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(N_f)xSU(N_f)-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)
  

Credits: 16

AG: Arbeitsgemeinschaft zu Quantenfeldtheorie und Teilchenphysik (IK-3)

Dozentinnen/Dozenten: Prof. Dr. Andreas Döring, Prof. Dr. Uli Katz
Zeit und Ort: n.V.

UE: Übung zu Quantenfeldtheorie und Teilchenphysik (IK-3)

Dozentinnen/Dozenten: Prof. Dr. Andreas Döring, Prof. Dr. Uli Katz
Zeit und Ort: Mi 15:00 - 18:00, TL 1.140; Bemerkung zu Zeit und Ort: Achtung: Neuer Raum ab 16.04.2014