Konzepte für zukünftige Hadroncolliderexperimente 1
Concepts for Future Hadron Collider Experiments 1

Modul PH2238

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

PH2238 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  h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2238 ist Oliver Kortner.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Das Standardmodell der starken und elektroschwachen Wechselwirkung beschreibt
die Daten bisheriger teilchenphysikalischer Experimente mit beeindruckender Genauigkeit.
Allerdings zeigt nicht zuletzt die Existenz dunkler Materie im Universum die Unvollständigkeit
des Standardmodells. Um die Grenzen des Standardmodells und seine nötigen Erweiterungen
zu studieren, werden Experimente an neuen Teilchenbeschleunigern benötigt.

In der Vorlesung werden nach einer kurzen Wiederholung des Standarmodells die offenen
Fragen in der Hochenergiephysik erläutert und aufgezeigt, wie man mit zukünftigen Experimenten zur
Klärung dieser Fragen beitragen kann. Als Beispiele für zukünftige Projekte werden die Experimente
am Hochluminositäts-LHC (HL-LHC), der 2026 seinen Betrieb aufnehmen wird, und die Konzepte
für Experimente an einem neuen Hadroncollider, dem sogenannten FCC, besprochen, bei dem
Protonen bei einer zehnmal höheren Schwerpunktsenergie als beim HL-LHC zur Kollision nach der
LHC-Ära gebracht werden sollen. Dabei wird ein Augenmerk auf die technologischen Herausforderungen
und die zur Zeit besprochenen Lösungansätze gelegt.

Lernergebnisse

- Grundlagen der Quantenfeldtheorie.

- Das Standardmodell der starken und elektroschwachen Wechselwirkung als Eichfeldtheorie.

- Grenzen und Erweiterungen des Standardmodells.

- Funktionsweise von Hadroncollidern.

- Detektortechnologien für Experimente an Hadroncollidern.

Voraussetzungen

Keine Vorkenntnisse nötig, die über die Zulassungsvoraussetzungen zum Masterstudium hinausgehen.

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VO 2 Konzepte für zukünftige Hadroncolliderexperimente 1 Kortner, O. Freitag, 10:00–12:00

Lern- und Lehrmethoden

keine Angabe

Medienformen

keine Angabe

Literatur

M. Maggiore, A Modern Introduction to Quantum Field Theory, Oxford 2005.

K. Kleinknecht, Detektoren für Teilchenstrahlung, Teubner 1992.

W. R. Leo, Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments, Springer 1993.

G. Lutz, Semiconductor Radiation Detectors, Springer 2007.

W. Blum, W. Riegler, L. Rolandi, Particle Detection with Drift Chambers, Springer 2008.

Die ATLAS-Arbeitsgemeinschaft, ATLAS Phase-II Upgrade Scoping Document, CERN-LHCC-2015-020 ; LHCC-G-166.

Die CMS-Arbeitsgemeinschaft, CMS Phase II Upgrade Scope Document, CERN-LHCC-2015-019 ; LHCC-G-165.

Die FCC-Projekt-Webseite: https://fcc.web.cern.ch/

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

In einer schriftlichen Prüfung von 60 Minuten Dauer 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.

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 Konzepte für zukünftige Hadroncolliderexperimente 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

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.