Starke Wechselwirkung in Beschleunigerexperimenten
QCD in Accelerator Experiments

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

• 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 Partonen zu von Jets zu verstehen.

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

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.

Vorlesung als Präsentation, ausgedrucktes Skript zur Vorlesung, Übungsblätter.

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

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.

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.