Modulhandbuch

für den

Master-Studiengang Physik

15. Juli 2026

Inhaltsverzeichnis

1 Studienziele und Voraussetzungen 5

1.1 Studienziele........................................... 5

1.2 Zugangsvoraussetzungen.................................... 6

2 Modul- und Veranstaltungsliste 7

2.1 Modulübersicht......................................... 7

2.2 Liste der Spezialvorlesungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.3 Kernangebot an Nichtphysikalischen Fächern bzw. fachübergreifenden Lehrveranstal-

tungen.............................................. 10

2.3.1 Weitere Nichtphysikalische Fächer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

3 Wichtige Bemerkungen zur Modulliste 13

3.1 GenerelleBemerkungen .................................... 13

3.2 Anerkennung von Leistungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3.2.1 Wechsel des Studiengangs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3.2.2 Leistungen in Auslandssemestern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3.3 Hinweise zur Forschungsphase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3.3.1 Bewertungskriterien .................................. 15

3.4 Beispiele für Studienverlaufpläne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen 19

4.1 Experimentalphysik ...................................... 19

4.2 TheoretischePhysik ...................................... 25

4.3 PraktikaundSeminare..................................... 33

4.4 Spezialvorlesungen ....................................... 35

4.4.1 Physik kondensierter Materie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

4.4.2 Quanten-, Atom- und Neutronenphysik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

4.4.3 Kern- und Teilchenphysik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

4.5 Fokusvorlesungen........................................ 91

4.6 Forschungsphase ........................................ 92

4.7 Nichtphysikalische Fächer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

4.7.1 Chemie ......................................... 95

4.7.2 Informatik........................................102

4.7.3 Geschichte der Naturwissenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

4.7.4 Mathematik.......................................108

4.7.5 Meteorologie ......................................138

4.7.6 Philosophie .......................................139

4.7.7 Wirtschaftswissenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142

4.8 Fachübergreifende Lehrveranstaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143

1 Studienziele und Voraussetzungen

1.1 Studienziele

Übernommen von der Konferenz der Fachbereiche Physik (beschlossen 8.11.2010):

Aufbauend auf einem ersten Hochschulabschluss führt das Masterstudium zum Erwerb zusätzlicher

analytischer und methodischer Kompetenzen. Zugleich werden die fachlichen Kenntnisse und Fertig-

keiten aus dem ersten Studium vertieft und erweitert. Die Absolventinnen und Absolventen des Master-

Studienganges Physik haben Spezialkenntnisse in mehreren Teilfächern der Physik auf international

höchstem Niveau erworben und sind zu selbständigem wissenschaftlichem Arbeiten befähigt. Damit

füllen sie das umfassende und wegen seiner fachlichen Breite und Flexibilität geschätzte Berufsbild des

Physikers aus. Sie sind prinzipiell zum Übergang in eine Promotionsphase befähigt.

Im Einzelnen bedeutet das:

1. Sie haben ihre mathematisch-naturwissenschaftlichen Kenntnisse vertieft, den Überblick über in-

nerphysikalische Zusammenhänge sowie solche mit den Nachbardisziplinen erweitert und sich auf

einem Spezialgebiet der Physik so spezialisiert, dass sie Anschluss an die aktuelle internationale

Forschung ﬁnden können.

2. Sie haben ihr Wissen beispielhaft auch an komplexen physikalischen Problemen und Aufgaben-

stellungen eingesetzt und können diese auf einer wissenschaftlichen Basis analysieren, formulieren

und möglichst weitgehend lösen.

3. Sie sind in der Lage, zur Lösung komplexer physikalischer Probleme Experimente zu planen, auf-

zubauen, durchzuführen und die Ergebnisse zu interpretieren (Schwerpunkt Experimentalphy-

sik) oder Simulation und Modellierung auf der Basis physikalischer Grundprinzipien einzusetzen

(Schwerpunkt theoretische Physik).

4. Sie haben in ihrem Studium soziale Kompetenzen erworben. Diese überfachlichen Kompetenzen

werden weitgehend integriert in den Fachlehrveranstaltungen sowie vor allem in der Forschungs-

phase erworben.

