Die etwas andere Welt der Teilchenphysik:

Größe: px
Ab Seite anzeigen:

Download "Die etwas andere Welt der Teilchenphysik:"

Transkript

1 Die etwas andere Welt der Teilchenphysik: Begriffs- und Vorstellungsänderungen auf der Reise in den Mikrokosmos Michael Kobel TU Dresden FOS/BOS Fachbetreuertagung, Michael Kobel

2 I. Grundsatzbetrachtungen II. Teilchenphysik-Konzepte für die Schule II.1. Quantenobjekte ohne Welle/Teilchen II.2. Wie klein/strukturlos sind Teilchen? II.2. Wechselwirkungen: Potenziale und Kräfte II.3. Ladungen und Kopplungsparameter III. Feynmandiagramme IV. Ausblick

3 I. Grundsätzliche Betrachtungen Stärken der Astro-/Teilchenphysik Faszination der fundamentalen Fragen Faszination der Begriffe (Urknall, Antimaterie) Faszination der experimentellen Aufbauten (CERN) Grundlagenforschung als Kulturgut und intellektueller Gewinn Herausforderungen Teilchenphysik in Schulcurricula wenig vertreten Suche nach Antworten auf noch nie selbst gestellte Fragen Große Zahl neuer Begriffe in kürzester Zeit Viele neue Konzepte und Vorstellungen Herstellung des Bezugs zur Erfahrungswelt 3

4 Wie vorgehen? Historisch? Meilensteine der Theorie: unzählige Experimente Schafft man nicht mal an der Uni! 1917: NOETHER: Symmetrietheorem : DIRAC, JORDAN, WIGNER, HEISENBERG, PAULI, FERMI: Quantenelektrodynamik QED 1932: FERMI: Fermi-Theorie der schwachen Wechselwirkung 1933: YUKAWA: Mesonentheorie zur starken Wechselwirkung 1941: PAULI Eichtheorie der QED 1949: FEYNMAN, TOMONAGA, SCHWINGER Renormierung und Feynman-Diagramme 1961: GLASHOW Elektroschwache Mischung und Eichtheorie 1964: GELL-MANN, ZWEIG Quarks 1965: HAN, NAMBU, GREENBERG starke Farbladung HIGGS, BROUT, ENGLERT, KIBBLE, HAGEN, GURALNIK Spontane Symmetriebrechung zur Massenerzeugung SALAM, WEINBERG Standardmodell der Elektroschwachen Wechselwirkung: QFD 1971 T HOOFT, VELTMAN Beweis der Renormierbarkeit des Standardmodells 1973 GROSS, POLITZER, WILCZEK, FRITZSCH,WEINBERG Standardmodell der Starken Wechselwirkung: QCD Einstiegsvorschlag: Kosmologie 1. Konkretes Beispiel, Anknüpfen an Bekanntes: Elektron 2. Das große Bild der Kosmologie 3. Wissenschaftliche Ziele

5 I.1. Das Elektron und die Kosmologie Kleinere W-Masse Tatsächlicher Ablauf Kleinere d-quarkmasse Kleinere Elektronmasse View Online: Download: : Massen von Elementarteilchen bestimmen den Ablauf der Kosmologie Wissenschaftler wollen zunächst verstehen, was Masse ist, um danach versuchen, die Werte zu verstehen

6 Bedeutung der Elektronmasse (bekanntes Teilchen!) fi Gelegenheit zur Diskussion mit Jugendlichen(was wäre wenn?) fi Elektron: Einfluss auf Größen- und Energieskala der Atome (Moleküle, Festkörper, Lebewesen, ) Elektronmasse (und Stärke a em = der elektromagnetischen Wechselwirkung) regieren atomare Energien und Radien fi Bindungsenergie steigt mit m e 1 137, E 0 ( m e ) = H- Atom: Z 2 a a 2 em 2 em m c m c e e 2 2 = 13, 6 ev fi Größe der Atomhülle fällt mit 1 / m e r 0 ( m e ) = h Za m c em e 6

7 I.2. Teilchenphysik und Kosmologie (Energie <-?-> Zeit ) Was ist die Verbindung <-?-> : TEMPERATUR! (Kompression = Erwärmung)

8 Suche nach der Grundidee des Universums ( Weltformel ) S S S S S LHC: Nachstellen der Prozesse zwischen Elementarteilchen s nach dem Urknall Teilchenbeschleuniger: LHC LEP Geschichte der Physik Zurück zum Urknall

9 II.1 Das Theoriegebäude Theorie = Standardmodell der Teilchenphysik Was es sicher nicht ist: Sogar der große Enrico Fermi sagte einmal zu seinem Studenten (und zukünftigen Nobelpreisträger ) Leon Lederman, "Junger Mann, wenn ich mich an all die Namen dieser Teilchen erinnern könnte, wäre ich besser Botaniker geworden!"

10 Standardmodell = Elementare Bausteine? 1. Elementare Bausteine sind eine herausragende experimentelle Erkenntnis x eine weitere Substruktur ist so gut wie ausgeschlossen! später 2. Aber: sind nicht die theoretische Grundidee des Standardmodells x Anordnung weder vorhergesagt, noch bisher nachträglich verstanden! 3. Bergen außerdem Gefahr des reines Auswendiglernens 4. Die Elementarteilchen sind die Spieler in einer Welt, in der sich die Spielregeln = Wechselwirkungen aus Symmetrien herleiten lassen

11 II.1. Teilchen-Welle Dualismus Wichtig:"Skalen"diskussion Wie klein sind Elementarteilchen? und sind sie Teilchen und/oder Welle? Quarks Elektron < m Atomkern Zucker- Molekül Fußballfeld Proton Neutron Atom Fliege Mensch Ausdehnung in m :10 :

12 Lehrplan BOS Bayern

13 Meine Kommentare Positiv Es wird von statistischer Deutung gesprochen Es wird von Wahrscheinlichkeitswelle gesprochen (allerdings nur bei Materiewellen, warum nicht auch bei Photonen?) Negativ Bei Licht/Photonen ist gleichberechtigt (?) von Wellenmodell und Teilchenmodell die Rede Besser wäre (~ grob analog zu Wasserwellen) Klassisch: viele Photonen lassen sich durch elektromagnetische Wellen beschreiben (ähnlich: Wasser = viele Moleküle) z.b: ein Handy sendet Photonen / Sekunde zum Satellit eine Welle aus 1 Liter Wasser hat 3x10 25 Wassermoleküle Quantenmechanisch: einzelne Photonen sind Teilchen, (ähnlich wie Wassermoleküle) deren Nachweiswahrscheinlichkeit Wellencharakter aufweisen kann (QM: prinzipiell auch möglich bei einzelnen Wassermolekülen!).

14 Dualismus wird oft missverstanden! Ziel der folgenden Folien ist zu zeigen: Photonen, Elektronen, Quarks etc. sind Teilchen (sogar *Elementarteilchen* = strukturlos) Ihre Nachweiswahrscheinlichkeit kann Wellencharakter zeigen, was aber nicht heißt, das das Objekt selber Wellencharakter hat Ein Dualismus Teilchen Welle ist völlig überflüssig und ist sehr missverständlich Es gibt eine einheitliche Beschreibungsweise, bei der nur der klassische Bahnbegriff aufgegeben wird Darstellung ohne Formeln Richard Feynman on Quantum Mechanics Part 1 - Photons Corpuscles of Light 36:11 37:48 und 39:06 40:45

15 Nachweiswahrscheinlichkeit ohne Bahnbegriff Richard P. Feynman: QED- Die seltsame Theorie von Licht und Materie Berechnung der Nachweiswahrscheinlichkeit bei P: Wahrscheinlichkeitsamplitude für jeden Weg kann durch Vektorpfeil (Betrag und Richtung) beschrieben werden Richtung des Vektorpfeils hängt von Laufzeit ab. Wahrscheinlichkeit ist Quadrat der vektoriellen Summe aller Pfeile die Summe wird von (nahezu) geradlinigen Wegen dominiert

16 i) Beschreibung klassischer Phänomene Vereinfachung zur Diskussion

17 Sammellinse

18 ii) Beugungsphänomene Effekte Kleiner Strukturen (Spalte, Gitter, Hindernisse) Klein ~ Größe der (klassischen!) Wellenlänge Lassen nicht mehr alle Wege zu Erlauben große Amplituden an mehreren Orten (Beugung, Interferenz)

