The interacting boson model was introduced in 1974 as an attempt to describe collective properties of nuclei in a unified way. Since 1974, the model has been the subject of many investigations and it has been extended to cover most aspects of nuclear structure. This book gives an account of the properties of the interacting boson model. In particular, this book presents the mathematical techniques used to analyze the structure of the model. It also collects in a single, easily accessible reference all the formulas that have been developed throughout the years to account for collective properties of nuclei. Suitable for both theorists and experimentalists.

(MOST OF) THE UNIVERSE IS IN YOUR HANDS

"There is a theory in physics that explains, at the deepest level, nearly all of the phenomena that rule our daily lives.... This theory bears the unassuming name "The Standard Model of Elementary Particles," or the "Standard Model," for short. It deserves to be better known, and it deserves a better name. I call it "The Theory of Almost Everything."

The Standard Model has a surprisingly low profile for such a fundamental and successful theory.... In physics news items, the Standard Model usually plays the whipping boy. Reports of successful experimental tests of the theory have an air of disappointment, and every hint of the theory' s inadequacy is greeted with glee. It is the Rodney Dangerfield of physical theories, it "don' t get no respect." But it is, perhaps, the pinnacle of human intellectual achievement to date.

--From the IntroductionPraise for "THE THEORY OF ALMOST EVERYTHING

"In an era when enormous attention is being paid to the promising but highly speculative superstring/M-theory, a great triumph of science has gone nearly unnoticed, except by physicists. Robert Oerter provides here an accessible introduction to the Standard Model--a towering example of human creativity. He outlines how the Standard Model can serve as the launching pad for humanity to--paraphrasing Einstein--see better the secrets of ' the Ancient One.' "

--S. J. Gates Jr., John S. Toll Professor of Physics and director, Center for String and Particle Theory, University of Maryland

"We always hear about black holes, the big bang, and the search for life in the universe. But rare is the book that celebrates the Standard Model ofElementary Particles--a triumph of twentieth-century science that underpins nearly all we know about physical reality. Oerter' s "The Theory of Almost Everything belongs on anyone' s shelf who cares about how the universe really works."

--Neil deGrasse Tyson, astrophysicist and author of "Origins: Fourteen Billion Years of Cosmic Evolution

The Standard Model is the most important theory in modern physics. It is the tried-and-true theory of all known physical interactions, with the exception of gravity. Outside of scientific circles it is not nearly as well known as string theory or chaos theory. But it is more important than both, and it is absolutely essential to understanding where we are heading next in physics. Now, in a "tour de force of science writing, physicist Robert Oerter reveals the Standard Model to the general public.

Cobbled together by many brilliant minds--including Richard Feynman and Murray Gell-Mann--the Standard Model combines Einstein' s special relativity with quantum mechanics, revealing a bizarre reality beneath the surface of the mundane world that we all experience. Particles pop into existence from pure energy. Light travels to a given destination on all possible paths at the same time. Solid matter--like light--is neither particle nor wave. Making use of rich analogy and metaphor, Oerter illuminates the quantum world of the Standard Model. He shows that although the theory seems absurd from a common-sense point of view, it nonetheless fully agrees with experiment.

Oerter explores the conceptual framework of the Standard Model--what he considers its most fascinating aspect. He shows that different types of symmetry are at the heart ofthe theory. It is these symmetries, which lie deep within the structure of the atom, that give rise to the forces of nature. Oerter reveals that one of these symmetries--or rather, the fact that it was broken only moments after the creation of the universe--is the reason matter as we know it exists.

After lucidly explaining the Standard Model' s implications for the universe as a whole, Oerter takes readers to the edge of physics. He shows how new developments could alter the Standard Model. Experiments now running are searching for neutrino mass and the holy grail of particle physics, the Higgs boson. Grand unified theories, supersymmetry, preon theories, and string theory--although not verified by experiment--could be the next steps in theory.

