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Fachgruppe Physik/Astronomie

Kommentiertes Vorlesungsverzeichnis Sommersemester 2002



 
6787 Angewandte Optik / Applied Optics (D/E)
Di 14-16, HS, IAP, und 2 st nach Vereinbarung
   
Instructor(s): K. Buse
For terms no.: ab 5.
Hours per week: 2+1
Prerequisites: nothing special
Contents: The lecture will cover optical measurement techniques (measurements of, e.g., length, distance, velocity, topography, concentration, temperature), photonics (semiconductor lasers, opto-electronics, waveguides, modulators, fiber-optical networks, optical data storage), optical signal processing (Fourier optics, phase contrast microscopy, image correlation, time-space conversion, phase conjugation), and optical material processing (thermal processes, plasma generation, laser welding, laser cutting, laser surface treatment, laser chemistry, lasers in medicine). The course will explain the underlying physical processes and will enable the attendants to solve by themselves with the help of optical techniques several practical problems that occur in science and technology.

The summer term is the first where the "Vertiefungsvorlesungen" will be presented in a new structure. For each topic (Applied Optics, Particle Physics etc.) there will be each term just one "Vertiefungsvorlesung" that is entitled to give a certificate ("Schein"). In Optics we will have the following schedule: each second year in the summer term the "Applied Optics" and "Laser Spectroscopy" lectures will be given, and each year in the winter term a lecture about "Lasers" will be provided.

The lectures are 3 h per week. That means: Each Tuesday there will be from 2-4 p.m. a lecture. And some Thursdays from 2-4 p.m. there will be talks given by some of the attendants of the lecture. The talks incl. discussion are about 45 min each. They cover part of the subjects listed above. Detailed material for preparation of the talks will be provided. In order to get a certificate ("Schein") attendance to the lectures and preparation of one talk is required.

If there are any questions: please contact kbuse@uni-bonn.de .
Literature: a literature list will be given in the lecture
Comments: don't miss it ...


 
6788 Teilchenbeschleuniger II / Particle Accelerators, Part II (D/E)
Di 14-16, SR, ISKP
   
Instructor(s): R. Maier
For terms no.: 6-8
Hours per week: 2
Prerequisites: Mechanics, Electrodynamics
Contents: 1. Particle Motion in Circular Accelerators
2. Perturbations in Beam Dynamics
3. Particle Beam Parameters
4. Cooling Methods
5. Particle Distribution in Phase Space
6. Wiggler and Undulators
7. Free-Electron-Laser (FEL)
8. Beam Emittance and Lattice Design
Literature: 1. F. Hinterberger, "Physik der Teilchenbeschleuniger und Ionenoptik",
Springer Verlag (1996)
2. K. Wille, "Physik der Teilchenbeschleuniger und Synchrotronstrahlungsquellen",
Verlag B. G. Teubner (1992) ca. 300 S.
3. H. Wiedemann, "Particle Accelerator Physics", Springer-Verlag (1993) 445 S.
4. D. A. Edwards, M. J. Syphers, "An Introduction to the Physics of Energy Accelerators" (1993)
Comments: Additionally you can get the CERN-Yellow and DESY-Reports for special problems.


 
6789 Reaktorphysik / Reactor Physics (D/E)
Mo 11-13, SR, ITKP
   
Dozent(en): P.-D. Eversheim, A. Gillitzer, R. Jahn
Fachsemester: 5
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: Kinematik, Mechanik, Wärmelehre
Inhalt: Der Schwerpunkt dieser Vorlesung liegt auf den physikalischen Grundlagen der verschiedenen Bauarten von Kernreaktoren. Auf Strahlenschutz- und technische Aspekte wie Sicherheitskonzepte, Kernbrennstoffkreislauf oder Reaktorunfälle wird in diesem Zusammenhang ausführlich eingegangen. Wann immer es sich anbietet wird auch auf ungewöhnliche Anwendungen der Kernenergie eingegangen.
Literatur: Lehrbücher über Reaktorphysik und Kernenergie
Bemerkungen:


 
6790 Durchgang von Teilchen durch Materie und Detektoren / Interaction of Particles with Matter; Detector Principles (D/E)
Do 14-16, SR, ISKP
   
Dozent(en): P.-D. Eversheim, R. Jahn
Fachsemester: 6
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: Quantentheorie 1, Atomphysik, Kern- oder Teilchenphysik
Inhalt: Mit dieser Vorlesung soll dem von studentischer Seite geäußerten Wunsch entsprochen werden, besonders wichtige Experimente der Kern- und Teilchenphysik ausführlicher zu behandeln, als dies in den Kursvorlesungen oder Praktika geschehen kann, wie z.B. Experimente zum Test fundamentaler Symmetrien, die Entdeckung der Quarkstruktur der Materie etc.. Dabei werden die Konzeption der ausgewählten Experimente und die Experimentiertechnik detailliert erläutert und in den historischen Kontext gestellt. Der Schwerpunkt der Vorlesung liegt ausschließlich auf Experiment und experimenteller Methodik, einschließlich Datenaufnahme und ggf. Fehlerdiskussion. Theoretische Zusammenhänge werden nur behandelt soweit es für das Verständnis der experimentellen Konzepte nötig ist. Auf Wunsch können experimentelle Einrichtungen besichtigt werden.
Literatur: K. Kleinknecht, Detektoren für Teilchenstrahlung (Teubner Studienbücher 1984)
W.R. Leo, Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments (Springer 1994)
Lehrbücher der Kern- und Teilchenphysik
Bemerkungen:


 
6791 Medizinische Physik: Bildgebung des Gehirns / Medical Physics: Imaging of the Brain (D/E)
Mo 9-11, Mi 12-13, SR, ITKP
   
Instructor(s): P. David, K. Lehnertz
For terms no.: 5-8
Hours per week: 3
Prerequisites: Vordiplom
Contents: Physical Imaging Methods and Medical Imaging
- Nerve Cells, Architecture of the brain
- Patch-Clamp Method
- Magnetic Resonance Computer Tomography
- Functional Magnetic Resonance Imaging
- Transmission Computer Tomography (Röntgen-CT)
- Emission Computer Tomography (PET, SPECT)
- Time series analyses of brain signals (EEG, SEEG)
Literature: 1. E.R. Kandel, J.H. Schwartz, Eds.
Principles of Neural Science
Elsevier, 2nd Edt.

2. H. Morneburg (Hrsg.)
Bildgebende Systeme für die medizinische Diagnostik
Siemens, 3. Aufl.

3. P. Bösiger
Kernspin-Tomographie für die medizinische Diagnostik
Teubner

4. Ed. S. Webb
The Physics of Medical Imaging
Adam Hilger, Bristol

5. H. Kantz, T. Schreiber,
Nonlinear time series analysis
Cambridge

6. More literature will be offered
Comments: Location: Seminarraum ITKP, III. Etg., Raum 355

Beginning: Mo 15. April 2002, 9:00 c.t.


 
6933 Einführung in die Extraterrestrische Physik II
Mi 14-16, HS Astronomie
   
Dozent(en): G. Prölß
Fachsemester: Hauptstudium
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: Einführung in die Extraterrestrische Physik I
Inhalt: 1. Magnetosphäre (Innere Magnetosphäre; Teilchenbewegung im Dipolfeld der Erde; Plasmapopulationen der inneren Magnetosphäre; äußere Magnetosphäre; Plasmapopulationen der äußeren Magnetosphäre)

2. Interplanetares Medium (Sonnenkorona; Sonnenwind; interplanetares Magnetfeld; Wechselwirkung mit interstellarem Medium)

3. Solar-terrestrische Beziehungen (Energietransfer Sonnenwind- Magnetosphäre; elektrische Felder und Ströme in der polaren Hochatmosphäre; Polarlichter; magnetische, thermosphärische und ionosphärische Stürme; Sonneneruptionseffekte)
Literatur: G.W. Prölss: Physik des erdnahen Weltraums, Springer Verlag, 2001
Bemerkungen: Die Vorlesung ist für eine relativ breite Zuhörerschaft gedacht. Sie orientiert sich an dem Prinzip, daß im Konfliktfall die Einfachheit der formalen Strenge vorgezogen wird.


