Präzisionsmessungen bei niedrigen Energien
Precision Measurements at Low Energies
Modul PH2318
Basisdaten
PH2318 ist ein Semestermodul in Deutsch oder Englisch auf das im Wintersemester angeboten wird.
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 PH2318 ist Peter Fierlinger.
Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen
Inhalt
Die Vorlesung bietet einen Überblick über Präzisionsexperimente, welche komplementär zu hochenergetischen Beschleunigern die Grenzen der Naturgesetze erkunden und Physik jenseits des Standardmodells suchen. Die Experimente werden in einen größeren Kontext gesetzt und aus der Physik heraus motiviert, und die verwendeten Methoden, experimentelle Herausforderungen und Ergebnisse diskutiert.
Themen sind:
- Suche nach elektrischen Dipolmomenten fundamentaler Quantensysteme
- Tests der Lorentz-Invarianz
- Erhaltung der CTP Symmetrien
- Ultraleichte und Axion-artige Teilchen
- Struktur des Protons und des Neutrons, Ladungsradius
- Messmethoden, beispielsweise Ramsey-Spektroskopie
- Tests der Schwerkraft mit Torsionspendeln und Quantenmethoden
- Spin-Uhren
- Anti-Wasserstoff Experimente
- Präzisionsmessungen der Zerfälle von Neutron und Myon
- Kleine Magnetfelder
- Einblick in systematische Effekte bei Präzisionsmessungen
Lernergebnisse
Nach der erfolgreichen Teilnahme an dem Modul sind die Studierenden in der Lage:
- Einen Überblick über das Themengebiet table-top Präzisionsmessungen wiederzugeben
- Den Bezug der Experimente zum Standardmodell der Teilchenphysik zu erklären
- Experimentelle Methoden in diesem Forschungsgebiet zu beschreiben
- Die Stärken und Grenzen der Methoden zu erklären und abzuschätzen
Voraussetzungen
Keine Vorkenntnisse nötig, die über die Zulassungsvoraussetzungen zum Masterstudium hinausgehen.
Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise
Lehrveranstaltungen und Termine
| Art | SWS | Titel | Dozent(en) | Termine | Links |
|---|---|---|---|---|---|
| VO | 2 | Präzisionsmessungen bei niedrigen Energien | Fierlinger, P. |
Mi, 16:00–18:00, PH 2271 |
|
| UE | 2 | Übung zu Präzisionsmessungen bei niedrigen Energien |
Leitung/Koordination: Fierlinger, P. |
Lern- und Lehrmethoden
In der thematisch strukturierten Vorlesung werden die Lerninhalte präsentiert, dabei werden insbesondere mit Querverweisen zwischen verschiedenen Themen die universellen Konzepte der Physik aufgezeigt. In wissenschaftlichen Diskussionen werden die Studierenden mit einbezogen und das eigene analytisch-physikalische Denkvermögen gefördert.
In der Übung werden anhand von Problembeispielen und (Rechen-)Aufgaben interessante Aspekte der Experimente veranschaulicht und das Verständnis vertieft, sodass die Studierenden das Gelernte selbständig erklären und anwenden können.
Medienformen
Powerpoint, Tafelanschrieb, Übungsblätter
Literatur
Literature is provided in the lecture. Basic background information with overview character can be obtained here:
https://indico.ph.tum.de/event/4524/timetable/?print=1&view;=standard
T. E. Chupp, P. Fierlinger, M. J. Ramsey-Musolf, and J. T. Singh, Rev. Mod. Phys. 91, 015001 (2019)