Teilchenphysik. Lehrerprogramm - Oktober European Organisation for Nuclear Research

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1 Teilchenphysik Lehrerprogramm - Oktober 2016 European Organisation for Nuclear Research Magic is not happening at CERN, magic is explained at CERN - Tom Hanks EP Department kristof.schmieden@cern.ch

2 Hadronen 1935: Yukawa sagt das Pion voraus, als Austauschteilchen der starken Kernkraft Masse wurde über Kernradius vorhergesagt: MeV Fieberhafte Suche in der Kosmischen Höhenstrahlung (auf hohen Bergen) Entdeckung 1947 (Powell / Perkins) (auf Pic du Midi / Pyrenäen) Bei dieser Suche wurde auch µ Entdeckt 1948: Erstmals Pionen an einem Beschleuniger Erzeugt Zyklotron in Berkley 2

3 Wer suchet - der findet... Rasante Entwicklung in der Beschleunigertechnik 1938: 80 kev : 19 MeV : 195 MeV : 6 GeV : 30 GeV Entdeckung neuer Teilchen,Resonanzen im invarianten Massenspektrum der Nachgewiesenen Teilchen invariante Masse M: E 2 = mc ~p 2 c 2 mc 2 2 = E 2 ~p 2 c 2! Mc 2 2 = X (E) 2 X ~pc MeV ~ s bleibt in Umwandlung erhalten! 3

4 Intermezzo - Statistik & Teilchenphysik 4

5 Intermezzo - Statistik & Teilchenphysik 4

6 Wer suchet - der findet... mehr als gewollt Rasante Entwicklung in der Beschleunigertechnik 1938: 80 kev : 19 MeV : 195 MeV : 6 GeV : 30 GeV Entdeckung einer Vielzahl neuer Teilchen Teilchenzoo Baryonen p ± (938.3), n (939.6), N(1440), N(1520), N(1535), N(1650), N(1675), N(1680), N(1700), N(1710), N(1720), N(1875), N(1900), N(2190), N(2220), N(2250), N(2600), Δ(1232), Δ(1600), Δ(1620), Δ(1700), Δ(1905), Δ(1910), Δ(1920), Δ(1930), Δ(1950), Δ(2420), Λ (1116), Λ(1405), Λ(1520), Λ(1600), Λ(1670), Λ(1690), Λ(1800), Λ(1810), Λ(1820), Λ(1830), Λ(1890), Λ(2100), Λ(2110), Λ(2350), Σ + (1189), Σ 0 (1193), Σ - (1197), Σ(1385), Σ(1660), Σ(1670), Σ(1750), Σ(1775), Σ(1915), Σ(1940), Σ(2030), Σ(2250), Ξ 0 (1315),... Wie bringt man Ordnung in dieses Chaos? Mesonen π ± (139.6), π 0 (135.0), η (547.9), σ ( ), ρ (770), ω (782.7), η (957.8), f0 (990), a0 (980), φ (1019), h1 (1170), b1 (1229), a1 (1230), f2 (1275), f1 (1282), η (1295), π (1300), a2 (1318), f0 (1370), π1 (1400), η (1409), f1 (1426), ω ( ), a0 (1474), ρ (1465), η (1476), f0 (1505), f 2 (1525), π1 (1662), η2 (1617), ω (1670), ω3 (1667), π2 (1672), φ (1680), ρ3 (1689), ρ (1720), f0 (1720), π (1812), φ3 (1854), π2 (1895), f2 (1944), f2 (2011), a4 (1996), f4 (2018), φ (2175), f2 (2297), f2 (2339), K ± (493.7), K 0 (497.6), K 0 S, K 0 L, K* (891.7), K1 (1272), K1 (1403), K* (1414), K*0 (1425), K*2 (1426), K* (1717), K2 (1773), K*3 (1776), K2 (1816), K*4 (2045),... 5

7 Hadron - Multiplets Suche Nach Strukturen: Spin = 1/2 Spin = 3/2 6

8 Hadron - Multiplets Suche Nach Strukturen: Spin = 1/2 Y 1 Spin = 3/2 Y I I3 Isospin: Symmetrie zwischen p & n: 2 Zustände eines Teilchens Formal analog zum Spin 7