 
6937 Wellenoptik und astronomische Anwendungen
Mi 16.00-17.30, HS Astronomie
   
Dozent(en): G. Weigelt
Fachsemester: ab 5.
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: Keine
Inhalt: Grundlagen der Fourier-Mathematik und Fourier-Optik
Michelson-Interferometrie
Speckle-Interferometrie
Knox-Thompson-Methode
Bispektrum-Speckle-Inter ferometrie
Interferometrische Spektroskopie
Optische Long-Baseline-Interferometrie
Phase-Closure-Methode
Literatur: J.W. Goodmann, Fourier Optics (McGraw Hill)
Bemerkungen:


 
6792 Materialphysik II / Physics of Materials, Part II (D/E)
Fr 8-11, SR, ITKP
   
Instructor(s): M. Moske
For terms no.: 7/8
Hours per week: 3
Prerequisites: Basic knowledge of Solid State Physics and thermodynamics
Contents: Introduction to the basics of Physics of Materials, part II, containing the following topics:

- Structure of metallic phases and their physical origin
- Atomic transport in solids
- Decomposition and ordering transformations
- Solid state reactions and metastable phases
- Elastic properties of solids (basics)
- Dislocations, plastic deformation and recrystallization
- Alloy hardening
- Physical properties of alloys and their applications
Literature: P. Haasen, Physikalische Metallkunde, Springer 1994
H. Böhm, Einführung in die Metallkunde, BI Taschenbücher 1968
G. Gottstein, Physikalische Grundlagen der Materialkunde, Springer 1998
G.E.R. Schulze, Metallphysik, Akademie-Verlag 1967
E. Hornbogen, H. Warlimont, Metallkunde, 1995
Comments: The course starts on Friday, April 26, at 8:15 am.


 
6793 Teilchen-Astro-Physik und Kosmologie / Particle Astro-Physics and Cosmology (D/E)
Mo 11-13, Mi 12, HS I, PI
   
Instructor(s): U. Klein, H.-P. Nilles, N. Wermes
For terms no.: 6
Hours per week: 3
Prerequisites: Quantentheorie, Teilchenphysik, Einführung in die Astronomie
Contents: 1. Introduction: observational overview

1.1 What is cosmology? chronology
1.2 Some numbers
no. of stars, galaxies, average density of matter crit.density
mass of sun, some important distances, length scales, etc.
1.3 Evidences for big bang expansion
1.3.1 isotropic distribution of galaxies
1.3.2 redshift (naive & relativistic formula)
1.3.3 Hubble expansion (observational, age of the universe)
1.3.4 Cosmic microwave background
number of photons cm, black body spectrum, Wien
law, Stefan-Boltzmann
1.3.5 Olbers' Paradox
1.3.6 The cosmological principle
homogeneity & isotropy is not the same
1.4 Useful quantities and constants
1.5 The cosmic distance latter
solar system, parallax, star clusters, spectroscopic
parallax, cepheids, SN-Ia, Tully-Fisher
1.6 A brief history in time (BB evolution)
time table and relations between energy density,
temperature, time and scale factor (without derivation)


2. Standard Cosmology

cosmological principle, expansion scale factor

2.1 Hubble's law revisited
Hubble-parameter - Scale factor relation, true meaning of
redshift
2.2 Curved Space
equivalence principle, 3-D analogy,
Robertson-Walker metric
2.3 Events, Horizons
2.4 The Friedmann-Lemaitre-Equations
2.4.1 Classical derivation of the first FL-equation
2.4.2 From Einstein's Field Equations to FL-equations
2.4.3 Classical derivation of 2nd Friedman-equation
2.4.4 Interpretation of Friedmann equations
2.4.5 The age of the universe
2.4.6.Critical density and Omega
2.4.7 The deceleration parameter
2.5 Redshift dependencies
2.5.1 Distance Measures
angular size and luminosity distance
2.5.2 Cosmic time and redshift (lambda=0)
2.5.3 Distance measure and redshift (lambda=0)
2.5.4 Angular size and redshift (lambda=0)
2.5.5 Relations with non-zero lambda
2.6 Cosmic Sum Rule
different densities and Omegas
2.7 The cosmological constant
Einstein's reason, omega_m vs omega_l Plot, cosmic triangle
2.8 Summary of cosmology equations
Friedmann eq., fluid equation, 1st law of thermodynamics
2.9 Equation of state for the universe
2.10 Solving Friedmann equations
R(t) dependencies, solving for lambda-dom. term
2.11 Problems of the standard cosmology
2.11.1 Flatness/Age/Fine Tuning Problem
2.11.2 Horizon/Homogeneity Problem
2.11.3 Further questions to which Standard Cosmology has
no answer


3. Thermodynamics in the Universe

3.1 Equilibrium Thermodynamics
3.1.1 First Law and Entropy
entropy in comoving volume, entropy density
thermal equilibrium
3.1.2 Quantum Statistics
distribution functions, degrees of freedom
3.2 Deviations from thermal equilibrium
3.2.1 Neutrino decoupling (as an example)
3.2.2 Reheating
3.2.3 Neutrino background
3.3 Equality of matter and radiation


4. Particle Physics

4.1 Elementary particles and interactions
4.2 Quantum numbers
4.3 Field theory and Lagrange formalism
4.4 Gauge symmetry interactions
4.5 Symmetry breaking and Higgs mechanism
4.5.1 Goldstone Bosons
4.5.2 Higgs mechanism
4.6 Standard model of particle physics


5. Nucleosynthesis

5.1 Neutrino decoupling
5.2 Annihilation
5.3 Helium abundance
5.4 Fusion processes
5.5 Photon/baryon ratio


6. Cosmic Microwave Background

6.1 Spectrum of the CMB observations
6.2 CMB anisotropy
6.2.1 Dipole anisotropy
6.2.2 Other anisotropies
6.3 Density and temperature fluctuations
6.4 Density fluctuations
6.4.1 Jeans instability
6.4.2 Jeans instability in an expanding medium
6.4.3 The basic problem....
6.5 Sound waves
6.5.1 Particle horizon
6.5.2 Jeans length
6.5.3 Sound horizon
6.5.4 Thickness of LSL
6.5.5 Damping scale
6.6 Measurements of CMB anisotropies
6.6.1 Bolometric measurements
6.6.2 Data analysis
6.6.3 Results
6.7 Interpretation
6.7.1 Acoustic oscillations
6.7.2 First peak
6.7.3 Second peak
6.7.4 Third and higher peaks
6.7.5 Damping
6.8 Sunyaev-Zel'dovich effect


7. Neutrinos
7.1 Neutrino species
7.2 Dirac & Majorana neutrinos
7.3 Neutrino interaction
7.4 Neutrino mass limits
7.5 Seesaw model
7.6 Neutrinos and cosmology
7.7 Neutrino oscillations
7.7.1 Atmospheric neutrinos
7.7.2 Solar neutrinos
7.7.3 MSW effect


8. Particles and their contribution to the density of the Universe
8.1 Relics
8.2 Hot relics (HDM)
8.3 Cold relics (CDM)
8.4 Baryon - antibaryon symmetric universe
8.5 Heavy neutrinos


9. Dark Matter
9.1 Introduction
9.2 DM and cosmology
9.3 Galaxy rotation curves
9.4 Clusters of galaxies
9.4.1 Velocity dispersion
9.4.2 X-ray halos
9.4.3 Gravitational lensing
9.5 Problems

galaxy rot. curves, lensing, CMB anisotropy (short, results only), x-
ray halos, machos, wimps


Inflation Scenarios

need for inflationary models (flatness, horizon, smoothness,
monopole problem) standard inflation (Guth), higgs field, chaotic
inflation (Linde), reheating, wormholes, quintessence


Structure Formation

evolution of fluctuations, hot and cold matter scenarios


The State of the Universe
Literature: Longair: "Galaxy Formation", Springer, 1998
Roos: "Introduction to Cosmology", Wiley, 1997
Liddle: "An Introduction to Modern Cosmology", Wiley, 1999
Peacock: "Cosmological Physics", Cambr. Univ. Press, 1999
Comments: Vorlesung Mo. 2 Stunden, Mi. 1 Stunde, mit Übungen & Klausur


 
6795 Strukturuntersuchungen der Nukleonen und Kerne mit elektromagnetischer Wechselwirkung / The nucleon in the view of electroweak probes (D/E)
Mi 10-12, HS, IAP, und 1 st plus Übungen nach Vereinbarung
   
Instructor(s): H. Schmieden, C. Weinheimer
For terms no.: 5 - 8
Hours per week: 3 + 1
Prerequisites: Prerequisite for this lecture is Quantum Mechanics I.
The lecture ``Hadrons and Nuclear Physics'' of the last semester is not required, though useful.
Contents: The nucleon is well understood from lepton scattering experiments at very high energies and momentum transfers. This is the regime of asymptotic freedom where phenomena can be described by almost massless `current quarks' and gluons in the framework of perturbative quantum chromodynamics. However, despite the amazing success of the constituent quark model in explaining the observed hadron spectra, fundamental low energy properties of mesons and nucleons remain poorly understood, e.g. the origin of the spin of the nucleon.
The dynamics of the confinement regime is currently investigated at
various accelerator laboratories all over the world.
Real and virtual photons provide a particularly clean probe.
Experimental techniques, recent results and future options
will be discussed.

