Arbeitsgemeinschaft zum Seminar Teilchen- und Astrophysik / Working group for the seminar on particle physics and astrophysics [AG zu PS]

Dozentinnen/Dozenten:

Gisela Anton, Thomas Eberl, Ulrich Heber, Uli Katz, Thilo Michel, Manami Sasaki, Anna Nelles, Christopher van Eldik, Jörn Wilms

Angaben:

Arbeitsgemeinschaft, 3 SWS, nur Fachstudium

Termine:

Besprechungs- und Probevortragstermine nach individueller Vereinbarung

Studienrichtungen / Studienfächer:

WPF Ph-BA ab 5
WPF Ph-MA ab 1

Schlagwörter:

Seminar, Astrophysik, Teilchenphysik, Astroteilchenphysik, astrophysics, particle physics, astroparticle physics

Einführung in die Gestaltung wissenschaftlicher Texte mit LaTeX [SQ: Latex]

Dozentinnen/Dozenten:

Uli Katz, Betreuer

Angaben:

Einführungskurs, 2 SWS, Schein, ECTS: 3, für Anfänger geeignet, geeignet als Schlüsselqualifikation, Kurs mit Übung (unbenotet)

Termine:

Di, 8:00 - 10:00, Zoom-Meeting
vom 20.4.2021 bis zum 13.7.2021

Voraussetzungen / Organisatorisches:

Achtung: Wegen der Corona-Pandemie ist auch im Sommersemester 2021 mit weitreichenden Einschränkungen von Lehrveranstaltungen in Präsenzform zu rechnen. Der Kurs wird daher online stattfinden. Details werden hier und auf der StudOn-Seite bekanntgegeben, sobald sie feststehen. Teilnehmer*innen sollten auf jeden Fall einen Rechner (PC, Laptop, etc.) zur Verfügung haben und über Internetzugang verfügen.

Dieser Kurs ist für Studierende der Naturwissenschaftlichen Fakultät vorgesehen.

Die Anmeldung beginnt am Montag, den 12.04.2021, um 8:00 Uhr und endet am Dienstag, den 13.04.2021 um 22:00 Uhr. Die Anmeldung erfolgt über StudOn. Treten Sie hierzu dem übergeordneten Kurs bei und wählen Sie dann die passende Gruppe . Für alle Anmeldungen, die am Montag, den 12.04.2021 zwischen 8:00 und 20:00 Uhr eingehen, besteht Chancengleichheit. Für alle weiteren Anmeldungen wird das Windhundprinzip angewendet. Eine Warteliste zum Nachrücken wird verfügbar sein.

Inhalt:

Der Kurs soll eine Kurzeinführung in Typographie für wissenschaftliche Texte (z.B. Praktikumbsberichte, Bachelor- oder Masterarbeiten, Dissertationen, etc.) und eine Einführung in LaTeX zur Umsetzung geben. Ziel ist es, ein Grundwissen zur Textgestaltung mit LaTeX zu vermitteln und einige hilfreiche Pakete und Tricks vorzustellen. Dies kann dann als Grundlage zum weiteren Arbeiten mit LaTeX und zur selbstständigen Erkundung der weiteren Gestaltungsmöglichkeiten dienen. Die Materialien zum Kurs werden über die e-Learning Plattform StudOn der Universität erreichbar sein. Unter "Naturwissenschaftliche Fakultät > Physik > Einführung in die Gestaltung wissenschaftlicher Texte > LaTeX-Kurs SoSe 2021" werden dort die Folien, Übungsaufgaben, eine Link- und Literaturliste sowie ein Forum zum Austausch zu finden sein.

Schlagwörter:

LaTeX, Textverarbeitung, wissenschaftliche Texte

Integrated Course 3: Quantum Field Theory, Nuclear and Particle Physics [IK-3]

Dozentinnen/Dozenten:

Uli Katz, Hanno Sahlmann

Angaben:

Vorlesung, 8 SWS, ECTS: 16, nur Fachstudium, Teilnahme nur nach Genehmigung / Participation subject to permission

Termine:

Mo, 11:30 - 14:00, Zoom-Meeting
Fr, 11:30 - 14:00, Zoom-Meeting
Die Lehrveranstaltungen (Vorlesungen, Übungen) erfolgen online bzw. asynchron nach Aufzeichnung. Zeiten für Übungen und Fragestunden werden in Absprache mit den Teilnehmer*innen festgelegt.
Vorbesprechung: Montag, 12.4.2021, 11:30 - 12:30 Uhr, Zoom-Meeting

Studienrichtungen / Studienfächer:

PF Ph-MA 1

Voraussetzungen / Organisatorisches:

Nur für Teilnehmer am Forschungsstudiengang oder auf individuelle Genehmigung.

