| Title page | 5 |
| Inhaltsverzeichnis | 9 |
| Vorwort | 15 |
| 1 Historische Anfänge | 17 |
| 1.1 Aufgaben | 20 |
| 2 Experimentelle Methoden | 23 |
| 2.1 Beschleuniger | 23 |
| 2.1.1 Gleichspannungsbeschleuniger | 23 |
| 2.1.2 Linearbeschleuniger | 25 |
| 2.1.3 Kreisbeschleuniger | 27 |
| 2.2 Detektoren | 32 |
| 2.2.1 Wechselwirkung von Strahlung mit Materie | 33 |
| 2.2.2 Messung der Ionisation | 39 |
| 2.2.3 Positionsmessung | 41 |
| 2.2.4 Teilchenidentifizierung | 45 |
| 2.2.5 Zeitmessung | 48 |
| 2.2.6 Energiemessung | 50 |
| 2.2.7 Impulsmessung | 51 |
| 2.3 Aufgaben | 55 |
| 3 Globale Eigenschaften von Kernen und Nukleonen | 59 |
| 3.1 Massen, Bindung | 59 |
| 3.2 Streuexperimente | 65 |
| 3.2.1 Die Methode | 65 |
| 3.2.2 Streuung an einer harten Kugel | 67 |
| 3.2.3 Begriffe und Einheiten | 68 |
| 3.3 Quantenmechanik der Streuung | 71 |
| 3.3.1 Die Born’sche Näherung | 74 |
| 3.3.2 Die Eikonal-Näherung | 74 |
| 3.3.3 Die Rutherford-Streuung | 75 |
| 3.4 Elastische Elektronenstreuung an Kernen | 77 |
| 3.4.1 Formfaktoren und Mott-Streuung | 77 |
| 3.4.2 Ladungsverteilung von Kernen | 80 |
| 3.5 Streuung leichter Ionen an Kernen | 84 |
| 3.5.1 Das Kastenpotential | 84 |
| 3.5.2 Materieverteilung | 85 |
| 3.6 Elektromagnetische Momente | 88 |
| 3.6.1 Magnetische Momente | 88 |
| 3.6.2 Elektrische Quadrupolmomente | 92 |
| 3.7 Ladungsverteilung der Nukleonen | 95 |
| 3.8 Partonen | 100 |
| 3.9 Partialwellenzerlegung | 102 |
| 3.9.1 Wirkungsquerschnitte der elastischen Streuung | 102 |
| 3.9.2 Totaler Wirkungsquerschnitt | 104 |
| 3.10 ?-Zerfall | 108 |
| 3.10.1 Gamow’sches Modell der Potentialdurchtunnelung | 108 |
| 3.10.2 Spektroskopische Faktoren | 114 |
| 3.10.3 Protonen-Radioaktivität | 116 |
| 3.10.4 Cluster-Radioaktivität | 116 |
| 3.11 Halbklassische Beschreibung | 117 |
| 3.12 Die Nukleon–Nukleon-Wechselwirkung | 120 |
| 3.12.1 Das Deuteron | 120 |
| 3.12.2 Nukleon–Nukleon-Streuung | 126 |
| 3.12.3 Feld-theoretische Beschreibung derWechselwirkungen | 132 |
| 3.13 Aufgaben | 139 |
| 4 Kernmodelle | 143 |
| 4.1 Fermi-Gas-Modell | 143 |
| 4.2 Tröpfchenmodell | 146 |
| 4.3 Das Schalenmodell | 153 |
| 4.3.1 Sphärische Potentiale | 153 |
| 4.3.2 Spin–Bahn-Wechselwirkung | 159 |
| 4.3.3 Restwechselwirkung | 162 |
| 4.4 Deformierte Kerne | 169 |
| 4.5 Das optische Modell | 171 |
| 4.6 Einteilchen-Anregungen | 178 |
| 4.7 Kollektive Anregungen | 183 |
| 4.7.1 Vibrationen | 184 |
| 4.7.2 Rotierende Kerne | 186 |
