name der kraft rel. stärke reich- weite teilchen auf die die kraft wirkt feld- quanten typische...

BosonenZundW

derEntdeckung

0 BosonenZundW

derEntdeckung

0

WWschwachen der n Feldquante sindund 0ZW WWschwachen der n Feldquante sindund 0ZW

Name der

Kraft

Rel. Stärke

Reich-

weite

Teilchen auf die die

Kraft wirkt

Feld-

quanten

Typische

Lebens-

dauer

starke 1 Quarks 8 Gluonen

starke 1 Hadronen Mesonen

e.m. El. gel.

Teilchen

Photon

schwache Quarks

Leptonen

Gravitation Alle Teilchen

Graviton?

cm)1010( 1413

cm)1010( 1413

s2110

s2110

210 s2010

510 1410 0,ZW s1010

3910

Auch aus kosmischer Sicht ist die schwache WW von Bedeutung (Sonne)

eeHpp 2

2/93 cGeVmz

2/80 cGeVmw

W und Z sind die massivsten bekannten ElementarteilchenW und Z sind die massivsten bekannten Elementarteilchen

WWschwachen der Phänomene sind

Capture"Electron " und ZerfallDer WWschwachen der Phänomene sind

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)(

)(

)(

11

11

11

captureelektronXX

eXX

eXX

eNA

ZNAz

eNA

ZNAz

eNA

ZNAz

Stand 1938 (Oskar Klein)

Handelt sich um Zerfall von Protonen oder NeutronenHandelt sich um Zerfall von Protonen oder Neutronen

Wenp

Wepn

e

e

Wird 1959 beobachtet

0Zpp

Wird 1973 erstmals postuliert

Heute dominiert die Physik das Quarkmodell und mit der elektroschwachen Eichfeldtheorie gelang

erstmals die Theoretische beschr. der Schwachen WW.

Heute dominiert die Physik das Quarkmodell und mit der elektroschwachen Eichfeldtheorie gelang

erstmals die Theoretische beschr. der Schwachen WW.

0)()(

)()(

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Zuu

Wued

Wdeu

e

e

Anfang der 80‘er

aus.dahin bissteht Zund von WNachweisDer 0

Feynman Diagramme von der direkten Produktion und dem Austausch von W und Z

Wechselwirkungsquerschnitt für die Erzeugung von W und Z

cc

FW

xsxuxsxuxdxuxdxuxxW

mit

xxxWdxG

211222211

21122221121

1

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FW

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mit

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211222211

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1

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cc

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FZ

xsxsxsxsxdxdxdxd

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42

2211221111112211

421122221121

0

01

sin9

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ilungenQuarkverte abhängigenQder sich man bedient esuerschnitt Wirkungsqdes BerechnungZur 2

nb

nb

Z

W

85,0

8,1

0

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Z

W

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Der VersuchsaufbauDer Versuchsaufbau

W Boson, UA1 Detector 1982W Boson, UA1 Detector 1982

270GeV Proton- Antiproton- Stoß

)()(

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uu

ldu

lud

e

e

0Z

W

W

Die nun stattfindenden Prozesse mit 1-facher NeutrinoerzeugungDie nun stattfindenden Prozesse mit 1-facher Neutrinoerzeugung

)(

.2

2.1

KopplungVA

AsymetrieRükwärtsVorwärts

cMp WT

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.2

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KopplungVA

AsymetrieRükwärtsVorwärts

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Die DetektorenDie Detektoren

ergienNeutrinoenden entsprichtEΔ

EΔE:real

0E :Detektoridealer

i

ii i

i i

ergienNeutrinoenden entsprichtEΔ

EΔE:real

0E :Detektoridealer

i

ii i

i i

Gute Energie- und Ortsauflösung ist entscheidend für die Genauigkeit des Ergebnisses

Gute Energie- und Ortsauflösung ist entscheidend für die Genauigkeit des Ergebnisses

Energien der Myonen müssen „per Hand“ ausgerechnet werden

Nach einigen weiteren Auswahlkriterien

bleiben 43 Ereignisse

Nach einigen weiteren Auswahlkriterien

bleiben 43 Ereignisse

)Abweichung(15

Detektorender

treffenideales)

tsHadronenje

koplanarenkeine)

15E) T

iii

ii

GeVi

)Abweichung(15

Detektorender

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ii

GeVi

ZerfallsνeWeinesgDarstellun3D ZerfallsνeWeinesgDarstellun3D

Alle registrierten Ereignisse mit UA1Alle registrierten Ereignisse mit UA1

ZerfallsνeWeinesgDarstellun3D ZerfallsνeWeinesgDarstellun3D

Alle registrierten Ereignisse mit UA1mit Auswahlkriterien

Alle registrierten Ereignisse mit UA1mit Auswahlkriterien

Ein Proton- Antiproton-Stoß mit Hadronenjet

Ein Proton- Antiproton-Stoß mit Hadronenjet

5,04,5

1,48,11

8,21,13

:TeilchenderpT

5TeilchennbeteiligtederAnzahl

eeW

W

2/)5,05,80( cGeVmW 2/)5,05,80( cGeVmW

Das transversale Moment des W muss

allerdings bekannt sein.

