Zusammenfassung
Im Jahr 1983 wurden die Austauschteilchen der schwachen Wechselwirkung, die W- und Z0-Bosonen, am CERN entdeckt. Nur ein Jahr später wurde diese Entdeckung gekrönt durch die gemeinsame Vergabe des Nobelpreises für Physik an Carlo Rubbia und Simon van der Meer. Rubbia für seine Idee, das SPS-Synchrotron als Collider für Protonen und Antiprotonen zu betreiben und damit genug Kollisionsenergie aufzubringen, und van der Meer für sein Konzept der stochastischen Kühlung der Antiprotonen, ohne die es niemals eine genügend hohe Anzahl von Kollisionen gegeben hätte.
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Notes
- 1.
Um neue Teilchen in einer Kollision zu produzieren, muss die kinetische Energie der kollidierenden Teilchen mindestens so hoch wie die Ruhemasse des neuen Teilchens sein, nach Einsteins berühmter Formel E = mc\(^2\). Bei manchen Reaktionen wird das neue Teilchen sogar nur zusammen mit seinem Antiteilchen produziert, sodass in diesem Fall sogar die doppelte kinetische Energie nötig ist. Sehr schwere neue Teilchen brauchen deswegen sehr hohe Kollisionsenergien.
- 2.
Z\(^0\)-Bosonen zerfallen unter anderem in ein Elektron und ein Positron oder in ein Myon und ein Antimyon, während W-Bosonen unter anderem in ein Elektron und ein Neutrino oder in ein Myon und ein Neutrino zerfallen. Teilchenphysiker reden häufig von Elektronen, Myonen und Neutrinos im Detektor und meinen damit gleichzeitig auch deren Antiteilchen oder Elektron-Neutrinos und Myon-Neutrinos. Für das Verhalten im Detektor ist der Unterschied zwischen Teilchen und Antiteilchen nicht relevant. Der Zerfall eines Z\(^0\)-Bosons in Elektron und Positron wird deswegen meist nur als Zerfall in zwei Elektronen bezeichnet.
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Hauschild, M. (2016). Der erste Nobelpreis: die W- und Z\(^0\)-Bosonen. In: Neustart des LHC: CERN und die Beschleuniger. essentials. Springer Spektrum, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-13479-2_4
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