Neutrinophysik

Neutrinos sind gekennzeichnet durch ihre äußerst geringe Wechselwirkung. Trotzdem spielen sie eine zentrale Rolle in unserem Verständnis des Aufbaus der Materie aus kleinsten Teilchen sowie der fundamentalen zwischen ihnen wirkenden Kräfte. Neutrinos sind auch entscheidend beteiligt an der Energieerzeugung in der Sonne, an einer Supernova-Explosion sowie an der Entstehung und Entwicklung des Weltalls. Die Neutrinophysik ist daher ein hochaktuelles Forschungsgebiet mit zahlreichen noch ungeklärten Fragen. Das Buch gibt eine umfassende Einführung in die Neutrinophysik, behandelt die theoretischen Grundlagen und experimentellen Methoden und beschreibt den gegenwärtigen Stand unserer Kenntnisse sowie die Zukunftspläne. Es wendet sich an Studenten der Physik und Astrophysik, aber auch an Wissenschaftler, die in die Neutrinophysik "einsteigen" wollen. "... Dieses Buch ist sehr empfehlenswert für Leute, die sich in dieses Gebiet einarbeiten wollen, sowie auch eine wertvolle Hilfe für jene, die bereits auf diesem Gebiet arbeiten." K.Zuber. Physikalische Blätter, Weinheim

1 Die wichtigsten experimentellen Entdeckungen.- 1.1 „Erfindung“ des Neutrinos (1930).- 1.2 Entdeckung des Neutrinos (1956).- 1.3 Frage nach der Identität von Neutrino und Antineutrino; Leptonzahl.- 1.4 Nichterhaltung der Parität; Zwei-Komponenten-Theorie des Neutrinos.- 1.5 Verschiedenheit von Elektron- und Myon-Neutrino (1962).- 1.6 Entdeckung der „neutralen schwachen Ströme“ (1973).- 1.7 Dritte Lepton-Familie.- 1.8 Entdeckung der schwachen Vektor-Bosonen W± und Z0 (1983).- 1.9 Messung der Anzahl der leichten Neutrinoarten (1990).- 2 Überblick über die elektroschwache Wechselwirkung.- 2.1 Teilchen und Wechselwirkungen.- 2.2 Felder, Ströme, Wechselwirkungen.- 2.3 Die schwache Wechselwirkung.- 2.4 Systematik der schwachen Reaktionen und Zerfälle.- 2.5 Zusammenfassung der Glashow-Weinberg-Salam-Theorie.- 3 Experimente mit Neutrinos.- 3.1 Neutrino-Quellen.- 3.2 Neutrino-Strahlen an Beschleunigern.- 3.3 Neutrino-Detektoren an Beschleunigern.- 4 Neutrino-Elektron-Streuung.- 4.1 Theoretische Grundlagen.- 4.2 Experimente und Ergebnisse.- 5 Neutrino-Nukleon-Streuung.- 5.1 CC-Reaktionen.- 5.2 NC-Reaktionen.- 5.3 Tief-inelastische ep-Streuung bei HERA.- 5.4 Quasielastische Neutrino-Nukleon-Streuung.- 6 Eigenschaften der Neutrinos.- 6.1 Theoretische Grundlagen.- 6.2 Direkte Bestimmung der Neutrinomassen.- 6.3 Neutrino-Oszillationen im Vakuum.- 6.4 Neutrino-Mischung in schwachen Zerfällen.- 6.5 Neutrino-Zerfälle.- 6.6 Neutrino-Oszillationen in Materie.- 6.7 Elektromagnetische Eigenschaften der Neutrinos.- 6.8 Doppel-Beta-Zerfall.- 7 Neutrinos in der Astrophysik und Kosmologie.- 7.1 Atmosphärische Neutrinos.- 7.2 Solare Neutrinos.- 7.3 Neutrinos aus Supernovae.- 7.4 Kosmologische Neutrinos.- 7.5 Hochenergetische kosmische Neutrinos.- 7.6 Neue und zukünftigeDetektoren in der Neutrino-Astrophysik.- A.1 Instabile Teilchen.- A.2 Helizität.- A.3 Kinematik.- A.4 Diagonalisierung.- A.5 Supersymmetrische Teilchen.