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Lern- und Qualifikationsziele
Erarbeiten der theoretischen Entwicklungen und der experimentellen Beobachtungen und Techniken, die zum Standardmodell der Teilchenphysik, dem Standardmodell der Kosmologie und zum Verständnis des nicht-thermischen Universums führten.
Voraussetzungen
Grundlagen der Elektrodynamik und Quantenphysik, Vorlesung Kern- und Teilchenphysik
Gliederung / Themen / Inhalte
A) Dunkle Materie ("dark matter"):
-- Experimentelle Evidenz für dunkle Materie (I):
Rotationskurven und Stabilität von Galaxienhaufen
-- Experimentelle Evidenz für dunkle Materie (II):
Gravitationslinsen und Weak Lensing
-- Suche nach Dunkler Materie in Teilchenbeschleunigern
-- Produktion und Suche von Dunkler Materie in sog. "beam-dump" Experimenten
-- Direkte Suche nach Dunkler Materie in Laborexperimenten
-- Suche nach ultraleichter Dunkler Materie mit Quantensensoren
-- Astrophysikalische Suche nach Dunkler Materie
Beispiele: Positronen, Antiprotonen, Gammastrahlung und Neutrinos
aus der Paarvernichtung von WIMPs in Gravitationszentren
B) Neutrinophysik
-- Vorhersage und Entdeckung des Elektron-Neutrinos, Experiment von Cowan & Reines
-- Familienstruktur der Neutrinos, Entdeckung des Myon-Neutrinos
-- Experimente zur direkten Messung von Neutrinomassen, Experimentelle Grenzen
-- Majorana-Neutrinos versus Dirac Neutrinos
-- Suche nach dem neutrinolosen doppelten Beta-Zerfall
-- Natürliche Neutrinoquellen: Solare und Atmosphärische Neutrinos
-- Neutrionnachweis mit Kamiokande und ICEcube
-- Neutrinoszillationen
-- Neutrinoszillationen (Kamiokande und SNO, ggf. SAGE und GALLEX)
-- Suche nach schweren rechtshändigen (Majorana)Neutrinos
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