Pr¨ufungsart Physik, Teil A Pr¨ufungssession Herbst 2005 Fach Kern- und Teilchenphysik I DozentIn Prof. F. Pauss
Meine Pr¨ufung fing 15 min verz¨ogert an. Mit den zus¨atzlichen 10 min, die ich zu fr¨uh war, wurde das Warten dann recht m¨uhsam und Nervosit¨at breitete sich aus. Dann endlich ging die T¨ur auf. . .
Als Kurzvortrag leite ich die Callan-Gross-Beziehung her und erkl¨are, dass mit 2xF1(x)/F2(x) die Daten f¨ur punktf¨ormige, Spin-1/2, Dirac-Teilchen sprechen. Pauss unterbricht mich nur einmal bez¨uglich der Masse des Streu- zentrums. Dann beginnen die Fragen.
Pauss: Wieso k¨onnen wir hier elastische Streuung annehmen?
Ich: F¨ur punktf¨ormige Teilchen ergibt sich der erste Wirkungsquerschnitt aus der Rosenbluth-Formel. Diese beschreibt elastische Streuung.
Pauss: (Ist nicht zufrieden.)
Ich: (Bin ein wenig verwirrt. ¨Uber das Partonmodell gelange ich zum Breit- System, wo man elastische Streuung an den Partonen hat). Dabei muss gelten, dass Q2 sehr gross.
Pauss: (Gibt sich nicht zufrieden. Will Graphik f¨urαs sehen)
Ich: (Zeichne Graphen der mit zunehmenden Q2 exponentiell abf¨allt. Da Pauss kein Kommentar abgibt, bin ich mir pl¨otzlich nicht mehr sicher und best¨atige meine Graphik durch die Formel f¨urαs. Erkl¨are noch, dass dies ein- fach der umgekehrte Fall zur elektromagnetischen Kopplungskonstante sei.) Pauss: Und was sehen sie daraus?
Ich: Klar. Quark-Confinement und f¨ur grosse Q2 hat man freie Quarks.
Pauss: QUASI-frei!!! Also, was braucht man nun f¨ur elastische Streuung.
Ich: Ein grosses Q2, aber das habe ich ja bereits gesagt. (Vielleicht war sie nur nicht sicher, ob ich es auch verstanden hatte?!)
Pauss: Sagen sie etwas zurZ0-Produktion. (Hier folgt eine m¨uhsame Diskus- sion ¨uber alles was mit Z0 im Zusammenhang steht, nur das nicht, was ich gekonnt h¨atte - etwa die Bestimmung der Anzahl Neutrinos. Sie wollte wissen wie manZ0 herstellt, was man misst, wie man es misst und in was es zerf¨allt.
Dabei musste ich auch die Unterschiede zur Herstellung inpp,p¯pund im LEP ausleuchten. Sie wollte Graphen sehen und die Beschriftung der Achsen haben. Ich hatte einige Probleme meine Graphen den richtigen Prozessen zuzuordnen. Dabei liess sie auch den Spruch: ”Wissen Sie das nicht?! Ich habe Sie doch an der Vorlesung x-tra darauf hingewiesen!!!” - toll. . . h¨atte
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wohl ein bisschen besser aufpassen sollen. Als dieser eher m¨uhsame Teil dann endlich vorbei war, wollte Pauss wissen, wie der Wirkungsquerschnitt definiert ist.)
Ich: Der Wirkungsquerschnitt hat die Dimension einer Fl¨ache. Und wird
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ublicherweise in Barn angegeben. Ein Barn entspricht 10−28 m−2.
Pauss: (Hat meinen Fehler bemerkt und bat mich nochmal das Barn zu definieren.)
Ich: . . . m−2.
Pauss: Schreiben Sie mal eine Formel f¨ur den Wirkungsquerschnitt hin!
Ich: (Da ich sie nicht auswendig konnte, wohl aber wusste, dass die integri- erte Lumenosit¨at mal den Wirkungsquerschnitt die Anzahl Reaktionen gibt, musste ich eine kleine Herleitung machen.)
Petra: Moment, was machst du da?
Pauss: Er macht jetzt eine umgekehrte Herleitung. (Oder irgendwie so.) Ich: (Die Formel ausgerechnet. Nenne die einzelnen Einheiten, also. . . ) Pauss: . . . hat der Wirkungsquerschnitt m2.
Ich: Habe ich m−2 gesagt?! (NEIN!!! - aber ich habe ja Dimension einer Fl¨ache gesagt, wie konnte ich nur.)
Pauss: Nennen Sie mir die Voraussetzungen f¨ur den Rutherford-Wirkungs- querschnitt!
Ich: (Auswendiges herunterleiern. Ich glaube hierbei habe ich nicht ein Wort ausgelassen.)
Pauss: Wie w¨urden sie die Rutherford-Formel herleiten?
Ich: Fermi’s Goldene Regel.
Pauss: Wie sieht das Potential aus?
Ich: eΦ. Einfach das elektromagnetische Potential.
Pauss: Und die Wellenfunktion?
Ich: 1/√ V eipx
Pauss: (Wartet. Dann. . . ) Wollen Sie nun das ¯h auch noch hinschreiben?
Ich: Achja. Der Exponent muss ja wohl dimensionslos sein - also teilen durch ¯h.
An dieser Stelle war die Pr¨ufung beendet. Sie war dann noch ein biss- chen nett: fragte mich, wann meine n¨achste Pr¨ufung sei, etc. Die Pr¨ufungs- atmosph¨are war gut, Pauss freundlich (ich war der zweitletzte Pr¨ufling des Tages!!), aber meine mangelnden Kenntnisse an der Z0-Produktion bereit- eten ihr auch wieder keine Freudentr¨anen. Zum Inhalt der Pr¨ufung kann ich nur sagen: Ich h¨atte ein bisschen mehr Vielfalt erwartet. Ausserdem ging Pauss ¨uberaschenderweise auch recht ins Detail. (Note 4.5)
λλ 2