Siehe StudOn zu Organisation und Terminen.

Inhalt:

Der Kurs besteht aus einer Theorie-Vorlesung in Quantenfeldtheorie und einer Experimentaphysik-Vorlesung in Kern- und Teilchenphysik.

Die Inhalte der Kern- und Teilchenphysik sind:

• Kerne: Aufbau, Masse, Bindungsenergie

• Kernmodelle

• Kernzerfall und -spaltung, Kernkraftwerke

• Streuprozesse, Rutherford-Streuung, 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 geplanten Inhalte des QFT-Teils sind:

QT recap

• Operators, algebras, states, representations

• spectrum

Symmetries in QT

• groups, unitary representations, ray representations

• Lie groups and algebras

• Application: angular momentum, spin, isospin

Time evolution in QT

• Schrödinger, Heisenberg, interaction picture

• Dyson series, time dependent perturbation theory

• Propagators

• Feynman path integral 

QM with multiple particles

• tensor product

• identical particles

• Fock spaces

Relativistic QM

• Lorentz group and its representations

• scalars and Klein-Gordon equation

• spinors and Dirac equation

Classical field theory

• scalar fields, vector fields, spinors

• gauge fields

• symmetries, interactions

• Sketch of standard model action

Free quantum field theory

• free scalar, vector, spinor fields

• propagators

Structural aspects of quantum field theory

• Representation theory for the Poincare group, Wigner classification

• Spin-statistics

• scattering, LSZ Reduction

Perturbation theory

• Gell Man-Low magic formula

• Feynman diagrams, Feynman rules

• Divergencies, simple examples of renormalisation

Änderungen sind noch möglich.

Schlagwörter:

integrated course, quantum field theory, nuclear physics, particle physics

Tutorial for lecture "Quantum Field Theory, Nuclear and Particle Physics [IK-3U]

Dozentinnen/Dozenten:

Uli Katz, Hanno Sahlmann

Angaben:

Übung, 5 SWS, nur Fachstudium, Teilnahme nur nach Genehmigung / Participation subject to permission

Termine:

Mi, 14:00 - 16:00, 10:00 - 12:00, Zoom-Meeting
Die Zeiten werden in Absprache mit den Teilnehmer*innen endgültig festgelegt werden.

Studienrichtungen / Studienfächer:

PF Ph-MA 1

Schlagwörter:

integrated course, quantum field theory, nuclear physics, particle physics

Physikalisches Seminar zur Teilchenphysik und Astrophysik / Seminar on Particle Physics and Astrophysics [PS Astro/Teilchen]

Dozentinnen/Dozenten:

Gisela Anton, Thomas Eberl, Ulrich Heber, Uli Katz, Thilo Michel, Anna Nelles, Manami Sasaki, Christopher van Eldik, Jörn Wilms

Angaben:

Hauptseminar, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 5, nur Fachstudium

Termine:

Mo, 14:00 - 16:00, Zoom-Meeting
Das Seminar findet online statt. Termine nach Absprache bei Vorbesprechung
Vorbesprechung: Montag, 12.4.2021, 15:30 - 16:30 Uhr, Zoom-Meeting

Studienrichtungen / Studienfächer:

WPF Ph-BA ab 5
WPF Ph-MA 1

Voraussetzungen / Organisatorisches:

Achtung: Das Seminar wird online über Zoom stattfinden. Die Vorbesprechung am 12.4.2021 um 14:00 Uhr findet ebenfalls über Zoom statt. Die Zugangsdaten werden den registrierten Teilnehmern per Email mitgeteilt. Die Teilnahme an der Vorbesprechung wird erwartet.

Das Seminar zur Teilchen- und Astrophysik steht Bachelor- (ab 5. Fachsemester) and Master-Studierenden der Physik offen. Falls mehr als 10 Studierende teilnehmen, wird das Seminar in zwei Teilseminare (I & II) aufgespaltet, wovon voraussichtlich eines in englischer und das andere in deutscher Sprache abgehalten wird. Sie müssen zumindest an dem Teil teilnehmen, in dem Ihr Vortrag angekündigt ist; zur Teilnahme an den jeweils anderen Vorträgen wird ermuntert. Die Vortragsthemen werden demnächst auf der StudOn-Seite zum Seminar verfügbar.