Topics of the lecture include:

-Mesons, Baryons and their quark content
-Nucleon models
-Relativistic kinematics
-Detectors for photons, leptons and hadrons
-Electromagnetic probes and polarization degrees of freedom
-Meson and Baryon spectroscopy
-Deeply inelastic lepton scattering, parton model and structure
functions
-Elastic and inelastic scattering, form factors
-Deeply virtual compton scattering and generalized parton
distributions
Literature: D.H. Perkins,
Introduction to High Energy Physics
Addison-Wesley (1987), Cambridge Univ. Press (2000)

A.W. Thomas and W. Weise,
The Structure of the Nucleon
Wiley-VCH (2001)
Comments: A certificate (Schein) will be given.


 
6796 Quantentheorie II
Di, Do 10-12, HS, ISKP
   
Dozent(en): S. Krewald, J. Speth
Fachsemester: ab 6
Wochenstundenzahl: 4+2
Voraussetzungen: Die Vorlesung baut auf der QM I auf und entwickelt in systematischer Weise die Quantentheorie weiter.
Inhalt: 1. Zusammenfassung der bisherigen Themen (1. Doppelstunde)
2. Formale Streutheorie
3. Grundzüge der relativistischen Quantenmechanik
4. Elemente der Vielteilchentheorie
Literatur: L.I. Schiff, "Quantum Mechanics"
J.J. Sakurai, Modern Quantum Mechanics"
A. Messiah Band 1&2
L.D. Landau Band 3
Bemerkungen:


 
6798 Advanced Quantum Mechanics
Tu 10-12, Th 8-10, SR, ISKP
   
Instructor(s): B. Metsch
For terms no.: ab 6
Hours per week: 4+2
Prerequisites: Quantum Mechanics
Contents: Potential Scattering:
-time dependent scattering
-Möller operators, S-Matrix
-stationary scattering theory
-Potential scattering
-Born approximation; partial wave method
-inelastic scattering

Relativistic Wave Equations
-Klein-Gordon equation
-Dirac equation
-relativistic Hydrogen atom

Elements of many body physics:
-occupation number formalism; Fock space
-Hartree-Fock approximation
-many electron atoms, nuclear shell model
Literature: -L.I. Schiff, "Quantum Mechanics"
-J.J. Sakurai, Modern Quantum Mechanics"
-A. Messiah Band 1&2
-L.D. Landau Band 3
Comments:


 
6800 Allgemeine Relativitätstheorie und Kosmologie / General Relativity and Cosmology (D/E)
Di 12, Mi 10-12, HS, ISKP
   
Dozent(en): H.-R. Petry
Fachsemester: 5
Wochenstundenzahl: 3
Voraussetzungen: Elektrodynamik,multilineare Algebra
Inhalt: Spezielle Relativitätstheorie und Elektrodynamik,Lorentztransformati-
onen und allgemeine Koordinatenwechsel.
Gravitationspotentiale und metrischer Tensor.
Raumzeitgeometrie und Gravitation.
Freier Fall als Raumzeitgeodäte . Variationsprinzipien für Bahnkurven
und Felder.
Spezielle Lösungen der Feldgleichungen : Schwarzschild ,Kerr ,Weyl, Gravitationswellen.
Teilchenbahnen im Gravitationsfeld,Periheldrehung,Parallentransport, Teilchenhorizont.
Materie im Gravitationsfeld :Sternentwicklung,Neutronensterne,Schwarze Löcher.
Kosmologie : Friedmannkosmos , Rotverschiebung ,Hubbles Gesetz, Baryonsynthese , Kosmische Hintergrundstrahlung .Teilchenphysik und Kosmologie.
Literatur: S.Weinberg : Gravitation and cosmology .J.Wiley N.Y. 1972
J.Andersen : Princples of relativity physics .Academic Press N.Y.1973
C.Misner : Gravitation . Freeman San Francisco 1973
Landau,Lifschitz : Klassische Feldtheorie . Akademieverlag Berlin 1977
Bemerkungen: The lecture will be held in english on request


 
6809 Seminar über Neuere Fragen der Physik: Experimente zu Top-Quarks, Higgs und Supersymmetrie / Seminar on current topics in Physics: Experiments on Top Quarks, Higgs, and Super Symmetry (D/E)
WPEX, VEXP
Di 11-13, Zi. 300, PI
   
Instructor(s): A. Quadt, M. Kobel, M. Schumacher, N. Wermes
For terms no.: 6-8
Hours per week: 2
Prerequisites: Quantum Mechanics
Particle Physics (at least in parallel)
Contents: Seminar on current topics in elementary particle physics, addressed by the CDF and D0 experiments at the proton-antiproton collider Tevatron at Fermilab (Chicago), and the ATLAS and CMS experiments at the proton-proton collider LHC at CERN (Geneva), both running at highest energies.

Highlights are:
- Search for Higgs bosons or other mechanisms of electroweak symmetry breaking
- Search for Supersymmetry
- precise measurements of tt-bar cross-sections and the top-quark mass and what we can learn from that
Literature: will be announced in the seminar
Comments: The language of the seminar will depend on the participants preferences.


 
6810 Seminar über Messmethoden, Apparate und Zeitreihenanalysen für die Bildgebung in der medizinischen Diagnostik / Seminar on Tomography, Sensors, and Time Series Analyses in Medical Diagnostics (D/E)
WPEX, VANG
Mo 14-16, SR, ISKP, und 1 st nach Vereinbarung
   
Instructor(s): P. David
For terms no.: 5-8
Hours per week: 3
Prerequisites: - Vor-Diplom
- Ultrasound
- Magnetic Spin Resonance
Contents: - Physical Imaging Methods and Medical Imaging
- Magnetic Resonance Computer Tomography
- Transmission Computer Tomography (Röntgen-Ct, Synchroton Radiation)
- Emission Computer Tomography (PET, SPECT)
- Ultrasonic Imaging and Diagnostic Ultrasound
- Biological Aspects
- Digital Image Processing
- Biological Signals: Bioelectricity, Biomagnetism
- Recording (EEG, MEG, ECG, MCG)
- SQUIDS
- Dynamical Dissipative Systems; Time Series Analyses
- Basics of Deterministic and Stochastic Dynamical Systems
- Application (Sudden Cardiac Death, Epilepsy, Traffic, Economy,
Weather, Solid State Physics)
- Critical States
- Fractals, Noise
- Detectors (Anger-Camera, Proportional-, Drift-Chamber, Semiconductor
Pixel Detectors)
Literature: 1. H. Morneburg (Hrsg.): Bildgebende Systeme für die medizinische Diagnostik, Siemens, 3. Aufl.
2. E. Krestel (Hrsg.): Bildgebende Systeme für die medizinische Diagnostik, Siemens, 2. Aufl.
3. H.J. Maurer / E. Zieler (Hrsg.): Physik der bildgebenden Verfahren in der Medizin, Springer
4. P. Bösiger, Kernspin-Tomographie für die medizinische Diagnostik, Teubner
5. Ed. S. Webb: The Physics of Medical Imaging, Adam Hilger, Bristol
6. More literature will be offered
Comments: Location: Seminarraum ISKP, I. Etage, Raum 154
Time: Mo 14-16, SR ISKP and one lecture to be arranged
Beginning: Mo 15, April 2002, 14:00 c.t.


 
6811 Seminar über Durchgang von Teilchen durch Materie und Detektoren / Seminar on Interaction of Particles with Matter; Detector Principles (D/E) (s. auch 6790)
WPEX, VANG
Fr 14-16, SR, ISKP
   
Dozent(en): P.-D. Eversheim, R. Jahn
Fachsemester: 6
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: Quantentheorie 1, Atomphysik, Kern- oder Teilchenphysik
Inhalt: Das Seminar begleitet die Vorlesung "Schlüsselexperimente in der Kern- und Teilchenphysik" und soll ausgewählte Aspekte vertiefen. Die einzelnen Seminarvorträge werden überwiegend von denTeilnehmern anhand von Originalliteratur und unter intensiver Betreuung durch die Dozenten gehalten.
Literatur: K. Kleinknecht, Detektoren für Teilchenstrahlung (Teubner Studienbücher 1984)
W.R. Leo, Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments (Springer 1994)
Lehrbücher der Kern- und Teilchenphysik
Bemerkungen:


 
6812 Seminar über Atomkerne mit extremer Deformation (Kernstruktur) / Seminar on Atomic Nuclei with extreme Deformation (Nuclear Structure) (D/E)
WPEX, VEXP
Fr 10-12, Bespr.R., ISKP und 2 st nach Vereinbarung
   
Dozent(en): H. Hübel
Fachsemester: ab 6.
Wochenstundenzahl: 2 + 2
Voraussetzungen: Vorlesungen Atom- und Kernphysik
Inhalt: Atomkerne können bei hoher Energie und hohem Drehimpuls in Anregungszuständen mit extrem grosser Deformation vorkommen. Das Verhältnis der Hauptachsen der bisher beobachteten Zustände reicht bis 2:1. Theoretisch werden sogar Zuständen mit Achsenverhältnissen von 3:1 vorhergesagt, die aber experimentell noch nicht gefunden wurden. Im Seminar werden die neuesten experimentellen Ergebnisse diskutiert.
Literatur: Wird im Seminar verteilt.
Bemerkungen:


