungstheorie (Owe Philipsen)....Pages 131-160 Quantenelektrodynamik (Owe Philipsen)....Pages 161-185 Abelsche und nichtabelsche Eichtheorien (Owe Philipsen)....Pages 187-200 Phänomenologie der starken Wechselwirkung (Owe Philipsen)....Pages 201-215 Quantenchromodynamik (Owe Philipsen)....Pages 217-237 Phänomenologie der schwachen Wechselwirkung (Owe Philipsen)....Pages 239-246 Das Glashow-Salam-Weinberg-Modell der elektroschwachen Wechselwirkung (Owe Philipsen)....Pages 247-269 Das Standardmodell der Teilchenphysik (Owe Philipsen)....Pages 271-279 Neutrinomassen (Owe Philipsen)....Pages 281-288 Back Matter ....Pages 289-323