Hochenergiephysik

Die Hochenergiephysik (HEP) ist ein Teilgebiet der Physik, das sich aus der Kernphysik zu einer eigenen Disziplin entwickelte. Sie untersucht den Aufbau der kleinen und kleinsten Teilchen und Elementarteilchen und deren Reaktionen miteinander. Sie ist ein Sammelbegriff für die Teilchenphysik und die hochenergetische Schwerionenphysik.

Die Forschungsergebnisse der HEP sind für ein Verständnis des Aufbaus der heutigen Welt relevant, aber auch des frühen Universums in einem extrem heißen Stadium, in der andere Kern- und Teilchenreaktionen stattfanden, als sie heute bekannt sind.

Bei der Suche nach neuen Teilchen und Wechselwirkungen sind hohe Energien im GeV- und TeV-Bereich notwendig. In modernen, großen Teilchenbeschleunigern, wie beispielsweise Speicherringen, bringt man Elementarteilchen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit und lässt sie nahezu frontal miteinander kollidieren. Für derartige Experimente werden spezielle Teilchendetektoren eingesetzt.

Hochenergiephysik (HEP) ist nicht zu verwechseln mit der Hochenergiedichtephysik (HEDP).

Geschichte

Die Geschichte der Hochenergiephysik (HEP) beginnt mit der Verfügbarkeit von Teilchenbeschleunigern im o. g. Hochenergiebereich. Die Ursprünge der Beschleunigerphysik sind jedoch mit Zyklotronen, Van-de-Graaff- Cockcroft-Walton-Maschinen und anderen Apparaturen verbunden, die ab den 1930er Jahren im Rahmen der Kernforschung entwickelt und genutzt wurden.

Beschleunigeranlagen (Beispiele)

Anlagen, an denen Experimente der Hochenergiephysik durchgeführt werden oder wurden, sind u. a.:

• HERA am DESY in Hamburg
• Institut für Hochenergiephysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften
• JINR in Dubna, Russland
• LEP, SPS und LHC am CERN bei Genf, Schweiz
• Tevatron am Fermilab in der Nähe von Chicago, USA
• Relativistic Heavy Ion Collider in Brookhaven, USA
• UNILAC, SIS, und ESR am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt.

Veröffentlichungen

Seit Januar 2014 werden im Rahmen des internationalen Open-Access-Projekts „SCOAP3“ alle das Fachgebiet betreffenden Artikel in einschlägigen Journalen für Hochenergiephysik (HEP) frei zugänglich gemacht. Damit übernimmt die HEP eine Vorreiterrolle bei der internationalen Open-Access-Transformation. Für Deutschland gibt es drei nationale Kontaktstellen für SCOAP3:

• Helmholtz-Gemeinschaft – vertreten durch das Deutsche Elektronen-Synchrotron (DESY)
• Max-Planck-Gesellschaft (MPG)
• SCOAP3-DH – vertreten durch die TIB – Leibniz-Informationszentrum Technik und Naturwissenschaften als nationale Kontaktstelle für die deutschen Hochschulen und sonstige Forschungseinrichtungen

Als bekannte Suchmaschine für Fachbeiträge aus der Kern- und Teilchenphysik (auch HEP) gilt INSPIRE-HEP (ehem. SPIRES).

Siehe auch

• Äquivalenz von Masse und Energie und Energie-Zeit-Unschärferelation
• Atomare Einheiten
• Natürliche Einheiten

Literatur

Siehe auch: Kernphysik, Teilchenphysik und Teilchenbeschleuniger

Siehe auch: Quantenelektrodynamik, Quantenchromodynamik und Eichtheorie

• D. R. Bates: Quantum Theory III. Radiation and High Energy Physics (= Pure and Applied Physics). Academic Press, New York and London 1962 (englisch, archive.org). 
• Donald H. Perkins: Introduction to High Energy Physics. 2nd Auflage. Addison-Wesley Advanced Book Program/World Science Division, Reading, MA 1982, ISBN 978-0-201-05757-7 (englisch, archive.org). 
• William R. Leo: Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments. 2nd Auflage. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg 1994, ISBN 978-3-540-57280-0, doi:10.1007/978-3-642-57920-2 (englisch). 
• Fachjournal: Annual Review of Nuclear and Particle Science

Weblinks

Wiktionary: Hochenergiephysik – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen