Teilchenoszillationen
Particle Oscillations

Modul PH2210

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

PH2210 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 40 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2210 ist Lothar Oberauer.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Achtung! Änderung der Vorlesungszeit auf jeweils Freitag, 12:30 bis 14 Uhr !!

Ort: 3046 im PH-I

1. Vorlesung am 22. April !!

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Teilchenoszillationen sind faszinierende quantenmechanische Phänomene. Im Oktober 2015 erst wurde die Entdeckung der Neutrinooszillationen mit dem Nobelpreis für Physik gewürdigt. Diese Beobachtung ist der erste direkte experimentelle Hinweis darauf, dass Das Standardmodell der Teilchenphysik erweitert werden muss. Bereits die Untersuchung der K0-Oszillationen viel früher führte letztlich zur Entdeckung der CP-Verletzung in der schwachen Wechselwirkung und dieses Phänomen ist eine der drei Sacharov-Bedingungen zur Erklärung der Assymmetrie zwischen Materie und Antimaterie im Uniersum.

Im Einzelnen werden folgende Themen behandelt:

- Teilchen- Antiteilchenoszillationen bei neutralen Mesonen. Grundlegende Experimente und theoretische Beschreibung. Zusammenhang mit CP-verletzenden Effekten bei den Quarks.

- Neutrino-Oszillationen. Grundlegende Experimente und theoretische Beschreibung. Kohärenzbedingungen. Materieeffekte bei solaren Neutrinos. Offene Fraqen und neue experimentelle Ansätze.

- Suche nach sterilen Neutrinos. Theoretische Ansätze und experimenteller Status Quo. Verbindung zur Frage nach dunkler Materie im Universum.

Die Vorlesung ist als Ergänzung und Vertiefung des Wahlfachs Astroteilchenphysik II gedacht.

Vorbesprechung am 12. April um 14:15 Uhr im Seminarraum 3046 (Physik-I, 1. Stock)

Fragen? Bitte L. Oberauer kontaktieren: oberauer@ph.tum.de

Lernergebnisse

Vertiefte Kenntnisse in die Quantenmechanik von Teilchenoszillationen. Vertieftes Verständnis in die relevanten Experimente und theoretischen Ansätze. Transfer und Anwendung der Kenntnisse für neue Projekte auf diesem Gebiet, insbesondere für anstehende MSc-Arbeiten.

Voraussetzungen

Voraussetzung sind die Vorlesungen zur Kern- Teilchen- Astrophysik während des BSc-Studiums. Auch die Einführungsvorlesung in KTA genügt. Vorteilhaft, aber nicht zwingend nötig sind Kenntnisse aus den Vorlesungen Astroteilchenphysik I und II.

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VO 2 Teilchenoszillationen Oberauer, L. Dienstag, 14:00–16:00

Lern- und Lehrmethoden

Vorlesung mit Anleitung zum Selbststudium unter Verwendung spezifischer Literatur.

Einbeziehung der Studierenden durch offene Diskussionen.

Medienformen

PPTX Präsentationen und Herleitung wichtiger Zusammenhänge an der Tafel.

Intensive Diskussion mit den Studierenden.

Literatur

F. Suekane, Neutrino Oscillations, Lecture Notes in Physics 898, Springer, 2014

F. Böhm, P. Vogel, Physics of Massive Neutrinos, Cambridge University Press

D. Perkins, High Energy Physics, Addison Wesley

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

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

Die Prüfung kann in Übereinstimmung mit §12 (8) APSO auch mündlich abgehalten werden, in diesem Fall ist der Richtwert für die Prüfungsdauer 25 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.