Alle Lernmaterialien für deinen Kurs Experimentalphysik 5: Kern- und Teilchenphysik

Egal, ob Zusammenfassung, Altklausur, Karteikarten oder Mitschriften - hier findest du alles für den Studiengang Bachelor of Science Physik

Universität Erlangen-Nürnberg

Bachelor of Science Physik

Prof. Dr.

2024

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Experimentalphysik 5: Kern- und Teilchenphysik - Cheatsheet
Experimentalphysik 5: Kern- und Teilchenphysik - Cheatsheet Klassifikation von Elementarteilchen: Quarks, Leptonen, Bosonen Definition: Einteilung der Elementarteilchen in Quarks (bilden Hadronen), Leptonen (bilden keine Hadronen) und Bosonen (Vermittler der fundamentalen Kräfte). Details: Quarks: 6 Typen (up, down, charm, strange, top, bottom) Leptonen: 6 Typen (Elektron, Myon, Tau und deren Neut...

Experimentalphysik 5: Kern- und Teilchenphysik - Cheatsheet

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Experimentalphysik 5: Kern- und Teilchenphysik - Exam
Experimentalphysik 5: Kern- und Teilchenphysik - Exam Aufgabe 1) Klassifikation von Elementarteilchen: Betrachte die Einteilung der Elementarteilchen in Quarks, Leptonen und Bosonen. Quarks bilden Hadronen, Leptonen bilden keine Hadronen, und Bosonen sind die Vermittler der fundamentalen Kräfte. Es gibt 6 Typen von Quarks: up, down, charm, strange, top und bottom. Ebenso gibt es 6 Typen von Lepton...

Experimentalphysik 5: Kern- und Teilchenphysik - Exam

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Welche der folgenden Teilchen bilden keine Hadronen?

Welche Teilchen vermitteln die fundamentalen Kräfte?

Wie viele Typen von Quarks gibt es?

Was beschreibt das Noether-Theorem in der Teilchenphysik?

Welche Symmetrie ist verantwortlich für die Erhaltung der elektrischen Ladung?

Welche Erhaltungssätze entstehen aus Raum-Zeit-Symmetrien?

Was beschreibt das Phänomen der asymptotischen Freiheit in der Quantenchromodynamik (QCD)?

Was versteht man unter dem Confinement-Phänomen in der QCD?

Wie verändert sich die starke Wechselwirkung bei hohen Energien laut der QCD?

Was sind Feynman-Diagramme?

Welche Elemente bestehen Feynman-Diagramme?

Welche Prozesse veranschaulichen Feynman-Diagramme?

Was ist der Hauptzweck von Teilchendetektoren in der Kern- und Teilchenphysik?

Welche Funktion haben Ionisationsdetektoren?

In welchen Bereichen werden Teilchendetektoren angewendet?

Was erklärt das Higgs-Boson im Rahmen des Standardmodells?

Was beschreibt die Massenformel im Brout-Englert-Higgs-Mechanismus?

Was ist das Higgs-Feld?

Welche Teilchen werden während des Alpha-Zerfalls emittiert?

Wie wird die Halbwertszeit ((t_{1/2})) berechnet?

Was geschieht beim Beta-Zerfall?

Was ist die CP-Verletzung im Standardmodell?

Wie wird die CP-Verletzung im Standardmodell erklärt?

Warum ist die CP-Verletzung wichtig für das Verständnis des Universums?

Weiter

Diese Konzepte musst du verstehen, um Experimentalphysik 5: Kern- und Teilchenphysik an der Universität Erlangen-Nürnberg zu meistern:

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Grundlagen der Teilchenphysik

In dieser Einheit werden die grundlegenden Konzepte und Theorien der Teilchenphysik vermittelt. Der Schwerpunkt liegt auf der Klassifikation der Elementarteilchen und ihrer Eigenschaften.

  • Klassifikation von Elementarteilchen: Quarks, Leptonen, Bosonen
  • Fermionen und Bosonen: Unterschiede und Eigenschaften
  • Symmetrien und Erhaltungssätze in der Teilchenphysik
  • Feynman-Diagramme zur Veranschaulichung von Wechselwirkungen
  • Einführung in die fundamentalen Wechselwirkungen (starke, schwache, elektromagnetische und gravitative)
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Quantenchromodynamik

Hier werden die Prinzipien der Quantenchromodynamik (QCD) untersucht. Es wird erklärt, wie Quarks und Gluonen miteinander in Wechselwirkung treten.