19 Einige Bemerkungen Nur bei Photonen? Nein, das ist ganz genauso bei *allen* Teilchen (elementaren und zusammengesetzten,von Proton - > Fullerene) Was ist das Besondere? Der Bahnbegriff ist obsolet geworden Teilchen können (scheinbar) gleichzeitig an mehreren Orten sein Analog: Teilchen können auch gleichzeitig in mehreren Zuständen sein (Beispiel: Neutrinos) Bei der Messung findet man jedes einzelne Teilchen nur an einem Ort und/oder in einem Zustand (mit der korrekten statistischen Nachweiswahrscheinlichkeit) Seltsam? Ja, aber die Natur ist so! Wir beschreiben nur, was wir in der Natur vorfinden

20 Quantenobjekte Analogie zu makroskopischen Wellen? Mathematisch tatsächlich vorhanden über die Phase der Wellenfunktion (<-> Pfeile) Oft missverstanden als Eigenschaft der Quanten ( Das Elektron ist (manchmal) eine Welle ) Wellenartig ist (z.b. beim Elektron) aber nur die örtliche/zeitliche Nachweiswahrscheinlichkeit als punktförmiges = Strukturloses Teilchen. Der Welle/Teilchen Dualismus ist ein sehr gefährliches irreführendes und m.e. heute bedeutungsloses Bild Als historische Episode (Begriffsbildung!) aber nützlich Die heutige Teichenphysik beschreibt alle Quantenobjekte einheitlich und ohne Dualismus graphisch-mathematisch: Feynmandiagramme

21 Heisenberg sche Unschärfe II.2. Wie klein/strukturlos sind Teilchen? Praktischer: Δx Δpc ħc = 0,2 GeV fm 0,2 GeV fm = 200 ev nm setzt alle Skalen von Festkörper -> Atom -> Teilchenphysik Drei nützliche Aspekte dieser Beziehung 1. begrenzt Meßgenauigkeit für Ort und Impuls 2. beschreibt Aufenthaltsgebiet ( Orbital ) von Teilchen mit Impulskomponente p x = 0.. Δp x 3. Beschreibt Treffgenauigkeit Δx = Auflösungsvermögen bei Impulsübertrag Δp in Streuprozessen Untersuchung der Punktförmigkeit = Strukturlosigkeit von Quantenobjekten wie Elektronen, Myonen, Quarks,.

22 Teilchenstrahlen als Mikroskope Sehen = Abbilden Wurfgeschoß (Projektil) Zielobjekt Nachweis (Detektor) Wichtig: Auflösungsvermögen Treffgenauigkeit = 2 GeV fm / Impulsübertrag Dp (in GeV/c), zum Beispiel: 0,2 µm bei Dp = 1 ev/c (sichtbares Licht) 1 fm bei Dp = 0,2 GeV/c (a-strahlen bei Rutherford) 0,2 fm bei Dp = 1 GeV/c (Teilchenstrahlen, z.b. Elektronen) >0,15µm

23 Abtasten mit hochenergetischen Projektilen Elektronen Neutrinos Messung von Objektformen u. Größen Beobachtung der Beugungsmuster in der Nachweiswahrscheinlichkeit

24 Auflösungsvermögen der Teilchenphysik 50/60er Jahre: pc ~ 0,1-1 GeV Δx Δpc ~ ħc = 0,2 GeV fm Ladungsverteilung von Kernen Δx ~ 0,2-2 fm Ladungsverteilung und nicht-punktförmigkeit des Protons (Hofstadter, 1956) 70/90er Jahre: pc ~ GeV Δx ~ 0,02 0,002 fm Quarks als strukturlose Objekte im Proton entdeckt (SLAC, 1970, HERA am DESY ) 2010/20er Jahre: pc ~ GeV Δx ~ 0,002 0,000.2 fm (= 0,2 Attometer)

25 Elastische Elektron-Nukleon Streuung Beugungsmuster = Formfaktoren (Povh, Abb. 5.6) sind Fouriertransformierte der elektrischen Ladungsverteilung des Objekts -> Erkennen von Form und Ausdehnung des Objekts

26 Formfaktoren u. Ladungsverteilungen von Kernen Kerne haben Ausdehnung von einigen fm Protonen haben Ausdehnung von ca 0.9 fm

27 e-p Kollisionen bei HERA am DESY Untersuchung der Struktur des Protons strukturlose Quarks Gute Broschüre: Das Supermikroskop HERA : 30 GeV e fi p 800 GeV

28 Evidenz für Quarks (bereits am SLAC, 1970) - Formfaktor F(Δp² =: q 2 ) wird konstant, - punktförmige Konstituenten (im Rahmen der Auflösung) - HERA: Quarks sind auch bei Δx ~ 0,002 fm = 2 Attometer strukturlos

29 Untersuchung von Elektronen und Photonen OPAL am LEP(CERN): e + e - gg bei s:=e SP > 205 GeV Elektronen + Photonen ebenfalls strukturlos bis hinunter zu 0,001 fm Zeit

30 Schlussfolgerung Wäre das Elektron ein gebundener e - =(XY) - Zustand: X und Y wären auf Raum Δx ~ 0,002 fm gebunden hätten daher Impuls*c = Energie von je ~ 100 GeV Daher nach E=Mc² auch Massensumme M=200 GeV/c² M = kev/c² Damit die Elektronmasse 511 kev/c² sein kann, müsste die Bindungsenergie E B = kev/c² auf ~ 1 /Millionstel genau die Massensumme (fast) aufheben Woher sollte solch ein Zufall kommen? Elektronen, Neutrinos, Quarks, Photonen sind sehr sicher Strukturlose Elementarteilchen Nicht aus anderen Objekten zusammengesetzt Wir haben die kleinsten Materiebausteine gefunden! und diese sind Teilchen!

31 II.3. Zentraler Begriff: Wechselwirkung Pierers Universallexikon: Wechselwirkung, das Verhältnis zweier gleichzeitig vorhandener Gegenstände, vermöge dessen sie füreinander in gewissen Beziehungen zugleich als Ursache und als Wirkung aufgefasst werden. In der Teilchenphysik sogar mehr als das Alle(!) Vorgänge in der Natur lassen sich zurückführen auf nur 4 Fundamentale Wechselwirkungen 3 dieser Wechselwirkungen werden im Standardmodell erklärt Diese vereinigen die Phänomene Entstehung, Kraft u. Zerfall

32 Einteilung (Aufgabe für Jugendliche) Welche Kräfte gehören zu welcher fundamentalen Wechselwirkung? Schwerkraft Kernkraft Coulomb-Kraft Reibungskraft Muskelkraft Motorkraft Woran könnte es liegen, dass wir von manchen Wechselwirkungen nichts merken? Von welchen? Welche können wir direkt spüren? Gravitation Elektromagnetismus Welche der beiden ist stärker?

33 Ein Beispiel: Noch ein Beispiel: F F Coulomb Newton =

34 Ordne die Stärke der Wechselwirkungen! Verbreiteter Fehler: z.b. (keine der schlechtesten Physikseiten!) Dies geht nicht eindeutig!

35 Die Ordnung der WW-Stärke hängt vom Abstand ab! Kernphysik Teilchenphysik Wir

36 TAFEL: Reichweiten, Potenzielle Energien, Kopplungen

37 Wechselwirkung- Ladung - Kopplung Jede Wechselwirkung hat eigene Botenteilchen Botenteilchen koppeln nur an Teilchen mit entsprechender Ladung Ladung der Materieteilchen Botenteilchen Kopplung der Botenteilchen (bei 100 GeV) Kopplungsparameter Starke Wechselwirkung Starke Farb -Ladung Rot, Blau, Grün Gluonen g g s = 1.2 a S = g 2 S 4 p Schwache Wechselwirkung Schwache Isospin -Ladung e - + 1/2 I 3 W = Ł-1/2ł n Weakonen (W +,W -,Z) g w = 0.6 g a 2 = W W 4p Elektromagnetismus Elektrische Ladung Q = -1, + ⅔, -⅓, Photonen g g e = e = 0.3 SI: g e = e ε hc 0 a g 2 e = 4 p Gravitation Supersymmetrie??? Gravitonen?? G N

38 Grundlegende Erkenntnis des Standardmodells Zu jeder Wechselwirkung gehört eine Ladung Nur Teilchen mit entsprechender Ladung spüren Wechselwirkung Wechselwirkung erfolgt über Austausch von Botenteilchen

39 Die Ordnung der WW-Stärke hängt vom Abstand ab! Kernphysik Teilchenphysik Wir

40 II.3: Ladung Ladung ist kein Stoff! beschreibt die Sensitivität von Teilchen bezüglich der jeweiligen Wechselwirkung Eigenschaften: Ladungen sind Additiv Ladung(A+B) = Ladung(A) + Ladung(B) Ladungen kommen nur in Vielfachen einer kleinsten Ladung vor Ladung ist erhalten, d.h. sie entsteht weder neu, noch geht sie verloren

41 Neues über Ladung Es gibt 3 völlig verschiedene Ladungen (für jede WW des Standardmodells eine) Diese können Vektorcharakter haben (!) Die Teilchen ordnen sich bezüglich dieser Ladungen in Multipletts Warum genau diese Anordnung im Periodensystem der Teilchen? immernoch unverstanden! Elektrische Ladung Q Schwache Ladung I W 3 Starke Ladung Blau Grün Rot +2/3 +1/2-1/3-1/2 0 +1/2-1 -1/2

42 Materialien des Netzwerk Teilchenwelt Steckbriefe der Teilchen (hier: Materieteilchen) Gelegenheit zu eigenen Aktivitäten ordnen, diskutieren, vertraut werden Stabile Materie in unserer Umgebung besteht nur aus Teilchen der ersten Generation: Elektronen, Up- und Down-Quarks. Von ihnen gibt es je zwei massereichere, instabile Kopien mit gleichen Ladungen (2. und 3. Generation).

