Particle physics (lecture and exercises)

  • Unterricht

    Details

    Fakultät Math.-Nat. und Med. Fakultät
    Bereich Physik
    Code UE-SPH.03105
    Sprachen Englisch
    Art der Unterrichtseinheit Übung
    Vorlesung
    Kursus Bachelor
    Semester SA-2022

    Titel

    Französisch Physique des particules (cours et exercices)
    Deutsch Teilchenphysik (Vorlesung und Übungen)
    Englisch Particle physics (lecture and exercises)

    Zeitplan und Räume

    Vorlesungszeiten Mittwoch 08:15 - 10:00, Gerade Wochen, PER 08, Raum 0.51 (Herbstsemester)
    Mittwoch 10:15 - 12:00, Wöchentlich, PER 08, Raum 0.51 (Herbstsemester)
    Strukturpläne 2h par semaine durant 14 semaines + 2h durant 7 semaines (paires)
    Kontaktstunden 42

    Unterricht

    Verantwortliche
    Dozenten-innen
    Assistenten
    Beschreibung

    Particle physics deals with the fundamental building blocks of matter and their interactions. The exploration of subatomic physics started in 1896 with Becquerel's discovery of radioactivity; and J.J. Thomson's discovery of the electron as a component of the atom; which was followed by Rutherford’s discovery of the atomic nuclei in 1911. With the further development of experimental tools and theoretical understanding, atoms, nuclei, nucleons, and finally the quarks have been discovered, analysed and understood as the fundamental structure of all matter.

    With the understanding of the constituents of matter, i.e. the particles, and their interactions, insight in the birth and evolution of the Universe could be established that has led to a coherent picture, aligning and supporting measurements from cosmologist and astrophysics.

    Today, with the so called Standard Model of particle physics, the building blocks of matter and their interactions are contained in an elegant and all comprising framework that in principle allows to understand all ever measured physical phenomenon, except for those that entail gravity.

    Lernziele

    This course is taught at two years interval in the Autumn semester of even years and follows up on the introductory course on particle physics that is given yearly in the Spring semester.  In four parts, the framework in which particle physics is formulated and understood is introduced and the basic concepts that allow to understand particles and their interactions from first principles are discussed.

    Part VI – Particles and interactions
    Cross sections, Fermi’s golden rule, interaction by particle exchange
    Feynman diagrams, Yukawa potential, discovery of the pion

    Part VII – Particles and antiparticles
    The Dirac equation, antiparticles, discovery of the positron
    Spin and helicity, chirality, pion decay

    Part VIII – Physics at lepton colliders
    Fermion-fermion scattering, Feynman rules
    Positron-electron colliders and the e+eμ+μ cross section
    Discovery of the tau lepton,
muon and tau decays
    Discovery of the gluon

    Part IX – Quarks and leptons
    Mesons as bound qq̅–states
    Symmetries and conservation laws

    Soft Skills
    Nein
    ausserhalb des Bereichs
    Nein
    BeNeFri
    Ja
    Mobilität
    Ja
    UniPop
    Nein

    Dokument

    Bibliographie

    Modern Particle Physics, 2013
    Mark Thomson
    ISBN 978-1-107-03426-6
    https://www.cambridge.org/ch/academic/subjects/physics/particle-physics-and-nuclear-physics/modern-particle-physics

    Elementary Particle Physics: An Intuitive Introduction, 2019
    Andrew J. Larkoski
    ISBN 978-1-108-49698-8
    https://www.cambridge.org/ch/academic/subjects/physics/particle-physics-and-nuclear-physics/elementary-particle-physics-intuitive-introduction

    Introduction to Elementary Particles, 2nd revised edition, 2008
    David Griffiths
    ISBN 978-3-527-40601-2
    https://www.wiley-vch.de/de?option=com_eshop&view=product&isbn=9783527406012

    Particle Data Group – PDG
    http://pdg.lbl.gov

     