  • Grundlagen der QCD: Quarks, Gluonen und Farbladungen
  • Asymptotische Freiheit: Verhalten von Quarks bei hohen Energien
  • Confinement-Phänomen: Warum Quarks nicht isoliert auftreten
  • Gittereichtheorie: Numerische Verfahren zur Untersuchung der QCD
  • Praktische Anwendungen der QCD in Experimenten
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Experimentelle Methoden der Kernphysik

Diese Sektion befasst sich mit den experimentellen Techniken und Geräten, die zur Untersuchung von Kernprozessen verwendet werden. Du wirst verschiedene Detektoren und ihre Funktionsweisen kennenlernen.

  • Teilchendetektoren: Funktionsprinzipien und Anwendungsbereiche
  • Messmethoden: Energie-, Impuls- und Ladungsmessung
  • Szenarien in Kernphysik-Experimenten: Von der Planung bis zur Datenauswertung
  • Strahlenquellen und ihre Verwendung in Experimenten
  • Moderne experimentelle Techniken und technologischer Fortschritt
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Standardmodell der Teilchenphysik

Das Standardmodell beschreibt die wesentlichen Bausteine der Materie und die fundamentalen Kräfte der Natur. Diese Einheit vertieft Dein Verständnis des Modells.

  • Struktur des Standardmodells: Teilchen und Kräfte
  • Higgs-Boson und der Mechanismus der Massenentstehung
  • CP-Verletzung und ihre Konsequenzen im Standardmodell
  • Grenzen und Erweiterungen des Standardmodells
  • Experimentelle Bestätigungen und offene Fragen
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Radioaktive Zerfälle und deren Anwendungen

Diese Einheit bietet einen Überblick über verschiedene Arten von radioaktiven Zerfällen und ihre praktischen Anwendungen in Forschung und Technik.

  • Arten des radioaktiven Zerfalls: Alpha-, Beta- und Gamma-Zerfälle
  • Kinetik des radioaktiven Zerfalls und Halbwertszeitberechnungen
  • Anwendungen in der Medizin: PET-Scans und Strahlentherapie
  • Nutzung in der Archäologie: Radiokarbon-Datierung
  • Sicherheitsaspekte und Strahlenschutz
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Alles Wichtige zu diesem Kurs an der Universität Erlangen-Nürnberg

Experimentalphysik 5: Kern- und Teilchenphysik an Universität Erlangen-Nürnberg - Überblick

Die Vorlesung 'Experimentalphysik 5: Kern- und Teilchenphysik' an der Universität Erlangen-Nürnberg bietet Dir eine fundierte Einführung in die faszinierenden Bereiche der Kern- und Teilchenphysik. Im Rahmen dieser Veranstaltung erhältst Du sowohl theoretische als auch praktische Einblicke, die durch Vorlesungen, Seminare und Praktika vermittelt werden. Diese wöchentlichen Sitzungen von jeweils 90 Minuten Dauer gewährleisten eine umfassende Auseinandersetzung mit den zentralen Themen des Moduls und ermöglichen Dir ein tiefes Verständnis komplexer physikalischer Konzepte.

Wichtige Informationen zur Kursorganisation

Kursleiter: Prof. Dr.

Modulstruktur: Es gibt Vorlesungen, Seminare und Praktika, die einen umfassenden Einblick in die Kern- und Teilchenphysik bieten. Die Vorlesung beinhaltet theoretische und praktische Einheiten, die sich auf die Kern- und Teilchenphysik fokussieren. Zeitlich ist die Vorlesung in wöchentliche Sitzungen unterteilt, die jeweils 90 Minuten dauern.

Studienleistungen: Am Ende der Vorlesung wirst Du eine schriftliche Prüfung bestehen müssen. Diese Prüfung ist notwendig, um die Leistungspunkte für das Modul zu erhalten.

Angebotstermine: Die Vorlesung wird in der Regel im Wintersemester angeboten.

Curriculum-Highlights: Grundlagen der Teilchenphysik, Quantenchromodynamik, Experimentelle Methoden der Kernphysik, Standardmodell der Teilchenphysik, Grundlagen der Kernphysik, Radioaktive Zerfälle und deren Anwendungen, Wechselwirkungen von Teilchen, Teilchenbeschleuniger und -detektoren

So bereitest Du Dich optimal auf die Prüfung vor

Beginne frühzeitig mit dem Lernen, idealerweise schon zu Beginn des Semesters, um Dir die nötige theoretische Basis anzueignen.

Nutze verschiedene Ressourcen, wie Bücher, Übungsaufgaben, Karteikarten und Probeklausuren, um dein Wissen zu vertiefen.

Schließe Dich Lerngruppen an und tausche Dich mit anderen Studierenden aus, um gemeinsam Lösungsstrategien zu entwickeln.

Vergiss nicht, regelmäßige Pausen einzulegen und in diesen Zeiten komplett abzuschalten, um eine Überbelastung zu vermeiden.

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