"The Theory of Almost Everything is essential reading for anyone curious about what modern physics tells us about the nature of the universe.
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Dieser Folgeband zu N. Straumanns "Quantenmechanik" enthalt den relativistischen Teil einer zweiteiligen Vorlesung, die der Autor viele Male gehalten hat. Der Stoff ist im Detail ausgearbeitet und durch Kapitel aus der Quantenelektrodynamik erganzt worden. Das Buch ist eine grundliche Einfuhrung in die Quantenfeldtheorie und ihre Anwendungen. Der rote Faden dieses Lehrbuchs ist die Quantentheorie elektromagnetischer Prozesse. Das erste Kapitel uber die alte Diracsche Strahlungstheorie schliesst an den Stoff der "Quantenmechanik" an und verweist auf Anwendungen in Atom- und Kernphysik. Dann werden in den Kapiteln zu Diracs Wellengleichung des Elektrons und zur Quantisierung des Dirac-Feldes die wichtigsten Teile der relativistischen Quantentheorie vorgestellt. Die restlichen vier Kapitel widmen sich der Quantenelektrodynamik, z.B. der Bornschen Naherung, der systematischen Herleitung der Feynman-Regeln bis hin zur Behandlung der anomalen magnetischen Momente der Leptonen."

Die Entdeckung der Radioaktivitat im Jahre 1896 markierte den Beginn einer neuen Ara. Sie leitet die Entwicklung der Kernphysik und ihrer Anwendungen ein. Seither werden radioaktive Nuklide auf vielen Gebieten genutzt. Besonders fruchtbar ist ihr Einsatz in der medizinischen Therapie und in der Diagnostik. Dieses einfuhrende Lehrbuch behandelt in uberschaubarer und konzentrierter Form die physikalischen Grundlagen der Radioaktivitat, ihre Messung und Anwendung.

This book provides a systematic introduction to the physics behind measurements on plasmas. It develops from first principles the concepts needed to plan, execute, and interpret plasma diagnostics. The book is therefore accessible to graduate students and professionals with little specific plasma physics background, but is also a valuable reference for seasoned plasma physicists. Most of the examples are taken from laboratory plasma research, but the focus on principles makes the treatment useful to all experimental and theoretical plasma physicists, including those interested in space and astrophysical applications. This second edition is thoroughly revised and updated, with new sections and chapters covering recent developments in the field. Specific areas of added coverage include neutral-beam-based diagnostics, flow measurement with mach probes, equilibrium of strongly shaped plasmas and fusion product diagnostics.

This book provides an up-to-date account of the precise experiments used to explore the nature of universal gravitation that can be performed in a terrestrial laboratory. The experiments required are at the limits of sensitivity of mechanical measurements. The problems of experiment design are discussed, and critical accounts given of the principal experiments testing the inverse square law and the principle of equivalence, and measuring the constant of gravitation. An analysis of the effects of noise and other disturbances is also provided, further highlighting the care that is needed in experimental design and performance. The motivation for undertaking such experiments is also discussed. The book will be of value to graduate students, researchers and teachers who are engaged in either theoretical or experimental studies of gravitation, and who wish to understand the nature and problems of laboratory experiments in this field.

There are a variety of models which can be used to study nuclear structure and dynamics. This book gives a comprehensive overview of these various models, concentrating in particular on a description of deformed and rotating nuclei. Following a treatment of the semi-empirical mass formula and nuclear stability, the liquid-drop and simple shell models are introduced and described. The spherical nuclear one-particle potential is introduced and developed to cover the case of deformed nuclei. The latter chapters of the book are devoted to discussions of barrier penetration, fast nuclear rotation, nucleon-nucleon interactions and the pairing interaction. Many problems and solutions are included, which help to illustrate key concepts. The book will be invaluable to graduate students of nuclear physics, and to anyone engaged in research in this field.

This book deals with the methods of X-ray production at a level which is accessible to advanced undergraduates and researchers who use X-rays. It also discusses the fundamentals of these physical properties from an experimental viewpoint which is not covered in more specialised texts. The book begins with a survey of work carried out before 1945. Continuous and characteristic spectra are discussed followed by a description of techniques used in their study. Further studies of production, absorption and scattering in atomic and nuclear processes are described, including a completely new chapter on X-ray production by protons, alpha-particles and ions. The concluding chapter surveys some more advanced fields of study. It will be very valuable to all research and industrial physicists working with X-rays who need to know about their fundamental properties in more detail. In this second edition SI units are used throughout and the material reflects the changes in the use of X-rays and the developments in the field.

