Vom Universum zu den Elementarteilchen: Eine erste Einführung in die Kosmologie und die fundamentalen Wechselwirkungen

Das Buch dient einer Darstellung der Grundlagen der modernen Elementarteilchenphysik und Kosmologie, sowie der aktuellen offenen Fragen bis zur Stringtheorie. Es enthält elementare Einführungen in die spezielle und allgemeine Relativitätstheorie, die klassische und Quanten-Feldtheorie. Die wesentlichen Aspekte dieser Konzepte und viele Phänomene werden mit Hilfe einfacher Rechnungen verstanden, wie z.B. die Schwerkraft als Folge der Krümmung des Raumes. Behandelt werden der Big Bang, die dunkle Materie und die dunkle Energie, sowie die zur Zeit bekannten Wechselwirkungen der Elementarteilchenphysik: die Elektrodynamik, die starke und die schwache Wechselwirkung einschließlich des Higgs-Bosons. Zuletzt werden heutzutage (noch?) spekulative Theorien skizziert: Theorien der großen Vereinheitlichung der Wechselwirkungen, Supersymmetrie, die Stringtheorie und zusätzliche Dimensionen der Raum-Zeit. Diese zweite Auflage beinhaltet signifikant erweiterte Beschreibungen der Funktionsweise des Beschleunigers LHC, der Suche nach dem Higgs-Boson sowie der Suche nach der dunklen Materie. Es werden keine höheren mathematische oder physikalischen Kenntnisse vorausgesetzt; das Buch ist auch für Abiturienten und Studenten der ersten Semester geeignet. Front Matter....Pages 1-9 Überblick....Pages 1-12 Die Entwicklung des Universums....Pages 13-25 Elemente der Relativitätstheorie....Pages 27-42 Die Feldtheorie....Pages 43-51 Die Elektrodynamik....Pages 53-71 Die starke Wechselwirkung....Pages 73-80 Die schwache Wechselwirkung....Pages 81-101 Die Produktion von Elementarteilchen....Pages 103-122 Symmetrien....Pages 123-138 Das Standardmodell der Elementarteilchenphysik....Pages 139-141 Quantenkorrekturen und die Renormierungsgruppengleichungen....Pages 143-151 Jenseits des Standardmodells....Pages 153-175 Back Matter....Pages 157-171 In dem Buch werden die größten Rätsel der Physik verständlich dargestellt – von den Grundlagen der modernen Elementarteilchenphysik und Kosmologie bis zur Stringtheorie und aktuellen Forschungsfragen. Enthalten sind Einführungen in die spezielle und allgemeine Relativitätstheorie, die klassische und Quanten-Feldtheorie, wesentliche Aspekte werden anhand einfacher Berechnungen verständlich gemacht. Dafür werden keine höheren Mathematik- oder Physik-Kenntnisse vorausgesetzt. Das Buch ist auch für Abiturienten und Studienanfänger geeignet.