Hi,
Erstmal freut es mich natürlich dass du Interesse an Teilchenphysik hast. Es ist tatsächlich spannend und macht viel Spaß
Natürlich ist es nicht so leicht das alles ein einem Post zu erklären. Im Physikstudium gibt es etliche Vorlesungen zu Quanten- und Teilchenphysik und selbst dann brauch man lange, bis man wirklich die ganzen Zusammenhänge begriffen hat. Daher weiß ich jetzt auch nicht, womit ich eigentlich anfangen soll, bzw. was dein Vorwissen ist. Ich werd jetzt mal versuchen, die Begriffe die du genannt hast möglichst einfach zu erklären und dir dann noch ein paar Buchempfehungen geben.
Zu Quantenzahlen:
Quantenzahlen sind äquivalent zu den messbaren Größen eines Quantensystems. Zum Beispiel ein Wasserstoffatom: Das Elektron, dass sich im Orbital des Kern befindet lässt sich durch eine Quantenmechanische Funktion (die sog. Wellenfunktion) beschreiben. Diese Funktion ist selbst nicht messbar, jedoch die Energie, die das Elektron hat, ist messbar. Auch der Drehimpuls. Diese Größen stehen in Verbindung mit Größen, die ich aus der Wellenfunktion bestimmen kann (die Quantenzahlen). Das Elektron ist durch diese Größen fest in seinen Eingenschaften definiert, d.h. von anderen Elektronen unterscheidbar. Man nennt die QZ, aus der ich die Energie bestimmen kann auch Hauptquantenzahl. Dann gibt es noch die Nebenquantenzahl (Drehimpuls) und die magnetische Quantenzahl (projektion des Drehimpulses), sowie die Spinquantenzahl. Kennt man diese Quantenzahlen, kennt man auch alle messbaren Größen des Elektrons. Es gibt noch weitere QZ in anderen Beispielen. Im Allgemeinen gilt: Quantenzahlen sich mathematische Größen, die aus der Wellenfunktion des Teichens folgen und die immer mit einer physikalischen Messgröße verbunden sind. Führe ich eine Messung an einem Teichen durch, bestimme ich seine Quantenzahl.
Zum Spin:
Der Spin ist auch eine messbare Eingenschaft von Elementarteilchen, welchen mit der Spinquantenzahl korreliert ist. Der Spin ist eine Größe, die dem Drehimpuls ähnlich ist und ihn beeinflusst. Der Gesamtdrehimpuls eines Teilchens setzt sich aus dem klassischen Bahndrehimpuls und dem Spin eines Teilchens zusammen. Es ist etwas wie eine Eigenrotation. Allendings ist es eine pure Quanteneigenschaft, für die es kein Analogon in der klassischen Physik gibt. Daher kann man sich den Spin auch schlecht vorstellen. Aber er beinfusst die Eingenschaften der Teilchen in ihrer Bewegung und Energie. Teilchen mit halbzahigen Spin (Elektronen, Protonen) verhalten sich ganz anders als Teilchen mit geradem Spin (Photonen).
Wechselwirkungen:
Sind schlicht und einfach Kopplungen zwischen Teilchen. Die Elektromagnetische Anziehung zwischen geladenen Teilchen lassen sich beispielsweise durch Photonen-Austausch erklären. Im Allgemeinen sind Wechselwirkungen Übertragungen von Kräften zwischen Teilchen. Dies geschiet indem sie andere Teilchen austauschen. Wie stark die Kraft ist bzw. welche Art von Kraft hängt mit der Art und der Anzahl der Austauschteilchen zusammen (z.B. Elektromagnetismus: Photonen).
So, hoffe, das war zumindest etwas hilfreich. Ich musste jetzt natürlich viele Sachen sehr oberflächlich erklären bzw. vieles weglassen. Ich schätze es ist am besten, mal ein einführendes Buch zu der Sache zu lesen. Wie gesagt weis ich ja auch nicht, welche Vorkenntnisse du hast, bzw. in welcher Klasse zu bist. Du kannst z.B mal die ersten Seiten davon lesen (bis S.16):
http://www.bmo.physik.uni-muenchen.de/~mantel/Lehre/…
Das Buch ist auch nicht schlecht:
http://www.amazon.de/Atom–Quantenphysik-experimente…
oder das:
http://www.amazon.de/Die-Entdeckung-Unteilbaren-Quan…
ein gutes Kurzvideo:
http://www.youtube.com/watch?v=pFU260eVKfU
So, hoffe das war hilfreich. Wenn es weitere Fragen gibt, helfe ich immer wieder gern.
Gruss Fabio