Tests des Standardmodells der Teilchenphysik 1
Testing the Standard Model of Particle Physics 1

Modul PH2044

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

PH2044 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 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)
150 h 75 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2044 ist Hubert Kroha.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Zweisemesterige Vorlesung, Fortsetzung im folgenden Sommersemester:

1. Das Standardmodell der Teilchenphysik
1.1 Grundlagen der Quantenfeldtheorie
1.2 Symmetriegruppen, Eichsymmetrien und Wechselwirkungen
1.3 Die fundamentalen Kraefte und ihre Vereinheitlichung
1.4 Ursprung der Teilchenmassen - der Higgs-Mechanismus
1.5 Stoerungstheorie und Feynmangraphen
2. Aktuelle experimentelle Tests des Standardmodells
2.1 Praezisionsmessungen der elektroschwachen Wechselwirkung
2.2 Physik am Large Hadron Collider
2.3 Suche nach dem Higgs-Boson

Lernergebnisse

Nach der erfolgreichen Teilnahme an dem Modul besitzt der Studierende ein vertieftes Verstaendnis der Prinzipien des Standardmodells der Teilchenhysik mit besonderem Schwergewicht auf

- der Rolle der lokalen Eichsymmetrien bei der Beschreibung der fundamentalen Wechselwirkungen,
- der Erzeugung der Massen der Elementarteilchen durch spontane Brechung der Eichsymmetrie und den Higgs-Mechanismus,
- der Verknuepfung von Theorie und Experiment mittels Stoerungstheorie und Feynman-Diagrammen,
- den Prinzipien und Erfolgen, aber auch Grenzen und moeglichen Erweiterungen des Standardmodells

sowie einen breiten Ueberblick ueber die aktuellen Themen, Experimente und Ergebnisse der modernen Teilchenphysik mit Schwergewicht auf

- den Praezisionsmessungen der elektroschwachen Wechselwirkungen durch die Experimente an den LEP-, Tevatron- und LHC- Beschleunigern,
- aktuellen Themen und Ergebnisse der LHC-Experimente bei den hoechsten Energien,
- Messungen der CP-Symmetrieverletzung in B-Mesonzerfaellen und Suche nach seltenen Zerfaellen an B-Mesonfabriken und am LHC,
- Messungen der Neutrino-Oszillationen und Neutrinomassen,
- Suche nach neuen Phaenomenen jenseits des Standardmodells: Grosse Vereinheitlichung aller  Wechselwirkungen, supersymmetrische Teilchen, Dunkle Materie,
- Konzepte und Funktionsweise moderner Experimente der Teilchenphysik.

Voraussetzungen

Keine weiteren Voraussetzungen, die ueber die Zulassung zum Masterstudium hinausgehen.

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VU 4 Tests des Standardmodells der Teilchenphysik 1 Kroha, H. Donnerstag, 14:00–16:00
sowie Termine in Gruppen

Lern- und Lehrmethoden

Vorlesung mit integrierten Uebungen,
Uebungen optional zur Vertiefung (2SWS)

Medienformen

Skript wird verteilt.

Literatur

B.Povh, K.Rith, Ch.Scholz, F.Zetsche: Teilchen und Kerne, Springer, 1997.

Ch. Berger: Elementarteilchenphysik, Springer, 2002.

P.Schmueser: Feynmangraphen und Eichtheorien fuer Experimentalphysiker, Springer, 1995.

I.J.R. Aitchison, A.J.G. Hey: Gauge Theories in Particle Physics, Vol. 1, Institute of Physics Publishing, 2002.

W. Greiner, B. Mueller: Quantum Mechanics - Symmetries, Springer, 2. Auflage, 1994.

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.

Hinweise zu assoziierten Modulprüfungen

Die Prüfung zu diesem Modul kann auch gemeinsam mit der Prüfung zum assoziierten Folgemodul PH2045: Tests des Standardmodells der Teilchenphysik 2 / Testing the Standard Model of Particle Physics 2 nach dem Folgesemester abgelegt werden. In diesem Fall müssen Sie sich für beide Prüfungstermine erst im Folgesemester anmelden.

Wiederholbarkeit

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

Aktuell zugeordnete Prüfungstermine

Derzeit sind in TUMonline die folgenden Prüfungstermine angelegt. Bitte beachten Sie neben den oben stehenden allgemeinen Hinweisen auch stets aktuelle Ankündigungen während der Lehrveranstaltungen.

Titel
ZeitOrtInfoAnmeldung
Prüfung zu Tests des Standardmodells der Teilchenphysik 1
Mo, 6.2.2017 Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin vor 1.4.2017. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date before 2017-04-01. bis 15.1.2017 (Abmeldung bis 5.2.2017)
Mo, 3.4.2017 Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin zwischen 3.4.2017 und 29.4.2017. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date between 2017-04-03 and 2017-04-29. bis 2.4.2017

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

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