  • Einzeltermine und Räume
    Datum Zeit Art der Unterrichtseinheit Ort
    21.09.2022 08:15 - 12:00 Kurs PER 08, Raum 0.51
    28.09.2022 10:15 - 12:00 Kurs PER 08, Raum 0.51
    05.10.2022 08:15 - 10:00 Übung PER 08, Raum 0.51
    05.10.2022 10:15 - 12:00 Kurs PER 08, Raum 0.51
    12.10.2022 10:15 - 12:00 Kurs PER 08, Raum 0.51
    19.10.2022 08:15 - 10:00 Übung PER 08, Raum 0.51
    19.10.2022 10:15 - 12:00 Kurs PER 08, Raum 0.51
    26.10.2022 10:15 - 12:00 Kurs PER 08, Raum 0.51
    02.11.2022 08:15 - 10:00 Übung PER 08, Raum 0.51
    02.11.2022 10:15 - 12:00 Kurs PER 08, Raum 0.51
    09.11.2022 10:15 - 12:00 Kurs PER 08, Raum 0.51
    16.11.2022 08:15 - 10:00 Übung PER 08, Raum 0.51
    16.11.2022 10:15 - 12:00 Kurs PER 08, Raum 0.51
    23.11.2022 10:15 - 12:00 Kurs PER 08, Raum 0.51
    30.11.2022 08:15 - 10:00 Übung PER 08, Raum 0.51
    30.11.2022 10:15 - 12:00 Kurs PER 08, Raum 0.51
    07.12.2022 10:15 - 12:00 Kurs PER 08, Raum 0.51
    14.12.2022 08:15 - 10:00 Übung PER 08, Raum 0.51
    14.12.2022 10:15 - 12:00 Kurs PER 08, Raum 0.51
    21.12.2022 10:15 - 12:00 Kurs PER 08, Raum 0.51
  • Leistungskontrolle

    Mündliche Prüfung - SA-2022, Wintersession 2023

    Bewertungsmodus Nach Note
    Beschreibung

    Examen oral 20 min. - réussite des exercices obligatoire pour pouvoir se présenter à l'examen.

  • Zuordnung
    Zählt für die folgenden Studienpläne:
    Ergänzende Lehrveranstaltungen in Naturwissenschaften
    Version: ens_compl_sciences
    Paquet indépendant des branches > Fortgeschrittene UE in Physik (Niveau Bachelor)

    Physik 150
    Version: 2022_1/V_01
    BSc in Physik, Hauptfach, 2.-3. Jahr > Gerade oder ungerade Jahre > Gerade Jahre > Physik Hauptfach 3. Jahr, UE der geraden Jahr (ab HS2020)

    Physik 60 (PHYS3-60 und PHYS4-60)
    Version: 2022_1/V_01
    Zusatzfach in Physik 60 > Ohne oder mit propädeutischer Physik > PHYS4 (mit propädeutischer Physik) > Physik, Zusatzfach PHYS4-60, UE zur Wahl (ab HS2020)

    Physik [3e cycle]
    Version: 2015_1/V_01
    Weiterbildung > Fortgeschrittene UE in Physik (Niveau Bachelor)

    Physik [POST-DOC]
    Version: 2015_1/V_01
    Weiterbildung > Fortgeschrittene UE in Physik (Niveau Bachelor)

    Vorstufe zum MSc in Bioinformatik und computationale Biologie [PRE-MA]
    Version: 2022_1/V_01
    Vorstufe zum MSc in Bioinformtics and Computational Biology > Fortgeschrittene UE in Physik (Niveau Bachelor)

    Vorstufe zum MSc in Physics [PRE-MA]
    Version: 2022_1/V_01
    Vorstufe zum MSc in Physik > Fortgeschrittene UE in Physik (Niveau Bachelor)

    Zusatz zum MSc in Bioinformatics and Computational Biology [MA]
    Version: 2022_1/V_01
    Zusatz zum MSc in Bioinformatics and Computational Biology > Fortgeschrittene UE in Physik (Niveau Bachelor)

    Zusatz zum MSc in Physik [MA]
    Version: 2022_1/V_01
    Zusatz zum MSc in Physik > Fortgeschrittene UE in Physik (Niveau Bachelor)