Lemmer Bis(s) ins Innere des Protons

Ein Science Slam durch die Welt der Elementarteilchen, Beschleuniger und Supernerds
2. Auflage 2018
ISBN: 978-3-662-56748-7
Verlag: Springer
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 321 Seiten

'Bei vielen seiner witzigen Ideen, Physik humorvoll zu erklären, war ich echt sauer. Ich dachte mir: Warum zum Teufel bin ich da nicht drauf gekommen ...'Vince Ebert, Diplomphysiker und KomikerGeben Sie's zu, wir alle fragen gerne mal: 'Was ist da drin?' - und einige, die hören mit dem Fragen einfach nicht mehr auf. Sie haken nach, bis es als Antwort nur noch gibt: 'Das war's, kleiner geht's nicht mehr.'Da wo's klein wird, wird die Welt plötzlich ganz verrückt: Aus purer Energie werden Teilchen erzeugt. Materieteilchen bekommen Geschwister aus Antimaterie. Teilchen, die es eigentlich gar nicht geben dürfte, entstehen plötzlich aus dem Nichts. Die Natur leiht sich Energie, die eigentlich gar nicht da ist. Kräfte verhalten sich völlig anders als alles, was wir aus dem Alltag kennen. Das ist die Welt der Teilchenphysik.Teilchenphysiker bauen die größten Experimente aller Zeiten, um die kleinsten Teilchen des Universums zu untersuchen. Sie gehen an die Grenzen des technisch Machbaren und arbeiten dabei über Landesgrenzen hinweg zusammen.Wer das alles auch so spannend findet wie die Teilchenphysiker selbst, ist herzlich eingeladen, dieses Buch zu lesen. Wer glaubt, dass man davon ohne ein Studium in der Teilchenphysik nichts versteht, der auch. Quantenfeldtheorien, Teilchenbeschleuniger, Higgs-Mechanismus und Co. werden hier nämlich statt durch fiese Formeln mit Hilfe von Affen, Enten, Igeln, Bibern und anschaulichen Bildern erklärt. Okay, die fiesen Formeln gibt's auch ab und zu -aber in Kästen, für die, die's wissen wollen. Und mit Hilfe von verlinkten Videos kann man dann auch noch direkt eintauchen in die Welt des CERN, des Teilchenbeschleunigers LHC und des ATLAS Experiments. Viel Spaß dabei!

Boris Lemmer mag Elementarteilchen. Weil er schon immer wissen wollte, woraus die Welt zusammengebaut ist, entschloss er sich zu einem Physikstudium an der Justus-Liebig-Universität Gießen und promovierte an der Georg-August-Universität Göttingen. Er arbeitete am ATLAS-Experiment, einem der beiden großen Allzweckdetektoren am weltgrößten Teilchenbeschleuniger LHC am Forschungszentrum CERN in Genf. Das Jahr 2012 verbrachte er am CERN und feierte mit seinen Kollegen unter anderem die Entdeckung des Higgs-Teilchens. Weil er seine Forschung so spannend findet, erzählt er gerne davon. Am liebsten so, dass es jeder versteht. Forschung zu vermitteln ist sein großes Hobby. Daher ist er auch ein großer Fan der Science Slams, bei denen er selbst mehrfach mitmachte und 2011 die deutsche Meisterschaft gewann.

Autoren/Hrsg.

