Lexikon - G, H, I, J und K Geiger-Müller-Zähler  Zylinderförmige Ionisationskammer mit einem Eintrittsfenster, in der zwischen einem Draht und der Wand eine Hochspannung angelegt ist. Ein ionisierendes Teilchen löst in der Kammer eine "Elektronenlawine" aus. Die Elektronen werden durch das elektrische Feld "abgesaugt". Überschreitet die Summe dieser elektrischen Signale einem gewissen Schwellenwert, wird über einen Lautsprecher das typische "Knack"-Gräusch ausgegeben oder mit Hilfe eines Zählwerks ein entsprechender Impuls registriert. Jedes Teilchen erzeugt einen Impuls; die Energie der Teilchen kann nicht gemessen werden. Generation   In der Teilchenphysik ordnet man Quarks und Leptonen in drei verschiedene Gruppen, die sogenannten Generationen (I, II und III) ein. Die Abbildung rechts zeigt, welche Quarks und Leptonen zu welcher Generation gehören. Die Einordnung in Generationen erfolgt (grob!) nach der Masse der Teilchen (I: leicht, II: mittelschwer und III: schwer).  Gesamtenergie (relativistisch)  Die Gesamtenergie E eines freien Teilchens ist gegeben durch E = mc2. Sie setzt sich aus Ruheenergie E0 = m0c2 und kinetischer Energie Ekin zusammen. An der Einsteinschen Formel E = mc2 erkennt man, dass Energie und Masse proportional zueinander sind. Der Proportionalitätsfaktor ist die Lichtgeschwindigkeit c zum Quadrat.  Gesamtspin J   Neben dem Spin s (Eigendrehimpuls) eines Teilchens bzw. dem zusammengesetzten Spin S eines Teilchensystems (z.B. Baryon) besitzt ein Teilchen noch einen Bahndrehimpuls l. Auch der Bahndrehimpuls ist gequantelt.  Für zusammengesetzte Teilchen ist der Gesamtspin J die quantenmechanische Summe des gesamten Eigendrehimpulses S der beteiligten Teilchen und ihres gesamten Bahndrehimpulses L. Man schreibt dafür oft einfach J = L + S oder für einzelne Teilchen j = l + s (kleine Buchstaben). Die z-Komponenten von J und S können halb- und ganzzahlige Werte von h annehmen, die von L nur ganzzahlige Werte.  Gluonen   Gluonen (vom engl. glue, Klebstoff) sind die Austauschteilchen der starken Wechselwirkung. Sie tragen Farbladung (eine Farbe und eine Antifarbe). Es gibt 8 Gluonen, sie sind elektrisch neutral und masselos. Ihre Existenz konnte 1979 bei PETRA am DESY zum ersten Mal nachgewiesen werden.  Gravitationsgesetz (Newtonsches)  Die Gravitation wurde durch das Newtonsche Gravitationsgesetz als erste Kraft quantitativ beschrieben. Für die massen- und abstandsabhängige Kraft FG gilt: . Die Stärke der Gravitation ist proportional zu den Massen der Wechselwirkungspartner (m1 und m2) und zum Kehrwert des Quadrats des Abstands r der beiden Massestücke. Die Proportionalitätskonstante ist die sogenannte Gravitationskonstante g. Entscheidend ist die Abstandsabhängigkeit der Kraft. Sie nimmt quadratisch mit dem Abstand r der beiden Wechselwirkungspartner ab und ist die gleiche wie beim Coulomb-Gesetz. Hadron    Als Hadronen bezeichnet man die Teilchen, die der starken Wechselwirkung unterliegen. Die starke Wechselwirkung wird deshalb auch hadronische Wechselwirkung genannt. Hadronen sind so aus Farbladung tragenden Quarks zusammengesetzt, dass sie nach außen hin farbneutral bzw. weiß erscheinen. Beispiele sind das Proton, das Neutron und das Pion.   Halbwertszeit    Mit Halbwertszeit bezeichnet man den Zeitraum, nach dem die Hälfte einer abgeschlossenen großen Anzahl von Teilchen zerfallen ist bzw. die Hälfte noch übrig ist. Die Halbwertszeit ist eine statistische Größe für eine große Anzahl von Teilchen. Sie lässt keine Aussage über die Lebensdauer eines einzelnen Teilchens zu! Die Halbwertszeit t1/2 ist mit der mittleren Lebensdauer t verknüpft: t1/2 = (ln 2).t = 0,693.t.   Helizität (links- und rechtshändig)  Die Helizität h ist als normiertes Produkt aus Spin s und Impuls p (s und p sind Vektoren!): h = s.p/(|s|.