| 4.7.3 Transurane und Spaltung | 193 |
| 4.8 Aufgaben | 197 |
| 5 Ungebundene Systeme, Symmetrien | 201 |
| 5.1 Resonanzen in Kernen | 201 |
| 5.2 Riesenresonanzen | 207 |
| 5.3 Erhaltungsgrößen | 210 |
| 5.3.1 Raum-Zeitliche Verschiebungen | 213 |
| 5.3.2 Rotation | 214 |
| 5.3.3 Halbzahlige Spins | 216 |
| 5.3.4 Die Parität P | 217 |
| 5.3.5 Die Zeitumkehr T | 219 |
| 5.3.6 Der Isospin | 223 |
| 5.4 Eigenschaften der Feldteilchen | 225 |
| 5.4.1 Die Entdeckung des Pions | 225 |
| 5.4.2 Spin des geladenen Pions | 227 |
| 5.4.3 Isospin der Pionen | 228 |
| 5.4.4 Spin und Parität des Photons | 230 |
| 5.4.5 Schwellenproduktionen | 231 |
| 5.5 Empirische Erhaltungssätze | 234 |
| 5.5.1 Ladungserhaltung | 234 |
| 5.5.2 Folgerungen aus der Existenz und aus dem ?-Zerfall desNeutrons | 237 |
| 5.6 Das ?-Nukleon-System | 238 |
| 5.6.1 Die ?-Nukleon-Wechselwirkung | 238 |
| 5.6.2 Nukleonenresonanzen | 241 |
| 5.7 Resonanzen im ?-?-System | 245 |
| 5.7.1 Zweipionen-Systeme | 245 |
| 5.7.2 Dreipionen-Systeme | 247 |
| 5.8 Die Strangeness | 250 |
| 5.9 ?-Zerfälle und die C-Konjugation | 254 |
| 5.10 Aufgaben | 257 |
| 6 Quarkonia und die starkeWechselwirkung | 263 |
| 6.1 Multipletts leichter Quarks | 263 |
| 6.1.1 Anordnungen in Multipletts, Quarks | 263 |
| 6.1.2 Quarkmassen | 271 |
| 6.1.3 Farbe | 277 |
| 6.1.4 Quarklinien | 277 |
| 6.2 Schwere Quarks | 279 |
| 6.2.1 Die Entdeckung des Charms | 279 |
| 6.2.2 Die Entdeckungen des Bottomund des Top-Quarks | 283 |
| 6.3 QCD, Jets und Gluonen | 286 |
| 6.3.1 Quark-Quark-Potential | 286 |
| 6.3.2 Die laufende Kopplungskonstante | 290 |
| 6.3.3 Das Saitenmodell | 293 |
| 6.3.4 Nichtresonante q¯q-Erzeugung | 295 |
| 6.3.5 Gluonenabstrahlung | 298 |
| 6.3.6 Die Gluon-Gluon-Wechselwirkung | 301 |
| 6.4 Struktur der Nukleonen | 303 |
| 6.4.1 Skaleninvarianz | 303 |
| 6.4.2 Das Quark-Parton-Modell | 309 |
| 6.4.3 Neutrinostreuung | 312 |
| 6.4.4 Skalenbrechung und Impulsverteilung der Gluonen | 313 |
| 6.5 Eichinvarianz | 315 |
| 6.5.1 Nicht-Abel’sche Eichtransformationen | 315 |
| 6.5.2 Spontane Brechung der globalen Symmetrie: Goldstone-Mode | 319 |
| 6.5.3 Spontane Brechung der lokalen Symmetrie: Higgs-Mode | 322 |
| 6.5.4 Higgs-Mechanismus und Isospin | 323 |
| 6.6 Chirale Störungstheorie | 324 |
| 6.6.1 Chiraler Grenzfall | 324 |
| 6.6.2 Partiell erhaltener axialer Strom | 326 |
| 6.6.3 ??-Streuung | 327 |
| 6.6.4 Offene Probleme | 329 |
| 6.7 Streuung von Hadronen bei hohen Energien | 332 |