9 Ordnung durch innere Struktur Postulat: Es gibt 3 fundamentale Teilchen aus denen alle Hadronen aufgebaut sind (+ Antiteilchen) Gell-Mann / Zweig: 1963 Quarks: up, down, strange Spin = 1/2 Spin = 3/2 (ddd) (udd) (uud) (uuu) (udd) (uud) (dds) (uds) (uus) (dds) (uds) (uus) (dss) (uss) (dss) (uss) (sss) Vorhersage vor Experimenteller Entdeckung 8

10 Ordnung durch innere Struktur Postulat: Es gibt 3 fundamentale Teilchen aus denen alle Hadronen aufgebaut sind (+ Antiteilchen) Gell-Mann / Zweig: 1963 Quarks: up, down, strange Spin = 1/2 Spin = 3/2 (ddd) (udd) (uud) (uuu) (udd) (uud) (dds) (uds) (uus) (dds) (uds) (uus) (dss) (uss) (dss) (uss) (sss) Vorhersage vor Experimenteller Entdeckung Problem: Verletzt Pauli Prinzip! 3 identische Quarks Farbladung 8

11 Quanten Chromo Dynamik Quarks haben zusätzliche Eigenschaft (auch Quantenzahl / Ladung gennant): Farbe - 3 Zustände nötig um Multiplets zu erklären (rot, grün, blau) Vektorieller Charakter Farbe = Ladung der,starken (Kern-) Wechselwirkung Botenteilchen: Gluon (masselos) Ändern Farbladung der Quarks besitzen selbst Farbe (und Anti-Farbe) Dogma der QCD: Es existieren nur Farbneutrale Objekte Farbe + Antifarbe (Mesonen) rot + grün + blau (Baryonen) 9

12 Gluonen - verflixter Kleber Gluonen besitzen Farbe können mit sich selbst Wechselwirken Fundamentaler Unterschied zur QED Potential: V (r) = 4 3 eff s r + kr k 1GeV/fm q q Abstand [12] [16] 10

13 Gluonen - verflixter Kleber Gluonen besitzen Farbe können mit sich selbst Wechselwirken Fundamentaler Unterschied zur QED Potential: V (r) = 4 3 eff s r + kr eff - Effektiv: Kopplung abhängig von r k 1GeV/fm q q Abstand [12] [16] 10

14 Gluonen - verflixter Kleber Gluonen besitzen Farbe können mit sich selbst Wechselwirken Fundamentaler Unterschied zur QED Potential: V (r) = 4 3 eff s r + kr eff - Effektiv: Kopplung abhängig von r k 1GeV/fm große Abstände Potentielle Energie zwischen zwei quarks nimmt linear mit Abstand zu! ~1 GeV pro fm,confinement q q Abstand [12] [16] 10

15 Gluonen - verflixter Kleber Gluonen besitzen Farbe können mit sich selbst Wechselwirken Fundamentaler Unterschied zur QED Potential: V (r) = 4 3 eff s r + kr eff - Effektiv: Kopplung abhängig von r k 1GeV/fm große Abstände Potentielle Energie zwischen zwei quarks nimmt linear mit Abstand zu! ~1 GeV pro fm,confinement q q Abstand [12] [16]! 10

16 Intermezzo: Farbe & Andere Ladungen Ladungen sind die Quelle von Kräften Zu jeder Wechselwirkung gehört eine Ladung Nur Teilchen die passende Ladung besitzen nehmen Teil Unterrichtsmaterialien Netzwerk Teilchenwelt Philipp Lindenau - Mittwoch Mittag Welchselwirking Ladung Zeichen = Einheit Elektromagnetismus elektrische q = 1 Elektron Schwache WW schwache I = 1/2 Starke WW Farbe C = rot, grün, blau 11

