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Astroteilchenphysik 1
Astro Particle Physics 1

Modul PH2073

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.

Modulversion vom WS 2018/9 (aktuell)

Von dieser Modulbeschreibung gibt es historische Versionen. Eine Modulbeschreibung ist immer so lange gültig, bis sie von einer neuen abgelöst wird.

verfügbare Modulversionen
WS 2018/9WS 2016/7WS 2015/6WS 2010/1

Basisdaten

PH2073 ist ein Semestermodul in Englisch oder Deutsch 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 60 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2073 ist Tina Pollmann.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Die Vorlesung beschäftigt sich mit den Zusammenhängen zwischen Komsologie und Teilchenphysik. Es wird zunächst eine Einführung in die Kosmologie und das Standardmodell der Teilchenphysik gegeben. Es werden dann die wichtigsten beobachtbaren Eigenschaften unseres Universum eingeführt und deren Zusammenhänge mit der Teilchenphysik erläutert: Die kosmische Hintergrundstrahlung, primordiale Nukleosynthese und grossräumige Strukturen. Anhand der zugänglichen Beobachtungen wird das Problem der dunklen Materie erörtert. Es werden mögliche Kandidaten und Experimente zu ihrem Nachweis besprochen.

In 2 Teilen, im Wintersemester und dem folgenden Sommersemester, werden folgende Themen behandelt:

I.     Einführung in die Kosmologie

II.    Einführung in das Standardmodell der Teilchenphysik

III.   Kosmologische Beobachtungen

IV.   Dunkle Materie

V.    Neutrinophysik

VI.  Kosmische Strahlung

VII. Gravitationswellen

Lernergebnisse

Nach der erfolgreichen Teilnahme an dem Modul sind die Studierenden in der Lage

  1. das Standardmodell der Teilchenphysik und dessen Grenzen zu beschreiben.
  2. mehrere grundlegende Beobachtungen zu erklären, die unser Verständnis der Kosmologie geprägt haben.
  3. den Einfluss von Elementarteilchen und deren Wechselwirkungen auf die Evolution und Geometrie des Universums zu beschreiben.
  4. die Entstehung der leichten Elemente und der kosmische Hintegrundstrahlung mit der Evolution des Universums in Verbindung zu setzen.

Voraussetzungen

Kern- und Teilchenphysik

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VO 2 Astroteilchenphysik 1 Pollmann, T. Di, 08:30–10:00, PH HS3
UE 2 Übung zu Astroteilchenphysik 1 Pattavina, L.
Leitung/Koordination: Pollmann, T.
Termine in Gruppen

Lern- und Lehrmethoden

In der Vorlesung werden die Inhalte erläutert, wobei durch kurze interaktive Aufgaben und Fragen an die Studierenden dazu angeregt wird, sich aktiv mit den Inhalten auseinander zu setzen. 

In Übungen werden sowohl Fragen zum konzeptionellen Verständnis als auch Rechenaufgaben gestellt. Die Studenten sollten alle Probleme der Uebungen bearbeiten.  Vor- und Nachbearbeitung des in der Vorlesung behandelten Stoffes wird empfohlen.

Medienformen

Beamerpraesentation, Uebungsblaetter.

Literatur

Bergstrom, Goobar: Cosmology and Particle Astrophysics

Klapdor, Zuber: Teilchenastrophysik,

Martin, Shaw: Particle Physics,

Schneider: Extragalactic Astronomy and Cosmology,

Grupen, Claus: Astroparticle physics

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Es findet eine mündliche Prüfung von etwa 25 Minuten Dauer statt. Darin wird das Erreichen der im Abschnitt Lernergebnisse dargestellten Kompetenzen mindestens in der dort angegebenen Erkenntnisstufe exemplarisch durch Verständnisfragen und Beispielrechnungen überprüft.

Prüfungsaufgabe könnte beispielsweise sein:

  • Woher kommt die kosmische Hintergrundstrahlung, und was hat man bisher aus ihr gelernt?
  • Erklären Sie, was das Verhältnis von Wasserstoff zu Helium im Universum mit der Zahl der Leptonen-Generationen zu tun hat.
  • Was bedeutet 'offenes' btw. 'geschlossenes' Universum und welche Bedingungen gelten in dem jeweiligen Fall für die Anteile der unterschiedlichen Arten von Energie an der gesamt-Energiedichte des Universums? Wie kann man die Geometrie des Universums experimentell bestimmen?

Während der Prüfung sind keine Hilfsmittel erlaubt.

Die Teilnahme am Übungsbetrieb wird dringend empfohlen, da die Übungsaufgaben auf die in der Modulprüfung abgefragten Problemstellungen vorbereiten und somit die spezifischen Kompetenzen eingeübt werden.

Hinweise zu assoziierten Modulprüfungen

Die Prüfung zu diesem Modul kann auch gemeinsam mit der Prüfung zum assoziierten Folgemodul PH2074: Astro Particle Physics 2 / Astroteilchenphysik 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 Astroteilchenphysik 1
Mo, 4.2.2019 Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin vor So, 24.03.2019. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date before Sun, 2019-03-24. bis 15.1.2019 (Abmeldung bis 3.2.2019)
Di, 26.3.2019 Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin von Mo, 25.03.2019 bis Sa, 27.04.2019. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date from Mon, 25.03.2019 till Sat, 27.04.2019. bis 25.3.2019
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