Elementare Teilchen: Von Den Atomen Über Das Standard-Modell Bis Zum Higgs-Boson

ISBN-13: 9783642325786 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 750 str.

Jorn Bleck-Neuhaus

Opis

Der aktuelle Wissensstand der Kern- und Elementarteilchenphysik hat eine wechselvolle Entstehungsgeschichte, oft gekennzeichnet durch schockierend neue Begriffsbildungen, die sich bis heute auch den Physik-Studierenden nur unter Muhen erschlieen. Dieses Buch nutzt die kontroversen und zugleich lehrreichen Entwicklungsprozesse selber fur den Zugang zu den schwierigen neuen Konzepten.

Es macht verstandlich, wie das physikalische Bild von den kleinsten Teilchen heute aussieht und warum es so und nicht anders entstanden ist: vom Nachweis der Existenz der Atome bis zum derzeitigen Standard-Modell der Elementarteilchenphysik, in einem standigen Wechselspiel zwischen etablierten theoretischen Modellen, bestatigenden oder widersprechenden experimentellen Befunden, zuweilen umstrittenen neuen Begriffsbildungen, verbesserten Experimenten usw. - ein Prozess, der sicher auch kunftig weiter geht.

Leitschnur der Darstellung ist eine auch im Detail moglichst nachvollziehbare Argumentation. Physik-Studierende vor ihrem B.Sc.-Abschluss werden sich Kenntnisse uber die subatomare Physik aneignen konnen, die zum Allgemeinwissen ihres Fachs zahlen. Auch fur Physik-Lehrende an Schulen oder Hochschulen durfte diese neue Darstellung interessant sein. Die neue Auflage wurde auf den neuesten Wissenstand gebracht, insbesondere erste Ergebnisse vom LHC sind eingeflossen.

Grundthema ist die Suche nach den letzten Bausteinen der Materie mit den Mitteln der Physik. Die bahnbrechenden Funde, die dabei seit Beginn des 20. Jahrhunderts gemacht werden konnten, zeigten die Grenzen der Klassischen Physik und zwangen zu neuen physikalischen Begriffsbildungen. Die nun einsetzende Moderne Physik hat sich mit ihrem schrittweise entstehenden neuen Bild von der Welt in wissenschaftlicher, philosophischer, technologischer, militärischer, politischer, gesellschaftlicher Hinsicht schon aufs deutlichste ausgewirkt, doch ist die Entwicklung noch keineswegs abgeschlossen.

Spis treści

Einführung: Atome, und die zwei ersten wirklichen Elementarteilchen.- Radioaktive Strahlen und der Weg ins Innere der Atome.- Entdeckung des Atomkerns mit den Mitteln der klassischen Physik.- Masse und Bindungsenergie der Kerne, Entdeckung von Proton und Neutron.- Stoßprozesse quantenmechanisch.- Physik der Radioaktiven Strahlen.- Struktur der Kerne: Spin, Parität, Momente, Anregungsformen, Modelle.- Nukleare Energie, Entwicklung der Sterne, Entstehung der Elemente.- Photon und Elektron – was Elementarteilchen sind und wie sie wechselwirken: Die Quantenelektrodynamik.- Das Elektron als Fermion und Lepton.- Teilchenzoo der Hadronen.- Schwache Wechselwirkung und gebrochene Symmetrien.- Quarks, Gluonen, Starke Wechselwirkung.- Standard-Modell der Elementarteilchenphysik.- Zwölf wesentliche Ergebnisse der Elementarteilchenphysik.

O autorze

Prof. Dr. Jörn Bleck-Neuhaus lernte Physik in Göttingen und Berlin und ist seit 1973 Professor für Kernphysik an der Universität Bremen. Mit besonderem Augenmerk widmet er sich der Vermittlung von gutem physikalischem Fachwissen einschließlich des Umgangs mit den Schwierigkeiten mit den begrifflichen Grundlagen der Modernen Physik. Zu seiner Berufserfahrung gehören sechs Jahre Aufbau eines Physik-Studiengangs in der „Dritten Welt“.

Blurb

Der aktuelle Wissensstand der Kern- und Elementarteilchenphysik hat eine wechselvolle Entstehungsgeschichte, oft gekennzeichnet durch schockierend neue Begriffsbildungen, die sich bis heute auch den Physik-Studierenden nur unter Mühen erschließen. Dieses Buch nutzt jene kontroverse und zugleich lehrreiche Entwicklung, um den Lernenden einen besseren Zugang zu den neuen Konzepten zu ermöglichen. Es macht verständlich, wie das physikalische Bild von den kleinsten Teilchen heute aussieht und warum es so und nicht anders entstanden ist: Beginnend beim Nachweis der Atome bis hin zum derzeitigen Standard-Modell der Elementarteilchenphysik und dem Higgs-Boson. So gewinnen Lesende einen Eindruck jenes großen Gebietes, das im ständigen Wechselspiel zwischen etablierten theoretischen Modellen, bestätigenden oder widersprechenden experimentellen Befunden, zuweilen umstrittenen neuen Begriffsbildungen und verbesserten Experimenten entstanden ist – ein Prozess, der sicher auch künftig weitergeht.

Leitschnur der Darstellung ist eine auch im Detail möglichst nachvollziehbare Argumentation. Physik-Studierende vor ihrem B.Sc.-Abschluss werden sich so Kenntnisse über die subatomare Physik aneignen können, die zum Allgemeinwissen ihres Fachs zählen. Auch für Physik-Lehrende an Schulen oder Hochschulen dürfte diese neue Darstellung interessant sein. Die zweite Auflage wurde auf den aktuellsten Wissenstand gebracht, insbesondere sind erste Ergebnisse des LHC eingeflossen.

Der Autor

Prof. Dr. Jörn Bleck-Neuhaus lernte Physik in Göttingen und Berlin und ist seit 1973 Professor für Kernphysik an der Universität Bremen. Mit besonderem Augenmerk widmet er sich der Vermittlung von physikalischem Fachwissen einschließlich des Umgangs mit den Schwierigkeiten mit den begrifflichen Grundlagen der Modernen Physik. Zu seiner Berufserfahrung gehören sechs Jahre Aufbau eines Physik-Studiengangs in der „Dritten Welt“.

Über die erste Auflage

„Der Autor legt besonderes Gewicht auf die begrifflichen Grundlagen und eine sorgfältige und lückenlose Argumentation. … In die Kapitel eingestreut sind Verständnisfragen, die zur Auseinandersetzung mit dem Stoff anregen sollen. Vorausgesetzt werden mathematische Grundkenntnisse der Quantenmechanik. Das Werk ist insbesondere geeignet für Studenten ab dem 5. Semester sowie für Physiklehrende an Schulen und Hochschulen.“

(Michael Mücke, in: ekz-Informationsdienst, 2010, 2010/28)