de | en

Supersymmetrie und extra Dimensionen
Supersymmetry and Extra Dimensions

Modul PH2250

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 SS 2019 (aktuell)

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

verfügbare Modulversionen
SS 2019SS 2017

Basisdaten

PH2250 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
  • Spezialisierung im Elitemasterstudiengang Theoretische und Mathematische Physik (TMP)

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)
300 h 60 h 10 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2250 ist Patrick Vaudrevange.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Diese Vorlesung behandelt supersymmetrische Theorien in vier und mehr Dimensionen. Grundlage ist das Verständnis der Supersymmetrie-Alegbra und ihrer Darstellungen mit N=1 oder mehr Supersymmetrie-Generatoren.  Folgende Themen werden behandelt:

- Mathematische Grundlagen: Grassmann Variablen

- Supersymmetrie Algebra und ihre Darstellungen: Chirale Superfelder, Vektor Superfelder

- Superfelder und Superraum als Erweiterungen von Feldern und Raum

- Supersymmetrische Theorien in vier Dimensionen: Superpotential und Kählerpotential

- Nicht-Renormierungs Theoreme

- Überblick zur Supergravitation, Einführung der Supergravitation als lokale Supersymmetrie

- Supersymmetrie-Brechung mit Hilfe von F- und D-Termen

- Das MSSM: Teilchenspektrum, Symmetrien und Wechselwirkungen

- extra Dimensionen und Kaluza-Klein Kompaktifizierung

- Spinoren und Supersymmetrie in extra Dimensionen

Lernergebnisse

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

  1. sich in die aktuelle Fachliteratur zu supersymmetrischen Theorien einzuarbeiten.
  2. Vorträge im Bereich supersymmetrischer Erweiterungen des Standard Modells zu verstehen.
  3. weiterführende Theorien zu lernen, zum Beispiel "Grand Unified Theories" in extra Dimensionen und String Theorie.

Voraussetzungen

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

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VO 4 Supersymmetrie und extra Dimensionen Vaudrevange, P. Mi, 12:00–14:00, PH 2271
Mo, 10:00–12:00, PH 2271

Lern- und Lehrmethoden

Die mathematischen und theoretischen Grundlagen werden sorgsam eingeführt und motiviert. Viele Beispiele und explizite Rechungen vertiefen und veranschaulichen den Lerninhalt. Die wichtigsten Konzepte werden am Anfang jeder Vorlesung wiederholt und in Diskussionen mit den Studierenden besprochen, sodass die Studierenden das Gelernte selbständig erklären und anwenden können.

Medienformen

  • Tafelarbeit
  • Wiederholungen am Anfang jeder Vorlesung als Beamer-Präsentation

Literatur

"Cambridge Lectures on Supersymmetry and Extra Dimensions"
von Fernando Quevedo, Sven Krippendorf, Oliver Schlotterer
siehe https://arxiv.org/abs/1011.1491

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:

  • Wie wirkt eine Supersymmetrie-Trasformation auf ein chirales Superfeld?
  • Wie erhält man eine supersymmetrische Lagrange-Dichte?
  • Wie sieht das skalare Potential bei spontaner Supersymmetrie-Brechung aus?

Während der Prüfung sind keine Hilfsmittel erlaubt.

Nach oben