5. Sie haben in der einjährigen Forschungsphase die Fähigkeit erworben, sich in ein beliebiges

technisch-physikalisches Spezialgebiet einzuarbeiten, die aktuelle internationale Fachliteratur

hierzu zu recherchieren und zu verstehen, Experimente oder theoretische Methoden auf dem

Gebiet zu konzipieren und durchzuführen, die Ergebnisse im Lichte der verschiedensten physika-

lischen Phänomene einzuordnen und Schlussfolgerungen für technische Entwicklungen und den

Fortschritt der Wissenschaft daraus zu ziehen.

6. Sie besitzen nach der Forschungsphase das notwendige Durchhaltevermögen, um in Forschungs-

und Entwicklungsprojekten mit Fehlschlägen, unerwarteten Schwierigkeiten und Verzögerungen

umzugehen und gegebenenfalls mit modiﬁzierter Strategie dennoch zum Ziel zu kommen.

7. Sie sind befähigt, auch fernab des im Masterstudium vertieften Spezialgebietes beruﬂich tätig zu

werden und dabei ihr physikalisches Grundwissen zusammen mit den erlernten wissenschaftlichen

Methoden und Problemlösungsstrategien einzusetzen.

1 Studienziele und Voraussetzungen

8. Sie sind in der Lage, komplexe physikalische Sachverhalte und eigene Forschungsergebnisse im

Kontext der aktuellen internationalen Forschung umfassend zu diskutieren und in schriftlicher

(Masterarbeit) und mündlicher Form (Vortrag mit freier Diskussion) darzustellen.

9. Sie sind sich ihrer Verantwortung gegenüber der Wissenschaft und möglicher Folgen ihrer Tä-

tigkeit für Umwelt und Gesellschaft bewusst und handeln gemäß den Grundsätzen guter wissen-

schaftlicher Praxis.

1.2 Zugangsvoraussetzungen

Die Zugangsvoraussetzungen für den Master of Science im Fach Physik sind in der entsprechenden

Prüfungsordnung geregelt. Im Folgenden werden die wichtigsten Voraussetzungen kurz zusammenge-

fasst:

•Zum Masterstudiengang Physik wird zugelassen, wer über die dafür erforderliche Vorbildung ver-

fügt. Dazu ist der Nachweis eines Bachelorabschlusses im Fach Physik mindestens mit der Note

3,0oder eines Studienabschlusses an einer Hochschule in Deutschland oder im Ausland, der sich

davon nicht wesentlich unterscheidet, erforderlich. Zusätzlich werden inhaltlich mit den nachfol-

gend aufgeführten Bereichen des Bachelorstudiengangs Physik an der JGU Mainz vergleichbare

Kenntnisse im Umfang von mindestens

–30 Leistungspunkten im Modulbereich Experimentalphysik,

–19 Leistungspunkten im Modulbereich Praktika,

–25 Leistungspunkten im Modulbereich Theoretische Physik,

–23 Leistungspunkten im Modulbereich Höhere Mathematik und Rechenmethoden,

–9 Leistungspunkten für die schriftlich abgefasste Bachelorarbeit,

erwartet. Die angerechneten Leistungspunkte richten sich nach den Maßstäben der JGU Mainz.

•Bei einer schlechteren Note als 3,0oder falls die oben genannten Leistungspunkte nicht ganz

erreicht werden kann ein Auswahlgespräch beantragt werden.

•Ist der Bachelorabschluss nicht gleichwertig, so können entsprechende Auﬂagen bei der Zulas-

sung erfolgen. Diese Auﬂagen haben einen Umfang von maximal 27 Leistungspunkten und sind

innerhalb des ersten Studienjahres zu erfüllen.

•Da es sich um einen englischsprachigen Studiengang handelt sind keine Deutschkenntnisse erfor-

derlich. Es muss stattdessen die ausreichende Beherrschung der englischen Sprache nachgewiesen

werden. Dies kann durch ein entsprechendes Zertiﬁkat (Niveau B2) erfolgen oder durch die Vor-

lage eines deutschen Abiturzeugnisses aus dem ersichtlich ist, dass mindestens fünf Jahre (vier

Jahre bei G8) Englisch im Schulunterricht besucht wurden und dieser mit mindestens „ausrei-

chend“ oder 5 Punkten abgeschlossen wurde.