43 Antimaterie Zu jedem Bausteinteilchen existiert ein Antiteilchen mit umgekehrten Vorzeichen von allen Ladungen Sonst sind alle Eigenschaften (Masse, Lebensdauer) gleich Aus Botenteilchen können paarweise Materie- und Antimaterieteilchen entstehen Umgekehrt können sie sich paarweise wieder zu Botenteilchen (nicht: Energie ) vernichten m Z 2E e

44 Antimaterie Zu jeder Materieteilchensorte gibt es eine Antiteilchensorte mit gleicher Masse und entgegengesetzten Ladungen. 45

45 III. Feynmandiagramme Theorievorhersage: Eindeutiges Set von fundamentalen Vertices für jede Wechselwirkung Bilden Grundlage von Feynman-Diagrammen zur Beschreibung von Reaktionen, die auf Abständen << fm ablaufen Alle Prozesse sind Kombination solch fundamentaler Vertices Andere Prozesse können nicht stattfinden! Zeit z.b. Beta zerfall des Neutrons Anm: Pfeilrichtung symbolisiert Antiteilchen Es läuft trotzdem in der Zeit nach rechts

46 TAFEL: Feynmandiagramme,Ladungen und Kopplungen

47 Beispiel: Messung der Z Zerfälle Das Z Teilchen ist nicht stabil Wandelt sich nach 3x10-25 s in andere Teilchen um Produktion und Zerfall als Feynmandiagramm: e + e - Z 0 Z 0 Z 0 Zeit

48 Z0-Zerfall in ein Tau-Antitau-Paar Z0-Zerfall in ein Elektron-Positron- Paar Z0-Zerfall in ein Myon-Antimyon- Paar Z0-Zerfall in ein Quark-Antiquark- Paar (aus denen Jets entstehen) Ereignisbilder eines LEP-Experimentes 1000 solcher Ereignisse werden von Jugendlichen (100 je Gruppe) analysiert und kategorisiert

49 Feynmandiagramme und Wechselwirkungen Wechselwirkung: Beide Gegenstände sind Ursache und Wirkung ( Einstein: raumartige Ereignisse: beobachterabhängig ) Umwandlung des Wasserstoff p e - W + n Erster Nachweis von Antineutrinos aus Kernkraftwerken p W + n e n n e e + p p e - W - W - n n n e n e e + b + und b - - Umwandlungen von Kernen p W + n e + n e n W - p e - n e

50 Beispiel: schwache Isospin-Ladung? v Zugrundeliegende Symmetrie genau dieselbe wie bei Spin v Vektor mit 3 Komponenten Spin S = (S x, S y, S z ) im Ortsraum Schwacher Isospin I W = (I 1W, I 2W, I 3W ) im abstrakten schwachen Isospinraum v Messbar nur: Gesamter Betrag eine Komponente (meist gewählt: die 3.) sie beiden anderen sind unscharf v Darstellung in Multipletts in I 3 W Ł - + W I ł : + n e n m u e d F,,...,,...,,...,,..., - - Łe ł Ł m ł Łd ł Łn e ł Łu ł ŁF = ł Ł v + H( x) ł I W Ł - 1ł : W Z W Ł ł

51 Ladungserhaltung Erhaltung der schwachen Ladung I 3 W bei wichtigen Prozessen: (der Vektorcharakter von I hier nicht wichtig, es genügt I 3 W ) K-Elektron Einfang in Atomen p +½ -½ +½ -½ -½ +½ -½ +½ e - W + Erster Nachweis von Antineutrinos aus Kernkraftwerken p +½ -½ +½ -½ W + -½ +½ -½ +½ b + und b - - Umwandlungen von Kernen n n e n n e e + +½ p n -½ -½ n p +½ W + e + n e p e - p W - W - +½ e - -½ +½ -½ n n e n n e e + W - n e

52 Messungen bis 2010: Z-Zerfälle bei LEP Z 0 Zugängliche Forschungsmethode: Vergleich der Häufigkeiten Gemeinsame Diskussion: e, µ, t haben gleiche Eigenschaften Quarks kommen 5x3 Mal zu häufig vor 5 Quark-Sorten x 3 starke Farbladungen In Einklang mit LEP Ergebnissen, publiziert in: Physics Reports, Mai

53 Rückschlüsse auf Ladungen Es gibt 3 völlig verschiedene Ladungen (eine für jede WW des Standardmodells) Die Teilchen ordnen sich bezüglich dieser Ladungen in Multipletts Gleiche Ladungen = Gleiche Reaktionsraten der zugehörigen Wechselwirkung Z-Zerfälle identisch in e,µ,t gleiche schwache Ladungen ( Leptonuniversalität ) Elektrische Ladung Q Schwache Ladung I W 3 Starke Ladung Blau Grün Rot +2/3 +1/2-1/3-1/2 0 +1/2-1 -1/

54 IV Ausblick: Gesamtes Standardmodell der Teilchenphysik "erfunden" von , gültig bis heute Fundamentale Wechselwirkungen zwischen Teilchen erfordern Botenteilchen (Austauschteilchen) sind aus Symmetrien ableitbar!! Bausteine der Welt Träger von Ladungen Spielen nach Regeln der entsprechenden Wechselwirkungen Massenmechanismus Symmetrien verbieten Teilchenmassen!! Herkunft der Teilchenmassen noch unbekannt Hypothese: Higgsmechanismus, Nachweis: Higgs-Teilchen Errungenschaft des Standardmodells beschreibt *alle* bekannten Prozesse Ist (derzeit) DIE grundlegende Theorie der Physik

55 Michael Kobel 56 Lagrangedichte des Standardmodells = derzeitige Weltformel : Dies ist eigentlich nur eine in spezieller Form geschriebene Energiedichte! auf CERN T-shirt, Tasse und Mouse Pad

56 Von der Lagrangedichte zu den Vertices Wechselwirkungen zwischen Boten und Bausteinen -> am Besten verstanden Forschung in Dresden Botenteilchen unter sich: emag Wellen, Sellbstkopplung Higgs mit Bausteinen und Boten Massen der Bausteine und Botenteilchen Erzeugung und Zerfälle des Higgs Teilchens Higgsteilchen unter sich noch nicht beobachtet -> nächster Beschleuniger

57 Bedeutung Aufstellung der Terme dieser Weltformel : Natur verlangt Invarianz unter 3 Symmetrien ( lokalen Umeichungen ) Terme, die die Symmetrie nicht erfüllen, sind verboten Symmetrie lässt sich nur mit Hilfe von Wechselwirkungen erfüllen -> lokale Eichsymmetrie ist Ursache der Wechselwirkungen Erläuterung der Formel: Jedem Term entspricht in dieser Reihenfolge elektromagnetische Wellen und Wechselw. zw. Botenteilchen Wechselwirkung zwischen Baustein- und Botenteilchen Massen der Bausteinteilchen und WW mit BEHiggs-Feld WW der Botenteilchen BEHiggs-Feld und Higgs-Teilchen Alle Prozesse lassen sich mit Hilfe dieser Formel vorhersagen (Maxwell-Gleichungen: Licht, Magnetismus, Elektromotor, Radiowellen, Kernphysik: a,b,g - Zerfälle, Brennen von Sternen )

58 Why are all the interactions so similar in their structure? There are a number of possibilities: The first is the limited imagination of physicists: When we see a new phenomenon, we try to fit it in the framework we already have until we have made enough experiments we don t know that it doesn t work It s because physicists have only been able to think of the same damn thing, over and over again. Another possibility is that it is the same damn thing over and over again that Nature has only one way of doing things, and She repeats her story from time to time. A third possibility is that things look similar because they are aspects of the same thing some larger picture underneath Richard. P. Feynman, The strange theory of light and matter Princeton University Press, 1985 Die seltsame Theorie des Lichts und der Materie Piper Taschenbuch, 9,95

59 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Ich hoffe, manche Anregungen waren nützlich, denn: Schneeschnee.de

Die etwas andere Welt der Teilchenphysik:

Die etwas andere Welt der Teilchenphysik: Die etwas andere Welt der Teilchenphysik: Begriffs- und Vorstellungsänderungen auf der Reise in den Mikrokosmos Michael Kobel TU Dresden Netzwerk Teilchenwelt 22.04.2014 Materialworkshop CERN, Michael

Mehr

Wie arbeitet ein Teilchenphysiker? Das Standardmodell, Detektoren und Beschleuniger.