Physik kompakt 3. Quantenphysik und Statistische Physik beginnt mit dem Aufzeigen der Grenzen der klassischen Physik und enthAlt die EinfA1/4hrung in den atomaren Aufbau der Materie und die Grundlagen der Quantennatur der elektromagnetischen Strahlung. Am Beispiel der Wellennatur der Teilchenstrahlung und der UnschArferelation fA1/4hren die Autoren in den Stoff der Atomphysik ein, wie er A1/4blicherweise im dritten Semester geboten wird. Schon hier bei der Behandlung der SchrAdingergleichung und der Wellenfunktionen wird die fundamentale Bedeutung der Physik der Wellen und Schwingungen deutlich. Vertieft werden die Darstellungen um die EinfA1/4hrung in die Grundlagen der Quantenmechanik. Auf diesem Weg fA1/4hren die Autoren den Leser hin zur statistischen Mechanik und zur theoretischen Thermodynamik. Am Beispiel der HauptsAtze der Thermodynamik und ihren Anwendungen schlieAt sich der Kreis wieder zur praktischen Experimentalphysik.

Bose-Einstein condensation represents a new state of matter and is one of the cornerstones of quantum physics, resulting in the 2001 Nobel Prize. Providing a useful introduction to one of the most exciting fields of physics today, this text will be of interest to a growing community of physicists, and is easily accessible to non-specialists alike.

Als einfuhrendes Lehrbuch in die Teilchenastrophysik konzipiert wendet sich dieses Werk an Studenten der Physik und Astronomie ab dem Vordiplom. Kurz und pragnant werden die Grundlagen der Relativitatstheorie und der Quantenmechanik vorgestellt, bevor das Standardmodell der Teilchenphysik erlautert und die Zusammenhange mit den heutigen Fragen aus Astrophysik und Kosmologie hergestellt werden. Mathematisch elementarer als die meisten Einfuhrungen in die Teilchenphysik eignet sich dieses Buch sowohl begleitend zu einer Kursvorlesung als auch zum Selbststudium. Besonderer Wert wird auf padagogische Aspekte gelegt: im Vordergrund stehen Anschaulichkeit, eine am tatsachlichen Denkprozess orientierte Darstellung und die Ausgewogenheit zwischen theoretischen, experimentellen und interpretatorischen Aspekten der modernen Astroteilchenphysik."

Die Kernphysik hat seit den Anfangen mit ihren Methoden und Ergebnissen auch die Nachbarwissenschaften beeinflusst. Wahrend der letzten Jahrzehnte hat sich in wachsendem Masse auch die direkte Ubernahme kernphysikalischer Methoden in die industrielle und medizinische Technik vollzogen. Die verschiedenen Aspekte dieser wissenschaftlichen und technischen Anwendungen lassen sich in die vier Kategorien Nuklearchronometrie (Kerne als Uhren) Nukleare Radiografie (Kerne als Sonden) Nukleare Radiotomie (Kerne als Werkzeuge) und Nuklearenergie unterteilen. Das Buch folgt dieser Einteilung und konzentriert sich auf eine moglichst quantitative Erklarung der physikalischen Sachverhalte, die den Anwendungen zu Grunde liegen."

Synthesizing the theoretical and experimental advances in pion-nucleon interactions over approximately the last twelve years, the authors offer here a timely account of the hadronic interactions of pions and nucleons and of the structure of nucleons. Because of the hadronic SU3 symmetry, the book also treats the structure of baryons in general, and so contains much material external to the specific field of pion-nucleon interactions. Thus the book's subject can be stated as the hadronic structure of baryons as illustrated particularly by pion-nucleon interaction. Following an introductory discussion of isotopic spin, the authors proceed to chapters that treat low energy pion scattering by nucleons and the photoproduction of pions; forward and fixed momentum transfer dispersion relations; analytic properties of scattering amplitudes; formation of nucleon resonances; symmetries and classification of particles and resonances; current algebra, sum rules, and superconvergence relations; scattering at higher energies; pion-nucleon dynamics; pion-nucleon inelastic scattering; and the form factors of the nucleon and the pion. Each chapter is followed by abundant references to the original literature. The level of the writing is suitable for students at the graduate level, and the presentation is even and self-contained. On balance, the authors have prepared a useful consolidation and review of this difficult and changing area of investigation. Originally published in 1973. The Princeton Legacy Library uses the latest print-on-demand technology to again make available previously out-of-print books from the distinguished backlist of Princeton University Press. These editions preserve the original texts of these important books while presenting them in durable paperback and hardcover editions. The goal of the Princeton Legacy Library is to vastly increase access to the rich scholarly heritage found in the thousands of books published by Princeton University Press since its founding in 1905.