2 Modul- und Veranstaltungsliste

2.1 Modulübersicht

Modul SWS LP

Pﬂichtmodule

Experimentalphysik 3 V + 1 Ü 6

Theoretische Physik 4 V + 2 Ü 9

Seminare 4 S 8

F-Praktikum 8 P 10

Summe 33

Forschungsphase

Spezialisierung F 15

Methodenkenntnis F 15

Masterarbeit F 30

Summe 60

Wahlpﬂichtmodule

Spezialvorlesung 3 V + 1 Ü 6

Fortgeschrittene Theoreitsche Physik 4 V + 2 Ü 9

zu wählen 12-27

Wahlmodule

Fokusvorlesung 2 3

Forschungsmodul 4 V 6

Nichtphysikalisches Fach (Angebote siehe Kapitel 2.3) 9-15

zu wählen 0-15

Gesamt 120

2 Modul- und Veranstaltungsliste

2.2 Liste der Spezialvorlesungen

Die folgenden Vorlesungen werden regelmäßig angeboten. Sie ﬁnden die aktuelle Liste für jedes Semes-

ter in Jogustine.

•Physik kondensierter Materie

–Ausgewählte Kapitel der Physik kondensierter Materie

–Fortgeschrittene Festkörperphysik

–Moderne Methoden der Physik kondensierter Materie

–Materials Science (Materialwissenschaften)

–Introduction to Advanced Materials - from soft matter to hard matter

–Quantum Spintronics

–Superconductivity

–Nonequilibrium phenomena in quantum matter

–Einführung in die Theorie kondensierter Materie

–Ausgewählte Kapitel der Theorie kondensierter Materie

–Theorie weicher Materie I

–Moderne Rechenmethoden der Physik kondensierter/weicher Materie

–Computersimulationen in der statistischen Physik

–Soft Materials at Interfaces

–Biophysik

–Advanced theoretical solid state physics

–Theorie weicher Materie II

•Quanten-, Atom- und Neutronenphysik

–Quantenoptik (Q-Ex-1)

–Photonik (Q-Ex-2)

–Quanteninformation (Q-Ex-3)

–Fundamentale Präzisionsmessungen (Q-Ex-4)

