Tests des Standardmodells der Teilchenphysik 2
Testing the Standard Model of Particle Physics 2

Modul PH2045

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

PH2045 ist ein Semestermodul in Deutsch oder Englisch auf Master-Niveau das im Sommersemester 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 PH2045 ist Hubert Kroha.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Zweisemesterige Vorlesung, Fortsetzung vom vorhergehenden Wintersemester:

1. Aktuelle experimentelle Tests des Standardmodells
1.1 Physik am Large Hadron Collider
1.2 Suche nach dem Higgs-Boson
1.3 B-Mesonzerfaelle und Verletzung der CP-Symmetrie
1.4 Neutrinomassen und Neutrinooszillationen
2. Suche nach Erweiterungen des Standardmodells
2.1 Grenzen und Erweiterungen des Standardmodells
2.2 Suche nach Vereinheitlichung der fundamentalen Wechselwirkungen
2.3 Suche nach Vereinheitlichung von Fermionen und Bosonen (Supersymmetrie)
2.4 Suche nach der Dunklen Materie im Universum

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

- aktuellen Themen und Ergebnisse der LHC-Experimente bei den hoechsten Energien,
- Entdeckung des Higgs-Bosons und Messungen seiner Eigenschaften
- 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

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

CERN yellow reports, European Particle Physics School Lecture Notes (www.cern.ch)

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.

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.