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Farbige Schleifen: Einführung in die Quantenchromodynamik und Schleifenrechnungen
Colorful Loops: Introduction to Quantum Chromodynamics and Loop Calculations

Modul PH2267

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

PH2267 ist ein Semestermodul in Englisch oder Deutsch auf 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)
150 h 45 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2267 ist Gudrun Heinrich.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

  • QCD Lagrangian, Feynman Rules
  • Colour Algebra
  • Renormalisation Group and the QCD Beta Function
  • One-Loop Integrals
  • Next-to-Leading Order in Perturbation Theory
  • Soft and Collinear Singularities
  • From Amplitudes to Cross Sections
  • Parton Distribution Functions
  • Real Emission and Phase Space Integrals in Dimensional Regularisation
  • Techniques for Two-Loop Amplitudes and Integrals

Lernergebnisse

After successful completion of the module the students are able to

  • understand Quantum Chromodynamics as a non-Abelian gauge field theory.
  • apply perturbation theory in the strong coupling.
  • know about methods to perform perturbative calculations.
  • know how to calculate simple processes at one-loop order.

Voraussetzungen

No preconditions in addition to the requirements for the Master’s program in Physics.

PH2040 or equivalent basic knowledge of quantum field theory helpful.

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

Lern- und Lehrmethoden

In the lectures the learning content is presented and illustrated with examples.

In the exercise the learning content is deepened by question and answer sessions and explicit calculations.

The problem examples are in the form of homework; solutions will be discussed bi-weekly in exercise groups.

Medienformen

Blackboard lecture, occasionally supplemented by slides

Script as PDF

Literatur

  • M.E.Peskin, D.V.Schroeder, "Introduction to Quantum Field Theory", Addison-Wesley 1995.
  • G.Dissertori, I.Knowles, M.Schmelling, "Quantum Chromodynamics: High energy experiments and theory", International Series of Monographs on Physics No. 115, Oxford University Press, Feb. 2003. Reprinted in 2005.
  • T.Muta, "Foundations of QCD", World Scientific (1997).
  • J.Campbell, J.Huston and F.Krauss, "The Black Book of Quantum Chromodynamics: A Primer for the LHC Era" Oxford University Press, December 2017.
  • J.Wells and G.Altarelli, "Collider Physics within the Standard Model : A Primer", Lect. Notes Phys. 937 (2017) 1. doi:10.1007/978-3-319-51920-3.
  • V.A.Smirnov, "Feynman integral calculus", Springer, Berlin 2006.
  • V.A.Smirnov, "Analytic tools for Feynman integrals", Springer Tracts Mod. Phys. 250 (2012) 1.  doi:10.1007/978-3-642-34886-0.
  • L.J.Dixon, "Calculating scattering amplitudes efficiently", Invited lectures presented at the Theoretical Advanced Study Institute in Elementary Particle Physics (TASI '95): QCD and Beyond, Boulder, CO, June 1995. https://arxiv.org/abs/hep-ph/9601359

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 Rechenaufgaben und Verständnisfragen überprüft.

Prüfungsaufgabe könnte beispielsweise sein:

  • Was ist der physikalische Grund für eine softe Divergenz?
  • Was bedeutet "dimensionelle Reduktion"?
  • Was ist in QCD gemeint mit "asymptotischer Freiheit"?

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende 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 Farbige Schleifen: Einführung in die Quantenchromodynamik und Schleifenrechnungen
Di, 25.9.2018 Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin zwischen 25.9.2018 und 20.10.2018. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date between 2018-09-25 and 2018-10-20. bis 24.9.2018
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