 
6813 Seminar über Archäometrie: Naturwissenschaftliche Methoden in der Archäologie
WPEX, VANG
Do 14-16, SR des Instituts für Vor- und Frühgeschichtliche Archäologie
   
Dozent(en): H. Mommsen
Fachsemester: ab 6.
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: keine
Inhalt: Naturwissenschaftliche Grundlagen, Durchführung und archäologische Ziele und Ergebnisse neuerer archäometrischer Untersuchungsmethoden kulturhistorischer Objekte:

archäometrische Prospektion (Suche und Kartierung archäologischer Fundstätten)
zerstörungsfreie Materialanalysen (Röntgenfluoreszenz, Neutronenaktivierung, Isotopenanalyse u.a.) und ihre Ziele:
Identifikation der Materialien, Stand der Technologie, verfeinerte Klassifizierung, Herkunftsbestimmung, Echtheitsprüfung)
Datierung (radioaktive, biologische, magnetische u. a. Uhren:
Radiokohlenstoff, Lumineszenz, Dendrochronologie u.a.)
Literatur: NEUERE LITERATUR: s. http://www.archaeometrie.de (Nachrichtenblatt)

LITERATUR (ältere Lehrbücher)

M.J. Aitken: Science-based Dating in Achaeology, Longman, London 1990
H. Mommsen: Archäometrie, Teubner-Studienbücher, Stuttgart 1986
A.M. Pollard & C. Heron: Archaeological Chemistry, The Royal Society of Chemistry-Paperbacks, 1996
J. Fassbinder & W. Irlinger: Archaeological Prospection, Bayerisches Landesamt für
Denkmalpflege, 1999
R.E. Taylor & M.J. Aitken: Chronometric Dating in Archaelogy, Plenum Press,
New York and London, 1997
G.A.Wagner: Altersbestimmungen von jungen Gesteinen und Artefakten,
Stuttgart 1995 (in engl: Springer 1998: Age determination in ...)
Zeitschriften:- Archaeometry, Oxford, seit 1958, in der Präsenzbibliothek des Rheinischen Landesmuseums, Bonn
- Journal of Archaeological Science, seit 1974, ebda
Bemerkungen: Die Übung wird im Seminarraum des Instituts für Vor- und Frühgeschichte (Hauptgebäude)
abgehalten. Bei der Vorbereitung der Seminarvorträge ist eine interdisziplinäre Zusammen-
arbeit der Studenten der Geistes- und Naturwissenschaften vorgesehen.


 
6814 Theoretisches Seminar: Ausgewählte Probleme der Quantenfeldtheorie / Theoretical Seminar: Special Problems in Quantum Field Theory (D/E)
WPTH, VTHE
Mi 14-16, SR I, PI und 1 st nach Vereinbarung
   
Dozent(en): E. Kraus
Fachsemester: ab 6. Semester
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: Quantenmechanik
Elektrodymamik
Quantisierung freier Felder
Inhalt: Feynmanregeln, Feynmangraphen,
Greensche Funktionen und Gell-Mann-Low-Formel,
Renormierung: phi^4 Theorie
Dimensionale Regularisierung
Renormierung der QED
Renormierung nichtabelscher Eichtheorien
Anomalien
Literatur: C. Itzykson, J.B. Zuber, Quantum field theory
N.N. Bogolubov, D.V. Shirkov, Introduction to the theory of quantized fields
Bemerkungen: Vorbesprechung am 17.4.2002, 14:15h in SRI


 
6815 Theoretisches Seminar: Feldtheoretische Methoden für die statistische Mechanik / Field Theoretical Methods in Statistical Mechanics (D/E)
WPTH, VTHE
Fr 14-16, HS, IAP
   
Dozent(en): R. Flume
Fachsemester: ab 7. Fachsemester
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: Grundkenntnisse der Statistischen Mechanik,Quantenmechanik
Inhalt: Von der Brownschen Bewegung zur Euklidischen Feldtheorie; XY Modell;
Renormierungsgruppe; Hierarchisches Modell; 1/n Entwicklung;
Fluktuations-Dissipations Theorem
Literatur: C.Itzykson u.J-M Drouffe, Statistical Field Theory 1,2 .
G.Parisi,Statistical Field Theory
Bemerkungen:


 
6961 Seminar der Astronomie / Astrophysik
WPEX, VAST
Mo 14.00-15.30, HS Astronomie
   
Dozent(en): U. Klein, P. Biermann, K.S. de Boer, H. Falcke, A. Heithausen, W. Kundt, U. Mebold, J. Schmid-Burgk, P. Schneider, W. Seggewiß, G. Weigelt, R. Wielebinski u.M.
Fachsemester: 5
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen:
Inhalt: siehe Ankündigung (www-Link)
http://www.astro.uni-bonn.de/~uklein/teaching/seminar.html
Literatur: wird für jeden Vortrag bereitgestellt
Bemerkungen: Vorbesprechung am 15.4., 14 Uhr s.t., HS0.03
Astron. Institute
Weitere Information siehe www-Link


 
6963 Seminar über theoretische Astrophysik
VAST
Mo 11.00-12.30, MPIfR, HS 0.01
   
Dozent(en): J. Schmid-Burgk, E. Krügel, K. Menten
Fachsemester: nach dem Vordiplom
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: Grundkenntnisse Astronomie und Theoretische Physik,
gute Kenntnis der englischen Sprache
Inhalt: Besprechung von Originalarbeiten der theoretischen Astrophysik mit Schwerpunkten in

- Kosmologie
- Radioastronomie
- Physik des interstellaren Mediums
Literatur: wird im Seminar zur Verfügung gestellt
Bemerkungen:


 
6819 Seminar für Lehramtsstudierende: Festkörperphysik
Do 14-16, SR I, PI, und 2 st nach Vereinbarung
   
Dozent(en): R. Meyer-Fennekohl, u.M.
Fachsemester: ab 6.
Wochenstundenzahl: 2+2
Voraussetzungen: Elementare Kenntnisse der Atomphysik und Quantentheorie,
möglichst auch der Festkörperphysik
Inhalt: Es sollen grundlegende Eigenschaften von Festkörpern,
ausgewählte Spezialgebiete und Experimente besprochen werden,
auch im Hinblick darauf, was für die Schulphysik relevant ist.
Literatur: Zur allgemeinen Vorbereitung:
Kopitzki, Einführung in die Festkörperphysik (Teubner)
Kittel, Introduction to Solid State Physics (Wiley,
übersetzt bei Oldenbourg)
Zu den einzelnen Vortragsthemen gibt es weitere Literatur.
Bemerkungen: Wahlpflichtseminar, gedacht zur Vorbereitung auf das Staatsexamen.
Auf didaktisch gute Darstellung in den Vorträgen und Verständnis der Grundlagen wird Wert gelegt.


 
6820 Übungen zur Festkörperphysik in Sekundarstufe I
2 st nach Vereinbarung
Vorbesprechung: nach der ersten Vorlesung 'Physik der kondensierten Materie' (6783)
   
Dozent(en): R. Meyer-Fennekohl
Fachsemester: ab 6.
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: Zwischenprüfung
Inhalt: Hier wird nicht der Stoff der Vorlesung "Physik der kondensierten Materie" geübt, sondern der des Physikunterrichts in Sekundarstufe I, wo die Festkörperphysik weit verstreut ist. Anknüpfungspunkte zur Vorlesung können dabei gern genutzt werden.
Keine Klausur, gelegentlich Hausaufgaben aus Schulbüchern.
Literatur: Schulbücher, auch alte aus der eigenen Schulzeit.
Bemerkungen: Fachdidaktische Lehrveranstaltung für die Sek.I-Zusatzprüfung. Ein zusätzlicher Leistungsnachweis wird dafür nicht verlangt.