Wie arbeitet ein Teilchenphysiker? Das Standardmodell, Detektoren und Beschleuniger. Grafik 2 Vorstellung des Instituts für Kern- und Teilchenphysik Wie arbeitet ein Teilchenphysiker? Das Standardmodell, Detektoren und Beschleuniger. Dipl. Phys. Kathrin Leonhardt 1 Grafik 2 Auf den Spuren

Mehr

Vorlesung Struktur der Materie, (in Vertretung: Michael Kobel)

Vorlesung Struktur der Materie, (in Vertretung: Michael Kobel) Vorlesung Struktur der Materie, 15.6.09 (in Vertretung: Michael Kobel) Überblick/WH: Prinzipien der Wechselwirkungen Entdeckung der Botenteilchen Erkenntnisse aus e + e - Vernichtung Zahl der Farbladungen

Mehr

Auf den Spuren der Elementarteilchen

Auf den Spuren der Elementarteilchen Auf den Spuren der Elementarteilchen Beschleuniger und Detektoren Z Produktion und Zerfall Teilchenidentifikation Zusammenhang mit Kosmologie Internationaler Schülerforschungstag, Dresden, 20.3.2007 Michael

Mehr

Michael Kobel, Schülertag Internationale Masterclasses, Dresden

Michael Kobel, Schülertag Internationale Masterclasses, Dresden Masterclasses mit LHC Daten Auf Augenhöhe mit der aktuellen Forschung Michael Kobel (TU Dresden) Schülertag Internationale Masterclasses, Dresden 19.03.2012 Michael Kobel, Schülertag Internationale Masterclasses,

Mehr

Teilchenphysik. Was wir heute wissen. Philipp Lindenau Dresden Herzlich willkommen!

Teilchenphysik. Was wir heute wissen. Philipp Lindenau Dresden Herzlich willkommen! Teilchenphysik Was wir heute wissen Philipp Lindenau Dresden 14.03.2016 Herzlich willkommen! Teil 1: Einführung Warum Teilchenphysik? Warum Teilchenphysik? Interesse und Neugier! Erkenntnisgewinn über

Mehr

Elementarteilchenphysik

Elementarteilchenphysik Masterclass 2010 Elementarteilchenphysik Robert Harlander Bergische Universität Wuppertal 17. Februar 2010 Robert Harlander Masterclass Uni Wuppertal p. 1 Elementarteilchenphysik Zentrale Fragen: Was sind

Mehr

Elementarteilchenphysik

Elementarteilchenphysik Masterclass 2011 Elementarteilchenphysik Robert Harlander Bergische Universität Wuppertal 9. März 2011 Robert Harlander Masterclass Uni Wuppertal p. 1 Elementarteilchenphysik Zentrale Fragen: Was sind

Mehr

Faszination Teilchenphysik. Michael Kobel, TU Dresden Seminargruppe PH Dresden

Faszination Teilchenphysik. Michael Kobel, TU Dresden Seminargruppe PH Dresden Faszination Teilchenphysik Michael Kobel, TU Dresden Seminargruppe PH Dresden 19.9.2015 Menschliche Neugier Camille Flammarion (1842-1925), Astronom Schrieb 50 populäre Bücher und Manuskripte, beginnend

Mehr

Faszination Teilchenphysik. Michael Kobel, TU Dresden MINT-EC Schulleitertagung 28./

Faszination Teilchenphysik. Michael Kobel, TU Dresden MINT-EC Schulleitertagung 28./ Faszination Teilchenphysik Michael Kobel, TU Dresden MINT-EC Schulleitertagung 28./29.11.2014 Menschliche Neugier Camille Flammarion (1842-1925), Astronom Schrieb 50 populäre Bücher und Manuskripte, beginnend

Mehr

Elementarteilchen. wie wir sie bei LHC sehen können

Elementarteilchen. wie wir sie bei LHC sehen können Elementarteilchen und wie wir sie bei LHC sehen können Manfred Jeitler Institut für Hochenergiephysik der Öt Österreichischen ihi h Akademie Akd der Wissenschaften hft 1 Das Wasserstoffatom e - Photonaustausch

Mehr

Fundamentale Physik. < Grundfrage der Menschheit: woraus besteht, wie funktioniert alles? Teilchenphysik, Allgemeine Relativitätstheorie, Kosmologie

Fundamentale Physik. < Grundfrage der Menschheit: woraus besteht, wie funktioniert alles? Teilchenphysik, Allgemeine Relativitätstheorie, Kosmologie Fundamentale Physik > < Grundfrage der Menschheit: woraus besteht, wie funktioniert alles? Teilchenphysik, Allgemeine Relativitätstheorie, Kosmologie Phänomene Phänomene Schwerkraft Radiowellen Licht Phänomene

Mehr

Teilchenphysik. Christian Kurz. Masterclass

Teilchenphysik. Christian Kurz. Masterclass Masterclass 23.03.2009 Einige Grundfragen der Physik Woraus bestehen wir? Welches sind die fundamentalen Teilchen? Welches sind die Kräfte, die alles zusammen halten? Gibt es eine einfache, einheitliche

Mehr

Die Bausteine der Natur

Die Bausteine der Natur Die Bausteine der Natur Teilchenwelt - Masterclass 2011 Matthias Schröder, Jan Thomsen Fragen der Teilchenphysik Woraus bestehen wir und unsere Welt? Was sind die fundamentalen Kräfte in unserem Universum?

Mehr

Standardmodell der Materie und Wechselwirkungen:

Standardmodell der Materie und Wechselwirkungen: Standardmodell der Materie und en: (Quelle: Wikipedia) 1.1. im Standardmodell: sind die kleinsten bekannten Bausteine der Materie. Die meisten Autoren bezeichnen die Teilchen des Standardmodells der Teilchenphysik

Mehr

Teilchenphysik. Christian Kurz

Teilchenphysik. Christian Kurz Teilchenphysik Masterclass 14.03.2008 Einige Grundfragen der Physik Woraus bestehen wir? Welches sind die fundamentalen Teilchen? Welches sind die Kräfte, die alles zusammen halten? Gibt es eine einfache,

Mehr

Theoretische Einführung in das Standardmodell der Elementarteilchen. Vorlesung im WS 2008/09 Oliver Bär

Theoretische Einführung in das Standardmodell der Elementarteilchen. Vorlesung im WS 2008/09 Oliver Bär Theoretische Einführung in das Standardmodell der Elementarteilchen Vorlesung im WS 2008/09 Oliver Bär Organisatorisches Tausch der VL - Ueb Zeiten: Vorlesung Montags, 9:00 c.t. NEW 15 2 101 Uebung Freitags,

Mehr

Fortgeschrittene Experimentalphysik für Lehramtsstudierende. Teil II: Kern- und Teilchenphysik

Fortgeschrittene Experimentalphysik für Lehramtsstudierende. Teil II: Kern- und Teilchenphysik Fortgeschrittene Experimentalphysik für Lehramtsstudierende Markus Schumacher 30.5.2013 Teil II: Kern- und Teilchenphysik Prof. Markus Schumacher Sommersemester 2013 Kapitel1: Einleitung und Grundbegriffe

Mehr

Hands on Particle Physics Masterclass. Oliver Grünberg

Hands on Particle Physics Masterclass. Oliver Grünberg Hands on Particle Physics Masterclass Oliver Grünberg 1 Fahrplan 1. Einführungsvortrag (45 Min.) 2. Diskussion & Pause (20 Min.) 3. Einführung in die Messungen (30 Min.) 4. Datenauswertung & Pause (75

Mehr

Willkommen bei den Masterclasses!

