Physik V (WS2020/2021)

Physik V: Kern- und Teilchenphysik (WS 2020/21)

Ort und Zeit
Vorlesung: Di. und Fr. 10.15-11.45, Zoom (Link siehe Stine) Übungen: Fr 12.30-14.00 und Fr 14.30-16.00, Zoom (Links siehe Moodle) Klausur, 1. Termin: Di., 23.2.2021, 9.45-11.45h Klausur, 2. Termin: Mi., 17.3.2021, 9.00-11.00h

Dozenten
Prof. Dr. Peter Schleper: Peter.Schleper@physik.uni-hamburg.de, Tel: 040-8998-2957 Prof. Dr. Johannes Haller: Johannes.Haller@physik.uni-hamburg.de: Tel: 040-8998-4710

Inhalt der Vorlesung
Teil I von Prof. Dr. Peter Schleper, inkl. Regeln für Übungen und Klausur Kap. 1: Vorwort Kap. 2: Einleitung Kap. 3: Natürliche Einheiten Kap. 4: Relativistische Kinematik Kap. 5: Streuprozesse und Zerfälle Kap. 6: Kerne Kap. 7: Detektoren Kapitel 8: Beschleuniger (Folien) Kosmische Strahlung, elektrostatische Beschleuniger, HF-Beschleuniger, Phasenfokussierung, Wanderwellenbeschleuniger, Hohlraumresonatoren, Kreisbeschleuniger: Zyklotron, Synchrotron, Synchrotronstrahlung, Speicherringe, Large Hadron Collider (LHC). Kapitel 9: Teilchen, Wechselwirkungen, Feynman-Diagramme (Folien) Übersicht Teilchen/Wechselwirkungen, Antiteilchen, Klein-Gordon-Gleichung, Dirac-See, Stückelberg-Feynman-Interpretation, Entdeckung des Positrons, Feynman-Diagramme, Grundlagen der QED, Grundlagen der QFT der schwachen WW, Grundlagen der QCD, Quantenzahlen und Erhaltungsgrößen, laufende Kopplungen. Kapitel 10: Teilchenerzeugung in e⁺e^--Kollisionen (Folien) Beschleuniger und Experimente, totaler und differentieller Wirkungsquerschnitt der Leptonpaarerzeugung, Entdeckung des Tau-Leptons, Hadron-Produktion, Entdeckung des Gluons, hadronische Resonanzen, Quarkonia, Hadronisierung, String-Modell Kapitel 11: Schwache Wechselwirkung (Folien) Phänomene der schwachen Wechselwirkung, Muonzerfall und schwache Kopplungskonstante, Quarkmischung, CKM-Matrix, Paritätsverletzung (Helizität/Chiralität, geladener Strom bei HERA, Pionzerfall, Muonzerfall), Neutrale Ströme, FCNC Kapitel 12: Teilchenphysik mit Proton-Collidern (Folien) Protonstruktur (tiefinelastische Streuung, Parton-Modell, Strukturfunktion F2, Skalenverletzung), Entdeckung der W- und Z-Bosonen, W- und Z-Bosonen heute, Entdeckung des Top-Quarks, Top-Quark heute, Suche/Studium des Higgs-Bosons, Suche nach Neuen Teilchen

Inhalt der Vorlesung

Teil I von Prof. Dr. Peter Schleper, inkl. Regeln für Übungen und Klausur
Kap. 1: Vorwort
Kap. 2: Einleitung
Kap. 3: Natürliche Einheiten
Kap. 4: Relativistische Kinematik
Kap. 5: Streuprozesse und Zerfälle
Kap. 6: Kerne
Kap. 7: Detektoren

Kapitel 8: Beschleuniger (Folien)
Kosmische Strahlung, elektrostatische Beschleuniger, HF-Beschleuniger, Phasenfokussierung, Wanderwellenbeschleuniger, Hohlraumresonatoren, Kreisbeschleuniger: Zyklotron, Synchrotron, Synchrotronstrahlung, Speicherringe, Large Hadron Collider (LHC).

Kapitel 9: Teilchen, Wechselwirkungen, Feynman-Diagramme (Folien)
Übersicht Teilchen/Wechselwirkungen, Antiteilchen, Klein-Gordon-Gleichung, Dirac-See, Stückelberg-Feynman-Interpretation, Entdeckung des Positrons, Feynman-Diagramme, Grundlagen der QED, Grundlagen der QFT der schwachen WW, Grundlagen der QCD, Quantenzahlen und Erhaltungsgrößen, laufende Kopplungen.

Kapitel 10: Teilchenerzeugung in e⁺e^--Kollisionen (Folien)
Beschleuniger und Experimente, totaler und differentieller Wirkungsquerschnitt der Leptonpaarerzeugung, Entdeckung des Tau-Leptons, Hadron-Produktion, Entdeckung des Gluons, hadronische Resonanzen, Quarkonia, Hadronisierung, String-Modell

Kapitel 11: Schwache Wechselwirkung (Folien)
Phänomene der schwachen Wechselwirkung, Muonzerfall und schwache Kopplungskonstante, Quarkmischung, CKM-Matrix, Paritätsverletzung (Helizität/Chiralität, geladener Strom bei HERA, Pionzerfall, Muonzerfall), Neutrale Ströme, FCNC

Kapitel 12: Teilchenphysik mit Proton-Collidern (Folien)
Protonstruktur (tiefinelastische Streuung, Parton-Modell, Strukturfunktion F2, Skalenverletzung), Entdeckung der W- und Z-Bosonen, W- und Z-Bosonen heute, Entdeckung des Top-Quarks, Top-Quark heute, Suche/Studium des Higgs-Bosons, Suche nach Neuen Teilchen

Übungsblätter
Blatt 7 (Abgabetermin: Di., 12.01.21) Blatt 8 (Abgabetermin: Di., 19.01.21) Blatt 9 (Abgabetermin: Di., 26.01.21) Blatt 10 (Abgabetermin: Di., 02.02.21) Blatt 11 (Abgabetermin: Di., 09.02.21) Zusatzblatt Regelungen zur Klausur (Stand: 29.1.2021)