•Kern- und Elementarteilchenphysik

–Statistik, Datenanalyse und Simulation

–Teilchendetektoren

–Beschleunigerphysik

–Teilchenphysik

–Astroteilchenphysik

–Kosmologie und Allgemeine Relativitätstheorie

–Symmetrien in der Physik

–Moderne Methoden der theoretischen Hochenergieteilchen- und Kernphysik

–Theoretische Elementarteilchenphysik

–Theoretische Kernphysik

2.2 Liste der Spezialvorlesungen

–Einführung in die Gittereichtheorie

–Einführung in die Stringtheorie

–Eﬀektive Feldtheorien

–Theoretische Astroteilchenphysik

–Amplituden und Präzisionsphysik am LHC

–Funktionale Methoden und exakte Renormierungsgruppe

–Vertiefende Kapitel der Teilchenphysik

–Vertiefende Kapitel der subatomaren Physik

–Vertiefende Kapitel der Astroteilchen- und Astrophysik

–Höhere Beschleunigerphysik

2 Modul- und Veranstaltungsliste

2.3 Kernangebot an Nichtphysikalischen Fächern bzw.

fachübergreifenden Lehrveranstaltungen

Nichtphysikalisches Fach SWS LP

Chemie

Kernchemie 2 V + 1 Ü + 5 P 9

Kernchemie (mit zusätzlich 1 Spezialvorlesung) 4 V + 1 Ü + 5 P 12

Kernchemie (mit zusätzlich 2 Spezialvorlesungen) 6 V + 1 Ü + 5 P 15

Einführung in die Theoretische Chemie 4 V + 1 Ü + 5 P 9

Theoretische Chemie 4 V + 2 Ü + 10P 12

Geschichte der Naturwissenschaften

Geschichte der Naturwissenschaften I 4 V + 4 S + 2 Ü 15

Geschichte der Naturwissenschaften II 2 HS + 2 S 9

Informatik

Informatik I 2 V + 2 Ü + 2 P 9

Informatik II 4 V + 4 Ü 12

Informatik III 4 V + 4 Ü + 2 P 15

Informatik IV 4 V + 4 Ü + 2 S 16

Mathematik

Funktionalanalysis 4 V + 2 Ü 9

Funktionalanalysis (mit Funktionalanalysis II) 8 V + 2 Ü 15

Partielle Diﬀerentialgleichungen 4 V + 2 Ü 9

Partielle Diﬀerentialgleichungen (mit part. Diﬀerentialgl. II) 8 V + 2 Ü 15

Grundlagen der Stochastik 4 V + 2 Ü 9

Grundlagen der Stochastik (mit Stochastik I) 8 V + 2 Ü 15

Stochastik I 4 V + 2 Ü 9

Stochastik I (mit Stochastik II) 8 V + 2 Ü 15

Stochastik 2 8 V 15

Grundlagen der Numerik 4 V + 2 Ü 9

Grundlagen der Numerik (mit Numerik gewöhnlicher Diﬀerentialglei-

chungen)

8 V + 2 Ü 15

Numerik von Diﬀerentialgleichungen 4 V + 2 Ü 9

Numerik von Diﬀerentialgleichungen (mit partiellen Diﬀerentialglei-

chungen)

8 V + 2 Ü 15

Algebra 4 V + 2 Ü 9

Algebra (mit Vorlesung „Körper, Ringe, Moduln”) 8 V + 2 Ü 15

Topologie 4 V + 2 Ü 9

Topologie (mit Vorlesung „Algebraische Kurven und Riemansche Flä-

chen”)

8 V + 2 Ü 15

Computeralgebra 4 V + 2 Ü 9

Computeralgebra (mit Zahlentheorie) 8 V + 2 Ü 15

Diﬀerentialgeometrie und Mannigfaltigkeiten 4 V + 2 Ü 9

Funktionentheorie 4 V + 2 Ü 9

Zahlentheorie 4 V + 2 Ü 9

Funktionalanalysis 8 V + 2 Ü 15

Grundlagen der numerischen Mathematik (mit Praktikum) 4 V + 2 Ü + 2 P 12

Komplexe Diﬀerentialgeometrie 8 V + 2 Ü 15

2.3 Kernangebot an Nichtphysikalischen Fächern bzw. fachübergreifenden Lehrveranstaltungen

Nichtphysikalisches Fach SWS LP

Algebraische Geometrie 8 V 15

Vertiefungsmodul Analysis 8 V + 2 Ü 15

Vertiefungsmodul Eichtheorie 8 V + 2 Ü 15

Meteorologie

Wolken und Aerosole 15

Dynamik von Wetter und Klima 15

Modellierung 14

Zusammensetzung der Atmosphäre 13

Philosophie

Philosophie der Neuzeit 6 S 15

Wirtschaftswissenschaften

International Economics & Public Policy 6 V+Ü 12

Finance & Accounting 6 V+Ü 12

Marketing, Management & Operations 6 V+Ü 12

Fachübergreifende Lehrveranstaltungen

Geschichte der Naturwissenschaften I 3 V 3

Geschichte der Naturwissenschaften II 3 V 3

2.3.1 Weitere Nichtphysikalische Fächer

Auf Antrag kann das Nichtphysikalische Fach auch aus Lehrveranstaltungen anderer Fachbereiche der

Johannes Gutenberg-Universität Mainz, die nicht im der Modulliste genannt sind, zusammengestellt

werden. Zur Übernahme in das Kernangebot ist allerdings ein zustimmender Beschluss des Fachaus-

schusses für Studium und Lehre Physik und ein Kooperationsvertrag mit dem entsprechenden Fach

notwendig. Das vorgeschlagene Nichtphysikalische Fach sollte einen quantitativen, naturwissenschaftli-

chen oder mathematisch logischen Bezug haben und in der Herangehensweise einem naturwissenschaft-

lichen bzw. mathematischen Fach ähneln. Im Vorfeld ist daher ein rechtzeitiges Beratungsgespräch mit

der Vorsitzenden oder dem Vorsitzenden des Prüfungsausschusses nötig.

