Forschungsstudiengang Physik
Zu diesen Veranstaltungen sind nur Teilnehmer des Forschungsstudiengangs Physik zugelassen.
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Integrierter Kurs 3: Quantenfeldtheorie und Teilchenphysik [IK-3] -
- Dozentinnen/Dozenten:
- Uli Katz, Michael Schmiedeberg
- Angaben:
- Vorlesung, 8 SWS, ECTS: 16, nur Fachstudium, Integrierter Kurs gemeinsam mit der Universität Regensburg, Teilnahme nur nach Genehmigung
- Termine:
- Di, 9:00 - 12:00, SRTL (307)
Mi, 10:00 - 12:00, SRTL (307)
Fr, 10:00 - 13:00, SRTL (307)
vom 12.4.2016 bis zum 15.7.2016
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- PF Ph-MA 5
- Voraussetzungen / Organisatorisches:
- Nur für Teilnehmer am Forschungsstudiengang
- Inhalt:
- Der Kurs besteht aus einer Theorie-Vorlesung in Quantenfeldtheorie und einer Experimentaphysik-Vorlesung in Kern- und Teilchenphysik. Beide Vorlesungen sind inhaltlich aufeinander abgestimmt.
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
Inhalte der Quantenfeldtheorie-Vorlesung sind:
Einführung (Historisches, Motivation, Einheiten und Konventionen, einige heuristische Beispiele, Energieskalen)
Relativistische Einteilchen-Gleichungen (Klein-Gordon- und Dirac-Gleichung)
Lorentz- und Poincare-Symmetrien in der QFT (Lie-Gruppen und -Algebren, Lorentz-Gruppe und -Algebra, Tensor- und Spinor-Darstellungen, Felddarstellungen, Poincare-Gruppe)
Klassische Feldtheorie (Wirkungsprinzip, Funktionalableitung, Satz von Noether, reelle und komplexe Skalarfelder, Spinor-Felder, chirale Symmetrie, EM-Feld in kovarianter Form, Eichfeld und -invarianz, Strahlungs- und Lorentz-Eichung, Energie-Impuls-Tensor, minimale und nicht-minimale Kopplung)
Quantisierung freier Felder (Skalarfelder, Erzeuger, Vernichter, Fockraum, Spin-1/2-Felder, C, P und T, EM-Feld quantisiert in Strahlungseichung und kovariante Quantisierung)
Störungstheorie und Feynman-Diagramme (S- und T-Matrix, LSZ-Formel, Störungsreihe, Feynman-Propagator, Wicksches Theorem und Feynman-Diagramme, Vakuumerwartungswerte, Feynman-Regeln, Beispielrechnungen)
Renormierung (Loops und Divergenzen, insbesondere UV-Divergenzen, phi4-Theorie, Regularisierung, Divergenzgrade, Renormierung, normierbare und nicht-renormierbare Theorien, Problem der kosmologischen Konstante)
Streuquerschnitte und Zerfallsraten
QED (QED-Lagrangian, Ein-Loop-Divergenzen, Feynman-Regeln der QED, Divergenzgrade, Regularisierung und Renormierung, Wick-Rotation, Beispielrechnungen)
Nichtabelsche Eichtheorien (nichtabelsche Eichtransformationen, kovariante Ableitungen und Vektorpotentiale, Yang-Mills-Theorie, QCD und starke Wechselwirkung, Quarks und Gluonen, Flavour und Colour, SU(Nf)xSU(Nf)-Invarianz, Felder in der adjungierten Darstellung)
Spontane Symmetriebrechung (Entartete Vakua, Symmetriebrechung, Goldstone-Bosonen, Higgs-Mechanismus, Masse der W- und Z-Bosonen)
Elektroschwache Theorie (Weinberg-Salam-Modell, Leptonen, Neutrinos, schwacher Isospin und schwache Hyperladung, SU(2)xU(1)-Eichsymmetrie, Weinberg-Winkel, Higgs-Feld und Symmetriebrechung, Fermi'sche Vier-Fermionen-Theorie)
Quark-Modell (Darstellungen der SU(3))
Das Standardmodell (Zusammenfassung und Übersicht, SM-Lagrangian)
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Quantenmechanik, Quantenoptik und Atom-Physik [IK-1] -
- Dozentinnen/Dozenten:
- Vahid Sandoghdar, Ana-Suncana Smith
- Angaben:
- Vorlesung, 8 SWS, ECTS: 16
- Termine:
- Mo, 13:30 - 15:30, SR 01.683
Di, Do, 10:00 - 12:00, SR 01.683
14:00 - 16:00, Raum n.V.
Mi, 11:00 - 13:00, SR 01.683
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