Das transversale Moment des W muss

allerdings bekannt sein.

Bestimmung der Masse der W-Bosonen1. Möglichkeit:

Bestimmung der Masse der W-Bosonen1. Möglichkeit:

Bestimmung der Masse der W-Bosonen2. Möglichkeit:

Bestimmung der Masse der W-Bosonen2. Möglichkeit:

)cos1(2

:ableMassenvariletransversa2

TeTT ppm )cos1(2

:ableMassenvariletransversa2

TeTT ppm

24,03,1 /3,80 cGeVmW

24,0

3,1 /3,80 cGeVmW

Bestimmung der Masse der W-Bosonen3. Möglichkeit:

Bestimmung der Masse der W-Bosonen3. Möglichkeit:

GevE

GevE

T

eT

30

30

GevE

GevE

T

eT

30

30

2/5,13,80 cGeVmW 2/5,13,80 cGeVmW

WvonMassedie

fürErgebnisseähnlicheliefernMethodenAlleWvonMassedie

fürErgebnisseähnlicheliefernMethodenAlle

2/)5,05,80( cGeVmW 2/)5,05,80( cGeVmW

24,03,1 /3,80 cGeVmW

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3,1 /3,80 cGeVmW

2/5,13,80 cGeVmW 2/5,13,80 cGeVmW

2/5,19,80 cGeVmW 2/5,19,80 cGeVmW

BosonZDas 0 BosonZDas 0

0

00

Z

eeZmitXZpp

0

00

Z

eeZmitXZpp

Diese Ereignisse sind deutlich seltener als die

Erzeugung von W-Bosonen

Diese Ereignisse sind deutlich seltener als die

Erzeugung von W-Bosonen

Es gilt zu beobachten:Es gilt zu beobachten:

GeVEa T 25) GeVEa T 25)

3GeV/cΣp

Fragmente,der einses

ilDetektortegleichenim

Einflüssendenkeinestöre

,7GeV/cp)

T

T

b

3GeV/cΣp

Fragmente,der einses

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Einflüssendenkeinestöre

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T

T

b

Fragmente.beidefürnur

b)wiec)Fragmente.beidefürnur

b)wiec)

eeZ0

eeZ0

Oben alle EreignisseUnten mit Einschränkungen

Oben alle EreignisseUnten mit Einschränkungen

UA1für2,993,9m

1,495,6m

:Ergebniss

0Z

ee

UA1für

2,993,9m

1,495,6m

:Ergebniss

0Z

ee

2/4,16,950 cGevmZ

2/4,16,950 cGevm

Z

Das ErgebnisDas Ergebnis

2/4,16,950 cGevmZ

2/4,16,950 cGevmZ

280,9 1,5 /Wm GeV c 280,9 1,5 /Wm GeV c

Im Rahmen der heutigen Theorien muss davon ausgegangen werden, dass Z- und W-Bosonen

Teilchen sind und die Träger der schwachen Wechselwirkung.

Im Rahmen der heutigen Theorien muss davon ausgegangen werden, dass Z- und W-Bosonen

Teilchen sind und die Träger der schwachen Wechselwirkung.

Geb. am 31. März 1934Als Sohn eines Elektrikers und einer Lehrerin in Grozia,ItalienStartet zunächst mit dem Studium der Inginieuerskunst und später Physik Themen: Kosmische Strahlung und

Teilchen Detektoren1958: USA Columbia Universität1960: CERN 1984: Nobelpreis für Physik1989: Ernennung zum Direktor-General bis 1994

CARLO RUBBIACARLO RUBBIA

Geb. 1925 in den Niederlanden als drittes Kind eines Lehrers und seiner Frau (aus einer Lehrerfamilie)Verfehlt 1943 sein Abschlussexamen in wissenschaftlichen Bereich, und holt es 2 Jahre später nach, um 1945 das Studium der Technischen Physik zu beginnen.1952 Philips Research Laboratory 1956 CERN1976 SPS als pp Collider1984 Nobelpreis für Physik1990 Rente

SIMON VAN DER MEERSIMON VAN DER MEER

Quellen:

http://www.nobel.se/physics/laureates/1984/meer-autobio.html

http://www.nobel.se/physics/laureates/1984/rubbia-autobio.html

EXPERIMENTAL OBSERVATION OF THE INTERMEDIATE VECTOR BOSONS

W +, W- and Z0.

Nobel lecture, 8 December, 1984

CARLO RUBBIACERN, CH-1211 GENEVA 23, Switzerland

Kern- und Elementarteilchenphysik G. Musiol, J. Ranft, R. Reif, D. Seeliger

Verlag: Harri Deutsch 2.Auflage ISBN 3-8171-1404-4

STOCHASTIC COOLING AND THE ACCUMULATION OF ANTIPROTONSNobel lecture, 8 December, 1984

bySIMON VAN DER MEER

CERN, CH- 1211 Geneva 23, Switzerland