Willkommen bei den Masterclasses! Hands on Particles Physics, International Masterclasses Willkommen bei den Masterclasses! Wie arbeitet ein Teilchenphysiker? Masterclasses, St. Afra, 18.5.2009 1 Ablauf des Tages 10:00 Uhr: Begrüßung 10:10

Mehr

1.3 Historischer Kurzüberblick

1.3 Historischer Kurzüberblick 1.3 Historischer Kurzüberblick (zur Motivation des Standard-Modells; unvollständig) Frühphase: 1897,,Entdeckung des Elektrons (J.J. Thomson) 1905 Photon als Teilchen (Einstein) 1911 Entdeckung des Atomkerns

Mehr

Standardmodell der Teilchenphysik

Standardmodell der Teilchenphysik Standardmodell der Teilchenphysik Eine Übersicht Bjoern Walk bwalk@students.uni-mainz.de 30. Oktober 2006 / Seminar des fortgeschrittenen Praktikums Gliederung Grundlagen Teilchen Früh entdeckte Teilchen

Mehr

Das Standardmodell der Teilchenphysik. Clara Fuhrer

Das Standardmodell der Teilchenphysik. Clara Fuhrer 1 Das Standardmodell der Teilchenphysik Clara Fuhrer 2 Das Standardmodell der Teilchenphysik Gliederung: Einführung Was ist das Standardmodell Die Elementarteilchen Leptonen Hadronen Quarks Die Wechselwirkungen

Mehr

Teilchenphysik Masterclasses. Das Leben, das Universum und der ganze Rest

Teilchenphysik Masterclasses. Das Leben, das Universum und der ganze Rest Teilchenphysik Masterclasses Das Leben, das Universum und der ganze Rest 1 Teil 1: Einführung Warum Teilchenphysik? 2 Fundamentale Fragen Wer? Wie? Wieviel? Was? Wo? Wann? Warum? 3 Warum Teilchenphysik?

Mehr

Von Quarks, Gluonen und Confinement

Von Quarks, Gluonen und Confinement Von Quarks, Gluonen und Confinement C. B. Lang 2006 Von Quarks, Gluonen und Confinement Christian B. Lang Institut f. Physik / Fachbereich Theoretische Physik Karl-Franzens-Universität Graz Von Quarks,

Mehr

Teilchenphysik. Was wir heute wissen. Philipp Lindenau TU Dresden Herzlich willkommen!

Teilchenphysik. Was wir heute wissen. Philipp Lindenau TU Dresden Herzlich willkommen! Teilchenphysik Was wir heute wissen Philipp Lindenau TU Dresden 10.03.2017 Herzlich willkommen! Inhalte dieses Vortrags 1. Einführung: Warum Teilchenphysik? 2. Theoretisches: Wie Physiker sich die Welt

Mehr

Auf der Suche nach den "elementaren" Bausteinen der Welt

Auf der Suche nach den elementaren Bausteinen der Welt Auf der Suche nach den "elementaren" Bausteinen der Welt 1. Die Entdeckung des Elektrons 2. Die Entdeckung des Positrons 3. Quantenfeldtheorie 4. Richard Feynman Leben und Persönlichkeit 5. Die Entdeckung

Mehr

Urknall rückwärts: Experimente an den Grenzen der Physik. Peter Schleper Universität Hamburg

Urknall rückwärts: Experimente an den Grenzen der Physik. Peter Schleper Universität Hamburg Urknall rückwärts: Experimente an den Grenzen der Physik Peter Schleper Universität Hamburg 4.11.2017 1 Teilchen + Kräfte Entwicklung des Universums Grenzen der Naturgesetze 2 Wasser H2O heizen: Rückwärts

Mehr

Ihm zu Ehren: Element 101 Mendelevium

Ihm zu Ehren: Element 101 Mendelevium 1. Einleitung Teilchenphysik im 19. Jahrhundert Das Periodensystem der Elemente Dmitri Iwanowitsch Mendelejew Am 6. März 1869 veröffentlichte er das Periodensystem der Elemente unter dem Titel Die Abhängigkeit

Mehr

Hands on Particle Physics Masterclass. Oliver Grünberg

Hands on Particle Physics Masterclass. Oliver Grünberg Hands on Particle Physics Masterclass Oliver Grünberg 1 Fahrplan 1. Einführungsvortrag (45 Min.) 2. Diskussion & Pause (20 Min.) 3. Einführung in die Messungen (30 Min.) 4. Datenauswertung & Pause (75

Mehr

6. Elementarteilchen

6. Elementarteilchen 6. Elementarteilchen Ein Ziel der Physik war und ist, die Vielfalt der Natur auf möglichst einfache, evtl. auch wenige Gesetze zurückzuführen. Die Idee hinter der Atomvorstellung des Demokrit war, unteilbare

Mehr

Teilchenphysik. Herzlich willkommen! Was wir heute wissen. Philipp Lindenau TU Dresden

Teilchenphysik. Herzlich willkommen! Was wir heute wissen. Philipp Lindenau TU Dresden Teilchenphysik Was wir heute wissen Philipp Lindenau TU Dresden 16.03.2018 Herzlich willkommen! Inhalte dieses Vortrags 1. Einführung: Warum Teilchenphysik? 2. Theoretisches: Wie Physiker sich die Welt

Mehr

Einheit 13 Subatomare Physik 2

Einheit 13 Subatomare Physik 2 Einheit 13 Subatomare Physik 2 26.01.2012 Markus Schweinberger Sebastian Miksch Markus Rockenbauer Subatomare Physik 2 Fundamentale Wechselwirkungen Das Standardmodell Elementarteilchen Erhaltungssätze

Mehr

Masterclasses mit LHC Daten: Auf Augenhöhe mit der aktuellen Forschung

Masterclasses mit LHC Daten: Auf Augenhöhe mit der aktuellen Forschung Masterclasses mit LHC Daten: Auf Augenhöhe mit der aktuellen Forschung Michael Kobel (TU Dresden) Lehrertag Internationale Masterclasses, Dresden 16.03.2012 Michael Kobel, Lehrertag Internationale Masterclasses,

Mehr

Higgs, B-Physik und Co. die ersten 4 Jahre Physik am LHC

Higgs, B-Physik und Co. die ersten 4 Jahre Physik am LHC Higgs, B-Physik und Co. die ersten 4 Jahre Physik am LHC Michael Schmelling MPI für Kernphysik Einführung in die Teilchenphysik Der LHC und das Higgs Teilchen Physik mit schweren Mesonen Zusammenfassung

Mehr

Teilchenphysik: Unsichtbares sichtbar machen. Thomas Trefzger

Teilchenphysik: Unsichtbares sichtbar machen. Thomas Trefzger Teilchenphysik: Unsichtbares sichtbar machen Thomas Trefzger Black_Hole_Final.mov 31.03.2008: Angst vor Weltuntergang - Amerikaner klagt gegen Teilchenbeschleuniger Walter Wagner hat Angst. Er fürchtet,

Mehr

Vom Standardmodell zur dunklen Materie

Vom Standardmodell zur dunklen Materie Vom Standardmodell zur dunklen Materie Atomismus, die Bausteine der Materie Wechselwirkungen und Kräfte Der heilige Gral der Teilchenphysik Offene Fragen Prof. Ch. Berger RWTH Aachen Teilchenphysik und

Mehr

PHYSIK AM FREITAG. 15. Januar 2016 Markus Leuenberger, 22. Januar 2016 Michele Weber. 29. Januar 2016 Susanne Reffert. 4. März 2016 Martin Rubin

PHYSIK AM FREITAG. 15. Januar 2016 Markus Leuenberger, 22. Januar 2016 Michele Weber. 29. Januar 2016 Susanne Reffert. 4. März 2016 Martin Rubin PHYSIK AM FREITAG 15. Januar 2016 Markus Leuenberger, Jungfraujoch: Forschung zwischen Himmel und Erde 22. Januar 2016 Michele Weber Der Nobelpreis in Physik 2015. Neutrinos: Geisterteilchen und Verwandlungskünstler

Mehr

Detektoren die Augen der Teilchenphysiker. Anja Vest

Detektoren die Augen der Teilchenphysiker. Anja Vest Detektoren die Augen der Teilchenphysiker Anja Vest Inhalt Motivation Beschleuniger Detektoren und Teilchenidentifikation Ableger ( Spin-offs ) der Teilchenphysik 2 Teilchenphysik = Hochenergiephysik Forscher

Mehr

Die Welt der kleinsten Teilchen

Die Welt der kleinsten Teilchen Die Welt der kleinsten Teilchen Woraus ist die Welt, woraus sind wir selbst gemacht? (Dank an Prof. Kolanoski und Prof. Kobel fuer die Ueberlassung einiger Folien) 1 Die Welt der kleinsten Teilchen Woraus

Mehr

Ein neues Teilchen am LHC Ist es ein Higgs-Boson?