3 Wichtige Bemerkungen zur Modulliste

3.1 Generelle Bemerkungen

1. Die Sprache von Physikveranstaltungen ist Englisch, es sei denn alle Teilnehmerinnen und Teil-

nehmer sind der deutschen Sprache mächtig und es besteht der Konsens die Veranstaltung in

deutscher Sprache abzuhalten

2. Im Master-Studiengang müssen mindestens 120 LP erreicht werden. Ab einer Überschreitung um

6 LP muss ein klärendes Gespräch mit einem Studienfachberater oder einer Studienfachberaterin

stattﬁnden.

3. Vor Abschluss des Master-Studiums müssen alle drei Experimentalphysik 5 Vorlesungen (Ex-

5a, Ex-5b, Ex-5c bzw. Ex-A, Ex-B, Ex-C) gehört werden (5 Kursvorlesungen aus der Theorie

erfolgreich abgeschlossen) oder zwei aus den drei (mindestens 6 Kursvorlesungen in der Theorie

erfolgreich abgeschlossen). Für den Fall, dass im Bachelor-Studium nur eine Vorlesung gehört

wurde wird eine entsprechende Auﬂage bei der Zulassung zum Master-Studium erfolgen.

4. Wurden im Bachelor-Studium bereits alle drei Experimentalphysik 5 Vorlesungen (Ex-5a, Ex-5b,

Ex-5c bzw. Ex-A, Ex-B, Ex-C) gehört, so ist stattdessen eine weitere Spezialvorlesung zu hören.

5. Wurden im Bachelor-Studium bereits zwei der drei Experimentalphysik 5 Vorlesungen (Ex-5a,

Ex-5b, Ex-5c) und die Theorie-5 gehört, so kann die dritte Ex-5 Vorlesung durch eine Spezial-

vorlesung ersetzt werden.

6. Bei gleichwertigen Veranstaltungen wird die Mainzer LP-Zahl für Veranstaltungen anderer Uni-

versitäten anerkannt. Bei Grenzfällen können moderate Auﬂagen auferlegt werden.

7. Die Fachübergreifende Veranstaltung (3 LP) ist freiwillig. Als Vorlesungen bieten sich die „Ge-

schichte der Naturwissenschaften“ oder die „Einführung in die Wissenschaftsgeschichte“ an. An-

erkannt werden auch Veranstaltungen im Rahmen des „Studium Generale“ und Praktika („Som-

merstudentenprogramme“) an Großforschungseinrichtungen. Sprachkurse, die nicht im Studium

Generale angeboten werden, sowie Praktika in der Industrie und Forschungsinstituten können

nur nach Rücksprache mit einem Studienfachberater oder einer Studienfachberaterin anerkannt

werden. Die Leistungspunkte der Fachübergreifenden Veranstaltung werden mit denen aus dem

Bereich des Nichtphysikalischen Nebenfachs zusammengezählt. Die Summe ist auf 15 Leistungs-

punkte gedeckelt.

8. Weitere Kursvorlesungen aus der Theorie können im Modul “Advanced Theoretical Physics”

belegt werden. Dieses Modul ist jedoch nicht verpﬂichtend.

9. Das Forschungsmodul richtet sich an Studenten, die schon während ihres Masterstudiums an

weiterführenden Veranstaltungen (z.B. Graduiertenkolleg) teilnehmen möchten.

10. Masterarbeiten außerhalb des FB 08 müssen beantragt werden. Das Erstgutachten bei exter-

nen Arbeiten muss durch eine Hochschullehrerin oder einen Hochschullehrer des FB 08 erstellt

werden.

3 Wichtige Bemerkungen zur Modulliste

11. Bei überragenden Leistungen (derzeit Abschlussnote 1,2 oder besser und Note der Masterarbeit

1.0) wird das Gesamturteil „mit Auszeichnung bestanden“ erteilt, sofern das Masterstudium

innerhalb der Regelstudienzeit, einschließlich der Zeit für die Anfertigung der Masterarbeit und

das abschließende Kolloquium, beendet wurde.

3.2 Anerkennung von Leistungen

3.2.1 Wechsel des Studiengangs

Beim Wechsel von Studiengängen in Mainz und beim Wechsel nach Mainz werden Leistungen aner-

kannt, falls kein wesentlicher Unterschied bezogen auf entsprechende Leistungen des MSc-Studiengangs

Physik in Mainz besteht. Dabei können Leistungen zusammengefasst bzw. aufteilt werden, sodass for-

male Hürden durch die Anzahl von Leistungspunkten vermieden werden. Auch Nebenfächer, die nicht

im MSc-Physikstudiengang Mainz angeboten werden, können berücksichtigt werden. Jeder Fall wird

dabei individuell bearbeitet, mit den Antragsstellern diskutiert um anschließend gemeinsam ein Aner-

kennungsformulat auszufüllen (http://www.studium.fb08.uni-mainz.de/downloadcenter-physik/.

