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Fragen zu VL-02 Teilchenbeschleunigung:
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(1) 
In der Vorlesung haben Sie die Rapidität kennengelernt, die man bei Streu-
prozessen, i.a. an Stelle des Polarwinkels theta, zur Beschreibung der Kinema-
tik der auslaufenden Elementarteilchen verwendet. Grund hierfür ist die Form-
invarianz der Rapidität gegenüber Lorentzboosts entlang der z-Achse, die der 
Bewegungsrichtung der einlaufenden Teilchen entspricht. Ist Ihnen klar was 
Forminvarianz (im Gegensatz zu Invarianz) in diesem Zusammenhang bedeutet? 
Können Sie sich vorstellen, warum oder wann eine soche Forminvarianz gegenüber 
Lorentzboosts entlang der z-Achse wünschenswert ist?

(2)
In welcher Größenordnung (ausgedrückt in Metern) lag das Auflösungsvermögen des 
LEP Beschleunigers (als Mikroskop), der in der LEP-2 Phase mit Schwerpunktsen-
ergien von sqrt(s)=200 GeV betrieben wurde? Wie vergleicht sich dieses Auflö-
sungsvermögem mit dem Auflösungsvermögen thermischer Neutronen aus einem For-
schungsreaktor? Spielt bei LEP Energien die Ruhemasse des Elektrons überhaupt 
eine Rolle?   

(3)
Wie groß ist die Schwerpunktsenergie im klassischen Rutherfordexperiment auf 
Folie 7? Sie finden alle für die Berechnung notwendigen Informationen auf der 
Folie. Wie groß sind die räumlichen Strukturen, die Sie mit den alpha-Teilchen 
aus der Radiumquelle auflösen können?

(4)
Der Rutherfordwirkungsquerschnitt ist eine fundamentale Formel zur Beschreibung 
von Streuprozessen. Vollziehen Sie seine (rein klassische!) Herleitung für sich 
nocheinmal Schritt für Schritt nach. Sie finden alle hierzu notwendigen Infor-
mationen auf Folie 14. 

(5)
Das Beugungsbild am Spalt ist ein Prototyp für einen Formfaktor. Vollziehen Sie 
für sich nocheinmal nach, wie die Summe und das Integral auf Folie 19 zustande 
kommen. Anmerkung: x ist im Bild die Richtung der auslaufenden Welle.   

(6)
Was ist die klassisch quantenmechanische Bedeutung des Matrixelements S_fi auf 
Folie 22? Was bedeutet der Faktor 2*pi*hbar im Nenner des Integranden des Pha-
senraumintegrals?