Die Kapitel Molekulphysik und Kernphysik sind die naturgemassen Anschlussgebiete an die Atomphysik, deren Grundlagen wir in Band I behandelt haben. Dass wir in der Rei- henfolge die Molekulphysik voranstellen, hat keinen zwingenden Grund. Die getroffene Wahl moege den Lesern insofern entgegenkommen, als die Molekulphysik von der bereits aus der Atomphysik bekannten elektromagnetischen Wechselwirkung beherrscht wird, wahrend in der Kernphysik die starke und schwache Wechselwirkung ganz andere, fur den Anfanger ungewohnte Behandlungsmethoden verlangen. Mit gutem Grund haben wir der Kernphysik ein einfuhrendes Kapitel uber Teilchenphysik hinzugefugt; haben sich die Gewichte dieser beiden Gebiete in den letzten Jahrzehnten doch stetig von der Kernphysik auf die Teilchenphysik verschoben. Die Frage mag sogar berechtigt sein, warum wir den Stoff der Kernphysik nicht noch starker beschrankt haben. Die Le- ser werden jedoch feststellen, dass viele Begriffe, Methoden und Ge!!etzmassigkeiten der Kernphysik auch Bestandteile der Teilchenphysik sind und sich entlang des historischen Weges der Kernphysik leichter lernen lassen. Um die Einheit beider Bande zu wahren, haben wir die Numerierung der Kapitel und Anhange des ersten Bandes fortgesetzt. Ebenso wurde die *-Markierung schwie- riger Abschnitte fur Fortgeschrittene beibehalten. Wir gehen aber davon aus, dass die Anfanger beim Studium des ersten Bandes genugend Fachkenntnisse erworben haben, um im zweiten Band auch etwas schwierigere Sachverhalte zu verstehen. Das Litera- turverzeichnis umfasst ausfuhrliche Angaben fur beide Bande. Wir haben wiederum versucht, den Stoff in experimenteller und theoretischer Sicht moeglichst ausgewogen darzustellen.

Neben der Elementarteilchen- und der Festkoerperphysik ist die Plasmaphysik eines der zukunftstrachtigsten Gebiete der Physik. Die vielen praktischen Anwendungen reichen von der Fusionsenergie, der Weltraumforschung, der Werkstoffbearbeitung, neuartigen Raketen und Teilchenbeschleunigern, neuen Quellen fur Licht, Teilchenstrahlung und Laserstrahlung, Plasmaschaltern, Plasmawellenleitern, Plasmakondensatoren u.a. bis hin zur Plasmaphysik des Festkoerpers, zu plasmachemischen Methoden, etwa der Benzinerzeugung oder von Edelgasreaktionen, und zu Plasmakerzen zur Beseitigung von Sonderabfallen. 99% der gesamten Materie des Weltalls befindet sich im Plasmazustand. Der Physiker bezeichnet als Plasma gasfoermige, flussige oder feste Materie, in der freie Ladungstrager (Ionen, ungebundene Elektronen) in einer solchen Anzahl vorkommen, da sie durch ihre Wechselwirkung die Eigenschaften des Mediums wesentlich bestimmen. Metalle, manche Halbleiter, konzentrierte Elektrolyte oder ionisierte Gase sind daher als Plasmen zu bezeichnen. Das vorliegende Lehrbuch gibt in einer fur Studenten, Techniker und Physiker leicht verstandlichen und anschaulichen Art einen kurzen UEberblick uber das Gesamtgebiet der Plasmaphysik und ihre Anwendungen. Fur Physiker, Techniker und Studenten Werbemittel: Novi Physics 4/94, Werbeblatt