 
6821 Seminar zur Fachdidaktik der Physik
Do 10-12, HS, IAP, und 2 st nach Vereinbarung
   
Dozent(en): R. Meyer-Fennekohl u.M.
Fachsemester: ab 6.
Wochenstundenzahl: 2+2
Voraussetzungen: Zwischenprüfung
Inhalt: Der amtliche Lehrplan (NRW) und die gängigen Schulbücher werden herangezogen und mögliche Realisierungen diskutiert, auch im Hinblick auf TIMSS und PISA. Neben der Elementarisierung des Fachwissens ist zu untersuchen, was wir gegen die Unbeliebtheit des Faches zu tun haben. Die Teilnehmenden sollen Einzelstunden mit geeigneten Experimenten planen und vorführen. Anleitungen dazu gibt es in den zwei zusätzlichen Stunden.
Zwar können die Unterrichtsentwürfe nicht in echten Klassen ausprobiert werden, aber die Mitstudierenden sollen versuchen, wie Schülerinnen und Schüler der jeweiligen Jahrgangsstufe mitzuarbeiten (oder eventuell wie sie eine begründete Protesthaltung einzunehmen). Auch das ist eine gute Übung.
Literatur: Muckenfuß: Lernen im sinnstiftenden Kontext (Cornelsen)
Bemerkungen: Teilnahmebescheinigung für Zusatzprüfung Sekundarstufe I


 
6822 Demonstrationspraktikum für Lehramtsstudierende
in Gruppen, Mo 15-18, HS, IAP
   
Dozent(en): R. Meyer-Fennekohl u.M.
Fachsemester: ab 7.
Wochenstundenzahl: 3
Voraussetzungen: Fortgeschrittenenpraktikum
Inhalt: Demonstrationsexperimente sollen nicht physikalische Phänomene erforschen oder Größen genau messen, sondern anschaulich erklären. Dementsprechend werden hier Experimentalvorträge gruppenweise ausgearbeitet und gehalten. Dabei sollen Freihandversuche und aufwändigere Experimente entworfen oder ausgewählt, aufgebaut, geübt und vorgeführt werden, die in Schulbüchern für Sekundarstufe II beschrieben sind: viele schon seit langem, andere vielleicht erst demnächst. Auch die physikalischen Phänomene selbst werden diskutiert, vor allem, wenn sie nicht zum Kanon gehören. Die sogenannten Neuen Medien werden genutzt; möglicherweise ergibt sich etwas für das Medienportfolio.
Literatur: Vorliegende Protokolle, Schulbücher und fachdidaktische Werke der Institutsbibliothek
Bemerkungen: qualifizierter Studiennachweis für Lehramt


 
6823 Schulpraktische Studien in Physik
4 st nach Vereinbarung, EMA-Gymnasium
   
Dozent(en): H. Busse, R. Meyer-Fennekohl
Fachsemester: ab 6.
Wochenstundenzahl: 4
Voraussetzungen: möglichst Seminar zur Fachdidaktik der Physik
Inhalt: Die Teilnehmenden halten der Reihe nach eine Doppelstunde pro Woche Unterricht, und zwar mit Schülerversuchen. Wie die organisiert werden, das kann nicht theoretisch vermittelt werden, muss aber für erfolgreiches Unterrichten bekannt sein. Vorbereitung und Nachbesprechung erfolgen gemeinsam nachmittags im Begleitseminar; im Unterricht selbst müssen die jeweils anderen genau beobachten. Bei den Schülerversuchen helfen allerdings alle mit.
Die Veranstaltung findet je nach Bedarf als Blockpraktikum statt, überwiegend in der vorlesungsfreien Zeit.
Literatur: Schulbuch des EMA (Cornelsen) und Experimentierliteratur werden zur Verfügung gestellt
Bemerkungen: Pflicht für Lehramt


 
6828 Angewandte Quantenfeldtheorie / Starke Wechselwirkung / Applied Quantum Field Theory / Strong Interaction (D/E)
Do 14-16, SR, ITKP
Übungen: Do 16-17, SR, ITKP
   
Instructor(s): S. Krewald
For terms no.: 7
Hours per week: 2
Prerequisites: Quantenmechanik
Contents: -Introduction to Feynman diagrams for interacting mesons and baryons
-Relativistic two-body equations
-bound states and unitarity
-dispersion relations
-applications to meson production in hadronic reactions
-exotic mesons
Literature: Peskin-Schroeder, An introduction to Quantum field theory
Gross, Relativistic Quantum Mechanics and Field Theory
Comments:


 
6829 Festkörperoptik
Mo 11-13, HS, IAP
   
Instructor(s): H. Gießen
For terms no.: 6-8 and higher
Hours per week: 2
Prerequisites: Basic knowledge of quantum mechanics and solid state physics
Contents: Festkörperoptik (Solid State Optics) contains the following topics:

- Physics of two-level systems
- Coherent transients, Dephasing
- Review: Lasers
- Review: Bandstructures in solids
- Excitons
- Polaritons
- Phonons
- Plasmons
- Linear Optical Properties
- Nonlinear Optical Properties
- Ultrafast Spectroscopy
Literature: - Milonni, Eberly: Lasers, Wiley&Sons
- P. Meystre: Elements of Quantum Optics, Springer
- Allen/Eberly: Optical Resonances and Two Level Systems
- C.F. Klingshirn: Semiconductor Optics
Comments: The course starts on Monday, April 15, at 11:15 am. (HS IAP)


 
6830 Laser in der Medizin
Mi 8-10, HS, IAP
   
Dozent(en): F. Kühnemann
Fachsemester: ab 6.
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: Vordiplom
Inhalt: Laser werden in zunehmendem Maße ein Werkzeug in der medizinischen Praxis. Dabei geht es nicht nur um bekannte therapeutische Anwendungen wie die Laserchirurgie, sondern auch um Verfahren der Diagnostik. Die Vorlesung will einen grundlegenden Einblick in dieses interessante Gebiet geben, das auch ein mögliches Arbeitsfeld für den Physiker ist. Zunächst werden die Erzeugung der Laserstrahlung und die für die Medizin relevanten Lasertypen behandelt. Unter dem Einfluß des Laserlichts können im Gewebe chemische und thermische Effekte ausgelöst werden, wobei letztere sehr stark von der Intensität und der Länge der Bestrahlung (von Pikosekunden bis Minuten) abhängen. Daraus ergeben sich die verschiedenen Einsatzmöglichkeiten des Lasers. Zusammen mit den entsprechenden Lasersystemen werden dann verschiedene Methoden vorgestellt wie die photodynamische und thermische Tumortherapie, die Hornhautchirurgie, der Einsatz in der Orthopädie, Gefäßchirurgie und der Zahnheilkunde. Besondere Fortschritte ergeben sich durch den Einsatz von Faseroptiken, die das Licht an den gewünschten Punkt im Körper bringen können.
Ein besonderes Kapitel ist der Einsatz neuer Lasertechniken für die Untersuchung molekularer Prozesse in einzelnen lebenden Zellen.

Lasers are more and more becoming a tool in medicine. That is not only true for established techniques like laser-based surgery, but also in diagnostics. The course will give an overview over this interesting field of laser application, which also is a potential professional area for physicists. The course starts with the principles of laser operation and presents the laser types which are relevant for medical applications. The interaction between laser light and the human tissue may cause photochemical and photothermal effects. The latter are strongly depending on intensity and duration of the irradiation (from picoseconds to minutes). This results in different mode of laser application. Methods to be presented include photodynamic and thermal tumor therapy, eye surgery, othopedics, angioplasty,and dentistry. Progress is made in particular with the application of fiber optics, bringing the light to the desired place inside the human body.
A special chapter will deal with the application of new laser techniques for diagnostic purposes and the study of molecular processes in living cells.

Literatur: J. Eichler/T. Seiler: Lasertechnik in der Medizin. Springer-Verlag 1991 (3-540-52675-7)
A. Katzir: Lasers and Optical Fibers in Medicine. Academic Press, 1993 (0-12-401940-4)
Bemerkungen:


 
6831 Teilchenbeschleuniger: spezielle Anwendungen und neue Projekte / Particle Accelerators: special concepts and new projects (D/E)
Mo 9-11, HS, IAP
   
Dozent(en): W. Hillert
Fachsemester: 5.-8.
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: Mechanik, Elektrodynamik, vorteilhaft: Teilchenbeschleuniger I
Inhalt: In der Vorlesung werden neue Konzepte und Entwicklungen bei Teilchenbeschleunigern sowie neue Anwendungen von Teilchenbeschleunigern anhand von Beispielen besprochen.
Insbesondere sollen folgende Schwerpunkte behandelt werden:
- Linear Collider (TESLA-project at DESY),
- European Spallation Source (ESS-project at Jülich),
- Free Elektron-Lasers (FEL),
- Energy recovering Linacs.
Literatur: Allgemeine Literatur zur Beschleunigerphysik:
F. Hinterberger, Physik der Teilchenbeschleuniger und Ionenoptik, Springer 1996
K. Wille, Physik der Teilchenbeschleuniger und Synchrotronstrahlungsquellen, Teubner 1992
H. Wiedemann, Particle Accelerator Physics, Springer 1993
Bemerkungen: Spezialliteratur wird in der Vorlesung bekanntgegeben

Beginn der Vorlesung: Mo, 22.04.2002


 
6832 4. QUOS: Quantum Optics School
2. - 12.4., IAP
   
Instructor(s): D. Meschede, K. Buse, H. Gießen
For terms no.: ab 05
Hours per week: 2
Prerequisites: For advanced students preparing for their Diplom or doctoral thesis.
Contents: Essentials of Quantum Optics
Quantum Information Processing
Nonlinear Optics and Short Pulses
Laser Cooling
Coherent Matter Waves
Applied Optics
Literature:
Comments: This course is a compact 2 week school on advanced physics for intense learning.



