Kern-, Teilchen- und Astrophysik 1

Worum geht's

Du lernst die Grundlagen der Kern-, Teilchen- und Astrophysik: experimentelle Nachweismethoden, Prinzipien von Teilchenbeschleunigern, sowie die theoretischen Konzepte des Standardmodells (inkl. Klein‑Gordon/Dirac, QED, QCD). Am Ende verstehst Du Aufbau und Wechselwirkungen von Elementarteilchen und kannst einfache Phänomene mit den Grundlagen des Standardmodells erklären.

Was du danach kannst

Verständnis experimenteller Methoden in Kern- und Teilchenphysik
Kenntnis der Prinzipien von Teilchenbeschleunigern
Anwenden der Klein‑Gordon‑ und Dirac‑Gleichung auf einfache Probleme
Grundlagen der Quantenelektrodynamik verstehen
Elektronstreuung, Formfaktoren und tiefinelastische Streuung einordnen
Verständnis des Partonmodells und Strukturfunktionen
Grundzüge der Gruppentheorie und der Quantenchromodynamik
Aufbau und Eigenschaften von Hadronen (Mesonen, Baryonen) beschreiben
Einordnung experimenteller Tests der QCD
Einfache Anwendung theoretischer Grundlagen des Standardmodells

Aus was das Modul besteht

VorlesungVermittlung der thematischen Inhalte durch Vortrag, Beispiele und Diskussionen
ÜbungKleingruppenarbeit zur Nachvollziehung und Lösung von Aufgaben, Vorbereitung auf die Prüfung

Lehrmethode

VorlesungPräsentation der Lehrinhalte, anschauliche Beispiele und Diskussion zur inhaltlichen Auseinandersetzung
ÜbungSelbstständiges Lösen und Vorrechnen von Aufgaben zur Vertiefung und Prüfungsvorbereitung
Studium der LiteraturEigenständige Vertiefung und Kontrolle des Gelernten

Solltest du schon können

PH0001empfohlen
PH0002empfohlen
PH0003empfohlen
PH0004empfohlen
PH0005empfohlen
PH0006empfohlen
PH0007empfohlen

Prüfung

Klausurschriftlich

Schriftliche Klausur, 90 Minuten. Die Prüfung überprüft Rechenfertigkeiten und Verständnis (z. B. Berechnung von Strahlenergien, Nennung von Eichsymmetrien, Zeichnen von Feynman‑Diagrammen, Auflisten freier Parameter des Standardmodells). Teilnahme an Übungen wird dringend empfohlen.

Literatur

B. Povh - Teilchen und Kerne (Springer 2013)
B.R. Martin & G. Shaw - Particle Physics (Wiley 2008)
C. Berger - Elementarteilchenphysik: Von den Grundlagen zu den modernen Experimenten (Springer‑Lehrbuch, 2014)
F. Halzen & A. D. Martin - Quarks and Leptons: an Introductory Course in Modern Particle Physics
O. Nachtmann - Elementary Particle Physics: Concepts and Phenomena (Springer)
J.F. Donoghue, E. Golowich & B.R. Holstein - Dynamics of the Standard Model
C. Quigg - Gauge Theories of the Strong, Weak, and Electromagnetic Interactions

Termine

VorlesungKern-, Teilchen- und Astrophysik 12 Gruppen zur Wahl

AMi.12:00–14:00
Hörsaal im Galileo nur Mo-Do 7-19 Uhr (8120.EG.001)
15× · 14.10.–03.02.
- 14.10.
- 21.10.
- 28.10.
- 04.11.
- 11.11.
- 18.11.
- 25.11.
- 02.12.
- 09.12.
- 16.12.
- 23.12.
- 13.01.
- 20.01.
- 27.01.
- 03.02.
BMo.08:30–10:00
Hörsaal im Galileo nur Mo-Do 7-19 Uhr (8120.EG.001)
15× · 12.10.–01.02.
- 12.10.
- 19.10.
- 26.10.
- 02.11.
- 09.11.
- 16.11.
- 23.11.
- 30.11.
- 07.12.
- 14.12.
- 21.12.
- 11.01.
- 18.01.
- 25.01.
- 01.02.

ÜbungÜbung zu Kern-, Teilchen- und Astrophysik 15 Gruppen zur Wahl

ADi.12:00–14:00
CH 22209, Übungsraum (5402.01.220J)
15× · 13.10.–02.02.
- 13.10.
- 20.10.
- 27.10.
- 03.11.
- 10.11.
- 17.11.
- 24.11.
- 01.12.
- 08.12.
- 15.12.
- 22.12.
- 12.01.
- 19.01.
- 26.01.
- 02.02.
BDi.16:00–18:00
2.104, Besprechung (5117.EG.104)
15× · 13.10.–02.02.
- 13.10.
- 20.10.
- 27.10.
- 03.11.
- 10.11.
- 17.11.
- 24.11.
- 01.12.
- 08.12.
- 15.12.
- 22.12.
- 12.01.
- 19.01.
- 26.01.
- 02.02.
CDo.10:00–12:00
C.3201, Tutorraum (5140.01.201)
14× · 15.10.–04.02.
- 15.10.
- 22.10.
- 29.10.
- 05.11.
- 12.11.
- 19.11.
- 26.11.
- 10.12.
- 17.12.
- 07.01.
- 14.01.
- 21.01.
- 28.01.
- 04.02.
DMo.10:00–12:00
PH II 227, Seminarraum E20 (5107.EG.227)
15× · 12.10.–01.02.
- 12.10.
- 19.10.
- 26.10.
- 02.11.
- 09.11.
- 16.11.
- 23.11.
- 30.11.
- 07.12.
- 14.12.
- 21.12.
- 11.01.
- 18.01.
- 25.01.
- 01.02.
EMo.14:00–16:00
2.104, Besprechung (5117.EG.104)
15× · 12.10.–01.02.
- 12.10.
- 19.10.
- 26.10.
- 02.11.
- 09.11.
- 16.11.
- 23.11.
- 30.11.
- 07.12.
- 14.12.
- 21.12.
- 11.01.
- 18.01.
- 25.01.
- 01.02.

Aus dem laufenden Semester, unverbindlich. Von mehreren Gruppen besucht man eine; der Stundenplan schlägt automatisch die mit den wenigsten Überschneidungen vor.

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