Teilchenphysik mit Beschleunigern und natürlichen Quellen
Particle Physics with Accelerators and Natural Sources
Modul PH2082
Modulversion vom SS 2022 (aktuell)
Von dieser Modulbeschreibung gibt es historische Versionen. Eine Modulbeschreibung ist immer so lange gültig, bis sie von einer neuen abgelöst wird.
Ob die Lehrveranstaltungen des Moduls in einem spezifischen Semester angeboten werden, finden Sie im Abschnitt Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise unten.
| verfügbare Modulversionen | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| SS 2022 | SS 2021 | SS 2020 | SS 2019 | SS 2018 | SS 2017 | SS 2011 |
Basisdaten
PH2082 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.
- Spezifischer Spezialfachkatalog Kern-, Teilchen- und Astrophysik
- Komplementärer Spezialfachkatalog Physik der kondensierten Materie
- Komplementärer Spezialfachkatalog Biophysik
- Komplementärer Spezialfachkatalog Applied and Engineering Physics
Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.
| Gesamtaufwand | Präsenzveranstaltungen | Umfang (ECTS) |
|---|---|---|
| 150 h | 60 h | 5 CP |
Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2082 ist Frank Simon.
Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen
Inhalt
Dieses Modul gibt eine Einführung in die moderne experimentelle Astroteilchen- und Teilchenphysik. Es behandelt:
- Die Verknüpfung von Teilchen- und Astroteilchenphysik - Messmethoden und Detektoren in der Astroteilchenphysik
- Präzisionsmessungen des Standardmodells der Teilchenphysik
- Dunkle Materie - WIMPs und Axions
- Neutrinos im Universum, von Beschleunigern und aus natürlichen Quellen
- Präzisionsexperimente an Beschleunigern und die Physik schwerer Quarks
- Gravitationswellen
Lernergebnisse
Nach erfolgreicher Teilnahme an diesem Modul ist der/die Studierende in der Lage
- Die Konzepte moderner Experimente der Astroteilchenphysik zu verstehen
- Präzisionsexperimente sowie Untersuchungen schwerer Quarks an Beschleunigern zu diskutieren
- Die Hinweise auf Dunkle Materie sowie die Motivation für verschiedene Modelle und die Strategien zur experimentellen Suche nach Dunkler Materie zu erklären
- Aktuelle Ergebnisse der Neutrinophysik zu verstehen und zu diskutieren
- Die ersten experimentellen Beobachtungen von Gravitationswellen zu erklären
Voraussetzungen
Einführungsvorlesung in Kern-, Teilchen- und Astrophysik auf Bachelorniveaux (PH0016 an der TUM oder ähnliches).
Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise
Lehrveranstaltungen und Termine
| Art | SWS | Titel | Dozent(en) | Termine | Links |
|---|---|---|---|---|---|
| VO | 2 | Teilchenphysik mit Beschleunigern und natürlichen Quellen | Majorovits, B. |
Mo, 14:00–16:00, PH II 127 |
eLearning Unterlagen |
| UE | 2 | Übung zu Teilchenphysik mit Beschleunigern und natürlichen Quellen |
Leitung/Koordination: Majorovits, B. |
Termine in Gruppen |
Lern- und Lehrmethoden
Die Themanabschnitte der Vorlesung bauen aufeinander auf und liefern Querverweise auf neueste Ergebnisse aus der Teilchen- und Astroteilchenphysik, mit denen die Studierenden die einzelnen Themen im Eigenstudium weiter vertiefen können. Die Vorlesung bietet kontinuierlich die Möglichkeit zur intensiven Diskussion der Vorlesungsinhalte und thematisch verwandter Fragestellungen, die sich aus den weiterführenden Stoffen ergeben. In der Übung werden konkrete Fragen zu ausgewählten wissenschaftliche Publikationen diskutiert, um einzelne Themen zu vertiefen und den Bezug zur aktuellen Forschung zu verstärken.
Medienformen
Tafelanschrieb und PowerPoint - Präsentation, Website für Präsentationsmaterialien, aufgezeichnete Videos, weiterführende Literatur und Links. Für die Übung werden die entsprechenden Veröffentlichungen zugänglich gemacht.
Literatur
- Mark Thomson: "Modern Particle Physics", Cambridge University Press 2013.
- L. Bergström and Ariel Goobar, "Cosmology and Particle Astrophysics", Springer
Modulprüfung
Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen
Es findet eine mündliche Prüfung von 30 Minuten Dauer statt. Darin wird das Erreichen der im Abschnitt Lernergebnisse dargestellten Kompetenzen mindestens in der dort angegebenen Erkenntnisstufe exemplarisch durch Verständnisfragen überprüft.
Prüfungsaufgabe könnte beispielsweise sein:
- Welche experimentellen Beobachtungen führen zu dem Schluss, das es Dunkle Materie geben muss?
- Wie könnten Axion im Labor nachgewiesen werden?
- Wie wird experimentell bewiesen, dass Neutrinos Masse haben?
- Welche Rolle spielt das Top Quark im Standardmodell der Teilchenphysik?
- Wie könnten Präzisionsexperimente Hinweise auf Physik jenseits des Standardmodells liefern?
- Wie sind die bis jetzt beobachteten Gravitationswellen entstanden?
Wiederholbarkeit
Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten. Eine Wiederholungsmöglichkeit wird im Folgesemester 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 | |||
|---|---|---|---|
| Zeit | Ort | Info | Anmeldung |
| Prüfung zu Teilchenphysik mit Beschleunigern und natürlichen Quellen | |||
| Mo, 18.9.2023 bis 23:59 | Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin vor 16.09.2023. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date before 2023-Sep-16. | bis 30.6.2023 (Abmeldung bis 11.9.2023) | |
| Mo, 18.9.2023 bis 23:55 | Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin zwischen 18.09.2023 und 21.10.2023. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date between 2023-Sep-18 and 2023-Oct-21. | bis 17.9.2023 | |