3.2.2 Leistungen in Auslandssemestern

Laut der Anerkennungssatzung der Universität sind die Qualität, das Niveau, die Lernergebnisse bzw.

Lernziele, der Workload und das Proﬁl der Studien- und Prüfungsleistungen für eine Anerkennung

relevant. Leistungen sollen anerkannt werden, wenn kein wesentlicher Unterschied bezogen auf entspre-

chende Leistungen an der JGU bestehen. Studierende können eine Anerkennung ohne Notenübernahme

von bis zu 15 Leistungspunkte im Masterstudiengang und höchstens 30 Leistungspunkten, unabhängig

von der Art der Veranstaltung, im Bachelorstudiengang beantragen. Wird dieser Umfang überschrit-

ten, legen die Studierenden fest, bei welchen der überzähligen Leistungen die Noten übernommen

werden. Sofern für ausländische Hochschulen geeignete ECTS-Einstufungstabellen vorliegen, erfolgt

die Notenumrechnung an Hand dieser Tabellen bzw. der modiﬁzierten Bayerischen Formel. Werden

Noten in zu geringen Abstufungen vergeben, kann auch ein Vergleich der Notenspiegel herangezogen

werden.

Für einen Erasmus- Austausch ist es notwendig und für andere Auslandsaufenthalte ist sehr zu emp-

fehlen, dass Leistungen im Ausland vor Beginn des Aufenthalts mit den entsprechenden Beauftragten

bzw. Studienfachberatern abgesprochen werden.

Note Benotungsanteil Kumulierte Häuﬁgkeit

1,0 37,08% 37,08%

1,3 26,00% 63,08%

1,7 12,42% 75,50%

2,0 8,25% 83,75%

2,3 5,33% 89,08%

2,7 3,08% 92,17%

3,0 2,83% 95,00%

3,3 1,58% 96,58%

3,7 2,00% 98,58%

4,0 1,42% 100,00%

Einstufungstabelle für den MSc-Physik in Mainz (Notenspiegel ohne Masterarbeit, Stand

März 2021). Die aktuellen Tabellen ﬁnden Sie unter dieser URL: https://sl.uni-mainz.de/

notenverteilungsskala/

3.3 Hinweise zur Forschungsphase

Die Forschungsphase im Masterstudiengang Physik setzt sich aus den Modulen „Spezialisierung“ (3

Monate, unbenoteter Seminarvortrag, 15 LP), „Methodenkenntnis“ (3 Monate, benotet durch Vortrag

oder Portfolio, 15 LP) und „Masterarbeit“ (6 Monate, 30 LP) zusammen. Diese drei Module werden

als eine Einheit angesehen und müssen zusammenhängend innerhalb eines Jahres abgeschlossen werden.

1. Die Studierenden dürfen sich zur einjährigen Forschungsphase anmelden, sofern nur noch eine

Veranstaltung bis zum Erreichen der geforderten 60 LP aussteht (z.B. eine Fokusvorlesung, eine

Spezialvorlesung oder eines der beiden Seminare). Der Beginn der Masterarbeit ist dann 6 Monate

nach Start der Forschungsphase, bis zu diesem Zeitpunkt müssen mindestens 60 der in §6 Abs.

2 genannten Leistungspunkte erworben sein.

2. Da das Modul „Spezialisierung“ ein Teil der Vorbereitung zur Masterarbeit ist, kann dieses

Modul nicht parallel zur 6-monatigen Masterarbeit belegt werden. Ein Wechsel des Betreuers ist

einmalig vor Beginn des Moduls „Methodenkenntnis“ möglich.

3. Die Meldung zur Forschungsphase geschieht im Studienbüro Physik mit diesem Antrag. Vom

Studienbüro aus wird die Modulanmeldung in Jogustine durchgeführt.