Ein neues Teilchen am LHC Ist es ein Higgs-Boson? Ein neues Teilchen am LHC Ist es ein Higgs-Boson? Klaus Desch Physikalisches Institut der Universität Bonn Kontaktstudium 7. November 2012 1. Kontext: elementare Bausteine und Kräfte 2. Symmetrie als Konstruktionsprinzip

Mehr

Masterclasses Hands-on Particle Physics

Masterclasses Hands-on Particle Physics Masterclasses Hands-on Particle Physics - W.-Ostwald-Gymnasium Leipzig Donnerstag, 10. 03. 2011 Philipp Anger, Peter Steinbach Masterclasses Leipzig - Ablauf 9.00 10.10/20 Uhr Einführung 10.25 10.40 Uhr

Mehr

Das Standardmodell der Teilchenphysik: Symmetrien und Lagrangedichte

Das Standardmodell der Teilchenphysik: Symmetrien und Lagrangedichte Das Standardmodell der Teilchenphysik: Symmetrien und Lagrangedichte Netzwerk Teilchenwelt Workshop für Jugendliche CERN 13.11.2015 CERN Gliederung 1. Entwicklung des Standardmodells der Teilchenphysik:

Mehr

Teilchenphysik Masterclasses: Faszination Forschung für junge Menschen

Teilchenphysik Masterclasses: Faszination Forschung für junge Menschen Teilchenphysik Masterclasses: Faszination Forschung für junge Menschen Michael Kobel Institut für Kern- und Teilchenphysik, TU Dresden 1. Lehrerworkshop Netzwerk Teilchenwelt 13.10.2010 1) Ziele der Forschung

Mehr

Reise ins Innerste der Materie Eine Einführung in die Teilchenphysik

Reise ins Innerste der Materie Eine Einführung in die Teilchenphysik Reise ins Innerste der Materie Eine Einführung in die Teilchenphysik Christian Kiesling Max-Planck-Institut für Physik und Ludwig-Maximilians-Universität Max-Planck-Institut für Physik (Werner-Heisenberg-Institut

Mehr

Faszination Teilchenphysik im Unterricht Michael Kobel Netzwerk Teilchenwelt Zeuthen,

Faszination Teilchenphysik im Unterricht Michael Kobel Netzwerk Teilchenwelt Zeuthen, Faszination Teilchenphysik im Unterricht Michael Kobel Netzwerk Teilchenwelt Zeuthen, Herzlich willkommen! Netzwerk Teilchenwelt 24 Standorte in 12 Bundesländern insgesamt 26 Institute + CERN Leitung:

Mehr

Die Welt der Teilchen

Die Welt der Teilchen Die Welt der Teilchen Prof. André Schöning Physikalisches Institut Universität Heidelberg 1 Blick in die Tiefe des Universums 2 Blick in die Tiefe des Universums RAUM 3 Blick in die Tiefe des Universums

Mehr

Moderne Teilchenphysik Was sind Higgsfeld und Higgsteilchen und wie sucht man sie?

Moderne Teilchenphysik Was sind Higgsfeld und Higgsteilchen und wie sucht man sie? Fakultät Mathematik und Naturwissenschaften, Fachrichtung Physik Moderne Teilchenphysik Was sind Higgsfeld und Higgsteilchen und wie sucht man sie? Michael Kobel Technische Universität Dresden Alumni Treffen

Mehr

A. Straessner FSP 101 ATLAS. Lange Nacht der Wissenschaften 5. Juli 2013

A. Straessner FSP 101 ATLAS. Lange Nacht der Wissenschaften 5. Juli 2013 Das Higgs-Teilchen und der Ursprung der Masse Teilchenphysik am Large Hadron Collider A. Straessner Lange Nacht der Wissenschaften 5. Juli 2013 FSP 101 ATLAS Das Higgs-Boson 2 Das Higgs-Boson (genauer

Mehr

Tiefinelastische Streuung am Nukleon

Tiefinelastische Streuung am Nukleon Tiefinelastische Streuung am Nukleon Martin Häffner Seminar Kern-und Teilchenphysik WS 14/15 Lehrstuhl: Experimentalphysik I Gliederung Einleitung: Auflösung von Streuversuchen Rutherford Formfaktoren

Mehr

Hands on Particle Physics Masterclass. Oliver Grünberg

Hands on Particle Physics Masterclass. Oliver Grünberg Hands on Particle Physics Masterclass Oliver Grünberg 1 Fahrplan 1. Einführungsvortrag (45 Min.) 2. Diskussion & Pause (20 Min.) 3. Einführung in die Messungen (30 Min.) 4. Datenauswertung & Pause (75

Mehr

Weltmaschine auf. Die Liebe ist die Tochter der Erkenntnis: die Liebe ist umso glühender, je tiefer die Erkenntnis ist. (Leonardo da Vinci)

Weltmaschine auf. Die Liebe ist die Tochter der Erkenntnis: die Liebe ist umso glühender, je tiefer die Erkenntnis ist. (Leonardo da Vinci) Der Large Hadron Collider - Die "Weltmaschine" Weltmaschine auf der Suche nach den grundlegenden Symmetrien Michael Kobel Institut für f r Kern- und Teilchenphysik, TU Dresden Lehrertage der DPG, Dresden

Mehr

Das Higgsfeld - Entstehung eines kosmischen Supraleiters

Das Higgsfeld - Entstehung eines kosmischen Supraleiters Fakultät Mathematik und Naturwissenschaften, Fachrichtung Physik Das Higgsfeld - Entstehung eines kosmischen Supraleiters Michael Kobel Technische Universität Dresden Lehrerforbildung DESY Zeuthen 25.11.2013

Mehr

Neue Horizonte in der Teilchenphysik - Vom Higgs-Teilchen zur Dunklen Materie im Universum -

Neue Horizonte in der Teilchenphysik - Vom Higgs-Teilchen zur Dunklen Materie im Universum - Neue Horizonte in der Teilchenphysik - Vom Higgs-Teilchen zur Dunklen Materie im Universum - Prof. Dr. Karl Jakobs Physikalisches Institut Universität Freiburg Zielsetzung der Physik Einheitliche und umfassende

Mehr

HANDOUT FÜR TEILCHENPHYSIK-MASTERCLASSES

HANDOUT FÜR TEILCHENPHYSIK-MASTERCLASSES HINWEISE HANDOUT FÜR TEILCHENPHYSIK-MASTERCLASSES ATLAS-DATEN: () Liebe Vermittler, das vorliegende Handout unterstützt die Teilnehmer von Teilchenphysik-Masterclasses bei der Messung und ermöglicht ihnen

Mehr

Renormierung und laufende Quarkmassen. Beziehung zur Quantenelektrodynamik

Renormierung und laufende Quarkmassen. Beziehung zur Quantenelektrodynamik 6. Vorlesung 7. Die Protonmasse Die Energiedichte des QCD- Vakuums Hadron-Massen im statischen Quarkmodell Literatur: Perkins, Introduction to High Energy Physiscs Nukleon-Masse aus Gitter-Eichtheorie

Mehr

Durchbruch in der modernen Physik? Aktuelle Ergebnisse zur Suche nach dem Higgs Teilchen am CERN

Durchbruch in der modernen Physik? Aktuelle Ergebnisse zur Suche nach dem Higgs Teilchen am CERN Fakultät Mathematik und Naturwissenschaften, Fachrichtung Physik Durchbruch in der modernen Physik? Aktuelle Ergebnisse zur Suche nach dem Higgs Teilchen am CERN Michael Kobel Technische Universität Dresden

Mehr

Von der Entdeckung des Higgs-Teilchens zur Suche nach Dunkler Materie -Neues zur Forschung am LHC-

Von der Entdeckung des Higgs-Teilchens zur Suche nach Dunkler Materie -Neues zur Forschung am LHC- Von der Entdeckung des Higgs-Teilchens zur Suche nach Dunkler Materie -Neues zur Forschung am LHC- Prof. Karl Jakobs Physikalisches Institut Universität Freiburg Von der Entdeckung des Higgs-Teilchens

