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Elektromagnetische
WW -
fundamentale Eigenschaften
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Im Unterschied zur schwachen und starken Wechselwirkung ist die elektromagnetische aufgrund
ihrer unendlichen Reichweite sowohl für Vorgänge des
makro
skopischen
als auch des
mikro
skopischen Bereich der Teilchenphysik verantwortlich. Sowohl der Blitz bei einem Gewitter
als auch die Absorption eines
g
-Quants durch das Elektron einer Atomhülle
beruhen auf einer elektromagnetischen
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Wechselwirkung. Wir wollen uns hier zunächst einen Überblick über elektromagnetische Prozesse verschaffen. Da wir uns mit der Teilchenphysik beschäftigen, sollen makroskopische elektromagnetische Phänomene ausgeklammert bleiben. Alle makroskopischen Phänomene können auf elementare Prozesse
auf Teilchenebene zurückgeführt werden.
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Beispiele
fundamentaler
elektromagnetischer Prozesse sind:
Anziehung und Abstoßung elektrisch geladener Teilchen
gebundene und angeregte
Zustände
elektrisch geladener Teilchen, z.B. die stabile Bindung zwischen Kern und Elektron beim Wasserstoffatom
Coulomb
-Streuung
Paarvernichtung
und -erzeugung
Alle elektromagnetischen Prozesse lassen sind auf einen fundamentalen Wechselwirkungsprozess (siehe Abb. rechts) zurückführen bzw. sind aus mehreren solchen
Prozessen zusammengesetzt.
In dem dargestellten
Prozess läuft ein
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elektrisch geladenes Teilchen
e
(z.B. ein Elektron, ein geladenes
Lepton oder ein Quark) ein. An einem Wechselwirkungspunkt, der noch verdeckt (0)
dargestellt ist,
emittiert
oder
absorbiert
das Teilchen ein
Photon (
g
)
und läuft wieder aus.
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In der Teilchenphysik werden Wechselwirkungsprozesse grafisch
mit sog.
Feynman-Diagrammen
dargestellt,
die die Grundlage für die Berechnung von
Lebensdauern, Zerfallszeiten
etc. bilden. Wir beschreiben die
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Feynman-Diagramme erst in einem späteren
Kapitel
zusammen mit den zugehörigen Rechenvorschriften, dem sog.
Feynman-Kalkül
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