In der Quantentheorie werden Observable durch Operatoren im Hilbert-Raum dargestellt. Der dafur geeignete mathematische Rahmen sind die Cx - Algebren, welche Matrizen und komplexe Funktionen verallgemeinern. Allerdings benotigt man in der Physik auch unbeschrankte Operatoren, deren Problematik eigens untersucht werden muss. Dementsprechend werden zunachst mathematische Fragen studiert und dann die Methoden auf atomare Systeme angewandt. Obgleich man ausser dem Wasserstoffatom kaum explizit losbare Probleme findet, lassen sich nicht nur allgemeine qualitative Fragen, etwa bezuglich des Energiespektrums und Streuverhaltens, beantworten, sondern auch quantitativ kann man auch fur kompliziertere Systeme fur messbare Grossen Schranken teils befriedigender Genauigkeit finden. Inhaltsverzeichnis: Einleitung: Die Struktur der Quantentheorie; Grossenordnungen atomarer Systeme.- Die mathematische Formulierung der Quantenmechanik: Lineare Raume; Algebren; Darstellungen im Hilbertraum; Einparametrige Gruppen; Unbeschrankte Operatoren und quadratische Formen.- Quantendynamik: Das Weyl-System; Der Drehimpuls; Die Zeitentwicklung; Der Limes t; Storungstheorie; Stationare Streutheorie.- Atomare Systeme: Das Wasserstoffatom; Das H-Atom in ausseren Feldern; Heliumartige Atome; Streuung am einfachen Atom; Komplexe Atome; Kernbewegung und einfache Molekule."

Bei der Erforschung der Struktur der Materie spielen seit den zwanziger Jahren dieses Jahrhunderts Teilchenbeschleuniger eine wichtige Rolle. Sie liefern die fur die Experimente mit Atomkernen oder Elementarteilchen erforderlichen hoch- energetischen Strahlen mit 'reproduzierbaren, wohldefinierten Eigenschaften. Im Laufe der Zeit sind die fur diesen Zweck entwickelten Anlagen vor allem wegen der erforderlichen sehr hohen Teilchenenergien immer groesser geworden und ha- ben inzwischen Dimensionen von uber 10 km erreicht, die nur noch im Rahmen von Grossforschungsanlagen gebaut und betrieben werden koennen. Daneben hat sich in jungerer Zeit eine zweite wichtige Anwendung von Beschleunigern eta- bliert, nahmlich die Nutzung der sogenannten Synchrotronstrahlung. Diese wurde erstmals in Elektronen-Synchrotrons beobachtet, nach denen sie auch be- nannt wurde. Wegen ihrer hervorragenden Eigenschaften hat sie sich neben den Neutronenstrahlen zum wichtigsten Werkzeug zur Untersuchung von Festkoerpern entwickelt. Daher werden inzwischen weltweit viele meist kleinere Elektronen- beschleuniger gebaut, die ausschliesslich fur diesen Zweck optimiert sind. Die Beschleunigerphysik hat sich damit ein recht breites Anwendungsfeld geschaffen. Das vorliegende Buch hat sich zum Ziel gesetzt, die wichtigsten physikali- schen und technischen Grundlagen der Beschleuniger systematisch zusammen- zutragen und dabei die Anforderungen der Teilchen- und Hochenergiephysik wie auch die Erzeugung der Synchrotronstrahlung zu behandeln. Wegen der grossen Vielfalt der Beschleunigertypen und ihrer diversen Anwendungen war es aller- dings nicht moeglich, alle heute im Beschleunigerbereich wichtigen Teilaspekte hier zu behandeln. Daher wurde bewusst eine Auswahl getroffen, bei der ne- ben den fur alle Beschleuniger wichtigen Grundlagen besonders die Aspekte der Elektronenspeicherringe in den Vordergrund treten.

In derUmgangssprache besitzt das Wort Symmetrie zwei verschie- dene Bedeutungen. Erstens bedeutet es dasselbe wie Ausgewogenheit, Harmonie und Schonheit. Zweitens dasselbe wie Spiegelsymmetrie. Der Symmetriebegriff der Physik prazisiert und verallgemeinert den Begriff Spiegelsymmetrie der Umgangssprache. Er kann auf Objekte im Raum, auf den Raum selbst, auf die Zeit, auf Aufgaben und Losungen und auf die N aturgesetze angewendet werden. Dies Buch ist den Symmetrien der Naturgesetze und ihren Bre- chungen gewidmet. Sonst noch aufgenommenes dient zur Illustration. Alle Symmetrien verbindet ihre Beziehung zur Unbeobachtbarkeit. Eine Transformation ist genau dann eine Symmetrietransformation, wenn nicht beobachtet werden kann, ob sie durchgefiihrt wurde. Das ist, sehr verkiirzt, ein Hauptthema des Buches. Das Buch "Symmetrie - Bauplan der Natur" eines der Autoren (Genz 1987a) enthiilt die Ankiindigung einer Broschiire mit den in dem populiirwissenschaftlichen Buch unterdriickten Formeln. Statt der ge- plant en Broschiire ist nun dieses Buch entstanden. Es erziihlt das Sym- metriethema neu - fiir Leser, die iiber bessere Kenntnisse in den Natur- wissenschaften verfiigen, als sie beim allgemeinen Publikum vorausge- setzt werden konnen.

