Zusammenfassung Kern-Teilchen-Astrophysik 2 - Übersicht/Formelsammlung

Mama
Vektor

Intro
MT FERMIS GOLDENE REGEL HELIZITÄT
Kopplungskonstanteg
E
L
-et am Vertex
Ta =
25 (MaRj(Ef) -
=
Projektion des
Spins auf den
Impulsvektor
↳
-


beschreibt Stärke einer WW
laußer für masselose Teilchen :
MY 1 !T-
~ => Wahrscheinlichkeit für i-f
-e- -




B =
M achängig Bezugssystem ! )
z
gen c +
=
. .


vom

Vernichtung in
gleicher Gordnung wie
gu
( Mfi :
Matrixelement
Clorentzinvariant)
im hochrelativistischen EL> M : also auch m= O
jedem
Vertex
gilt p(Ef) Phasenraumdichte


S-
:
2- An

t ität
&
e- S >

Endzustände
4-er Impulserhaltung .
(Anzahldichte der
Chiralität =

Ef)
mit
Energie
- G
intermediäre Teilchen z B.
CHIRALITÄT
(5 ( E) Schraubigkeit"
&
.




=
7 > sind
immer virtuell
9
Sterung
9
m2)
Help] Luzpulgre (p)
(d h . .
Er =
pi +
Pr =
(1 +
j5) projeziert RECHTS-händigen Anteil neraus
mit QED
t Ladungsstrom jet e(ps)yMUeCpr) =


E(1- j5)
>

Pr
-




=

projeziert LINKS-händigen Anteil neraus




SCHWACHE
=> 4 =
4m + yz =
( +
054 + =(1 j5)4
WECHSELWIRKUNG
-




- basiert historisch auf der
ist die
einzige universelle WW
,
welcher alle Teilchen unterliegen
.

Entdeckung des B-Zerfalls
geladen z
Mw = 80 GeV/ -
> feriereneng PROZESSE
-Reaktionen
-



:

ENTDECKUNGEN : einige
Mz 91 GeV/c = neutrale
transferieren Betazerfall e Fe
p + +

nc-Reaktionen et (Position) Untersuchung kosmischer
n+


S
-> keine
· -
1932 bei
- elektr Ladung
Strahlung (durch Spuren Pionzerfall Fr
.




5
massive Austauschteichen & (Seit Vré-Uré-CERN 1973) ·

M- ( Myon) 1936 Nebelkammern)
· -
>
M- +


↳
-
in
B
spotential- Z .
.




Neutino-Elektron-Strerung
·
Muonzerfall M
-



+
é+ Fe + V

zeReichweitere (Tauon)
=>
M
T 1975] SLAC bei eet-Rolission
-



am
↑
-
·




v VerSeit
wg Me + ) weiß man
.
,
dass M kein

angeregter Zustand des ist
e- . . .




=>
Lange Lebensdauern
e-
~


Ve FARTEN :
zur schwachen WW ·
Takonzerfälle
Lim
vgl . zu stark & e . .
m ) - nicht
bzw I
beobachtet
T)
das Elektron-Neutrino kann sowohl Zustände T v
gebundenen
-




=> nur ·
bildet eine . -
e+ + V=
Propagatorferm
über
= geladene als arch neutrale ww an
[
-




Elektron streuen ! & Quarks
das verantwortlich für
Leptonee m Fr TeM
>
·
Zerfall von + + V=
f(q2) Tran))
- &=
M
=
ähnlich wie X e ·
Reaktionen Teilchen die x3
unterliegen
~ von
der schwachen WW T- -
. . .



nur
5 V
,
+
ENeutrinos) haben extren kleine 1




X
Start unterdrückt wirkungsquerschnitte
bei hadronische Zerfälle T-Lepton
Strenexperimenten bei
=>
stark unterdrückt ! nur
für
M !!! 2
betrachtet also Teilchen zerfälle
möglich wg .

hoher Masse !
=>
Man !
mit g schwacheLadyalso ↳
:
kann für 2 M2 punktformig :

z B aus




↳
.
-




E
v
-


2+
an + 927 2 Neutrino-Elektron
-

2 + Ve Vel
-


+ bei




S
-




Ssemi-u
=
e-


d e Streuung
·
a
NEUTRINOS - D
D
·
Te




W
sind nachweisbar durch Nachweis von :
für Q2M2 : (für kleine Energien)
fehlenden" Impuls in
leptonisch leptonisch
überinversenBetazerl
bei Reaktionen U
-
=>




Ve
·


S
. . .




B
-
ww
8
!
. Elektron 94
z
Myon-Paar-Erzeugung
+
93
+
-


=
.




= Es
Er/rev)




S
2
von Cowan & Reines 1956 ge COlab 117 10
"
cm2




1
-


=



2 m 4r
.




et + e +
E -



(V) (
+
t
- -
= +
+ (an einem Kenreaktor)

e Brookhaven
in am
für QM2 : (for
große Energien)
jMn Fixed
&
Vi

Target p-Collider"
-
-




0
(im
+
-
n n n + 5 d
p
>
- + +

j -




It
et ---- +

Um
+
>
N
M
nicht-leptonisch/
-
>
-
+
nähert
I
↳
sich bei hohen
wot Energien
p + M-
>
V
+
m
reit
-



nadronisch
+
asymptotisch einem konst .
Wert


v- bei Beschuss von Ve auf be-
=> Pauli (1930) Neutrinos sind die einzig
postuliert elektr
Target bei
gilt und
.




massives Eisen es :
kannten neutralen Fermionen
neutrale Teilchen mit
Spin- DONUT Experiment Fermilab (2000) LEPTON (FAMILIEN) ZAHLERHALTUNG somit ihre
eigenen
Antiteilchen

&
,

(wg .

Unverstandenen kontinuierlichem

nergiespektrum beim der


PARITÄTSVERLETZUNG P (1) ampus
:
=


~ springlich
0-




Symmetrie
Operator
-




unbeobachtbar
Erhaltungin mit Notation 0- 0
-



0-




Filter
aber: Lebensdauern , Erzeugungsreaktion , Spin-o
( Polar) gleiche Massen ,

Raumtranslation abs Ort
Impuls 1-Veletor B. , p
Paritätist verletzt
p z
Lee & Yang
I
.




I
.




: =
- =

Der
,
(1956)
Raumdrehung abs .




Richtung Drehimpris (
st
Zeittranslation abs Zeit E
Energie
(




Mama
(193
.
-




Ot WU-Experiment
=>
Skalar




⑳einen
z .
B .
E


Eichtransformation
Q M .
.




Phase der We d Ladung Q O-Pseudoskalar
.




B

:
z *
Ni +
. .




- B-zerfall +




Raumspiegelung abs Händigkeit I

FI
.




↑
Materie-Antimaterie Materieart C Kobei der Kernspin in

Magnetfeld bei T =
10mk

Zeitumkehr abs .
Zeit
richtung T Messung : Ausgerichtet wird . . .




·

Intensitätsverteilung W(E) der Elektronen (Mei 800)
abha
Die Emissionsrate ist also Ingig mit Anthrazen Szintillator
#
-




P-Erhaltung
~>
müsste bei W(E) =
W(1800-0) sein !
pseudoskalare Große ist*
t
eine Emittierte
Gammastrahlung Mit Nal-Szintillator
·

hier
nicht
b ---


Ym polarisiert
~
↑ + 1
-meh
a -
um Polarisation zu überprüfen
bevorzugt
pixhé
-
Teilchen &
Ergebnis :


[ rechtshändiges
↑ pe
als
antilepton)
linktshändiges Teilchen · 20 % mehr
gegen spinrichtung
je !
Te ↑ + 1
Keptons 2 als

20 % weniger Spinrichtung jettpe
·




↓Te
↑ in
Paritätsverletzung
=>
-
1


CABER :
CP-Erhaltung) >
-




Zeit
bei Neutrinos v

,
,