Ultrarelativistische Schwerionenstöße: Die Physik des Quark-Gluon-Plasmas
Ultrarelativistic heavy-ion collisions: The physics of the Quark-Gluon Plasma

Modul PH2190

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.

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 2019SS 2018WS 2017/8WS 2013/4

Basisdaten

PH2190 ist ein Semestermodul in Englisch oder Deutsch 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.

GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
150 h 40 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2190 ist Laura Fabbietti.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

This module introduces the physics of the quark-gluon plasma (QGP) and the current research aiming to measure the properties of this new state of hot and dense matter via the collisions of heavy ions at ultrarelativistic energies. The following topics will be discussed throughout the lecture:

  1. Introduction with general motivation and brief historic overview
  2. Discussion of frequently used kinematic variables
  3. From Nucleon–Nucleon to Nucleus–Nucleus Collisions
  4. Thermodynamics of the QGP
  5. Evolution of the QGP
  6. Statistical Hadronization
  7. Accelerators & Experiments
  8. Dileptons and Chiral Symmetry Restoration
  9. Hard Probes and Thermal Photon Radiation
  10. Jets and Jet Quenching
  11. Open Heavy Flavour
  12. Quarkonia

Lernergebnisse

After the successful completion of the lecture, the students will be able to:

  • Describe the structures of the QCD phase diagram
  • Understand the thermodynamics that governs the QGP
  • Summarize statistical models for particle production in heavy-ion collision
  • Describe signatures of QGP formation
  • Discriminate QGP signatures from ordinary cold nuclear ma?er effects
  • Discuss key discoveries of heavy-ion experiments
  • Outline the main detector technologies used by heavy-ion experiments
  • Familiarize themselves with the latest research activities in heavy-ion physics
  • Obtain an outlook for future research directions in heavy-ion physics

Voraussetzungen

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

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

Lern- und Lehrmethoden

This module consists of a lecture that is presented in a 90 minutes block once per week. The slides are available online before the lecture and a printed copy is provided during the lecture so students can focus taking notes on important remarks beyond the slide content. Additional explanations and more detailed derivations are presented on the blackboard. Each lecture will cover, on average, one of the above-mentioned topics. After the intial introduction, theoretical concepts are presented before experimental results are discussed and confronted with these concepts. Links to all publications that are discussed in the lecture are provided on the course website and full references are provided within the slides.

Medienformen

PowerPoint presentation, black board and original research articles in peer-reviewed journals.

Literatur

  • C.-Y. Wong: Introduction to High-Energy Heavy-Ion Collisions, World Scientific, 1994
  • S. Sarkar, H. Saj & B. Sinha: The physics of the quark-gluon plasma, Lecture Notes in Physics 785, Springer, 2010
  • H. Saj: Extreme States of Matter in Strong Interaction Physics, Lecture Notes in Physics 841, Springer, 2012
  • R. Vogt: Ultrarelativistic Heavy-Ion Collisions, Elsevier, 2007
  • L. P. Cserna: Introduction to Relativistic Heavy-Ion Collisions, Wiley, 1994
  • E. Shuryak: The QCD vacuum, hadrons, and superdense matter, World Scientific, 2004
  • J. Rak & M. Tannenbaum: High-pT Physics in the Heavy-Ion Era, Cambridge University Press, 2013

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

The achievement of the competencies given in section learning outcome is tested exemplarily at least to the given cognition level using final projects independently prepared by the students. The exam of 30 minutes consists of the presentation of the project’s results and a subsequent discussion.

There will be voluntary graded mid-terms. If better than the grade of the module exam these will be included into the module grade with the given percentage. The offered mid-terms are: a voluntary seminar talk during the semester (50%).

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten.

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