Supraleitung und Tieftemperaturphysik 2
Superconductivity and Low Temperature Physics 2

Modul PH2032

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

PH2032 ist ein Semestermodul in Deutsch oder Englisch auf Master-Niveau das im Wintersemester angeboten wird.

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

  • Allgemeiner Spezialfachkatalog Physik
  • Spezifischer Spezialfachkatalog Applied and Engineering Physics
  • Spezifischer Spezialfachkatalog Physik der kondensierten Materie

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)
150 h 75 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2032 ist Rudolf Gross.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Dieses Modul gibt einen fundierten Einblick in die faszinierenden Eigenschaften von Quantenflüssigkeiten, mesoskopischen Festörpersystemen (Nanostrukturen) und experimentellen Tieftemperaturtechniken. Im Einzelnen werden folgede Themenbereiche behandelt:

  • Bose-Einstein Kondensation
  • suprafluides Helium-3 und Helium-4
  • Quanteninterferenzeffekte in mesoskopischen metallischen Systemen (schwache Lokalisierung, universelle Leitwertfluktuationen, etc.)
  • Coulomb-Blockade und Einzelelektronentransitoren
  • Erzeugung tiefer Temperaturen
  • Messung tiefer Temperaturen

Lernergebnisse

Durch die Teilnahme an diesem Modul erwerben sich die Studenten und Sudentinnen fundierte Kenntnisse zu den Themengebieten Quantenflüssigkeiten, mesoskopische Systeme und Erzeugung und Messung tiefer Temperaturen. Diese erlauben es ihnen, Fragestellungen insbesondere zu folgenden Themenkomplexen zu verstehen, analysieren und zu bewerten: 1) Bose-Einstein Kondensation, 2) suprafluides Helium-3 und Helium-4, 3) Quanteninterferenzeffekte in mesoskopischen metallischen Systemen (schwache Lokalisierung, universelle Leitwertfluktuationen, etc.), 4) Coulomb-Blockade und Einzelelektronentransitoren, 5) Erzeugung tiefer Temperaturen, 6) Messung tiefer Temperaturen.

Voraussetzungen

Grundlegende Kenntnisse zur Physik der Kondensierten Materie und zur Quantenmechanik

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VU 4 Supraleitung und Tieftemperaturphysik 2 Gross, R. Hübl, H. Donnerstag, 12:00–14:00
sowie Termine in Gruppen

Lern- und Lehrmethoden

Vortrag, Beamerpräsentation, Tafelarbeit, Übungen in Einzel- und Gruppenarbeit, Diskussion

Medienformen

Vorlesungsskript, Übungsblätter, ergänzende Literatur.

Literatur

  • Vorlesungsfolien
  • R. Gross, A. Marx: Festkörperphysik
  • Enns/Hunklinger: Low Temperature Physics
  • Heinzel: Mesoscopic Electronics in Solid State Nanostructures
  • Pobell: Matter and Methods at Low Temperatures
  • Kent: Experimental Low Temperature Physics

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

In einer mündlichen Prüfung wird das Erreichen der Lernergebnisse durch Verständnisfragen und Beispielaufgaben bewertet.

Die Prüfung kann in Übereinstimmung mit §12 (8) APSO auch schriftlich abgehalten werden, in diesem Fall ist der Richtwert für die Prüfungsdauer 60 Minuten.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten. Eine Wiederholungsmöglichkeit wird im Folgesemester angeboten.

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.