pdf - Institut für Experimentelle Kernphysik

Kapitel 1
Einführung
1.1 Das Standardmodell
Ziel der Hochenergiephysik ist es, den Aufbau der Materie aus elementaren Teilchen und deren Wechselwirkungen
[1] untereinander zu verstehen. Nach unseren heutigen Vorstellungen, die durch das
Standardmodell (SM) beschrieben werden, besteht die Materie aus 2 Arten von Teilchen: Leptonen
und Quarks, die über verschiedene Wechselwirkungen (WW) miteinander kommunizieren. Diese
Wechselwirkungen werden durch sogenannte Feldteilchen vermittelt. Die Tabellen 1.1 und 1.2 fassen
das SM zusammen.
Leptonen Quarks
Elektron (e − ) Elektron-Neutrino (ν e −) up (u) down(d)
Myon (µ − ) Myon-Neutrino (ν µ −) charm (c) strange (s)
Tau (τ − ) Tau-Neutrino (ν τ −) top (t) bottom (b)
Positron (e + ) Anti-Elektron-Neutrino (ν e +) Anti-up (u) Anti-down (d)
Anti-Myon (µ + ) Anti-Myon-Neutrino (ν µ +) Anti-charm (c) Anti-strange (s)
Anti-Tau (τ + ) Anti-Tau-Neutrino (ν τ +) Anti-top (t) Anti-bottom (b)
Tabelle 1.1: Elementarteilchen
Wechselwirkung Austauschteilchen An der WW nehmen teil
elektromagnetische WW Photon (γ) e ± ,µ ± ,τ ± , alle Quarks
schwache WW W- und Z-Bosonen (W ± ,Z0) alle Leptonen und Quarks
starke WW Gluon (g) alle Quarks
Tabelle 1.2: Wechselwirkungen und ihre Austauschteilchen
Eine der großen offenen Fragestellungen ist die Herkunft der Masse dieser Elementarteilchen. Bislang
gibt es nur Spekulationen dazu, wie z.B. den Higgs-Mechanismus, der im Rahmen des SM
ein zusätzliches Teilchen, das Higgsboson H0, fordert. Der im Bau befindliche große Proton-Proton-
Kollider LHC 1 am CERN 2 soll diese Frage beantworten. Darüberhinaus besteht die große Hoffnung,
1 Large Hadron Collider
2 Centre Européene pour la Recherche Nucléaire
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