17 Intermezzo: Farbe & Andere Ladungen Ladungen sind die Quelle von Kräften Zu jeder Wechselwirkung gehört eine Ladung Nur Teilchen die passende Ladung besitzen nehmen Teil Unterrichtsmaterialien Netzwerk Teilchenwelt Philipp Lindenau - Mittwoch Mittag Welchselwirking Ladung Zeichen = Einheit Elektromagnetismus elektrische q = 1 Elektron Schwache WW schwache I = 1/2 Starke WW Farbe C = rot, grün, blau Ladungen sind additiv Bsp.: Kernladung = summe der Proton Ladungen Gleiches für schwache Ladung Wie funktioniert das für die Farb-Ladung? Farb-Ladung ist ein 2D Vektor p( ) CC + CC + CC = + + = = 0. Bsp.: Proton: Summe der Farbvektoren = 0 (weiß) 11

18 Intermezzo: Farbe & Andere Ladungen Ladungen sind die Quelle von Kräften Zu jeder Wechselwirkung gehört eine Ladung Nur Teilchen die passende Ladung besitzen nehmen Teil Unterrichtsmaterialien Netzwerk Teilchenwelt Philipp Lindenau - Mittwoch Mittag Welchselwirking Ladung Zeichen = Einheit Elektromagnetismus elektrische q = 1 Elektron Schwache WW schwache I = 1/2 Starke WW Farbe C = rot, grün, blau Ladungen sind additiv Bsp.: Kernladung = summe der Proton Ladungen Gleiches für schwache Ladung Wie funktioniert das für die Farb-Ladung? Ladungen sind erhalten In allen Reaktionen Farb-Ladung ist ein 2D Vektor p( ) CC + CC + CC = + + = = 0. Bsp.: Proton: Summe der Farbvektoren = 0 (weiß) 11

19 Entdeckung der Quarks Elektron-Streuung am Proton Friedmann, Kendall, Taylor: 1969 [13] 0.2 GeV cm 20 GeV Elastische Streuung: Messung des Proton Radius Inelastische Streuung: Streuung an Konstituenten Relativistische Ereignisse Ereignisse charakterisiert durch Impulsübertrag 2 = q 2, Anstelle des Streuwinkels E + m p c 2 2 =( ~p) 2 c 2 + m W c 2 2 mw = mp : Elastische Streuung 12

20 Entdeckung der Quarks Elektron-Streuung am Proton Friedmann, Kendall, Taylor: 1969 [13] 0.2 GeV cm 20 GeV -l IO ~ W= 2 GeV --- W=5 GeV Elastische Streuung: Messung des Proton Radius Inelastische Streuung: Streuung an Konstituenten Relativistische Ereignisse Ereignisse charakterisiert durch Impulsübertrag 2 = q 2, Anstelle des Streuwinkels E + m p c 2 2 =( ~p) 2 c 2 + m W c mw = mp : Elastische Streuung I I O b -P. ~ IO b -3 IO IO 0 I i l &,EaaSTiC Q SC&TTER~NG l ~ ll 7 I konstant = Punktförmig homogene Kugel I q2 (GeV/c) 2 GeV, Formfaktor F 12

21 Entdeckung des Gluons Erzeugung von Quark - Antiquark Paaren 3ter jet durch Gluonstrahlung Desy (Petra): 1979 Bestimmung der Kopplungskonstanten: s #3jetevents #2jetevents Experimente am Petra e+e- Beschleuniger am DESY Experimente TASSO, Pluto, Mark-J, JADE e + s e - jet 13

22 Das Proton - heute Komplexes Viel-Teilchen System Quarks, Antiquarks, Gluonen Hochenergetische Kollisionen: Kollision einzelner,partonen Welchen Impuls Tragen die Partonen? PDFs (Parton density function) Valenzquarks (uud) Seequarks Quark-Antiquark Paare xf xs H1 and ZEUS HERA I+II Combined PDF Fit xd v xg Seequarks Gluonen xu v 2 2 Q = 10 GeV HERAPDF1.5 (prel.) exp. uncert. model uncert. parametrization uncert. Valenzquarks x HERA Structure Functions Working Group July 2010! r (x,q 2 ) x 2 i x: Impulsanteil des Partons am Proton (Björken x) 14

