Die schwache Wechselwirkung in Kern-, Teilchen- und Astrophysik

InhaltsverzeichnisN Notationen.N.1 Natürliche Einheiten.N.2 Relativistische Großen.N.3 Operatoren und Matrizen.N.4 Vektoren.N.5 Symbole für mathematische Operationen.N.6 Dirac-Matrizen.N.7 Isospin.N.8 Zur Bezeichnung von Teilchen, Teilchenzuständen und Teilchenoperatoren (Feldoperatoren).1 Elementarteilchen und Wechselwirkungen — Überblick.1.1 Die elementaren Bausteine der Materie.1.2 Die elementaren Wechselwirkungen und die Feldquanten.1.3 Quantenzahlen und Erhaltungsgrößen in Kern- und Elementarteilchenphysik.2 Klassische Theorie der schwachen Wechselwirkung, Kernbetazerfall.2.1 Phänomenologie des Kernbetazerfalls.2.2 Vier-Fermionen-Punkt-Wechselwirkung.2.3 Formalismus des Kernbetazerfalls.2.4 Doppel-Betazerfall.2.5 Grenzen der klassischen Theorie.3 Kernstruktur und Betazerfall.3.1 Allgemeine Bedeutung.3.2 Betazerfall und kollektive Kernanregungen.3.2.1 GT-Zerfall und Ladungsaustauschreaktionen.3.3 Summenregeln für erlaubten Betazerfall.3.4 Kernmatrixelemente für den ß-Zerfall.3.5 Quenching der Gamow-Teller-Stärke.3.6 Matrixelemente für den Doppel-Betazerfall.4 Eichtheorien.4.1 Das Eichprinzip.4.2 SU(2), eine Vorstufe zur schwachen Wechselwirkung.4.3 Spontane Symmetriebrechung.5 Die Glashow-Weinberg-Salam Theorie der elektroschwachen Wechselwirkung.5.1 Die Verkopplung von schwacher und elektromagnetischer Wechselwirkung.5.2 Hadronischer schwacher Strom auf Quarkebene.5.3 Tests der GWS-Theorie.5.4 Kernbetazerfall als schwache Wechselwirkung der Quarks.6 Die schwache Wechselwirkung im Rahmen der Großen Vereinigungstheorien.6.1 Was versteht man unter einer großen Vereinigung?.6.2 Die minimale Losung (Georgi-Glashow-Modell).6.3 SO(10), die einfachste Erweiterung von SU(b).6.4 Supersymmetrische GUT-Modelle.7 Neutrinos.7.1 Majorana- contra Dirac-Neutrinos.7.2 Neutrinos innerhalb der GUT-Modelle.7.3 Möglichkeiten experimenteller Prüfung der Natur der Neutrinos.8 Schwache Wechselwirkung und Astrophysik.8.1 Der Kollaps schwerer Sterne und die schwache Wechselwirkung.8.2 Die Synthese der schweren Elemente im Universum.9 GUT und Kosmologie.9.1 Das kosmologische Standardmodell.9.2 Grenzen des Standardmodells.9.3 Inflation.9.4 Die kosmologische Konstante A.9.5 Neutrinos im Kosmos.A Anhang.A.1 Relativistisch invariante Bewegungsgleichungen der Quantenmechanik.A.1.1 Die Klein-Gordon-Gleichung.A.1.2 Die Dirac-Gleichung.A.2 Zweite Quantisierung, Feldoperatoren.A.2.1 Erzeugungs- und Vernichtungsoperatoren.A.2.2 Quantenfelder.A.3 Lagrange-Formalismus.A.3.1 Lagrangedichte des Dirac-Feldes.A.3.2 Lagrangedichte eines Elektrons mit elektromagnetischer Wechselwirkung, Feynman-Diagramme.A.4 Diskrete Symmetrien eines Dirac-Feldes.A.4.1 Paritätstransformation.A.4.2 Ladungskonjugation (Teilchen-Antiteilchen-Konjugation).A.4.3 Zeitumkehr.A.4.4 Händige Dirac-Felder, Ladungskonjugation und CP-Konjugation.A.5 Lie’sche Gruppen und kontinuierliche Symmetrietransformationen.A.5.1 Definition einer Lie’schen Gruppe.A.5.2 Darstellungen einer Gruppe.A.5.4 Das Noether-Theorem.A.5.5 Das Wigner-Eckart-Theorem.L Literaturverzeichnis.S Sachverzeichnis.