QCD and Collider Physics

Von R. K. Ellis, W. J. Stirling u. B. R. Webber.
Cambridge University Press, Cambridge 1996. XIV + 435 S., hardback,
ISBN 0-521-58189-3

Seit ihrer ersten Formulierung als konsistente Quantenfeldtheorie zu Beginn der siebziger Jahre hat sich die QCD zur einzig derzeit denkbaren Theorie der starken Wechselwirkung entwickelt. Relativ schnell wurde klar, daß eine Vielzahl qualitativer Aspekte durch die Theorie korrekt beschrieben wird. Die genaue quantitative Überprüfung war seither ein zentrales Thema der theoretischen und experimentellen Forschung. Die asymp totische Freiheit der QCD, also die Abnahme der Kopplungskonstanten bei wachsender
Energie, erlaubt es, eine Vielzahl von Hochenergieprozessen mit störungstheoretischen Methoden zu berechnen, mit beeindruckender Übereinstimmung zwischen Theorie und Experiment.

Die Berechnung dieser Hochenergiereaktionen, wie sie vorwiegend an Kollidern untersucht werden, ist das zentrale Thema des vorliegenden Buches, das im Stil zwischen Lehrbuch und wissenschaftlicher Monographie angesiedelt ist. Nach einer kurzen Einführung in die theoretischen Grundlagen - Feynman-Regeln, Renormierung, das Konzept der Renormierungsgruppe und der asymp totischen Freiheit - wird eine Vielzahl von Reaktionstypen detailliert behandelt: totale Wirkungsquerschnitte für Elektron-Positron-Vernichtung oder tief-inelastische Streuung ebenso wie Jet-Verteilungen oder die Erzeugung von schweren Quarks, von Eich- oder Higgsbosonen an Hadron-Kollidern. Eine Reihe wichtiger Konzepte und Methoden der perturbativen Behandlung der QCD werden anhand konkreter Beispiele eingeführt, die Kompensation von Infrarot-Singularitäten, die Entkopplung schwerer Freiheitsgrade oder die Summation dominanter Korrekturen in hohen Ordnungen. Dabei wird jeweils die physikalische Grundidee deutlich herausgestellt und wenigstens das Endresultat der Rechnungen angegeben, häufig aber auch die Zwischenrechnungen oder mindestens ein Verweis auf die Originalliteratur. Durchweg werden theoretische Resultate und aktuelle experimentelle Analysen gegenübergestellt oder mögliche Messungen an zukünftigen Beschleunigern besprochen.

Das Buch kann zwar nicht ein reguläres Lehrbuch über QCD ersetzen, dazu ist es zu spezialisiert und zu knapp in der Darstellung. Als nützliche Ergänzung in einer Vorlesung für Fortgeschrittene ebenso wie für die schnelle Einführung von Diplomanden und Doktoranden in dieses aktuelles Gebiet ist es jedoch ideal geeignet.

J. H. Kühn, Karlsruhe

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