| 6.8 Aufgaben | 336 |
| 7 Die elektroschwacheWechselwirkung | 341 |
| 7.1 Leptonen | 341 |
| 7.1.1 Eigenschaften geladener Leptonen | 341 |
| 7.1.2 Die Neutrino-Hypothese | 346 |
| 7.2 Der nukleare ?-Zerfall, Fermi’s Theorie | 348 |
| 7.3 Verletzung der Paritätserhaltung, Helizität der Leptonen | 354 |
| 7.3.1 DasWu-Experiment | 355 |
| 7.3.2 Der Zerfall des ?-Hyperons | 357 |
| 7.3.3 Die Helizität der Leptonen | 359 |
| 7.4 Die V ? A-Wechselwirkung | 361 |
| 7.5 Test der V ? A-Theorie | 364 |
| 7.6 Der neutrale, schwache Strom | 368 |
| 7.7 Die Feldbosonen der schwachenWechselwirkung | 370 |
| 7.8 Schwache Zerfälle von Teilchen mit Strangeness | 374 |
| 7.9 Verallgemeinerung auf sechs Quarks | 375 |
| 7.10 Die Vereinheitlichung der elektrischen und der schwachenWechselwirkung | 378 |
| 7.11 Oszillationen, CP-Verletzung | 382 |
| 7.11.1 Das Zweizustandsproblem | 382 |
| 7.11.2 Die neutralen Kaonen | 385 |
| 7.11.3 Oszillation und Regeneration | 387 |
| 7.11.4 Verletzung der CP- und der T -Invarianz | 389 |
| 7.11.5 CP-Verletzung im Standardmodell | 397 |
| 7.12 Neutrinos | 402 |
| 7.12.1 Drei Leptonenfamilien | 403 |
| 7.12.2 Sonnenneutrinos | 405 |
| 7.12.3 Atmosphärische Neutrinos | 409 |
| 7.12.4 Neutrinooszillationen | 411 |
| 7.13 Aufgaben | 418 |
| 8 Kerne in exotischen Zuständen | 423 |
| 8.1 Hyperkerne | 423 |
| 8.2 Mesonische Atome | 427 |
| 8.3 Schwerionenphysik bei mittleren Energien | 430 |
| 8.3.1 Heiße Kerne | 430 |
| 8.3.2 Weitere Thermometer | 434 |
| 8.3.3 Thermalisierung | 435 |
| 8.3.4 Die Zustandsgleichung | 439 |
| 8.4 Suche nach dem Quark-Gluon-Plasma | 441 |
| 8.5 Nukleares Brennen, Neutronensterne | 444 |
| 8.6 Aufgaben | 449 |
| A Fourier-Transformationen | 453 |
| B Die Raum-Zeit | 455 |
| B.1 Vierervektoren | 455 |
| B.2 Lorentz-Transformationen | 456 |
| B.3 Kovariante Formulierung der Elektrodynamik | 457 |
| C Kinematik und Phasenraum | 459 |
| C.1 Kinematik | 459 |
| C.2 Zweikörper-Kinematik | 462 |
| C.3 Dreikörper-Kinematik | 465 |
| C.4 Methode der fehlenden Masse | 471 |
| C.5 Rapidität | 471 |
| D Addition von Drehimpulsen | 473 |
| E Die Dirac-Gleichung | 475 |
| E.1 Wellengleichungen | 475 |
| E.2 Lösungen der Dirac-Gleichung | 479 |
| F Matrixelemente aus Feynman-Graphen | 481 |
| F.1 Regeln der QED | 481 |
| F.2 Regeln der QCD | 484 |
| G Generatoren für die Gruppe SU(3) | 487 |
| H Quantenzahlen der Mesonen | 491 |
| Literaturverzeichnis | 493 |
| Index | 505 |