This text examines the distinctive physics of plasmas--the form in which most visible matter in the universe is found. The book provides an introduction to plasma particle dynamics, plasma waves, magnetohydrodynamics, plasma kinetic theory, two-fluid theory, and non-linear plasma physics. Rather than emphasizing mathematical considerations, this concise volume concentrates on underlying physical principles. The most advanced background knowledge required consists of Maxwell's equations, and these are reviewed in the introduction. The text will be useful to undergraduates in physics as well as graduates studying astrophysics, nuclear physics, and plasma physics.

Most elements are synthesized, or "cooked", by thermonuclear reactions in stars. The newly formed elements are released into the interstellar medium during a star's lifetime, and are subsequently incorporated into a new generation of stars, into the planets that form around the stars, and into the life forms that originate on the planets. Moreover, the energy we depend on for life originates from nuclear reactions that occur at the center of the Sun. Synthesis of the elements and nuclear energy production in stars are the topics of nuclear astrophysics, which is the subject of this book. It presents nuclear structure and reactions, thermonuclear reaction rates, experimental nuclear methods, and nucleosynthesis in detail. These topics are discussed in a coherent way, enabling the reader to grasp their interconnections intuitively. The book serves both as a textbook for advanced undergraduate and graduate students, with worked examples and end-of-chapter excercises, but also as a reference book for use by researchers working in the field of nuclear astrophysics.

FA1/4r die meisten Menschen begann das Atomzeitalter 1945 mit den AtombombenabwA1/4rfen auf Hiroshima und Nagasaki. Die Grundlagen fA1/4r diese Entwicklung wurden aber ein halbes Jahrhundert zuvor in ruhigen UniversitAtslaboratorien gelegt. Die Untersuchungen A1/4ber die Struktur des Atoms und seines Kerns erschienen bis 1938 rein akademisch. Mit der Entdeckung der Kernspaltung im Jahre 1938 Anderte sich die Forschungslandschaft gewaltig. Die Freisetzung und BezAhmung der immensen Energiemengen, die im Atomkern enthalten sind, gehAren zu den wichtigsten Errungenschaften der Menschheit. Der Autor - selbst ein Pionier der Kernforschung - erzAhlt die Geschichte dieser Entwicklungen und konzentriert sich dabei auf die beteiligten Wissenschaftler, ihre PersAnlichkeit und BeweggrA1/4nde.

Das Konzept des Hochtemperaturreaktors (HTR) zeichnet sich durch "inharente Sicherheit" aus; weitere Vorzuge liegen darin, dass bereits kleinere Einheiten wirtschaftlich betrieben werden und nicht nur zur Stromerzeugung, sondern auch in der Warme- und Verfahrenstechnik eingesetzt werden koennen. Damit ist der HTR als Alternative zu den bisher favorisierten Reaktorlinien in das oeffentliche Interesse getreten. Das Buch vermittelt nicht nur technische Fakten, sondern erlautert die physikalischen und technischen Prinzipien zum Verstandnis der Funktion und stellt die notwendigen Grundlagen fur die Auslegung des Kugelhaufenreaktors zur Verfugung. Die Komponenten werden ausfuhrlich beschrieben. Ein Schwerpunkt liegt auf der Diskussion der Sicherheitseigenschaften bzw. des Stoerfallverhaltens; ebenso werden die Konzepte zur Brennstoffversorgung bzw. -entsorgung vorgestellt. Einsatzmoeglichkeiten des HTR werden ebenso wie Bewertungsverfahren fur den wirtschaftlichen Betrieb aufgezeigt.