Kernphysik

SS 2013, HHU Duesseldorf, Prof. Dr. Thomas Heinzel
Vorlesung: Kern- und Elementarteilchenphysik, inoffizielle Mitschrift
by: Christian Krause, Matr. 1956616 5 KERNKRÄFTE + KERNMODELLE
E Coulomb =
e2 1
4πε 0 r
E Coulomb = 1 r c = 3 · 10−26 1 r
e 2
4πε 0
= 2 · 10 −28 1 r
Anwendung 2: Austauschteilchen hat Ruhemasse m 0
∆t ! ≤
t
∆E ≤
m 0 c 2
V max = c: Reichweite r ≤ c · ∆t ≤
⇒ Reichweite ist begrenzt.
m 0 c
→ Coulomb-WW ist langreichweitig, weil Photon keine Ruhemasse hat.
→ Starke WW: r 0 ≈ 1, 4fm ⇒ m 0 (Austauschteilchen) ≥ 140 MeV
5.3 π-Mesonen (Pionen): Austauschteilchen der Nukleon-Nukleon-WW
Baryonen schwer, p, n
Mesonen mittelschwer, π ± , π 0
Leptonen leicht
Baryonen, Mesonen = Hadronen, unterliegen der starken WW
∃ drei π-Mesonen:
π 0 : q=0, m π 0=135,0 MeV/c 2 , s=0 τ = 8, 4 · 10 −17 s Zerfall: 98,9% π 0 → 2γ, 1,1%π 0 → e − + e + + γ
π ± : q=±e, m π ±=139,6 MeV/c 2 , s=0 τ = 2, 6 · 10 −8 s Zerfall: 100% π + → µ + + ν µ , 100%
π − → µ − + ν µ
µ − = Myon, µ + =Antimyon, ν µ =Myon-Neutrino
Vorhersage des Pion: 1935, Yukawa, Exp. Nachweis: 1947 p + p → π + + n
Bei E 200 MeV in p-n, p-p, n-n Streuung: Emission von π-Mesonen
p-p-Streuung:
p+p → p+p +π 0
p+p → p+n +π +
p-n-Streuung:
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