4. Soll die Masterarbeit in einer nicht dem zuständigen Fachbereich angehörenden Einrichtung

angefertigt werden, bedarf es hierzu der Zustimmung der Vorsitzenden des Prüfungsausschusses

(bitte formlosen Antrag im Studienbüro stellen).

5. Die Bearbeitungszeit kann von der Prüfungsvorsitzenden um maximal vier Wochen verlängert

werden. Der Kandidat hat hierzu im Studienbüro einen formlosen, begründeten Antrag zu stellen,

der vom Betreuer mit unterschrieben sein muss.

6. Die Eingabe der Noten der Module „Methodenkenntnis“ und „Spezielisierung“ erfolgt am Ende

der einjährigen Arbeit durch das Studienbüro. Die Betreuer werden gebeten, dem Studienbüro

zusätzlich zum Erstgutachten auch die separate Note des Moduls „Methodenkenntnis“ siewie das

Bestehen des Moduls „Spezielisierung“ zu übermitteln.

7. Bei Nichtbestehen der Masterarbeit kann dieses Modul einmal wiederholt werden. Das neue

Thema der Masterarbeit muss dabei in ausreichendem Zusammenhang mit den Themen der

Spezialisierung und der Methodenkenntnis stehen.

3.3.1 Bewertungskriterien

Es gibt einige universelle Bewertungskriterien, allerdings sind kaum alle Kriterien gleichzeitig zu erfül-

len. Am wichtigsten sind die Qualität der wissenschaftlichen Arbeit, der persönliche Einsatz und ein

korrektes wissenschaftliches Verhalten. Je besser die erwünschte Note, desto mehr Kriterien, darunter

vermehrt auch solche formeller Art, sollten eingehalten werden. Die folgenden Kriterien wurden im

Fachbereich zusammengestellt:

1. Schriftliche Form

a) Mindeststandards: korrekte Rechtschreibung, Grammatik und Interpunktion, korrekte Zi-

tiertechnik, qualitativ angemessene Quellen.

b) Herausragende Qualitätsmerkmale: besondere Stilsicherheit und Klarheit des Ausdrucks,

besonderes Erscheinungsbild, z.B. durch aussagekräftige, durchdachte oder aufwändige Gra-

ﬁken, aktuelle, über die Standardliteratur hinausgehende Quellen.

2. Logische Struktur der Arbeit

3 Wichtige Bemerkungen zur Modulliste

a) Mindeststandards: klare und ausgewogene Gliederung, Unterscheidung von Wichtigem und

Unwichtigem, Einführung in alle für das Thema der Arbeit relevanten Sachverhalte und

Begriﬀe.

b) Herausragende Qualitätsmerkmale: eigenständige, originelle und aktuelle Hinführung zum

Thema, besonders gelungene Einordnung des Themas in den wissenschaftlichen Kontext,

Darstellung von Wechselwirkungen mit anderen Forschungsgebieten oder Anwendungen,

aussagekräftiger Ausblick.

3. Methoden und Techniken

a) Mindeststandards: Begründung und korrekte Anwendung der verwendeten Methoden und

Techniken, nachvollziehbare Dokumentation der eigenen Arbeiten (Reproduzierbarkeit),

korrekte Angabe von Hilfestellungen (z.B. durch Mitarbeiter der Arbeitsgruppe).

b) Herausragende Qualitätsmerkmale: besonderer Schwierigkeitsgrad der Aufgaben/Techniken

unter Berücksichtigung des Abschlusses, kritisches Hinterfragen der verwendeten Techniken

und Methoden, besonders originelle und geschickte praktische Umsetzung, herausragende

Eigenleistung und besonders persönlicher Einsatz.

4. Ergebnisse der Arbeit

a) Mindeststandards: präzise und korrekte Beschreibung der selbst erzielten Ergebnisse, Her-

stellung einer klaren Verbindung zwischen Einzelleistungen und eines Bezugs zur Fragestel-

lung bzw. zur Ausgangslage.

b) Herausragende Qualitätsmerkmale: eigenständige Untersuchung von Aspekten, die über das

eigentliche Thema hinausgehen, detaillierte Diskussion verbliebener oﬀener Fragen, kritische

Reﬂexion der Ergebnisse und aussagekräftiger Ausblick, Bedeutsamkeit des Ergebnisses für

die Entwicklung des Fachgebiets bzw. direkte Anwendung des Ergebnisses, externe Präsen-

tation der Ergebnisse auf Fachtagungen bzw. Publikation (in Vorbereitung).

