Theoretische Teilchenphysik

Worum geht's

In diesem Modul erhältst du einen strukturierten Überblick über das Standardmodell der Teilchenphysik und zentrale aktuelle Fragestellungen der Feldtheorie und Phänomenologie. Am Ende kannst du den Aufbau und die Symmetrien des Standardmodells beschreiben, Standardprozesse mit Feynman-Regeln bis zu Einst-loop-Korrekturen berechnen und grundlegende Aspekte von Neutrino-Physik sowie mögliche Erweiterungen jenseits des Standardmodells erläutern.

Was du danach kannst

• Vollständigen Lagrangedichte des Standardmodells schriftlich angeben und die Terme erklären
• Transformationseigenschaften unter C, P, T und globalen Symmetrien herleiten und Erhaltungssätze ableiten
• Feynman-Regeln des Standardmodells bestimmen und Störungsrechnungen bis Ein-Schleifen-Niveau durchführen
• Elektroschwache Symmetriebrechung mittels Higgs-Mechanismus beschreiben und Folgen analysieren
• Quark-Mischung mit der CKM-Matrix beschreiben und GIM-Unterdrückung ableiten
• Chirale Anomalien, Eichanomalien und Verletzung von Baryon- und Leptonenzahl im SM herleiten
• Starke CP-Problematik und mögliche Lösungsansätze beschreiben
• CP-verletzende Observablen in K- und B-Systemen berechnen und zur CKM-Matrix in Beziehung setzen
• Wichtige Produktions- und Zerfallskanäle des Higgs-Bosons am LHC beschreiben
• Quantenkorrekturen zur Higgs-Masse/Higgs-Potential, Vakuumstabilität und Hierarchie-Problem erläutern
• Neutrino-Oszillationen, mögliche Neutrino-Massenterme und den Seesaw-Mechanismus erklären

Aus was das Modul besteht

• VorlesungVermittlung der Konzepte und technischen Details sowie Vergleich mit experimentellen Daten
• ÜbungenVertiefung des Vorlesungsstoffs und Einübung der Rechenfertigkeiten; Diskussion und Präsentation von Lösungen in Übungsgruppen

Lehrmethode

• TafelvortragErläuterung der Konzepte und Herleitungen im Detail
• Folien/Präsentation (bei Bedarf)Ergänzung zu Tafelvorträgen, Visualisierung und Übersicht
• Übungsgruppen mit Tafelpräsentation durch StudierendeEinübung der Rechenfertigkeiten und Vertiefung des Verständnisses