Vorlesung SS10: Teilchenphysik fuer Fortgeschrittene

Material zur Vorlesung

• Aktuelles Vorlesungsskript mit allen Vorlesungen bis dato    Version: Zwei Seiten auf eine zusammengefasst

• Vorlesung 1: Themenuebersicht, Schroedinger- und Klein-Gordon Gleichung, Kontinuitaetsgleichung (O.B. 6.4.10)
  Interaktive Uebung 1: Kontinuitaetsgleichung fuer Schroedingergleichung
  Interaktive Uebung 2: Kontinuitaetsgleichung fuer Klein Gordon Gleichung

• Vorlesung 2: Diracgleichung, Diracmatrizen, Kontinuitaetsgleichung, nichtrelativistischer Grenzfall (ohne und mit elektromagnetischem Feld) (O.B. 9.4.10)
  

• Vorlesung 3: Relativistische Loesungen der freien Diracgleichung, Diskussion der negativen Energiel\oesungen, Vierervektoren, Invarianten, Lorentztrafos, kompakte Schreibweise der Diracgleichung mit Gamma-matrizen (O.B. 13.4.10)
  

• Vorlesung 4: Herleitung der Feynmanregeln, Feynmanpropagator (O.B. 16.4.10)
  Kovarianz der Diracgleichung unter Drehungen und Lorentzboosts
  Interaktive Uebung 1 mit Loesung: Spinor-Transformationsmatrix fuer Drehungen um z-Achse
  Interaktive Uebung 2: Spinor-Transformationsmatrix fuer Lorentz- Boost entlang z-Achse
  Hilfsuebung: Lorentztransformation entlang z-Achse
  Hilfsuebung: Lorentztransformation entlang z-Achse: Darstellung mit cosh(omega), sinh(omega)
  

• Vorlesung 5: Elektron Muon Streuung in 1. Ordnung Stoerungstheorie, Photonpropagator, Stromstromkopplung, Feynmanregeln (O.B. 20.4.10)
  Interaktive Uebung 1: Photonpropagator als Fouriertransformierte des Coulombpotenzials einer Punktladung (statischer Fall)
  Interaktive Uebung 2: Loop Diagramm, Anwendung der Feynmanregeln, Ultraviolettdivergenzen
  

• Vorlesung 6.: Wiederholung Feynmanregeln, Goldene Regeln fuer Zerfallsbreiten und Wirkungsquerschnitte, Schrittweise Berechnung (1. Teil) des WQs fuer e-mu- -> e-mu Streuung (O.B. 23.4.10)
  Interaktive Uebung 1: Beweis der Lorentzinvarianz des Phasenraumelements d3p/2E
  Interaktive Uebung 2: Betrachtungen der Dimensionen der Streuamplituden und der einzelnen Faktoren darin. Herleitung der goldenen Regel fuer 1+2 -> 3+4 Streuung
  

• Vorlesung 7: Spingemitteltes Matrixelement fuer e- mu- --> e- mu- (O.B. 27.4.10)
  Interaktive Uebung 1: Beweis dass Spur(Produkt einer ungeraden Anzahl von Gamma Matrizen) =0
  Interaktive Uebung 2: Crossing von s und u Kanal fuer Streuung spinloser Elektronen
  

• Vorlesung 8: Crossing Elektron Muon Streuung im t Kanal in Paarevernichtung/erzeugung im s Kanal, Helizitaetserhaltung bei hohen Energien (O.B. 30.4.10)
  

• Vorlesung 9: Von der Elektron Muon Streuung zur Elektron Quark Streuung (O.B. 7.5.10)
  Interaktive Uebung 1: Transformieren von Wirkungsquerschnitten dsigma/dq2 nach dsigma/domega

• Vorlesung 10: Das Eichprinzip (O.B. 11.5.10)
  Interaktive Uebung 1: Ausprobieren von Eichtransformationen

• Vorlesung 11: Lagrangeformalismus (O.B. 18.5.10)
  Interaktive Uebung 1: Wellengleichung des Photons aus Lagrangedichte

• Vorlesung 12: Renormierung (O.B. 21.5.10)
  Interaktive Uebung 1: Renormierung: Do it yourself
  Interaktive Uebung 2: Hamiltonian des freien Diracfeldes aus dem Lagrangian ableiten
  Backgroundinfo: Noethertheorem fuer Translationsinvarianz -> erhaltener Strom, Energieimpulstensor

Material zu den Uebungen

• Uebung 1: Rechnen mit Pauli Matrizen, Dirac Gleichung nichtrelativistische Fall (Ausgabe am 9.4.10, Abgabe am 16.4.10)

• Uebung 2: Transformation von Spinoren unter Drehungen und Lorentzboosts (Ausgabe am 16.4.10, Abgabe am 23.4.10) Achtung: verbesserte Version erstellt am 20.4.2010

• Uebung 3: Drehimpulserhaltung, Adjungierte Spinoren, Invarianten der 2-> 2 Streuung, Spuren von Gamma Matrizenprodukten (Ausgabe am 23.4.10, Abgabe am 30.4.10)

• Uebung 4: Differenzielle und totale WQ, Paritaet und Chiralitaet, Bhabhastreuung zum Selberrechnen (Ausgabe am 3.5.10, Abgabe bis zum 11.5.10)

• Uebung 5: Mottsreuung, Taupaarerzeugung, Stromzerlegung, Luminositaetsmessung (Ausgabe am 8.5.10, Abgabe am 18.5.10)

• Uebung 6: Zerfallsrate, Maxwellgleichungen (Ausgabe am 14.5.10, Abgabe am 21.5.10)

• Uebung 7: Photonpolarisation, Erlaubte Polarisationen eines massiven Vektorbosons,
  Elektromagnetisches Feld: Hamilton aus Lagrange ableiten (Ausgabe am 21.5.10, Abgabe am 4.6.10)

Letzte Aktualisierung 21.5.2010