|p|) definiert. Durch die Normierung gilt -1 £ h £ +1. Teilchen mit Spin in Bewegungsrichtung haben h = +1, Teilchen mit Spin entgegen der Bewegungsrichtung haben h = -1. Man bezeichnet Teilchen mit h = +1 als rechtshändig und solche mit h = -1 als linkshändig. Der Drehsinn eines Teilchens ist also über die Helizität definiert.  Höhenstrahlung (kosmische Strahlung)  Als kosmische Strahlung bezeichnet man energiereiche, aus dem Kosmos kommende Strahlung. Sie besteht hauptsächlich aus Protonen, Alphateilchen und einem kleineren Anteil von schwereren Kernen, Elektronen und g-Quanten. Sie enthält die höchsten bisher beobachteten Teilchenenergien von etwa 1020 eV = 1011 GeV.  Die Atmosphäre schirmt die kosmische Strahlung weitgehend ab. An der Erdoberfläche besteht sie hauptsächlich aus Myonen, die durch Reaktion der kosmischen Strahlung in der Atmosphäre entstanden sind, wobei dort bei Stößen teilweise ganze Schauer von Sekundärteilchen wie Mesonen, Pionen, Elektronen, Positronen aber auch energiereiche g-Quanten ausgelöst werden (sog. Höhenstrahlung).  Hyperonen    Als Hyperonen bezeichnet man Baryonen, die einen oder mehrere schwere Quarks (s, c, b) oder Antiquarks enthalten. Das leichteste Hyperon ist das L, mit der Quarkzusammensetzung uds und der Masse 1115,7 MeV/c2. Das W- - Hyperon mit der Quarkzusammensetzung sss und der Masse 1672,5 MeV/c2 spielte bei der Einführung der Strangeness eine wichtige Rolle.    Isospin I    Teilchen, die sich nur durch ihre elektrische Ladung unterscheiden und sonst in ihren Quantenzahlen und Eigenschaften bezüglich der starken Wechselwirkung gleich sind, werden zu Isospin-Familien (Multipletts) zusammengefasst. Die Zahl der Mitglieder eines Multipletts ist 2I + 1. Proton und Neutron, die ein solches Multiplett (Isospin-Dublett) bilden, haben Isospin I = 1/2 und werden als zwei verschiedene Ladungszustände (unterschiedliche elektr. Ladung) eines Nukleons angesehen. Man ordnet ihnen einfach verschiedene Quantenzahlen I3 (z-Komponente des Isospins I) zu, um sie zu unterscheiden. Die restlichen Quantenzahlen  (J, P, Y bzw. S, B) sind gleich.   Jet  Mit Jet bezeichnet man ein enges Bündel von Sekundärteilchen einer Teilchenkollision. Z.B. entstehen bei der Kollision von Elektronen und Protonen aus den "Bruchteilen" des Protons mehrere Hadronen, die als Jet - sog. Hadronen-Jet - davonfliegen.  Kalorimeter  Kalorimeter sind Detektoren, mit denen die Energie von Teilchen bestimmt wird. Man unterscheidet elektromagnetische und hadronische Kalorimeter. Das Prinzip der Energie- messung ist dabei immer, dass ein einfliegendes Teilchen durch eine Vielzahl von Wechselwirkungen niederenergetischere Sekundärteilchen erzeugt, deren Energie gemessen wird und damit einen Rückschluss auf die ursprüngliche Teilchenenergie zulässt. Die auftretenden Energiebereiche und die damit verbundene Größe und Art des Detektormaterials sind sehr unterschiedlich . (siehe z.B. )   Kopplungskonstante ax  Die Kopplungskonstante (KK) ax ist ein Maß für die Kopplungsstärke einer Wechselwirkung X. Die KK der elektromagnetischen Wechselwirkung ist die Feinstrukturkonstante aelm = a = e2/(4pe0hc) = 1/137,03604 » 1/137. a ist proportional zum Quadrat der elektrischen Ladung a ~ e2. Analog dazu ist die Kopplungskonstante der schwachen Wechselwirkung aschw proportional zum Quadrat der schwachen Ladung g: aschw ~ g2.   In der Literatur werden die Begriffe KK und Ladung aufgrund des Zusammenhangs (g ~ ) zwischen ihnen oft nicht unterschieden. Im Allgemeinen bezeichnet man eine KK mit a und die Ladungen mit e oder g. Korrespondenzprinzip  Das Korrespondenzprinzip besagt, dass sich für große Werte von Quantenzahlen die Aussagen der Quantenphysik denen der klassischen Physik annähern. Die Quantenmechanik muss also die klassische Mechanik als "Grenzfall" mit einschließen.