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By Carl Freytag, Wolfgang W. Osterhage

Dieses Buch erklärt die physikalischen Grundlagen und die Technologien der Elementarteilchenforschung und beschreibt allgemeinverständlich Teilchenbeschleuniger und -detektoren sowie ihr Zusammenspiel. An einigen Meilensteinen der Forschung – von der Erzeugung von Transuranen über die Entdeckung exotischer Mesonen bis zum Higgs-Boson – zeigen die Autoren den Weg von der Theorie über das scan zum Forschungsergebnis auf.

Gravitonen, Higgs-Teilchen, Neutrinos und Quarks – das Interesse an den kleinsten uns bekannten Teilchen ist seit Jahrzehnten ungebrochen und rückt damit auch die Laboratorien in den Blick, die an die Grenzen der Physik vorstoßen: Neben dem größten Experimentierfeld, das wir haben – dem Universum selbst - sind es die gigantischen Maschinen der Elementarteilchenphysik in Großforschungseinrichtungen wie dem CERN und dem DESY. Mit ihnen versuchen Forscher weltweit unter Einsatz extrem hoher Energien Zustände zu simulieren, wie sie zum Beginn unseres Universums kurz nach dem Urknall herrschten.

Anschaulich und klar geschrieben richtet sich dieses Buch an alle, die wissen wollen, wie guy entdeckt, used to be die Welt im Innersten zusammenhält.

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1 Absorptionsspektrum. Atomlinienserie infolge der Absorption durch Natrium. © MaureenV, Wikimedia Commons, in the public domain der Sonnenoberfläche, die von Atomen in der Sonnenatmosphäre selektiv absorbiert wird: Das Resultat sind die berühmten dunkeln Linien im Sonnenspektrum, die Joseph von Fraunhofer (1787–1826) schon 1814 entdeckt hat (s. als Beispiel Abb. 1). Die Spektralanalyse wird seit etwa 1860 zur Klassifizierung und Untersuchung chemischer Substanzen betrieben, auch von Wasserstoff (Abb.

In dem anderen System werden die Ereignisse entsprechend zu den Zeiten t10 und t20 (und den Orten x10 und x20 ) registriert. 24) Wenn nun im ersten System die Ereignisse zur gleichen Zeit stattfinden, wenn also t2 t1 beziehungsweise t D 0 gilt, 28 Wie man Elementarteilchen entdeckt findet man im zweiten System t 0 ¤ 0, also t20 ¤ t10 . Mit anderen Worten: Zwei Ereignisse, die für einen Beobachter in einem Inertialsystem gleichzeitig stattfinden, geschehen für einen Beobachter in einem dazu bewegten Inertialsystem zu verschiedenen Zeiten.

Um eine genauere Vorstellung von der Speziellen Relativitätstheorie zu bekommen, müssen wir aber zunächst einen Schritt zurückgehen. Die Galilei-Transformation In der klassischen, nichtrelativistischen Mechanik wechselt man zwischen zwei nicht beschleunigten, geradlinig bewegten Koordinaten- bzw. Bezugssystemen („Inertialsystemen“) mit der nach Galileo Galilei (1564–1642) benannten Transformation. 13) Hierbei sind x; y; z die räumlichen Koordinaten im ersten System und x 0 ; y0 ; z 0 die Koordinaten im zweiten, welches sich mit der Geschwindigkeit v relativ zum ersten in x-Richtung bewegt, t ist die Zeitkoordinate.

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