Hochenergiephysik

Teilgebiet der Physik, das mit extrem hohen Energien (über 100 MeV) die Eigenschaften von Elementarteilchen, ihre Struktur und Wechselwirkungen untersucht. Die Hochenergiephysik ist identisch mit der Elementarteilchenphysik. Sie hat es gewissermaßen mit den letzten Grundfragen der Physik zu tun. Ein grundlegendes Ergebnis der Hochenergiephysik ist die Erkenntnis, dass alle Elementarteilchen ineinander umgewandelt oder aus Energie erzeugt werden können, sofern nicht bestimmte Auswahlregeln u. a. dagegen sprechen. Eine Teilchenumwandlung kann z. B. nur stattfinden, wenn die Summe der Energien und die Summe der Impulse vor und nach dem Umwandlungsprozess übereinstimmen. In der Hochenergiephysik haben sich bisher die Gesetze der Elektrodynamik, der Quantentheorie und der Relativitätstheorie bewährt. Zu den bekannten Quantenzahlen wurden u. a. die Parität und die Strangeness zur Kennzeichnung der Elementarteilchen eingeführt. Das von der Hochenergiephysik gelieferte Erfahrungsmaterial reicht bisher nicht aus, eine umfassende Theorie der Elementarteilchen aufzustellen. Jedoch gibt es bereits Erfolg versprechende Ansätze (Quarks). Die für die Experimente der Hochenergiephysik benötigten hohen Energien werden mit Hilfe von Teilchenbeschleunigern (z. B. Synchrotron, Zyklotron) erzeugt. Zu den typischen Nachweisgeräten der Hochenergiephysik gehören u. a. Blasenkammer, Funkenkammer, Tscherenkowzähler, Halbleiterdetektoren. Die Hochenergiephysik kann nur in internationalen Forschungszentren oder nationalen Großlaboratorien im Team betrieben werden.