Lexikon
- D, E und F
Delta-Funktion
(Dirac`sche d-Funktion)
Die Dirac`sche
Delta-Funktion d(x)
ist eine Funktion, die im Koordinatenursprung eine unendlich hohe, infinitesimal
schmale Spitze besitzt, die den Flächeninhalt 1 hat. Für andere
Punkte hat sie den Wert 0.:
und
Die wichtigste
Eigenschaft ist, dass sie im Produkt f(x) . d(x)
mit einer anderen Funktion f(x) so wirkt, dass auch alle Funktionswerte
des Produkts gleich 0 werden, für alle x außer x = 0. Deshalb
ist es gleich, ob man d(x)
mit f(x) oder f(0) multipliziert, es gilt folglich:
f(x) . d(x)
= f(0) . d(x)
und für das Integral:
Das Integral
"pickt" sich also nur den Funktionswert von f an der Stelle x = 0 heraus.
Deuterium (und Tritium)
Das Deuterium (D oder ²H) ist das Wasserstoff-Isotop,
das ein Neutron im Kern besitzt. Während Wasserstoff (H) nur ein Proton als Kern besitzt, hat Deuterium ein Proton und
ein Neutron. Das Tritium (T oder ³H) ist der noch schwerere Bruder der beiden und besitzt zwei Neutronen und ein Proton als Kern. Ein einzelnes Deuterium-Atom bezeichnet man als Deuteron.
Eigenfunktion
Mit Eigenfunktionen
bezeichnet man die Wellenfunktionen stationärer quantenmechanischer
Zustände. Die Zustände besitzen bestimmte quantisierte Werte
an Energie, an Impuls oder an Drehimpuls. Diese Werte nennt man Eigenwerte;
sie entsprechen den Messwerten von Experimenten.
Eigenwert
Mit Eigenwerten
bezeichnet man die quantisierten Werte an Energie, an Impuls oder an Drehimpuls
eines stationären quantenmechanischen Zustands. Die Wellenfunktionen,
die die stationären Zustände beschreiben nennt man Eigenfunktionen.
Die Eigenwerte entsprechen den Messwerten von Experimenten.
elastisch,
inelastisch etc.
Bei der Streuung von Teilchen unterscheidet man verschiedene Arten:
- elastische
Streuung
Bei der elastischen Streuung sind die
Teilchen vor und nach dem Streuprozess identisch. Vom Schwerpunksystem aus betrachtet findet lediglich eine Impulsübertragung statt. Bezogen auf andere Koordinatensysteme wird auch Energie übertragen.
- inelastische Streuung
Die Teilchen tauschen beim Stoß
im Schwerpunktsystem Energie aus. Dabei können die Teilchen angeregt
oder umgewandelt werden oder es können neue Teilchen erzeugt werden.
- tief inelastische Streuung
Damit werden Streuungen bezeichnet, bei denen ein Lepton
auf ein Hadron trifft, wobei der übertragene Impuls sehr große Werte annimmt.
Elementarladung
Ladung ist gequantelt und kommt
immer in ganzzahlig Vielfachen der Elementarladung vor. Die Elementarladung beträgt 1,602.10-19 As (1 As = 1C = 1 Coulomb)
und wird mit e abgekürzt. Das Elektron besitzt die Ladung -1e, man kürzt das Elektron daher auch oft mit e- ab.
Energie-Impuls-Beziehung
(relativistisch)
Die relativistische Beziehung zwischen
Gesamtenergie E, Ruheenergie E0
und Impuls p eines Teilchens lautet: E2
= (pc)2 + (E0)2.
Die Ruheenergie ist E0 = m0c2,
mit Ruhemasse m0. Die Gesamtenergie E für
ein freies Teilchen ist E0 + Ekin.
Wenn die Ruheenergie gegenüber der Gesamtenergie vernachlässigbar
ist, kann man die Näherung E »
pc machen, d.h. Gesamtenergie und Impuls sind dann näherungsweise proportional zueinander
mit dem Proportionalitätsfaktor c.
Ereignis
(engl. event)
Als Ereignis bezeichnet man die beobachtete Wechselwirkung (bzw. deren Ergebnis) von Teilchen, z.B. eine Kollision oder einen Zerfall.
Erhaltungsgröße (und Erhaltungssatz)
Unter einer Erhaltungsgröße versteht man eine Größe, die für die an einer Wechselwirkung
beteiligten Teilchen vor und nach der Reaktion gleich ist (also erhalten bleibt).
