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Integrated Course 3: Quantum Field Theory, Nuclear and Particle Physics (IK-3)
- Lecturers
- Prof. Dr. Uli Katz, Prof. Dr. Hanno Sahlmann
- Details
- Vorlesung
8 cred.h, ECTS studies, ECTS credits: 16
nur Fachstudium, Sprache Englisch, Teilnahme nur nach Genehmigung / Participation subject to permission Asynchrone Lehrveranstaltung, Die Vorlesungen zur QFT werden asynchron als Aufzeichnungen angeboten. Die Live-Vorlesungen zur Kern/Teilchenphysik über Zoom werden aufgezeichnet und sind asynchron verfügbar
Time and place: Mon 11:30 - 14:00, Zoom-Meeting; Fri 11:30 - 14:00, Zoom-Meeting; comments on time and place: Die Lehrveranstaltungen (Vorlesungen, Übungen) erfolgen online bzw. asynchron nach Aufzeichnung. Zeiten für Übungen und Fragestunden werden in Absprache mit den Teilnehmer*innen festgelegt.
Preliminary meeting: 12.4.2021, 11:30 - 12:30 Uhr, room Zoom-Meeting
- Fields of study
- PF Ph-MA 1 (ECTS-Credits: 16)
- Prerequisites / Organisational information
- Nur für Teilnehmer am Forschungsstudiengang oder auf individuelle Genehmigung.
Siehe StudOn zu Organisation und Terminen.
- Contents
- 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
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
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.
- ECTS information:
- 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 planned content of the QFT part is: QT recap
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
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
The content is still subject to change.
- Additional information
- Keywords: integrated course, quantum field theory, nuclear physics, particle physics
Expected participants: 10, Maximale Teilnehmerzahl: 30
www: https://www.studon.fau.de/crs3660502.html
- Assigned lectures
- UE: Tutorial for lecture "Quantum Field Theory, Nuclear and Particle Physics
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Lecturers: Prof. Dr. Uli Katz, Prof. Dr. Hanno Sahlmann
Time and place: Wed 14:00 - 16:00, 10:00 - 12:00, Zoom-Meeting; comments on time and place: Die Zeiten werden in Absprache mit den Teilnehmer*innen endgültig festgelegt werden. www: https://www.studon.fau.de/crs3660502.html
- Verwendung in folgenden UnivIS-Modulen
- Startsemester SS 2021:
- Integrierter Kurs 3: Quantenfeldtheorie und Teilchenphysik (IK-3)
- Department: Chair of Experimental Physics (Astro Particle Physics)
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