Lehrende/r: Prof. Dr. Julia Harz
Veranstaltungsart: Vorlesung/Übung
Anzeige im Stundenplan: 08.128.821
Semesterwochenstunden: 4
Credits: 6,0
Unterrichtssprache: Englisch
Min. | Max. Teilnehmerzahl: - | -
Inhalt: Diese Vorlesung geht wichtigen Fragestellungen der theoretischen Astroteilchenphysik nach, im Speziellen der Theorie der Dunklen Materie und Neutrinos. Nach einem Überblick über die Hinweise zur Existenz dunkler Materie werden verschiedene dunkle Materie Kandidaten (WIMPs, FIMPs, SIMPs, ALPs etc.) besprochen sowie deren mögliche Produktionsmechanismen (e.g. freeze-out vs freeze-in) im frühen Universum. Hierbei werden die momentanen state-of-the-art Berechnungen im Detail besprochen und deren Limitierungen aufgezeigt. Ein zweiter Teil der Vorlesung beschäftigt sich mit der Theorie der Neutrinos. Nach einem Überblick über den aktuellen Stand unseres Wissen über Neutrinos werden wir uns detailliert mit verschiedenen Aspekten ihrer Theorie beschäftigen: mit deren Oszillationen, möglichen theoretischen Modellen zur Erklärung der Neutrinomassen, ihrem Einfluss auf die Kosmologie und ihre Rolle als Dunkle Materie Kandidat. Darüber hinaus werden wir uns mit weiteren angrenzenden Themenbereichen der Astroteilchenphysik bzw. der Kosmologie des frühen Universums beschäftigen. Qualifikationsziele: Ziel dieser Vorlesung ist es einen soliden Überblick über den aktuellen Stand der Theorie der dunklen Materie und der Neutrinos zu geben. Nach der erfolgreichen Teilnahme an dem Modul sollten die Studierenden ein solides Wissen über den aktuellen Stand der Theorie der Dunklen Materie und Neutrinos haben. Der Kurs stattet die Studierenden mit dem notwendigen theoretischen Hintergrundwissen aus, um erste Forschungsarbeiten in diesen oder angrenzenden Themenbereichen unter Betreuung durchzuführen und schlägt eine Brücke zu aktuellen Forschungsthemen. Empfohlene Voraussetzungen: Empfohlen wird Theoretische Physik 6a (08.128.165) bzw. grundlegende Kenntnisse über das Standard Modell of Particle Physics bspw. aus The Standard Model and Electroweak Theory (08.128.742) oder ähnlichen Veranstaltungen wie Kern- und Teilchenphysik (08.128.055). Wissen aus aus der Theoretische Astroteilchenphysik (08.128.762) sind hilfreich, wird aber nicht als Vorwissen vorausgesetzt.
Empfohlene Literatur: The Early Universe, Kolb and Turner Physical Foundations of Cosmology, Mukhanov Modern Cosmology, Dodelson