 
6833 Praktische Übungen zur Bildgebung und Bildverarbeitung in der Medizin, pr
(nach Ankündigung), siehe auch 6810
Fr 14-16, Kliniken Venusberg, und 1 st nach Vereinbarung (s. bes. Aushang)
   
Dozent(en): P. David, H. Plath, K. Reichmann, H. Schüller
Fachsemester: ab 5.
Wochenstundenzahl: 2+1
Voraussetzungen: Teilnahme am Seminar Physik bildgebender Systeme in der Medizin
Inhalt: Vertiefung der Seminarthemen
- Magnetische Kernresonanz Bildgebung (MRI)
- Transmissions-Computer-Tomographie (CT)
- Emissions-CT (SPECT, PET)
- Ultrasonographie
- Angiographie

durch praktische Beispiele
Literatur: 1. H. Morneburg (Hrsg.):
Bildgebende Systeme für die medizinische Diagnostik,
Siemens, 3. Aufl.

2. E. Krestel (Hrsg.):
Bildgebende Systeme für die medizinische Diagnostik,
Siemens, 2. Aufgl.

3. H.J. Maurer / E. Ziegler (Hrsg.):
Physik der bildgebenden Verfahren in der Medizin,
Springer

4. P. Bösinger,
Kernspin-Tomographie für die medizinische Diagnostik,
Teubner

5. Ed. S. Webb:
The Physics of Medical Imaging,
Adam Hilger, Bristol

6. Weitere Literatur wird zur Verfügung gestellt.
Bemerkungen: Ort und Zeit: In den Kliniken, nach Ankündigung im Seminar und durch besonderen Aushang


 
6835 Physics approach to complex systems: economy, medicine, and physics
Di 12-13, SR, ISKP
   
Instructor(s): S. Drozdz
For terms no.:
Hours per week: 1
Prerequisites: elementary algebra,
some elements of classical and statistical mechanics
Contents: In the past the main stream physics activity was oriented primarily towards decomposing the world into its more and more elementary constituents and identifying interactions among them. Time is coming that physics starts assembling everything back together and asking about characteristics of such complexes, especially those characteristics that may turn out universal and mathematically quantifiable. These, of course, include also structures and phenomena that we see around and that directly concern our life like the biological or social systems and the financial markets.

The main objective of the proposed course is to introduce the audience into principal related contemporary concepts that stimulate unification of description of the related divers fields. The common property they all share is that the number of identifiable constituents is usualy very large and the interaction or communication among them is extremely complex. Typical behaviour of such systems can be qualified as chaotic or even stochastic.
Frequent however is a spontaneously emerging is collective behaviour which is even more interesting as it reflects creative and perhaps deterministic aspects of the system. In fact the evolution of natural complex dynamical systems seems to be balancing at the interface of choas and collectivity.

The above interdisciplinary attitude involves such physics concepts like deterministic chaos, stochastic processes, critical phenomena, self-organized criticality, scale invariance as well as discrete scale invariance. These will be introduced and their characteristics illustrated using examples from several, seemingly remote areas. As a main part of the course, the formalism to quantify such concepts will be introduced.

This sets the frame of the course which consistently is to include the following more precisely specified issues:

1) General characteristics of complexity and examples.

2) Classical nonlinear dynamical systems:
a) regularity and deterministic chaos
b) measures of stability and predictability horizon
c) time-series analysis and phase-space reconstruction
e) stochastic processes versus deterministic chaos

3) Fluctuations and their characteristics
a) power laws, self-similarity and fractals
b) elements of the renormalization group theory
c) phase transitions and criticality
d) discrete scale invariance and how to predict crashes/earthquakes
e) central limit theorem
f) stable distributions: Gaussian versus Levy
g) biological and financial applications including
financial risk control

4) Random Matrix Theory (RMT) -- origin and applications:
a) fluctuation properties of eigenspectra
b) various variants of RMT
c) quantum signatures of chaos
d) deviations from RMT and collectivity

5) Analizing ensembles of large multivariate data:
a) algorithmic complexity and entropy
b) synchronization effects and mutual information
c) correlation matrix formalism (in relation to RMT)
d) examples of application:
human brain and financial optimal portfolio

6) Summary which is supposed to document that many charactristics
of complex systems are universal, i.e., that they are common
to all of them.
Literature:
Comments:


 
6836 Praktikum in der Arbeitsgruppe: Analyse von Daten aus Elektron-Positron-Kollisionen oder Proton-Proton-Kollisionen / Halbleiter-Sensoren und ASIC-Elektronik, pr / Laboratory in the Research Group: Analysis of Data from Electron-Positron-Collisions or Proton-Proton-Collisions / Semiconductor Sensors and ASIC Electronics (D/E)
ganztägig, 4 Wochen lang, nach Vereinbarung, PI
   
Dozent(en): P. Fischer, M. Kobel, N. Wermes
Fachsemester: 7 oder höher
Wochenstundenzahl: ganztägig für 4 Wochen
Voraussetzungen:
Inhalt: Die Teilnehmer erhalten in der ersten Woche eine Einführung durch Vorlesungen zu folgenden Themen: (1) Experimentelle Teilchenphysik an Beschleunigern / Detektoren, (2) Moderne Fragestellungen der Elementarteilchenphysik (3) Halbleiterdetektoren und Chip-Elektronik / Chipdesign. In der 2. bis 4. Woche soll ein kleineres Projekt in
Hardware oder Softwareanalyse (an Daten) bearbeitet werden.
Ziel des Praktikums: "first hand knowledge" in experimenteller Teilchenphysik und "Kennenlernen der Arbeitsgruppe".

During the first week participants receive an introduction by lectures into the following topics: (1) experimental particle physics at accelerators / detectors, (2) modern topics in elementary particle physics, (3) semiconductor detectors and chip electronics / chipdesign. In the remaining 3 weeks participants will work on a small project related to hardware or software analysis (on real data).
Goals of the course are: "first hand knowledge" in experimental particle physics and "getting to know" the research group.
Literatur:
Bemerkungen:


 
6837 Praktikum in der Arbeitsgruppe: IR-Laserspektroskopie und ihre Anwendungen, pr / Laboratory in the Research Group: IR Laser Spectroscopy and its Applications (D/E)
ganztägig, 4 - 6 Wochen lang, nach Vereinbarung, IAP
   
Dozent(en): F. Kühnemann u.M.
Fachsemester: ab 6.
Wochenstundenzahl: 30
Voraussetzungen: Vordiplom; darüber hinaus je nach Aufgabenstellung: Laserphysik, Programmierkenntnisse. Immer: Neugier!
Inhalt: Mit Hilfe spektroskopischer Methoden lassen sich Spurengase noch in sehr kleinen Mengen (1:10^10) in der Luft nachweisen. Wir nutzen dies für die Messung von Molekülen, die von Pflanzen abgegeben werden und, wie bei einem "Atemgastest", einen Einblick in den Zustand der Pflanze erlauben. Dazu bauen wir neue Laser und Spektrometer, entwickeln die Analytik für den Nachweis und führen zuammen mit Partnern biologische Experimente durch. Ein interessantes Arbeitsfeld für alle diejenigen, die Interesse an moderner Lasertechnik, an einer angewandten(!) Physik und interdisziplinärer Zusammenarbeit haben.
Literatur:
Bemerkungen:


 
6838 Praktikum in der Arbeitsgruppe: materialwissenschaftliche Untersuchungen mit der Synchrotronstrahlung, pr / Laboratory in the Research Group: Material Science and Synchrotron Radiation (D/E)
ganztägig, 4 Wochen lang, nach Vereinbarung, PI
   
Instructor(s): H. Modrow u.M.
For terms no.: 6. Semester or higher
Hours per week: Block course, 4 weeks
Prerequisites: Quantum Mechanics I, FP I, Atomic Physics
Contents: This laboratory course provides insight into the activities of the
Synchrotron Radiation Group at ELSA.
The unique properties of Synchrotron Radiation have enabled experiments based
on Synchrotron light to provide key information for a huge number of research
topics not only from Physics, but also from Biology, Chemistry, Medicine,
Material science and Engineering.
After a broad introduction to the variety of experimental techniques using
Synchrotron Radiation and some of the scientific questions using these techniques,
the participants will be assigned projects according to their individual
interests. Depending on the level of involvement, co-authorship in a
publication may be possible.
Literature: Dependent on the individual project. Will be provided upon registration.
Comments: Up to two participants per term can get the chance to go to Baton
Rouge, USA on an extended course. Registration starts immediately.
Contact H. Modrow, PI 243, Tel.3203,
e-mail: modrow@physik.uni-bonn.de


 
6839 Praktikum in der Arbeitsgruppe: Analyse von Elektron-Proton-Streuereignissen, pr / Laboratory in the Research Group: Analysis of Electron-Proton-Scattering Events (D/E)
ganztägig, 14 Tage lang, ab September 2002, PI
   
Instructor(s): I. Brock, E. Hilger u.M.
For terms no.: 6-8
Hours per week: full time, two weeks from 23.09.02 - 11.10.02
Prerequisites: Contents of the course Particle Physics (Teilchenphysik)
Contents: Introduction to the current research activities of the group, introduction to data analysis techniques for particle reactions, opportunity for original research on a topic of own choice, with concluding presentation to the group.
Literature: Working materials will be provided.
Comments: The course aims to give interested students the opportunity for practical experience in our research group and to demonstrate the application of particle physics experimental techniques.

