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Verbindung zwischen Teilchenphysik und Kosmologie: Ausdehnung des Universums (Edwin Hubble, 1929) v = H0 ∙ d große Entfernung entspricht großer Fluchtgeschwindigkeit Daraus folgt im Umkehrschluss: • Das Universum hatte einen Anfang (Urknall, Big Bang) • Es entstand vor ca. 13 Milliarden Jahren aus einer Singularität • Frühe Phase ist gekennzeichnet durch kleine Abstände und hohe Temperaturen d.h. hohe Energien Ursuppe aus Elementarteilchen Oliver Pooth Seminar: Einführung in das Standardmodell
Geschichte des Universums: THEMEN DER WISSENSCHAFT q g q e – e + m t n Urknall m t n t = 10 –44 s T = 10 32 K E = 10 19 GeV Erläuterungen der Symbole: W Z Quark, Antiquark Gluon Elektron, Positron Myon, Antimyon Tauon, Antitauon Neutrino, Antineutrino W + , W – , Z 0 -Bosonen t = 10 –37 s T = 10 28 K E = 10 15 GeV qq qq q Inflation m e + n g Meson Baryon Ion Atom m Nach der heutigen Vorstellung haben sich die Elementarteilchen aus Warum im Standardmodell beantworten und die Entwicklung des Universums der Urmaterie des Urknalls »herauskristallisiert«. Der Urknall und die kurz nach dem Urknall beschreiben. Entwicklung des frühen Universums sind ein Thema, das Elementarteilchenphysiker und Astronomen gleichermaßen herausfordert. Die- Seminar: aber sehr Einführung gute Argumente in dafür, das Standardmodell dass Astronomen und Kosmologen haben Oliver Pooth die q m e – t q q W n t t Z q t m e – n n g e + Photon Stern Galaxie mögliche Überreste der Dunklen Materie t t = 10 –10 s T = 10 15 K E = 10 2 GeV Schwarzes Loch g t q t t n m g q n m m q e – g q e + n m e – e – e + e + e – q qq q n e + n t = 10 –5 s T = 10 12 K E = 10 –1 GeV Elementarteilchenphysik Theorie und Kosmologie n qq qq q n n qq q qq q qq q t = 10 2 s T = 10 9 K E = 10 –4 GeV VON BOGDAN POVH e e + e – e + n Experiment e – n n n n t = 3 10 5 a T = 3000 K E = 3 10 –10 GeV n 3-K-Hintergrund entsteht n Die Vorgeschichte Alle großen Fortschritte in der Astronomie waren eng an die Entwicklungen der Beobachtungsmethoden des Weltraums einerseits und an die neuen experimentellen und theoretischen Errungenschaften der Physik andererseits gekoppelt. Mit der Newtonschen Gravitationstheorie im 17. Jahrhundert war das Sonnensystem theoretisch verstanden. Damit war auch die erste Periode der astronomischen Beobachtungen, mit denen sich fast alle alten Kulturvölker intensiv beschäftigt haben, abgeschlossen. Die Newtonsche Gravitationstheorie, die wir heute, wie ich spä- n t = 10 9 a T = 15 K E = 10 –12 GeV n n n t = 12 10 9 a T = 2.7 K E = 2.3 10 –13 GeV n n Heute Aber erst im 20. Jahrhundert konnte die Frage nach der inneren Struktur der Sterne und deren Entwicklung angegangen werden. Zwei Gründe gab es dafür. Die ersten im Labor beobachteten Kernreaktionen haben deutlich demonstriert, dass die Energien, die dabei freigesetzt werden, millionenfach größer sind als jene, welche durch chemische Reaktionen zu gewinnen sind. Deswegen konnte Arthur Eddington bereits 1920 mit gutem Gewissen vorschlagen, dass die Sterne aufgrund von Kernreaktionen leuchten. Schon in den dreißiger Jahren war die Verbrennung von Wasserstoff zu Helium in n n n ex Er W ne de ge im sc En H te se ge un m en M de El ge St ve Be gi G fa ne po na Ko no de de sc G da ne hä ne tra te au m se D
Seite 1 und 2: Einführung in das Standardmodell d
Seite 3 und 4: Das Standardmodell in aller Kürze:
Seite 5: Struktur der Materie: Kosmologie As
Seite 9 und 10: Untersuchung kleiner Strukturen: Di
Seite 11 und 12: Teilchendetektoren: LEP Tunnel Delp
Seite 13 und 14: Aufbau des Protons/Neutrons: • 19
Seite 15 und 16: Die fundamentalen Fermionen: Die un
Seite 17 und 18: Materie - Antimaterie: Antimaterie
Seite 19 und 20: Die Massen fundamentaler Fermionen:
Seite 21 und 22: Wechselwirkungen Oliver Pooth Semin
Seite 23 und 24: Kräfte: Kräfte werden durch Teilc
Seite 25 und 26: Feynman Diagramme: Bsp.: Møller St
Seite 27 und 28: Elektromagnetische Wechselwirkung:
Seite 29 und 30: Starke Wechselwirkung: • Ladung:
Seite 31 und 32: Alle vier Kräfte und ihre Ladungen
Seite 33 und 34: Gruppensymmetrie in der Teilchenphy
Seite 35 und 36: Symmetrie Klassifikation: • Globa
Seite 37 und 38: Lokale Eichinvarianz - (z.B. QED):
Seite 39 und 40: • Existenz eines Photonfeld + Wec
Seite 41 und 42: Konsequenzen (schwache WW): • Exi
Seite 43 und 44: Konsequenzen (starke WW): • Exist
Seite 45 und 46: Elektroschwache Vereinigung: • Gl
Seite 47 und 48: Experimentelle Tests Oliver Pooth S
Seite 49 und 50: Direkte Beobachtung der Gluonen: kt
Seite 51 und 52: e + e ! + ! + + " + µ # + # µ , d
Seite 53 und 54: Partialbreiten für den Zerfall in
Seite 55: Materie ist aufgebaut aus p, n, e E

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