Die Inhalte der Kern- und Teilchenphysik sind:

• Kerne: Aufbau, Masse, Bindungsenergie

• Kernmodelle

• Kernzerfall und -spaltung, Kernkraftwerke

• Streuprozesse, Rutherford-Streunng, Formfaktoren

• Elektron-Nukleon-Streuung (elastisch, Resonanzanregung, tiefinelastisch)

• Elementare Fermionen, Dirac-Gleichung

• Wechselwirkungen, Feynmangraphen und -regeln, lokale Eichinvarianz

• Elektromagnetische Wechselwirkung in Experimenten

• Starke Wechselwirkung, QCD, laufende Kopplungskonstante, Confinement, Asymptotic freedom, Experimente zu starken WW, Hadron-Multipletts

• Schwache Wechselwirkung, Paritätsverletzung, Quark-Mischung und CKM-Matrix, CP-Verletzung, pi- und µ-Zerfall, e⁺e^- Streuung auf Z-Resonanz

• Neutrinophysik

• Standardmodell: Elektroschwache Vereinigung und Higgs-Mechanismus

Kleine Änderungen sind noch möglich.

Die Inhalte der Quantenfeldtheorie sind:

• Freie Quantenfeldtheorie:

  • 1-Teilchen Hilbert-Räume: Poincare-Gruppe und ihre Darstellungen

  • N-Teilchen Hilbert-Räume: Fock-Konstruktion

  • PCT und Spin-Statistik-Theorem

  • Wightman-Axiome

• Wechselwirkende Quantenfeldtheorie:

  • Streutheorie, S-Matrix und das Haag-Theorem

  • Zeitabhängige Störungstheoie

  • Feynman-Diagramme und Regularisierung von Loop-Amplituden

  • Renormierung (Renormierungsgruppe)

• Konstruktive Quantenfeldtheorie:

  • Pfadintegrale: Quantenfeldtheorie als ein stochastischer Prozess

  • Euklidische Quantenfelder and Quantenstatistik

  • Euklidische Axiome and Osterwalder-Schrader-Rekonstruktion

  • Nicht-perturbative Quantenfeldtheorie

Title:

Integrated course 3: Quantum field theory, nuclear and particle physics

Credits: 16

Prerequisites

Participation restricted to members of the physics advanced study course or by individual permission

Contents

The integrated course 3 comprises a theory lecture on quantum field theory and a lecture on experimental nuclear and particle physics.

The lecture on nuclear and particle physics covers:

• Nuclei: Composition, mass, binding energy

• Nuclear models

• Nuclear decay, nuclear fission, nuclear power plants

• Scattering processes, Rutherfdors scattering, form factors

• Electron-nucleon scattering (elastic, resonance regime, deep-inelastic)

• Elementary fermions, Dirac equation

• Interactions, Feynman graphs and rules, local gauge invariance

• Electromagnetic intreraction in particle experiments

• Strong interaction, QCD, running coupling constant, confinement, asymptotic freedom, experimental investigation of strong interactions, hadron multiplets

• Weak interactions, parity violation, quark mmixing and CKM matrix, CP violation, pi and µ decay, e⁺e^- scattering on the Z resonance

• Neutrino physics

• The Standard Model: Electroweak unification and Higgs mechanism
  

(subject to smallish modifications).

The lecture on quantum field theory covers:

• Free Quantum Field Theory:

  • 1-Particle Hilbert Spaces: Poincare Group and its Representations

  • N-Particle Hilbert Spaces: Fock Construction

  • PCT and Spin-Statistics Theorem

  • Wightman Axioms

• Interacting Quantum Field Theory:

  • Scattering Theory, S-Matrix and Haag's Theorem

  • Time Dependent Perturbation Theory

  • Feynman Diagrammes and Regularisation of Loop Amplitudes

  • Renormalisation (Group)

• Constructive Quantum Field Theory:

  • Path Integrals: Quantum Field Theory as a stochastic process

  • Euclidian Quantum Fields and Quantum Statistical Physics

  • Euclidian Axioms and Osterwalder-Schrader Reconstruction

  • Non-perturbative Quantum Field Theory

AG: Arbeitsgemeinschaft zu Quantenfeldtheorie und Teilchenphysik (IK-3 AG)

Lecturers: Prof. Dr. Uli Katz, Prof. Dr. Thomas Thiemann
Time and place: Wed 15:00 - 20:00, SR 02.729

UE: Tutorial for lecture "Quantum Field Theory, Nuclear and Particle Physics

Lecturers: Prof. Dr. Uli Katz, Prof. Dr. Thomas Thiemann, Dr. Beatriz Elizaga de Navascues, Dr. Lars Mohrmann
Time and place: Wed 13:00 - 18:00, TL 1.140; Fri 16:00 - 19:00, SR 02.729
www: https://www.studon.fau.de/crs2484808.html