Theoretische Teilchenphysik: Felder, Symmetrien und Quantenphänomene
Theoretical Particle Physics: Fields, Symmetries and Quantum Phenomena

Modul PH1415

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Basisdaten

PH1415 ist ein Semestermodul in Englisch auf Master-Niveau das im Wintersemester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Proseminarkatalog für den Masterstudiengang Kern-, Teilchen- und Astrophysik

Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.

GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
120 h 90 h 4 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH1415 ist Martin Beneke.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Seminarvorträge durch Studierende zu Themen der theoretischen Teilchenphysik mit Schwerpunkt auf klassischen und für das Verständnis der Teilchen- und Quantenphysik grundlegenden Phänomenen und Effekten. Das Seminar richtet sich insbesondere auch an Masterstudenten im ersten Semester des Masterstudiums.

Termin: Di, 16.30-18.00Uhr, 3343 (Handbibliothek), begleitend Vorbereitung der Vorträge n.V. Eine Kurzdarstellung der Themen und ihre Verteilung findet am ersten Veranstaltungstermin am 13. Oktober statt.

Vortragsthemen (Wintersemester 2015-2016):

Pfadintegraldarstellung der Quantenmechanik
Elementare Quantisierung des elektromagnetischen Felds und Lebensdauer
   des 2p Niveaus des H Atoms (vorbehaltlich Inhalte QM2)
Lamb-Verschiebung
Divergenz der Störungsreihe in der Quantenmechanik, Borel Summation, resurgente Reihen
Casimir-Effekt
Metastabile Zustände in der Quantenmechanik
Quantenmechanik bei endlicher Temperature (Matsubara-Formalismus)
Dirac/Majoranafermionen, Neutrinooszillationen im Vakuum
Landau-Zener Theorie, Neutrinooszillationen in Materie
Nielsen-Olesen Vortex
Topologische Defekte: Monopole und Domaenenwände
Darstellung von Symmetriegruppen am Beispiel der Rotationsgruppe
Spontane Symmetriebrechung und Goldstone-Bosonen
Pionen und das nicht-lineare Sigma Modell
Supersymmetrie, Multipletts, Wess-Zumino-Modell
Quantisierung des skalaren Felds im zeitabhängigen Hintegrund:
  Teilchenproduktion durch Preheating
Erzeugung primordialer kosmologischer Störungen in der Krümmung
  während der Inflation

Lernergebnisse

Nach erfolgreicher Teilnahme an dem Modul sind die Studierenden in der Lage die grundlegenden Methoden der wissenschaftlichen Literaturrecherche anzuwenden, ein spezielles Thema ausgehend von wissenschaftlichen Veröffentlichungen aufzubereiten und in einem Vortrag darzustellen.

Sie haben in verschiedenen Vorträgen einen Überblick über die aktuelle Forschung in dem Gebiet bekommen.

Voraussetzungen

Quantenmechanik, wenn möglich (aber nicht zwingend) Quantenmechanik II und/oder Relativität, Teilchen Felder

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

Lern- und Lehrmethoden

Vorbereiten und Halten eines wissenschaftlichen Vortrags, Führung einer wissenschaftlichen Diskussion, Literaturstudium

Medienformen

In der Regel Tafelvortrag, Literaturstudium

Literatur

Lehrbücher, gegebenenfalls Originalliteratur, themenspezifisch

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Im Rahmen des Seminars bereitet jede(r) Studierende selbständig einen Vortrag zu einem aktuellen wissenschaftlichen Thema vor. An Hand dieses Vortrags wird das Erreichen der Lernergebnisse überprüft.

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.