Relativistische Quantenmechanik (PDF)

Dieses Buch richtet sich an Studierende der Physik, die bereits über Grundkenntnisse der Quantenmechanik verfügen und relativistische Wellengleichungen kennenlernen möchten. Im Hauptteil des Buchs behandelt der Autor die Klein-Gordon-Gleichung und die Dirac-Gleichung, wobei er deren Lösungen und ihre Bedeutung hervorhebt. Die Invarianzen der Dirac-Gleichung in Bezug auf Paritätstransformation, Ladungskonjugation und Zeitumkehr werden diskutiert, mit dem Klein'schen Paradoxon wird dem Leser eine interessante Anwendung näher gebracht und mit der Weyl-Gleichung ihr Spezialfall für masselose Fermionen dargestellt. Neben diesen Schwerpunkten werden die Entwicklungen thematisiert, die zur Aufstellung der relativistischen Wellengleichungen durch Schrödinger, Klein, Gordon und Dirac führten und somit auch auf den wissenschaftshistorisch interessanten Hintergrund verweisen. Ebenfalls erläutert ist die Verbindung zur Galilei-invarianten nicht-relativistischen Quantenmechanik. Zuletzt werden kurz die Grundzüge der Quantenelektrodynamik und Elemente der relativistischen Streutheorie erläutert.

Anhand von Testaufgaben am Ende des Buchs wird der Leser dazu motiviert, den Stoff selbst beispielhaft nachzurechnen und das Gelernte zu festigen. Die Mehrzahl der Lösungen lassen sich im jeweiligen Kapitel finden.

Die vorliegende zweite Auflage wurde vollständig durchgesehen, an vielen Stellen verbessert, ergänzt und überarbeitet. Ein neues Schlusskapitel über relativistische Schwerionenkollisionen wurde hinzugefügt.

Georg Wolschin ist Professor am Institut für Theoretische Physik der Universität Heidelberg.