23 Was wir bisher kennengelernt haben Elementare Teilchen Bausteine der Materie Fermionen (S=1/2) Überträger der Wechselwirkungen Bosonen (S=1) 15

24 Was wir bisher kennengelernt haben Elementare Teilchen Bausteine der Materie Fermionen (S=1/2) Überträger der Wechselwirkungen Bosonen (S=1) Neutrinos bisher vernachlässigt 15

25 Schwache Wechselwirkung 16

26 Radioaktivität Zurück zum Anfang des 20. Jahrhunderts 1895: Wilhelm Röntgen entdeckt Röntgenstrahlung 1896: Henri Becquerel entdeckt Strahlung von Urankristallen 1898: Marie und Pierre Curie: Strahlung von Pechblende (U + Polonium) Dauerte 35 Jahre um diese Phänomene grob zu Verstehen 17

27 β-zerfall β - Zerfall von Atomkernen Beobachtet: AZ AZ+1 + e - Meitner, Hahn: 1911 Verletzung der Energieerhaltung? Pauli:

28 β-zerfall β - Zerfall von Atomkernen Beobachtet: AZ AZ+1 + e - Meitner, Hahn: 1911 Verletzung der Energieerhaltung? Pauli: 1930 Lösung: zusätzliches sehr leichtes Teilchen in Zerfall erzeugt Postulat: AZ AZ+1 + e - + ν Neutrino (kleines Neutron) Nachweis erst

29 Fermi s Theorie Beobachtungen: Umwandlung von Materie Teilchen Schwach (Lange Lebensdauer im vergleich zu EM Zerfällen) Kurz-Reichweitig Fermi: 1934 neue Wechselwirkung! (1934 nur Gravitation & EM bekannt) 19

30 Fermi s Theorie Beobachtungen: Umwandlung von Materie Teilchen Schwach (Lange Lebensdauer im vergleich zu EM Zerfällen) Kurz-Reichweitig Fermi: 1934 neue Wechselwirkung! (1934 nur Gravitation & EM bekannt) Phänomenologische Erklärung von Enrico Fermi: Punktförmige Wechselwirkung von 4 Teilchen Schwach: GF 10-5 relativ zur EM WW Analogie zu 2 Teilchenströmen: p,n / e,ν n p + ν Berechnung von β - Zerfällen & Wechselwirkungswahscheinlichkeiten möglich e - 19

31 Erhaltung der Wahrscheinlichkeit Großes Problem in ~ 1950 Streuquerschnitt für p +ν~ (GF Eν) Verletzt Unitarität für E > 300 GeV (Wahrscheinlichkeit > 1) Lösungsansatz: Schwache Wechselwirkung durch schweres Botenteilchen übertragen (Photon bereits als Botenteilchen bekannt) Glashow: 1958 Elektron Streuung n p n p W - Fermi e Glashow e Große Masse des W - Teilchens erklärt kurze Reichweite (~10-18 m) und kleine Wechselwirkungswahrscheinlichkeit 20

32 Elektroschwache Wechselwirkung Erkenntnis: Elektromagnetische & schwache Wechselwirkung sind Manifestationen derselben zugrundeliegenden WW sind Glashow, Salam, Weinberg: 1968 Vereinheitlichung zur Elektroschwachen Wechselwirkung! Neue schwache Ladung: besitzen Quarks & Leptonen n p Zu dieser Zeit noch Unbeobachtet W elektrisch geladen Z 0 ungeladen, neutraler Strom e e e 2 el. geladene Austauschteilchen: W +, W - (massiv) 2 neutrale Austauschteilchen: γ (masselos), Z 0 (massiv) 21