Depending on the students' preferences the course is given in German or in English.


 
6935 Astrophysics II: The interstellar medium
Fr 10-12, HS Astronomie
   
Instructor(s): K.S. de Boer, U. Mebold, K. Menten, P. Schneider
For terms no.: 5-8
Hours per week: 2
Prerequisites: Basic education in astronomy (Vordiplom mit Astronomie)
Contents: The most important physical processes taking place in interstellar gas
are presented, together with their relevance for observational astronomy
(all wavelength domains).
Specific topics include:

Historic overview;
Continuum radiation;
Dispersion and polarisation;
Processes at the atomic level;
Line radiation (emission and absorption) and gas parameters to be derived;
Neutral gas; Ionised gas; Hot gas;
Dust: quantity, formation, destruction, observability;
Molecules: quantity, formation, destruction, observability;
Energy balance of the ISM;
Structure and evolution of the interstellar medium
Literature: A full write-up in english is available
Comments: Vorlesung aufbauend auf dem Vordiplom


 
6936 Radioastronomische Messtechnik II: Interferometrie und Apertursynthese (D/E)
Di 14-16, R. 1.12
   
Instructor(s): U. Klein
For terms no.: 5
Hours per week: 2
Prerequisites: E-Dynamik, Radioastron. Meßtechnik I, Fourier-Theorie
Contents: Radioastronomical observations. II. Interferometry and aperture synthesis

1. The Fouriertransform
- Fourier series
- Fourier integral
- Fourier theorems and applications

2. Telescopes as spatial filters
- aperture- und far field relation
- sampling theorem

3. Interferometers
- Michelson interferometer
- twin radio interferometer
- phase switching
- visibility function
- van Cittert-Zernike theorem

4. Methods of aperturesynthesis
- sransit instruments
- steerable telescopes
- earth rotation synthesis
- twodimensional arrays
- VLBI

5. Geometry & coordinate systems

6. Polarization

7. Interferometer response
- heterodyne systems
- fringe rotation, komplex correlators
- sensitivity

8. Image reconstruction
- phase- & amplitude calibration
- Fourier inversion
- deconvolution
- primary-beam correction
- 'HiFi' images
- self-calibration
- error diagnostics

9. VLBI
- VLBI systems, processor
- fringe fitting
- image reconstruction, hybrid mapping
- retarded baselines
- geodesy

10. Spectroscopy
- crosscorrelation, correlator schemes
- Gibbs' phenomenon
- spectral lines and data cubes
- data analysis

11. Computer demonstrations
Literature: Text books

A.R. Thompson, J.M. Moran, G.W. Swenson, Interferometry and Synthesis in
Radio Astronomy, 2nd edition (John Wiley & Sons)

R.A. Perley, F.R. Schwab, A.H. Bridle (eds.), Synthesis Imaging in Radio
Astronomy (Astron. Soc. Pac. Conf. Ser. Vol. 6, 1989)

R.N. Bracewell, The Fourier Transform and its Applications (MacGraw-Hill)
Comments:


 
6941 Cosmic magnetic fields and energetic particles
Do 10-12, HS Astronomie
   
Instructor(s): P. Biermann
For terms no.: ab 6
Hours per week: 2
Prerequisites: Electrodynamics, basic astronomy
Contents: Starting May 2, 2002 On this day we will discuss the best practical
schedule for everybody

Topics:

Observations of cosmic magnetic fields
Stars
interstellar medium
clusters of galaxies
intercluster space

Observations of energetic particles, indirect
Stars (radio)
Supernova remnants (radio, X-rays, gamma rays)
Interstellar Medium (radio, gamma rays)
Clusters of galaxies (radio, gamma rays)
Active Galactic Nuclei (radio, X-rays, gamma rays)
Intergalactic space (radio)

Observations of energetic particles, direct
Spectra, features, knee, ankle
Chemical composition
Antiparticles
Extragalactic cosmic rays
Clustering
Cutoff or not?

Theory of magnetic fields
Original prediction
Battery mechanism
Dynamo mechanism
Inverse cascade
New battery mechanism

Theory of energetic particles
Shock acceleration, limits
Bohm and Jokipii diffusion
Supernovae ISM and winds
Radio Galaxies and Active Galactic Nuclei
Gamma Ray Bursts
Topological Defects
Z-bursts
Supersymmetry?
Transport in intergalactic space

Summary and Outlook
Literature: Cosmic Magnetic Fields, Peter L. Biermann, invited review at
the Erice Meeting Dec. 2000, Eds. H.J. de Vega et al., ``Phase
transitions in the early Universe: Theory and Observations", p. 543 -
557, 2001

Challenges of the highest energy events observed, invited
review at the Erice meeting Dec. 2000, Eds. H.J. de Vega et al.,
``Phasetransitions in the early Universe: Theory and Observations",
p. 502 - 522, 2001

Cosmic Radiation, Peter L. Biermann & Eun-Suk Seo, invited
review, Academic Press Encyclopedia, Third Edition, vol. 3, p. 823
- 835, 2002

Cosmic ray interactions in the Galactic Center region, Peter
L. Biermann, Sera Markoff, Wolfgang Rhode, & Eun-Suk Seo, invited
review at the Erice school Nov. 2000, ``Astrophysical sources of
high energy particles and radiation", Eds. M.M. Shapiro et al., KLuwer
Acad. Publ., p. 65 - 79 (2001)

High energy particles in Active Galactic Nuclei, Peter L.
Biermann, invited review at the Erice school Nov. 2000,
``Astrophysical sources of high energy particles and radiation", Eds.
M.M. Shapiro et al., KLuwer Acad. Publ., p. 115 - 133 (2001)

Introduction to Cosmic Rays, Peter L. Biermann and Guenter
Sigl, invited review for the Paris meeting, June 2000, ``Physics and
Astrophysics of Ultra-High Energy Cosmic Rays", Eds. M. Lemoine, G.
Sigl, Springer-Publ., p. 1-26 (2001)
Comments:


 
6942 How to write an abstract, article, proposal
Blockvorlesung, pr., ges. Ankündigung
   
Instructor(s): K.S. de Boer
For terms no.: 8+
Hours per week: 1
Prerequisites:
Contents: This seminar like class provides advice on the methods of writing texts. It aims at senior student of astronomy (examples are from astronomy).

Topics included:
structuring your text; structuring sentences; papers, research proposals, editorial processes
Literature:
Comments: Class for senior students of astronomy


 
6943 Planetarische Nebel: Physik, Ursprung und Entwicklung
Blockvorlesung, ges. Ankündigung
   
Dozent(en): H. Dürbeck
Fachsemester: Aufbaustudium (5.-8. Semester)
Wochenstundenzahl: 1 (Blockvorlesung)
Voraussetzungen: Einführungsvorlesung Astronomie und Astrophysik
Inhalt: Allgemeines zur Physik ionisierter Gase
Allgemeines über Planetarische Nebel
Photoionisation und Rekombination
Thermisches Gleichgewicht
Das emittierte Spektrum - Vergleich von Theorie und Beobachtung
Zur Entstehung und Entwicklung Planetarischer Nebel
Literatur: D. Osterbrock: Astrophysics of Gaseous Nebulae and Active Galactic Nuclei. University Science Books 1989
G.A. Gurzadyan: The Physics and Dynamics of Planetary Nebulae.
Springer 1997
Bemerkungen: Die Vorlesung findet an zwei Samstagen im SS 2002 statt.
Termine und Ort werden durch Aushang bekanntgegeben.


