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E5: Kern- und Teilchenphysik – Folien zur Vorlesung

Folien zur Vorlesung E5

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14.02. vorläufiges Gesamtskript zur Vorlesung mit den nachfolgend aufgelisteten Einzelthemen und Abschnitten (ca. 31 MBytes) PDF

Datum Themen Folien Links
15.10. Einführung PDF       
16.10. Einheiten, Kinematik, Wirkungsquerschnitt, Luminosität PDF  
22.10. differentieller Wirkungsquerschnitt, Rutherford-Streuung PDF  
23.10. globale Kerneigenschaften, Kernmasse, Massenzahl, Kernladung, Massenspektrometer, Elementhäufigkeiten PDF   
29.10. magnetisches Moment, Rabi-Experiment, Kernspinresonanz PDF    
30.10. Bindungsenergie, Fermigas-Modell, Tröpfchenmodell, Weizsäcker-Formel PDF    
5.11. Tal der Stabilität, Schalenmodell, magische Zahlen PDF    
6.11. Spontane Kernumwandlung, Zerfallsgesetz, Aktivität, Lebensdauer, Zerfallskette, Stabilitätskriterien PDF   
12.11. Stabilitätskriterien Beta-Zerfall, Nuklidkarte PDF   Nukildkarte des National Nuclear Data Center  
13.11. Neutrinohypothese, Neutrinonachweis, Alpha-Zerfall, Gamov-Modell, Coulombwall, Tunneleffekt PDF    
19.11. Geiger-Nuttal-Regel, spontane und induzierte Kernspaltung PDF   
20.11. Spaltbarriere, Spaltungsparameter, Kernspaltungsreaktor, Kernfusion, Transurane, gamma-Zerfall, EJ-/MJ-Multipolmoden, Kernisomerie, Mößbauer-Effekt, Dosimetrie PDF   
26.11. natürliche Strahlung, Wechselwirkung geladener Teichen mit Materie, Cerenkov-Effekt, max. kinetische Energie Tmax, effektives Ionisationspotential PDF  Rechnung zu Tmax
27.11. Bethe-Bloch-Formel, Energieverlust, Bremsvermögen, Reichweite, Bragg-Peak, Landau-Verteilung, Bremsstrahlung, kritische Energie, Strahlungslänge, Photoeffekt, Comptoneffekt PDF   
3.12. Paarbildung, Einführung zu Detektoren, Größe der Ionisationsladung PDF  Herleitung zur Formel p=qBR
4.12. Gasgefüllte Detektoren, Zählrohrprinzip, Ionisations-, Proportional-, Auslöse-Zähler (Geiger-Müller), Driftdetektorprinzip und Ortsmessung, Impulsmessung, Glückstern-Formel,  Halbleiter-Detektoren, anorganische und organische Szintillations-Detektoren und Zeitmessung PDF   
10.12. Kalorimeter und Energiemessung, homogenes und Sampling-Kalorimeter, elektromagnetische Schauerentwicklung PDF   
11.12. elektrostatische Beschleuniger, van de Graaff-Beschleuniger, Tandem-Beschleuniger, Hochfrequenz-Beschleuniger, Linear-Beschleuniger (Widerö, Alvarez), Synchrotron, starke Fokussierung (alternating gradient), FODO-Struktur, fokus. und defokus. Quadrupol, Betatron-Oszillation,  Phasenfokussierung, Synchrotron-Oszillation, Synchrotron-Strahlung PDF   
17.12. Fermis 2.goldene Regel, Wechselwirkungs- Hamiltonoperator, Matrixelement, Zustandsdichte, Phasenraum, Herleitung Rutherford-Wirkungsquerschnitt PDF   
18.12. Mott-Wirkungsquerschnitt, Formfaktor, mittlerer quadratischer Kernradius, Elektronenstreuung am Nukleon, Korrektur des Rückstoßes, Effekt des Nukleonenspins PDF   
7.1. elektr.&magnet. Formfaktor der Nukleonen, mittlerer quadratischer Ladungsradius des Protons, Kinematik der tiefinelastischen Elektron-Nukleon-Streuung PDF   
8.1. inelastische Elektron-Proton-Streuung, Delta-Resonanzen, Strukturfunktionen F1, F2, Struktur des Proton, Callan-Gross-Relation, Partondichtefunktion, Bedeutung/Interpretation der Strukturfunktion, Valenzquarks, Gluonen, Seequarks PDF   Herleitung von d2sigma/dxdQ2 
14.1. Hadronen, Baryonen, Baryonzahl, Baryonzahlerhaltung, Mesonen, Quarks, Quantenzahlen der Quarks: elektr. Ladung, Baryonzahl, starker Isospin, Strangeness, Charm, Beauty, Truth PDF   
15.1. Addition des starken Isospins, Pion-Triplett, Konstruktion des Meson-Oktetts, Baryon-Dekuplett und -Oktett, Entdeckung des Omega-, Postulat der Farbladung, experimentelle Evidenz der Farbladung (R-Verhältnis), Noether-Theorem, kontinuierliche Symmetrien PDF   
21.1. diskrete Symmetrien: Parität, Ladungskonjugation, Zeitumkehr, Intrinsische Parität von Elementarteilchen PDF   
22.1. Leptonen, Fermitheorie der schwachen Wechselwirkung, Punktwechselwirkung, Fermikonstante GF, Neutron-Lebensdauer und -Zerfallsbreite, Fermi-Kurie-Diagramm, Helizität, Wu-Experiment zur Paritätsverletzung im schwachen Zerfall PDF   
28.1. Neutrino-Helizität (Goldhaber-Experiment), pi--Zerfall und Helizitätsunterdrückung PDF   
29.1. Fermi-Theorie als Niederenergienäherung, intermediäre Vektorbosonen W+, W-, schwacher Isospin, Lepton- und Quark-Isospindubletten, W-Boson Isospin-Triplett, W3-Boson, neutrale und geladene Stromreaktionen, Entdeckung des neutralen Stroms in der Gargamelle-Blasenkammer am CERN PDF   
4.2. Einführung zur Glashow-Salam-Weinberg Theorie der elektroschwachen Wechselwirkung, schwache Hyperladung, B-Boson, Photon und Z0-Boson als Linearkombinationen aus W3 und B PDF   
5.2. Relation zwischen elektromagnetischer (ge) und schwacher Ladung (gW), schwacher Mischungswinkel, W+, W-, Z0-Entdeckung an SPS mit UA1, UA2, Präzisionsmessungen an LEP mit OPAL (ALEPH, DELPHI, L3), Zahl der leichten Neutrinofamilien, spontane Symmetriebrechung und Higgsmechanismus zur Erklärung der W+, W-, Z0-Massen, Analogiebeispiel Ferromagnetismus, Higgs-Hintergrundfeld mit VEV, Higgs-Boson, Fragen und offene Probleme des Standardmodells und mögliche Erweiterungen PDF