33 Elektroschwache Wechselwirkung Vereinheitlichung zur Elektroschwachen Wechselwirkung! Neue schwache Ladung: besitzen Quarks & Leptonen Glashow, Salam, Weinberg: 1968 n p Zu dieser Zeit noch Unbeobachtet W elektrisch geladen Z 0 ungeladen, neutraler Strom e e e schwache Hyperladung - (Verbindung zur el. Ladung) Zu diesem Ansatz gehört eine neue Symmetrie ( SU(2) X U(1) ) Symmetrie nur bei großen Energien realisiert: Wechselwirkungen haben gleiche Stärke! Bei niedrigen Energien: Symmetrie spontan gebrochen schwacher Isospin - verbindet e - & ν(vgl. Isospin bei p,n) W&Z Bosonen erhalten Masse durch Interaktion mit Higgs Feld Mehr in Stunde 3 22

34 Neutrale Ströme Neutrale Ströme Entdeckung des neutralen Stroms 0 CERN: am CERN Hinweis auf Z Indirekter Indirekter Neutrale Ströme Indirekter Hinweis aufauf Existenz des Zdes Hinweis Existenz Z0 am1973 CERN 1973 elastischervon Stoß eines Neutrinos mit einem ElektronElektron der Atomhülle Streuung Neutrino an Elektron Stoß eines Neutrinos mit einem der Atomhülle Elastischeelastischer 0 Indirekter Hinweis auf Existenz des Z am 1973 schwache Wechselwirkung, Austausch einescern Z0 ( schwaches Licht ) aus Atomhülle 0 schwache Wechselwirkung, Austausch eines Z ( schwaches Licht ) keine el.-magn. Wechselwirkung, kein Photonaustausch elastischer Stoß eines Neutrinos mit einem Elektron der Atomhülle keine el.-magn. Wechselwirkung, kein Photonaustausch schwache Wechselwirkung, Austausch eines Z0 ( schwaches Licht ) keine el.-magn. Wechselwirkung, kein Photonaustausch 0 Z Z0 e- e- Z0 e- e- 400 MeV Elektron e- 400 MeV Elektron e- 400 MeV Elektron CERN Gargamelle Blasenkammer Lehrerfortbildung CERN, Oktober 2015 Teilchenphysik 2 hrerfortbildung CERN, Oktober 2015 Teilchenphysik 2 CERN CERN Gargamelle Blasenkammer Gargamelle Blasenkammer Michael Hauschild (CERN), Seite 14 Lehrerfortbildung CERN, Oktober 2015 Teilchenphysik 2 Michael Hauschild (CERN), Seite (CE Michael Hauschild

35 Experimenteller Nachweis von W & Z SPS Beschleuniger im Kollisions modus: CERN: 1983 Proton - Anti-Proton Kollisionen (SppS) Experimente UA1 & UA2 p p! W + X! e e + X Text Rubio, van der Meer Hochenergetisches Elektron 24

36 Experimenteller Nachweis von W & Z SPS Beschleuniger im Kollisions modus: CERN: 1983 Proton - Anti-Proton Kollisionen (SppS) Experimente UA1 & UA2 p p! Z 0 + X! e e + + X Rubio, van der Meer Hochenergetische Elektronen 25

37 Elektroschwache Theorie Quarks: u, d, s Leptonen: e µ νe νµ Reaktionen der schwachen Wechselwirkung schwache Isospin 1/2 doubletts! Muon Zerfall β-zerfall ~ GF ~ GF Kopplungsstärke solle gleich sein: gleich schwache Ladung für Quarks & Leptonen wurde aber leicht unterschiedlich gemessen! 26

38 Elektroschwache Theorie Beobachtung in Teilchenreaktionen: (sdd) (udd)! n + e + e 20 n! p + e + e (udd) (uud) s u u d GF GF W - W - νe e - e - νe 27

39 Elektroschwache Theorie Beobachtung in Teilchenreaktionen: (sdd) (udd)! n + e + e 20 n! p + e + e (udd) (uud) s u u d GF GF W - W - Beide Reaktionen sollten gleich häufig auftreten! νe e - e - νe 27

40 Elektroschwache Theorie Quarks: u Leptonen: d cos C + s sin C e e µ µ Cabibbo: 1963 (5 Jahre nach einführung des W Bosons) schwacher Isospin doublets! 28