 
6946 Physik der Sonne
Mi 16-18, MPIfR, HS 0.01
   
Dozent(en): E. Fürst
Fachsemester: 6
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: Grundvorlesungen Physik
Inhalt: 1. Aufbau der Sonne, Basisphysik
2. Oberflächennahe Schichten
3. Die Chromosphäre mit EUV- und Radiostrahlung
4. Rotation der Sonne
5. Wechselwirkung Magnetfeld-Sonnenplasma - Fleckenzyklus
6. Sonnenwind - Massenverlust
7. Was heizt die Sonnenkorona auf?
8. Sonnenflecken und die aktiven Gebiete
9. Struktur und Änderungen der Magnetfeldstrukturen
10. Protuberanzen
11. Die Strahlungsausbrüche in den verschiedenen Wellenbereichen
Literatur: Inside the Sun Berthoumieux, Cribier, 1970
Stellar Interiors, Hansen, Kawaler, 1995
Physik der Sternatmosphären, Unsoeld, 1968
The quiet Sun, Gibson, 1972
Solar magnetic fields, Stenflo, 1994
Introduction to Solar Radioastronomy

Weitere Literatur wird mit der Vorlesung bekanntgegeben
Bemerkungen: Beginn: 17 April 2002


 
6947 Galaxy evolution
Do 14-16, HS Astronomie
   
Instructor(s): M. Hilker
For terms no.: 5 and up
Hours per week: 2
Prerequisites: This class presumes adequate knowledge of elementary astronomy
(introductory lectures in astronomy)
Contents: This lecture deals with the fascinating world of galaxies which are
considered to be the fundamental building blocks of the Universe.
It is the intention of the lecture not only to teach the basics of
galactic astrophysics, but also to demonstrate their link to
up-to-date observations and results. The different aspects of
galactic astronomy that are covered by the lecture include:
Astronomical Measurements, The Properties of Stars, Morphology of
Galaxies, Evolution of Stars and Stellar Populations, Star Clusters,
Components of the Milky Way, Stellar Kinematics in External Galaxies,
The Interstellar Media of Galaxies, The Milky Way's ISM, Modelling
galaxy evolution.
Literature: Binney J., Merrifield M., "Galactic Astronomy", Princeton
University Press, ISBN 0-691-02565-7
Binney J., Tremaine S., "Galactic Dynamics", Princeton University
Press, ISBN 0-691-08445-9
Sparke L.S., J.S. Gallagher, "Galaxies in the Universe: An
introduction", Cambridge University Press, ISBN 0-521-59740-4

There will be lecture notes on CD available at the end of the class
Comments: Class will be given in English (if BIPP students are participating)


 
6948 Die extragalaktische Entfernungsskala
Do 9-11, MPIfR, HS 0.01
   
Dozent(en): W. Huchtmeier
Fachsemester: 3
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: Einführung in die Astronomie
Inhalt: 1. Entfernungsbestimmungen auf der Erde
2. Entfernungen im Sonnensytem
3. Sternparallaxen: Trigonometrische Entfernungen
4. Entwicklung sekundärer Entfernungsmessmethoden
5. Methoden der Entfernungsbestimmung naher Galaxien
6. Extragalaktische Entfernungen und kosmologische Betrachtungen
Literatur: M. Rowan-Robinson: The Cosmological Distance Ladder
W.H. Freeman and Co. 1985
G. Bothun: Modern Cosmological Observations and Problems
Taylor and Francis 1998
Debra Meloy Elmegreen: Galaxies & Galactic Structure
Prentice Hall 1998
Bemerkungen:


 
6949 Röntgenastronomie: Neues Fenster ins Universum
Di 10-12, R. 1.12
   
Dozent(en): J. Kerp
Fachsemester: 5
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: Atomphysik
Inhalt: Die Röntgenastronomie ist ein sehr neuer Bestandteil der astronomischen Forschung. Heute befinden wir uns in einer "Goldenen Phase" der Röntgenastronomie. Gleich zwei Satelliten, XMM-Newton (ESA) und Chandra (NASA), erlauben den Blick in die Tiefen des Weltalls.

In dieser einführenden Vorlesung soll die ganze Vielfalt der Röntgenastronomie vorgestellt werden. Neben der Entstehung bzw. Erzeugung der Röntgenstrahlung studieren wir die Instrumente und Detektoren. Anschließend begeben wir uns auf die Reise von der Sonne bis in die Tiefen des Universums. Hierbei werden auch die grundlegenden Eigenschaften der Röntgenemissions- und -absorptionsprozesse ausführlich dargestellt.
Literatur: Vorlesungsskript
Bemerkungen:


 
6950 Kontroverse Quellen der Astrophysik
Blockvorlesung, ges. Ankündigung
   
Dozent(en): W. Kundt
Fachsemester: nach den physikalischen Grundvorlesungen
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: die Grundvorlesungen
Inhalt: Auf die genaue Auswahl des Inhalts kann noch Einfluss ausgeuebt werden. Z.Z. schwebt mir eine Konzentration vor auf:
Die Physik der Neutronenstern-Quellen
Literatur: u.a. mein Springer-Buch `Astrophysics, A Primer', erschienen im vergangenen Oktober.
Bemerkungen: Die Vorlesung ist als Blockvorlesung angekuendigt, koennte aber auch
2-stuendig waehrend des gesamten Semesters gehalten werden, z.B. montags, 11ct - 13 Uhr. Beginn Montag, 22.4.


 
6951 Stellar and Solar Coronae
Do 9.00-10.30, R. 1.12
   
Instructor(s): M. Massi
For terms no.: 5
Hours per week: 2
Prerequisites:
Contents: T Tauri stars (young stellar systems not yet in Main Sequence)
and RS CVn systems (evolved stellar systems that already left
the Main Sequence), although being very diverse, are both
similarly active in the radio and X-ray bands.
The flares in both systems are several orders of magnitude stronger
than those of the Sun.
The origin of this activity, defined "coronal activity" depends on
the convective zone, rotation, formation and dissipation of magnetic
fields and turbulence.
In general terms this is a mechanism of the same type operating on
the Sun, but enforced by the binary nature of these systems.
The latest progresses of the research on stellar coronal emission,
due to space missions and high-resolution radio observations,
will be illustrated in the lectures.
Literature: Literature references will be provided during the course
Comments:


 
6956 AGN und schwarze Löcher
Di 16-18, MPIfR, HS 0.02
   
Dozent(en): H. Falcke
Fachsemester: nach den Vordiplom
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: Grundvorlesungen Physik und Astronomie
Inhalt: In dieser Vorlesung stelle ich einige grundlegende astrophysikalische Prozesse vor, die zum Verständnis der Physik aktiver galaktischer Kerne (engl.: AGN) und schwarzer Löcher wichtig sind. Das Standardmodell für AGN besteht aus einem zentralen schwarzen Loch, das durch eine Akkretionsscheibe gefüttert wird und in der Nähe des Ereignishorizonts einen relativistischen Plasmajet produziert. Scheibe und Jet sind verantwortlich für ein breites Emissionsspektrum von Radiowellenlängen bis hin zum Gamma-Bereich. Dabei scheint die Physik von super-schweren schwarzen Löchern in den Zentren von Galaxien und von stellaren schwarzen Löchern in unserer Milchstrasse vergleichbar zu sein. Ein Verständnis von AGN und schwarzen Löchern ist eine wichtige Grundlage für eine grosse Schnittmenge von Gebieten aus Astronomie und Physik (z.B. Astroteilchenphysik, Gravitationsphysik, Kosmologie, Hochenergie- und Radioastronomie etc.).
Themen, die in der Vorlesung behandelt werden, sind unter anderem: Beobachtung und Klassen von AGN, Synchrotron-Strahlung, Schock-Beschleunigung, relativistische Jets, Akkretionsscheiben, Röntgen-Doppelsterne, Schwarze Löcher, Galaktisches Zentrum, "Unified-Scheme of AGN", ggf. auch radioastronomische Messtechnik für AGN (VLBI) mit Besuch von Labor und Teleskop.

Literatur: ``An Introduction to Active Galactic Nuclei'', Bradley M. Peterson, Cambridge University Press, Cambridge (useful lecture notes)

``Active Galactic Nuclei'', Ian Robson, John Wiley & Sons, Chichester (more basic introduction but wider scope)

``Active Galactic Nuclei - From the Central Black Hole to the Galactic Environment'', Julian Krolik, Princeton Series in Astrophysics, Princeton, New Jersey (in-depth textbook for advanced students)
Bemerkungen:


 
6957 Molekülwolken und Sternentstehung
Mi 10-12, R. 1.12
   
Dozent(en): A. Heithausen
Fachsemester: ab 5
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: Radioastronomie, Quantenmechanik
Inhalt: Die Vorlesung gibt einen Überblick über einen aktuellen Forschungsgegenstand
der mm- und Submm-Astronomie. Folgende Schwerpunkte werden behandelt:
Molekülspektroskopie
Anregung von Moleküllinien
Bestimmung von Molekülhäufigkeiten
Interstellare Chemie
Aufbau von Molekülwolken
Phasen der Sternentstehung
Molekulare Ausflussobjekte
Interstellare Maser
Literatur: - G. Verschuur, K. Kellermann: Galactic and Extragalactic Radioastronomy, Springer Verlag
- R. Rohlfs, T. Wilson: Tools of Radioastronomy, Springer Verlag
Bemerkungen:


Letzte Änderung: 30.04.02 12:06:12, Dietmar Haubrich