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Starke Wechselwirkung in Beschleunigerexperimenten
QCD in Accelerator Experiments

Modul PH2254

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

PH2254 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 45 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2254 ist Stefan Kluth.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

1) Grundlagen der Theorie der starken Wechelwirking

2) Asymptotische Freiheit und Confinement

3) Hadronproduktion in e+e- Vernichtung: Grundlagen

4) Hadronproduktion in e+e- Vernichtung: Jets und Eventshapes

5) Jet Fragmentation deren Simulation

6) Hadronproduktion in e+e- Vernichtung: Präzisionsmessungen

7) Hadronproduktion in ep Streuung: Grundlagen

8) Hadronproduktion in ep Streuung: Jets und Eventshapes

9) Hadronproduktion in pp oder p anti-p Streuung: Grundlagen

10) Hadronproduktion in pp oder p anti-p Streuung: Jets, Leptonen, Vektorbosonen, top Quarks

Lernergebnisse

Nach der erfolgreichen Teilnahme an dem Modul sind die Studierenden in der Lage:
  • Betrachtungen zur Abhängigkeit von Prozessen der starken Wechselwirkung von der relevanten Energieskala der Streuung zu verstehen
  • experimentelle Methoden, die auf Anwendung von QCD beruhen, zu verstehen
  • Methoden zur Klassifizierung von hadronischen Endzuständen (Jet und Eventshape Algorithmen) anzuwenden
  • Methoden zur Bestimmung der Kopplungskonstante in QCD zu verstehen
  • Anwendungen der Modelle für Fragmentation von Jets zu verstehen.

Voraussetzungen

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

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

Lern- und Lehrmethoden

Dieses Modul besteht aus einer Vorlesung und begleitenden Übungen.

In den Vorlesungen werden zuerst die experimentellen Aspekte der grundlegenden Annahmen der Theorie der starken Wechselwirkung besprochen. Damit wird klar, das die Theorie auch experimentell sehr gut gestützt ist. Durch gründliches Bearbeiten der Themen wird auch erreicht, das das experimentelle Vorgehen, d.h. die Methodik zum Beweis einer theoretischen Annahme in der Teilchenphysik, transparent wird. In den Vorlesungen sollen die Studierenden Fragen stellen und beantworten, um die wichtigen Aussagen gut verstehen. In den weiteren Vorlesungen werden dann mit Hilfe der erarbeiteten Grundlagen aktuelle Messungen an Beschleunigerexperimenten besprochen und interpretiert. Anhand dieser Vorlesungen lernen die Studierenden aktuelle Messungen der Teilchenphysik im Kontext der starken Wechselwirkung zu verstehen.

Aufgaben und Übungen, in denen die Aufgaben ausführlich besprochen werden, vertiefen das Verständnis. Insbesondere sind die Aufgaben so gestellt, das sie wichtige Teile der Vorlesung vertiefen und detaillerte Nachweise durchführen, für die in der Vorlesung der Raum fehlt. Auf diese Weise wird ein selbstständiger Umgang mit dem Lehrstoff geübt.

Medienformen

Vorlesung als Präsentation, ausgedrucktes Skript zur Vorlesung, Übungsblätter.

Literatur

Eine detaillierte Literaturliste wird mit dem Skript der ersten Vorlesung ausgegeben.

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Es findet eine schriftliche Klausur von 60 Minuten Dauer statt. Darin wird exemplarisch das Erreichen der im Abschnitt Lernergebnisse dargestellten Kompetenzen mindestens in der dort angegebenen Erkenntnisstufe durch Rechenaufgaben und Verständnisfragen überprüft.

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

Prüfungsaufgabe könnte beispielsweise sein:

  • Zeigen Sie, das die Observable Thrust für sphärische e+e- Ereignisse den Wert 1/2 annimmt.
  • Geben Sie die Herleitung und Näherungen der Winkelordnung im Partonschauer an.

Während der Prüfung sind folgende Hilfsmittel zugelassen: Skript der Vorlesung

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.

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 Starke Wechselwirkung in Beschleunigerexperimenten
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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