Lemmer, Boris

Inhaltsverzeichnis

1;Vorwort;5
2;Inhaltsverzeichnis;8
3;1 Kindlicher Spieltrieb: Motivation und Leben der Teilchenphysiker;11
3.1;1.1 Jederzeit, überall und international: ein Meeting;14
3.2;1.2 Teamwork;15
3.3;1.3 Überall auf der Welt zu Hause;17
3.4;1.4 CERN – ein Dorf;19
4;2 Zutaten: die Welt, zerlegt in Einzelteile;26
4.1;2.1 Kuhgas und Wurstatom: die Frage, was Elementarteilchen von Atomen unterscheidet;27
4.2;2.2 Klein und geladen: das Elektron;30
4.3;2.3 Murmelspiel und Rosinenkuchen: das heitere Ratespiel um die Struktur der Atome;32
4.4;2.4 Neutraler Kollege: das Neutron als weitere Zutat;37
4.5;2.5 Mit der Nadel in die Knetkugel: die Struktur der Atome;43
4.6;2.6 Materie aus Energie dank E=mc2;59
4.7;2.7 Antimaterie;70
4.8;2.8 Leih dir was, solange niemand zuschaut: die Heisenbergsche Unschärferelation;81
4.9;2.9 Ein unsichtbarer neuer Freund: das Neutrino;85
4.10;2.10 Wahre Alleskönner: die vier Grundkräfte;87
4.11;2.11 Sagen, was nie verloren geht: Erhaltungssätze;97
4.12;2.12 Bastelkasten für Teilchenphysiker: Feynman-Diagramme;103
4.13;2.13 Kernfusion zum Mitmachen;105
5;3 Bauplan für ein Universum – oder was Physiker am LHC untersuchen;108
5.1;3.1 Ein seltsamer neuer Freund: das Strange-Quark;110
5.2;3.2 Ein voller Bastelkasten: das Standardmodell;118
5.3;3.3 Gott und seine Würfel: Wirkungsquerschnitte;120
5.4;3.4 Kaputtes zusammenbauen: Teilchenrekonstruktion;126
5.5;3.5 Evolution des Universums nach dem Urknall;136
5.6;3.6 Wo's im Weltbild noch klemmt;143
5.7;3.7 Probleme lösen, Teilchen besorgen!;155
6;4 Auf dem Protonen-Highway: mehr über Teilchenbeschleuniger;158
6.1;4.1 Wieso Teilchen beschleunigen? – Kollisionen und hohe Dichte;159
6.2;4.2 Teilchen auf Zack bringen;160
6.3;4.3 Das Pferd und das Lasso: starke Magnete;172
6.4;4.4 Den Strahl bändigen: Protonenoptik;179
6.5;4.5 Das volle Programm: ein Beschleunigungszyklus;185
6.6;4.6 Wen schicken wir am besten auf die Reise?;198
7;5 Augen fürs Unsichtbare: mehr über Teilchendetektoren;209
7.1;5.1 Detektor als Kamera;211
7.2;5.2 Spuren hinterlassen, wenn auch winzig kleine;212
7.3;5.3 Das Ding mit der Überlichtgeschwindigkeit: Cherenkov-Detektoren;220
7.4;5.4 Stopp, Teilchen! – Kalorimeter;225
7.5;5.5 Wir bauen einen Detektor;230
7.6;5.6 Konkurrenten mit gleichem Ziel: ATLAS und CMS;242
7.7;5.7 Unsichtbares sichtbar machen: Transversalimpulserhaltung;244
7.8;5.8 Schnell, nimm das! – Der Trigger;247
7.9;5.9 Eine Nacht auf Schicht;249
8;6 Lernen, wie die Welt funktioniert: mehr über Datenanalyse;253
8.1;6.1 Unsere Puzzlestücke: Objekte im Detektor;254
8.2;6.2 Schauen, was los war: Selektion und Rekonstruktion;260
8.3;6.3 Monte-Carlo-Simulationen;267
8.4;6.4 Wie viel darf's denn sein? – Ansprüche an die EDV;270
8.5;6.5 Was man so alles messen kann: Analysebeispiele;273
8.6;6.6 Mit Pech gemessen: Überlichtgeschwindigkeit, die keine war;284
9;7 Teilchenphysik im Alltag;289
9.1;7.1 CERN, Geburtsort des World Wide Web;290
9.2;7.2 Teilchen für einen guten Zweck: Strahlentherapie;291
9.3;7.3 Geht da noch was?;294
10;8 Neues aus der Teilchenwelt;296
10.1;8.1 Das Higgs-Teilchen zeigt sich;297
10.2;8.2 Mehr Power für die Maschine;301
10.3;8.3 Daten für jedermann;305
10.4;8.4 Oh mein Gott, ein neues … oh …;306
11;9 Und weiter geht's! – Ausblick;312
12;Literatur;315
13;Sachverzeichnis;316