Mehr

Struktur der Materie II (L), Kern und Teilchenphysik

Struktur der Materie II (L), Kern und Teilchenphysik Struktur der Materie II (L), Kern und Teilchenphysik Dr. Martin zur Nedden, Humboldt Universität zu Berlin Vorlesung für das Lehramt Physik, Folien zur Vorlesung Berlin, Wintersemester 2002/2003 Struktur

Mehr

Bausteine der Materie

Bausteine der Materie Prof. Dr. Physik Heute 16. März 2006 15/03/06 / Page 1 Einige Grundfragen der Physik Woraus bestehen wir? Welches sind die fundamentalen Teilchen? Welches sind die Kräfte, die alles zusammenhalten? Gibt

Mehr

Das Unsichtbare sichtbar machen

Das Unsichtbare sichtbar machen `Hands on Particle Physics 19.02.2010 Das Unsichtbare sichtbar machen Dr. Martin zur Nedden Humboldt-Universität zu Berlin Technische Universität Dresden Der Aufbau der Materie 1/10.000.000 1/10 1/10.000

Mehr

Zahlen in der Physik:

Zahlen in der Physik: Zahlen in der Physik, Bonn, August 2018 p. 1/44 Zahlen in der Physik: vom Mikro- zum Makro-Kosmos Hans Peter Nilles Bethe Center for Theoretical Physics (bctp) and Center of Science and Thought (CST) Universität

Mehr

Quarks, Higgs und die Struktur des Vakuums. Univ. Prof. Dr. André Hoang

Quarks, Higgs und die Struktur des Vakuums. Univ. Prof. Dr. André Hoang Quarks, Higgs und die Struktur des Vakuums Univ. Prof. Dr. André Hoang Was bewegt 700 Physiker, in Wien zur größten Konferenz über Elementarteilchen des Jahres 2015 zusammenzukommen? Quarks, Higgs und

Mehr

Was ist Gravitation?

Was ist Gravitation? Was ist Gravitation? Über die Einheit fundamentaler Wechselwirkungen zur Natur schwarzer Löcher Hans Peter Nilles Physikalisches Institut, Universität Bonn Was ist Gravitation, UniClub Bonn, März. 2011

Mehr

Das heutige Bild vom Aufbau eines Atoms

Das heutige Bild vom Aufbau eines Atoms 1 Das heutige Bild vom Aufbau eines Atoms Größe < 10-19 m Größe 10-14 m Größe < 10-18 m Größe 10-15 m Größe 10-10 m Experimentalphysik I/II für Studierende der Biologie und Zahnmedizin Caren Hagner V12

Mehr

Einführung in die Teilchenphysik Aktuelle Forschung mit dem Netzwerk Teilchenwelt Michael Kobel (TU Dresden) MINT Camp, Dresden

Einführung in die Teilchenphysik Aktuelle Forschung mit dem Netzwerk Teilchenwelt Michael Kobel (TU Dresden) MINT Camp, Dresden Einführung in die Teilchenphysik Aktuelle Forschung mit dem Netzwerk Teilchenwelt Michael Kobel (TU Dresden) MINT Camp, Dresden 22.11.2012 Michael Kobel, MINT Camp, Dresden 22.11.12 1 1. BESCHLEUNIGER

Mehr

Caren Hagner und Johannes Haller, Institut f. Experimentalphysik

Caren Hagner und Johannes Haller, Institut f. Experimentalphysik Vorlesung : Kern- und Teilchenphysik WS 2009/10 Caren Hagner und Johannes Haller, Institut f. Experimentalphysik 1 Caren Hagner Universität Hamburg Institut für Experimentalphysik Luruper Chaussee 149

Mehr

Vom Ursprung der Masse

Vom Ursprung der Masse Vom Ursprung der Masse Uwe-Jens Wiese Albert Einstein Center for Fundamental Physics Institut fu r Theoretische Physik, Universita t Bern Kolloquium fu r Mittelschullehrkra fte, 14. Oktober 2009 Vom Ursprung

Mehr

Schülerworkshop, CERN 27.11.2010. Michael Kobel, Schülerworkshop Netzwerk Teilchenwelt,CERN 27.11.10 1

Schülerworkshop, CERN 27.11.2010. Michael Kobel, Schülerworkshop Netzwerk Teilchenwelt,CERN 27.11.10 1 Masterclasses mit LHC Daten eine Premiere Michael Kobel (TU Dresden) Schülerworkshop, CERN 27.11.2010 Michael Kobel, Schülerworkshop Netzwerk Teilchenwelt,CERN 27.11.10 1 Collider am CERN ALICE ATLAS CMS

Mehr

Die Natur braucht sich nicht anzustrengen, bedeutend zu sein. Sie ist es.

Die Natur braucht sich nicht anzustrengen, bedeutend zu sein. Sie ist es. Die Natur braucht sich nicht anzustrengen, bedeutend zu sein. Sie ist es. Robert Walser (1878-1956) Gigalichtjahre Gigajahre Das Ganze Nanokelvin Die Quantenwelt Nanometer Femtosekunden Die Komplexität

Mehr

Struktur der Materie II (L), Kern und Teilchenphysik

Struktur der Materie II (L), Kern und Teilchenphysik Struktur der Materie II (L), Kern und Teilchenphysik Dr. Martin zur Nedden, Humboldt Universität zu Berlin Vorlesung für das Lehramt Physik, Folien zur Vorlesung Berlin, Wintersemester 2003/2004 Struktur

Mehr

Der Urknall und seine Teilchen- Das Standardmodell

Der Urknall und seine Teilchen- Das Standardmodell Der Urknall und seine Teilchen- Das Standardmodell Handout zum Vortrag am 6.5.2011 von Michael Kech 1. Die Teilchen des Standardmodells Die an Beschleunigern entdeckten Teilchen ließen aufgrund ihrer Eigenschaften

Mehr

verstehen, was die Welt im Innersten zusammenhält

verstehen, was die Welt im Innersten zusammenhält Elementarteilchenphysik II RWTH WS 2007/08 Thomas Hebbeker Markus Merschmeyer, Arnd Meyer verstehen, was die Welt im Innersten zusammenhält... und die Evolution des Universums Wiederholung Grundlagen Elementarteilchenphysik

Mehr

Die Welt der kleinsten Teilchen

Die Welt der kleinsten Teilchen Die Welt der kleinsten Teilchen Die Welt der kleinsten Teilchen Woraus ist die Welt, woraus sind wir selbst gemacht? Was ist da drin? Gedanken der griechischen Philosophen: Demokrit (460-371 v.ch.) u.a.:

Mehr

Elementarteilchenphysik I RWTH SS 2007

Elementarteilchenphysik I RWTH SS 2007 Elementarteilchenphysik I RWTH SS 2007 Thomas Hebbeker verstehen, was die Welt im Innersten zusammenhält... und die Evolution des Universums Übersicht: Teilchen und Wechselwirkungen Methoden: Beschleuniger

Mehr

Quanten-Chromodynamik

Quanten-Chromodynamik Alexander Hieden Hans-Peter Schadler 26. Januar 2010 Gliederung Einführung 1 Einführung 2 Asymptotic Freedom, Confinement QCD Vakuum Untersuchungsmethoden Entwicklung der QCD als eine Nicht-abelsche 60er

Mehr

Masse von Newton und Einstein zu Higgs und dunkler Materie

Masse von Newton und Einstein zu Higgs und dunkler Materie von Newton und Einstein zu Higgs und dunkler Materie Institut f. Kern- und Teilchenphysik Dresden, 13.11.2008 Inhalt 1 Einleitung 2 Newton träge und schwere 3 Einstein bewegte und Ruhemasse 4 Higgs Ruhemasse

Mehr

Aktuelle Fragen der Teilchenphysik. - Was die Welt im Innersten zusammenhält. - Verschiedene Teilchen-Wechselwirkungen, Wirkungsquerschnitte -1-

Aktuelle Fragen der Teilchenphysik. - Was die Welt im Innersten zusammenhält. - Verschiedene Teilchen-Wechselwirkungen, Wirkungsquerschnitte -1- Neue Experimente der Teilchen und Astroteilchenphysik, W. Dünnweber + M. Faessler, MF, 1.Vorlesung, 15.4.08 Aktuelle Fragen der Teilchenphysik Überblick: - Was die Welt im Innersten zusammenhält - Teilchenbeschleuniger

Mehr

Der Ursprung der Masse

Der Ursprung der Masse Der Ursprung der Masse Dieter Zeppenfeld Institut für Theoretische Physik Universität Karlsruhe Dieter Zeppenfeld, Karlsruhe, 24. Juni 2006 p.1 Typischen Massenskalen bekanntes Universum Sonne Erde Elefant