Die bekannteste Erhaltungsgröße der Physik ist die Energie. Zu jeder Erhaltungsgröße gehört ein Erhaltungssatz, in dem formuliert wird, welche Größe unter
welchen Bedingungen erhalten bleibt.
Erwartungswert
(oder Mittelwert)
Im Mikrokosmos
können für Ort, Impuls, Energie und Drehimpuls eines Teilchens
nicht feste Werte, sondern "nur die zu erwartenden Werte" - die Erwartungswerte
(z.B. für den Ort: <x>) - angegeben werden. Zu ihrer Berechnung
braucht man Operatoren, d.h. bestimmte Rechenvorschriften, die den klassischen
Größen Ort, Impuls, Energie und Drehimpuls entsprechen.
Farbladung
(Farbe)
Um Quarks gleichen
flavours (d.h. gleicher Art u, d, s, c, b oder t) unterscheidbar zu machen,
ordnet man ihnen eine „Farbladung" (kurz Farbe)
zu. Man unterscheidet rot,
grün und
blau (r, g, b).
Antiquarks besitzen die entsprechenden Antifarben antirot (cyan),
antigrün (magenta)
und antiblau (gelb).
Farbkombinationen verhalten sich nach außen wie die additive Farbmischung
realer Farben. Antifarben entsprechen daher den Komplementärfarben.
Die Farbladung ist die "Ladung" der starken Wechselwirkung zwischen Quarks. Gluonen koppeln an die Farbladung und tragen selbst Farbladung.
farbneutral
Quarks tragen
eine Farbladung (kurz Farbe), Antiquarks eine Antifarbe. Wichtig
ist, dass sich die Farben der Quarks und Antiquarks in Hadronen zusammen
nach den Regeln der additiven Farbmischung zu weiß mischen. Man sagt:
Hadronen, also Baryonen und Mesonen, sind nach außen hin farbneutral (oder weiß).
Feinstrukturkonstante
a
Die Feinstrukturkonstante a
= e2/(4pe0hc)
= 1/137,03604 »
1/137 ist die Kopplungskonstante der elektromagnetischen Wechselwirkung.
Sie ist eine dimensionslose Konstante und ein Maß für die Stärke
der elektromagnetischen Wechselwirkung. Manchmal wird ihr Wert auch mit
1/100 = 10-2 abgeschätzt.
Fermionen
Fermionen sind
Teilchen, die einen halbzahligen Spin besitzen (1/2, 3/2,...). Sie unterliegen
dem Pauli-Verbot. Leptonen, Quarks und Baryonen sind Fermionen.
Flächendichte (eines Targets)
Mit Flächendichte
bezeichnet man die "Zahl der Streuzentren pro Flächeneinheit" in einem
Target. Man stelle sich eine Streichholzschachtel mit 100 kleinen Kügelchen
randvoll gefüllt vor. Die Oberseite der Schachtel hat eine Fläche
von 17 cm2. Ein Teilchenstrahl, der auf
diese Seite zufliegt, "sieht" eine Fläche von 17 cm2,
hinter der sich 100 Streuzentren befinden. Die für ihn
relevante Flächendichte beträgt also 100/(17 cm2)
= 5,9 cm-2. Ein Strahl der auf eine kleinere
Seitenfläche zufliegt, sieht die gleiche Anzahl von Streuzentren,
aber durch eine kleinere Fläche (z.B. 4 cm2). Die für ihn relevante
Flächendichte ist folglich höher: 100/(4 cm2) = 25 cm-2!
Flavour
(oder Flavor; auch Sorte oder Art)
Mit Flavour (Aroma, engl. flavour)
bezeichnet man die Sorte eines Quarks oder eines Leptons. Bei Quarks gibt
es 6 verschiedene Arten bzw. Flavours: up (u), down (d), strange (s), charm
(c), bottom (b) und top (t).
Jeder Flavour
kann mit einer der drei Farbladungen rot, grün oder blau (kurz: Farbe)
kombiniert werden.
Auch bei Leptonen gibt es 6 Flavours
(Arten). Das Elektron (e), das Müon (m), das Tauon (t), und die jeweils dazugehörigen
Neutrinos ne, nm und nt.
(Fluss) bzw. Stromdichte
(F) bzw. j
Die Stromdichte j eines
Teilchenstrahls ist die " Zahl der Teilchen pro Flächeneinheit und
Zeiteinheit". Hierfür wird auch die Bezeichnung Fluss F verwendet. Man sagt, "der Teilchenstrahl hat einen Fluss von 105
Teilchen pro Sekunde und Quadratmillimeter" = 105 s-1mm-2.
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