Übungsleitung: Dr. Jeannine Wagner-Kuhr

Die Elementarteilchenphysik befasst sich mit der Suche nach den fundamentalen Teilchen und Kräften sowie deren Eigenschaften. Mit den gewonnenen Erkenntnissen versuchen wir, den Ursprung des Universums näher zu ergründen. Die Vorlesung führt in die aktuellen Erkenntnisse der Elementarteilchenphysik und ihrer Anwendungen ein. Computerübungen vermitteln Erfahrung mit modernen Datenanalysetechniken.

Die Vorlesung richtet sich an fortgeschrittene Studentinnen und Studenten der Physik ab dem 7. Semester. Die Kursvorlesung Physik VI (Kerne und Teilchen) wird vorausgesetzt. Die Vorlesung findet dienstags und donnerstags von 9:45 bis 11:15 Uhr statt.

Basierend auf der Vorlesung und den Übungen können Sie Elementarteilchenphysik als physikalisches Wahlpflichtfach belegen.

Literaturempfehlung:

• David Griffiths: Introduction to Elementary Particles

• Donald Perkins: Hochenergiephysik

• Claus Grupen: Particle Detectors

Weiterführende Literatur:

• Francis Halzen und Alan Martin: Quarks and Leptons

• Vernon Barger und Roger Phillips: Collider Physics

Übungen zur Teilchenphysik für Fortgeschrittene

Inhalt:

Kapitel 1	Grundbegriffe der Elementarteilchenphysik
1.1	Überblick über die fundamentalen Teilchen und Kräfte
	Vorlesung 21.10.  (W. Wagner)
	Vorlesung 23.10.  (Th. Müller)
1.2	Symmetrien und Erhaltungssätze (28.10., Th. Müller)
Kapitel 2	Detektoren und Beschleuniger
2.1	Teilchendetektoren
	Wechselwirkung von Strahlung mit Materie (30. 10., Th. Müller)
	Detektortypen (04. 11., W. Wagner), Übungsaufgabe
	Siliziumdetektoren: Teil 1, Teil 2 (06. 11., Th. Müller)
2.2	Teilchenbeschleuniger
	Einführung in die Beschleunigerphysik (11. 11., W. Wagner)
	Synchrotronstrahlung, Lineare Strahloptik (13. 11. und 18.11., W. Wagner)
	Beta-Funktion (18.11., W. Wagner)
Kapitel 3	Das Standardmodell
3.1	Der Teilchenzoo (20.11., Th. Müller)
3.2	Die Elektroschwache Wechselwirkung
	Vorlesung 25. 11. (Th. Müller)
	Vorlesung 27. 11. (Th. Müller)
3.3	Quantenchromodynamik
	Vorlesung 02. 12. (Th. Müller)
	Vorlesung 04. 12. (Th. Müller)
3.4	Tiefinelastische Streuung, Strukturfunktionen (09. 12., W. Wagner)
Kapitel 4	Physik schwerer Quarks
4.1	Kaonphysik 11. 12. (M. Feindt)
4.2	CP-Verletzung im Kaon-System, Teil 1 , Teil 2 (16. 12., Th. Kuhr)
4.3	B-Physik
	Vorlesung 18. 12. (M. Feindt)
	Vorlesung 08. 01., zusätzliche Folien (M. Feindt)
	Vorlesung 13. 01. (M. Feindt)
4.4	Top-Quark-Physik
	Vorlesung 15. 01. (Th. Müller)
	Vorlesung 20. 01. (Th. Müller)
Kapitel 5	Neutrinophysik
	Vorlesung 22.01. (Th. Müller)
5.1	Überblick Neutrinos
5.2	Neutrino-Oszillationen
5.3	Atmosphärische Neutrinos
	Vorlesung 27.01. (Th. Müller)
5.4	Sonnen-Neutrinos
5.5	Reaktor-Neutrinos
Kapitel 6	Physik jenseits des Standardmodells
	Vorlesung 29. 01. (W. de Boer)
6.1	Offene Fragen der Elementarteilchenphysik
6.2	Grosse vereinheitlichte Theorien
6.3	Supersymmetrie
	Vorlesung 03.02. (W. de Boer)
6.4	Produktion supersymmetrischer Teilchen
6.5	Experimentelle Tests von Supersymmetrie
6.6	Alternativen zur Supersymmetrie
Kapitel 7	Physik an Hadron Kollidern
	Vorlesung 05.02. (Th. Müller)
7.1	Einführung
7.2	Elektroschwache und Starke Physik am Kollider
7.3	Die Suche nach dem Higgs Boson (10.02.) (Th. Müller)
Kapitel 8	Zusammenfassung, Ausblick
	Das heutige Universum (12.02.) (W. de Boer)