Mehr

Institut für Strahlenphysik Dr. Daniel Bemmerer Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft. Altes und Neues zum Standardmodell

Institut für Strahlenphysik Dr. Daniel Bemmerer  Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft. Altes und Neues zum Standardmodell Institut für Strahlenphysik Dr. Daniel Bemmerer www.fzd.de Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft Altes und Neues zum Standardmodell Von den Quarks zum Universum QuickTime and a TIFF (Uncompressed) decompressor

Mehr

HANDOUT FÜR TEILCHENPHYSIK-MASTERCLASSES

HANDOUT FÜR TEILCHENPHYSIK-MASTERCLASSES HINWEISE HANDOUT FÜR TEILCHENPHYSIK-MASTERCLASSES ATLAS-DATEN: () Liebe Vermittler, das vorliegende Handout unterstützt die Teilnehmer von Teilchenphysik-Masterclasses bei der Messung und ermöglicht ihnen

Mehr

Moderne Physik: Elementarteilchenphysik, Astroteilchenphysik, Kosmologie

Moderne Physik: Elementarteilchenphysik, Astroteilchenphysik, Kosmologie Moderne Physik: Elementarteilchenphysik, Astroteilchenphysik, Kosmologie Ulrich Husemann Humboldt-Universität zu Berlin Sommersemester 2008 Klausur Zeit: Donnerstag, 24.07.08, 9:00 11:00 (s.t.) Ort: dieser

Mehr

Masterclasses Hands-on Particle Physics. - Technische Universität Dresden - 08 Juli 2011 Marcus Morgenstern

Masterclasses Hands-on Particle Physics. - Technische Universität Dresden - 08 Juli 2011 Marcus Morgenstern Masterclasses Hands-on Particle Physics - Technische Universität Dresden - 08 Juli 2011 Marcus Morgenstern Was fällt euch zum Thema Teilchenphysik ein? Teilchenphysik in den Medien Das CERN 6500 Gastwissenschaftler

Mehr

Symmetrien, Higgs-Teilchen und der Ursprung der Masse

Symmetrien, Higgs-Teilchen und der Ursprung der Masse Symmetrien, Higgs-Teilchen und der Ursprung der Masse A. Straessner FSP 101 ATLAS 16. Oktober 2013 8. Oktober 2013 2 Übersicht Was ist Masse? Masse in der Welt der Elementarteilchen Die Idee von Peter

Mehr

1.1 Motivation und Zielsetzung der Teilchenphysik

1.1 Motivation und Zielsetzung der Teilchenphysik 1. Einleitung und Grundbegriffe 1.1 Zielsetzung der Teilchenphysik 1.2 Gegenstand der Kernphysik 1.3 Einheiten 1.4 Wirkungsquerschnitt 1.5 Relativistische Kinematik Henrik Antoon Lorentz (1853 1928) Albert

Mehr

Hamburg, Peter Schleper

Hamburg, Peter Schleper Elementar und Unteilbar? Revolutionen der Hamburg, 3.2.2004 Revolutionen jenseits von Feuer Erde Wasser Luft Erklaerung makroskopischer Effekte Materie und Antimaterie Relativitaet und Quantentheorie Einstein

Mehr

Teilchen und Beschleuniger

Teilchen und Beschleuniger Teilchen und Beschleuniger Grundfrage der Menschheit: woraus besteht, wie funktioniert alles? Teilchenbeschleuniger geben Antwort und führen zu Anwendungen Diskret oder kontinuierlich? Materie körnig wie

Mehr

Kosmologie und Teilchenphysik

Kosmologie und Teilchenphysik Die Welt im Großen und Kleinen ---------------------------------------- Kosmologie und Teilchenphysik Prof. Dr. Michael Feindt Prof. Dr. Thomas Mannel Die Welt im Großen Die Welt im Großen Rosen 10 0 0,001

Mehr

analyse Von lhc-daten: Z-pfad ANLEITUNG ZUR AUSWERTUNG VoN TEILCHENSPUREN

analyse Von lhc-daten: Z-pfad ANLEITUNG ZUR AUSWERTUNG VoN TEILCHENSPUREN ANLEITUNG analyse Von lhc-daten: Z-pfad ANLEITUNG ZUR AUSWERTUNG VoN TEILCHENSPUREN der HinterGrund Im Teilchenbeschleuniger LHC am internationalen forschungszentrum CERN bei Genf kollidieren Protonen

Mehr

Die Rätsel des 21. Jahrhunderts

Die Rätsel des 21. Jahrhunderts Die Rätsel des 21. Jahrhunderts Teilchenphysik + Kosmologie = Universum? + Nein! Nur 4 % des Energieinhalts unseres Universums sind wirklich verstanden! Dunkle Materie Galaxien rotieren zu schnell Dunkle

Mehr

Weltmaschine" auf. Michael Kobel Institut für f r Kern- und Teilchenphysik, TU Dresden Sternwarte Radebeul

Weltmaschine auf. Michael Kobel Institut für f r Kern- und Teilchenphysik, TU Dresden Sternwarte Radebeul Der Large Hadron Collider - Die "Weltmaschine" Weltmaschine" auf der Suche nach den grundlegenden Symmetrien Michael Kobel Institut für f r Kern- und Teilchenphysik, TU Dresden Sternwarte Radebeul 30.04.2009

Mehr

Einführung in die Elementarteilchenphysik. Michael Buballa. Wintersemester 2006/2007

Einführung in die Elementarteilchenphysik. Michael Buballa. Wintersemester 2006/2007 Einführung in die Elementarteilchenphysik Michael Buballa Wintersemester 2006/2007 Koordinaten Michael Buballa Institut für Kernphysik (S214) Raum 417 michael.buballa@physik.tu-darmstadt.de Vorlesungstermine

Mehr

Der Ursprung der Masse

Der Ursprung der Masse Der Ursprung der Masse Matthias Steinhauser Institut für Theoretische Teilchenphysik Universität Karlsruhe Matthias Steinhauser, Karlsruhe, 14. Juni 2006 p.1 Typischen Massenskalen bekanntes Universum

Mehr

Einführung in das Standardmodell

Einführung in das Standardmodell Einführung in das Standardmodell 28.11.2006 Markus Lichtnecker Übersicht Entwicklung des Standardmodells Materieteilchen Austauschteilchen Vereinheitlichung der Theorien Grenzen des Standardmodells Entwicklung

Mehr

Hadron-Kollider-Experimente bei sehr hohen Energien

Hadron-Kollider-Experimente bei sehr hohen Energien V 1.1 Seminar WS 2006/07 RWTH Hadron-Kollider-Experimente bei sehr hohen Energien Erdmann, Feld, Hebbeker, Hoepfner, Kappler, Klein, Kreß, Meyer, Pooth, Weber Elementarteilchenphysik Hadron-Kollider-Experimente

Mehr

RELATIVITÄT und QUANTEN

RELATIVITÄT und QUANTEN FAKULTÄT FÜR PHYSIK PHYSIK AM SAMSTAG RELATIVITÄT und QUANTEN Konzepte der Teilchenphysik J. H. KÜHN http://www-ttp.physik.uni-karlsruhe.de/slides PHYSIK Reduktion der Beobachtungen auf einfache Naturgesetze

Mehr

Vorlesung Experimentalphysik 5b

Vorlesung Experimentalphysik 5b Vorlesung Experimentalphysik 5b Marissa Franklin Harvard Teilchen und Kerne Sommersemester 2014 Lutz Köpke Staudingerweg 7, Raum 04-323 22894 Lutz.Koepke@uni-mainz.de http://butler.physik.uni-mainz.de/

Mehr

Handout zum Hauptseminarvortrag. Supersymmetrie. Von Simon Kast vom Hauptseminar Der Urknall und seine Teilchen

Handout zum Hauptseminarvortrag. Supersymmetrie. Von Simon Kast vom Hauptseminar Der Urknall und seine Teilchen Handout zum Hauptseminarvortrag Supersymmetrie Von Simon Kast vom 03.06.2011 Hauptseminar Der Urknall und seine Teilchen Inhaltsverzeichnis 1. Das Standardmodell... 2 1.1. Überblick Teilchen und Kräfte...

Mehr

Physik der Elementarteilchen

Physik der Elementarteilchen Graduiertentagung Wozu Interdisziplinarität? des Cusanuswerks 20. 24.10.2004 in Papenburg Physik der Elementarteilchen Nobelpreis 2004 & Elektroschwache Schleifen Bernd Feucht Institut für Theoretische

Mehr