Attention: The seminar will be organised online via Zoom . The preliminary meeting on 12 April 2021 at 14:00 will also be via Zoom. The access data will be disseminated to the registered participants by email. We expect you to participate in the preliminary meeting.

The Seminar on Particle Physics and Astrophysics is open for Bachelor's students (5th semester or higher) and Master's students. If there will be more than 10 participants, the seminar will be split into two parts (I & II), expectedly one in English and the other in German language. Participation in the part containing your presentation is obligatory, participation in the other presentations is encouraged. The presentation topis will become available on the StudOn seminar page .

Inhalt:

Physikalisches Seminar (PS) zu Themen der Astro-, Astroteilchen- und Teilchenphysik. Anmedung über StudOn .

Physics Seminar (PS) covering topics in astrophysics, astroparticle physics and particle physics. Registration is via StudOn .

Schlagwörter:

Seminar, Teilchenphysik, Astrophysik, Astroteilchenphysik, particle physics, astrophysics, astroparticle physics

Teilchenphysik in Medizin und Forschung [PWNV-2]

Dozent/in:

Robert Lahmann

Angaben:

Vorlesung, 2 SWS, ECTS: 5, Klausur, 90-minütig

Termine:

Di, 10:00 - 12:00, Raum n.V.
Erster Termin: 13.4.2021 10:00

Studienrichtungen / Studienfächer:

WF BPT-MA-Phy ab 1
WF LaP-SE 6

Voraussetzungen / Organisatorisches:

Informationen für den Zugang zur Online-Vorlesung befinden sich auf der StudOn-Seite zu der Veranstaltung.

Inhalt:

Die Vorlesung beginnt mit einer Einführung bzw. Wiederholung der fundamentalen Kräfte und den Theorien der Quantenelektrodynamik (QED) und Quantenchromodynamik (QCD). Letztere ist die Standardtheorie der starken Wechselwirkung, die für den Zusammenhalt des Atomkerns in Abwesenheit elektrischer Anziehungskräfte verantwortlich ist. Anschließend wird das Gebiet der Beschleunigerphysik diskutiert, welches dem Nachweis von Elementarteilchen und der Untersuchung teilchenphysikalischer Prozesse gewidmet ist. Die historische Entwicklung von der Erfindung des Zyklotrons durch Ernest Lawrence bis zum Large Hadron Collider (LHC) der europäischen Kernforschungsorganisation CERN wird nachgezeichnet. Schließlich werden zwei Anwendungen der Teilchenphysik vorgestellt. Zum einen werden in der Astroteilchenphysik fundamentale teilchenphysikalische Prozesse zum Verständnis von Phänomenen wie der Kosmischen Strahlung oder der Entstehung von Neutrinos in Supernovae verwendet. Zum anderen wird als irdische Anwendung die Medizintechnik diskutiert, wo die Teilchenphysik durch ionisierende Strahlung, Bildgebungsverfahren und spezielle Beschleuniger in Diagnostik und Behandlung Einzug gefunden hat.

Empfohlene Literatur:

• Skript zur Vorlesung „Struktur der Materie“

• Bogdan Povh, Klaus Rith, Christoph Scholz, Frank Zetsche, Werner Rodejohann: Teilchen und Kerne (als PDF über FAU-server erhältlich)

• Wolfgang Demtröder: Experimentalphysik /4: Kern-, Teilchen- und Astrophysik (als PDF über FAU-server erhältlich)

• https://www.teilchenwelt.de , insbesondere das Unterrichtsmaterial zur Astro-/Teilchenphysik
  

Klausur PWNV-2 [Klausur PWNV-2]

Dozent/in:

Robert Lahmann

Angaben:

Prüfung

Termine:

Einzeltermin am 20.7.2021, 9:30 - 12:00, 2.031

Teilchenphysik in Medizin und Forschung (Tutorengruppe)

Dozent/in:

Robert Lahmann

Angaben:

Arbeitsgemeinschaft, 2 SWS, Nur für Tutoren der Vorlesung

Termine:

Di, 14:00 - 16:00, Raum n.V.
online

Übungen zur Teilchenphysik in Medizin und Forschung [PWNV-2]

Dozent/in:

Robert Lahmann

Angaben:

Übung

Termine:

Ort und Zeit der Übung wird am Anfang des Semesters festgelegt

Studienrichtungen / Studienfächer:

WF BPT-MA-Phy ab 1