41 Elektroschwache Theorie Quarks: u Leptonen: d cos C + s sin C e e µ µ Cabibbo: 1963 (5 Jahre nach einführung des W Bosons) schwacher Isospin doublets! Quarks (u,d,s) werden auch Eigenzustände der starken WW genannt! Diese,Teilchen interagieren miteinander durch starke WW Erinnerung: Teilchen sind Wellen! Können sich überlagern, interferieren, mischen... (vgl. Elektrotechnik!) An schwacher Wechselwirkung ist eine Mischung obiger Quarks beteiligt Eigenzustände der starken WW!= Eigenzustände der schwachen WW Damit ist vorheriges Problem gelöst! 28

42 Weitere Messungen - weitere,probleme Neutrale ströme (Z 0 ) - keine flavour Änderung beobachtet (us) K +! K +! 0 + µ + apple µ (us) (ud) (uu) [15] [15] Flavour Änderung: nicht beobachtet! 29

43 Weitere Messungen - weitere,probleme Neutrale ströme (Z 0 ) - keine flavour Änderung beobachtet (us) K +! K +! 0 + µ + apple µ (us) [15] (ud) (uu) [15] Glashow, Iliopolus, Maiani: 1970 GIM Mechanismus Neues Teilchen: charm Quark 30

44 Weitere Messungen - weitere,probleme Neutrale ströme (Z 0 ) - keine flavour Änderung beobachtet (us) K +! K +! 0 + µ + apple µ (us) [15] (ud) (uu) [15] Glashow, Iliopolus, Maiani: 1970 GIM Mechanismus Neues Teilchen: charm Quark Flavour Änderung: = 0 30

45 Weitere Messungen - weitere,probleme Neutrale ströme (Z 0 ) - keine flavour Änderung beobachtet (us) K +! K +! 0 + µ + apple µ (us) [15] (ud) (uu) [15] Glashow, Iliopolus, Maiani: 1970 GIM Mechanismus Neues Teilchen: charm Quark Flavour Änderung: = 0 Quantenmechanisch: Interferenz dieser Diagramme 30

46 Weitere Messungen - weitere,probleme EZ schwache WW d 0 s 0 = cos C sin C sin C cos C Drehung im,flavour Raum EZ starke WW d s Glashow, Iliopolus, Maiani: 1970 GIM Mechanismus Neues Teilchen: charm Quark u c e - µ - d s νe νμ Quantenmechanisch: Interferenz dieser Diagramme 31

47 Nachweis des charm - Quarks Entdeckt durch gezielte Experimente Gleichzeitig von 2 unabhängigen Gruppen Richter (Slac) & Ting (Brookhaven): November 1974 Richter: Ψ Ting: J Teilchen wurde J/Ψ genannt! Gebundener Zustand aus charm & anti-charm Quark Kann nur über schwache WW Zerfallen langlebig! (10-20 sec) => schmale Resonanz 32

48 Was wir bisher kennengelernt haben Elementare Teilchen Bausteine der Materie Fermionen (S=1/2) Überträger der Kräfte Bosonen (S=1) 33

49 Was wir bisher kennengelernt haben Elementare Teilchen Bausteine der Materie Fermionen (S=1/2) Überträger der Kräfte Bosonen (S=1) Doublets der schwachen Ladung 33

50 Und was ist das jetzt? Entdeckung eines 3. Leptons SLAC: 1975 Das Tauon: τ Neues,,schweres Elektron (3500 me) Dazu muss ein weiteres Neutrino gehören Sowie 2 weitere Quarks! 34

51 Was wir bisher kennengelernt haben Elementare Teilchen Familie / Generation Bausteine der Materie Fermionen (S=1/2) Überträger der Kräfte Bosonen (S=1) Bottom & Top am Fermilab entdeckt,

52 Was wir bisher kennengelernt haben Elementare Teilchen Familie / Generation Bausteine der Materie Fermionen (S=1/2) Überträger der Kräfte Bosonen (S=1) Doublets der schwachen Ladung Bottom & Top am Fermilab entdeckt,

53 3 Familien... Schwache WW: Übergänge innerhalb & zwischen den Familien Cabibbo, Kobayashi, Maskawa: (Nobelpreis 2008) Essentiell zur Erklärung von,cp Verletzung: Unterschiedliche Behandlung von Materie & Antimaterie durch Physikalische Gesetze! Erst möglich bei min. 3 Quark Generationen Ursprüngliche Anstoß zur Vorhersage einer 3. Generation 36

54 Gibt es mehr als 3 Familien? Untersuchung des Z-Teilchens im Detail: Breit-Wigner Kurve harmonischer Oszillator Gemessen in Reaktion: e + e - Z e + e - Exakte Form abhängig von Vakuumfluktuationen Abstrahlung von Photonen Virtuelle Photonen zwischen Leptonen 37

55 Gibt es mehr als 3 Familien? - Nein Untersuchung des Z-Teilchens im Detail: Gemessen in Reaktion: e + e - Z e + e - had nb ALEPH DELPHI L3 OPAL 2g 3g 4g Exakte Form abhängig von Vakuumfluktuationen average measurements, error bars increased by factor 10 Abstrahlung von Photonen 10 Virtuelle Photonen zwischen Leptonen E cm GeV Anzahl der leichten Neutrino,Flavour 38

56 Das Standardmodell Elementare Teilchen Familie / Generation Bausteine der Materie Fermionen (S=1/2) Überträger der Kräfte Bosonen (S=1) 39

57 Das Standardmodell Elementare Teilchen Familie / Generation Bausteine der Materie Fermionen (S=1/2) Überträger der Kräfte Bosonen (S=1) Doublets der schwachen Ladung 39

58 Was ist noch unklar? 40

59 Literaturverzeichnis [2] Rainer Müller - Eigene Grafik, CC BY-SA 3.0, [3] Von Kurzon - Eigenes Werk, CC BY-SA 3.0, [4] By Sch (Own work) [CC BY-SA 3.0 ( or GFDL ( copyleft/fdl.html)], via Wikimedia Commons [5] Economist: [6] CC BY-SA 3.0, [7] [8] C. Anderson, PhysRev , [9] Own work by uploader Emokderivative work: WikiMichi (talk) - Casimir plates.svg, CC BY-SA 3.0, commons.wikimedia.org/w/index.php?curid= [10] [11] Determination of the energy measurement accuracy for charged particles by their range in nuclear photoemulsion A.S. Barabash (Moscow, ITEP) et al.. Nov pp. Phys.Inst. 39 (2012) [12] ATLAS-CONF , [13] M. Breidenbach, J. I. Friedman, H. W. Kendall, et. al. Phys. Rev. Lett. 23, 935 [14] Von MissMJderivative work: Polluks (talk) - Standard_Model_of_Elementary_Particles.svg, CC BY 3.0, commons.wikimedia.org/w/index.php?curid= [15] D. Perkins: Introduction to high energy physics [16] 41

60 Frage - haben Bosonen Anti-Teilchen? Ja Allgemein: Teilchen die keine Ladung haben sind ihre eigenen Anti-teilchen Ladungen: Elektrisch, Schwach, Farbe 42

61 Frage - haben Bosonen Anti-Teilchen? Ja Allgemein: Teilchen die keine Ladung haben sind ihre eigenen Anti-teilchen Ladungen: Elektrisch, Schwach, Farbe W + W - sind Anti-Teilchen zueinander Z 0 & Photon sind ihre Eigenen Anti-Teilchen Vektor-Boson-Fusion: W + +W - Z 0 ; Z 0 +Z 0 H Gluonen besitzten Farbe & Anti-Farbe: Teilchen-Antiteilchen Paare Bosonen gehorchen Bose-Statistik: können einzeln erzeugt und Vernichtet werden! Fermionen gehorchen Fermi-Statistik können nur Paarweise erzeugt / Vernichtet Werden Leptonzahl / Baryonzahl Erhaltung 42

62 Überschrift 43

63 Überschrift Text Text Text [5] 44