3.4 Beispiele für Studienverlaufpläne

Die folgende Tabelle zeigen typische Studienverlaufspläne bei Studienbeginn sowohl im Winter- als

auch im Sommersemester:

Studienverlaufsplan (Nebenfach: Kernchemie)

Fachse-

mes-

ter



Masterarbeit

Masterarbeit 29 LP

Kolloquium 1 LP 30 LP

Spezialisierung

Methodenkenntnis

LP 30 LP

Spezialvorlesung

3V + 1Ü

6 LP

Fortgeschrittenes

Praktikum

Teil 2 (4P) 5 LP

Teil 1 (4P) 5 LP

Spezialvorlesung

3V + 1Ü

6 LP

Seminare

Seminar 2

(2S)

4 LP

Seminar 1

(2S)

4 LP

Nebenfach

z.B. Chemie

Praktikum

(5P)

5 LP

Kernchemie

(2V+1Ü) 4 LP

31 LP

23 SWS

Experimentalphysik

3V + 1Ü

6 LP

Theoretische Physik

4V + 2Ü

9 LP

Spezialvorlesung

3V + 1Ü

6 LP 29 LP

19 SWS

120 LP

Studienverlaufsplan (ohne Nebenfach)

Fachse-

mes-

ter



Masterarbeit

Masterarbeit 29 LP

Kolloquium 1 LP 30 LP

Spezialisierung

Methodenkenntnis

LP 30 LP

Fokusvorlesung

1.5V + 0.5Ü

3 LP

Fortgeschrittenes

Praktikum

Teil 2 (4P) 5 LP

Teil 1 (4P) 5 LP

Spezialvorlesung

3V + 1Ü

6 LP

Seminare

Seminar 2

(2S)

4 LP

Seminar 1

(2S)

4 LP

Fortgeschrittene

Theoretische Physik

4V + 2Ü

9 LP

32 LP

22 SWS

Experimentalphysik

3V + 1Ü

6 LP

Theoretische Physik

4V + 2Ü

9 LP

Spezialvorlesung

3V + 1Ü

6 LP

Fokusvorlesung

1.5V + 0.5Ü

3 LP 28 LP

18 SWS

120 LP

3 Wichtige Bemerkungen zur Modulliste

Studienverlaufsplan (mehr Spezialvorlesungen)

Fachse-

mes-

ter



Masterarbeit

Masterarbeit 29 LP

Kolloquium 1 LP 30 LP

Spezialisierung

Methodenkenntnis

LP 30 LP

Fokusvorlesung

1.5V + 0.5Ü

3 LP

Fortgeschrittenes

Praktikum

Teil 2 (4P) 5 LP

Teil 1 (4P) 5 LP

Spezialvorlesung

3V + 1Ü

6 LP

Seminare

Seminar 2

(2S)

4 LP

Seminar 1

(2S)

4 LP

Spezialvorlesung

3V + 1Ü

6 LP 29 LP

20 SWS

Experimentalphysik

3V + 1Ü

6 LP

Theoretische Physik

4V + 2Ü

9 LP

Spezialvorlesung

3V + 1Ü

6 LP

Spezialvorlesung

3V + 1Ü

6 LP 31 LP

20 SWS

120 LP

Studienverlaufsplan (eine Veranstaltung während der Forschungsphase )

Fachse-

mes-

ter



Masterarbeit

Masterarbeit 29 LP

Kolloquium 1 LP 30 LP

Spezialisierung

Fokusvorlesung

1.5V + 0.5Ü

3 LP

Methodenkenntnis

LP 33 LP

2 SWS

Fokusvorlesung

1.5V + 0.5Ü

3 LP

Fortgeschrittenes

Praktikum

Teil 2 (4P) 5 LP

Teil 1 (4P) 5 LP

Seminare

Seminar 2

(2S)

4 LP

Seminar 1

(2S)

4 LP

Fortgeschrittene

Theoretische Physik

4V + 2Ü

9 LP

26 LP

18 SWS

Experimentalphysik

3V + 1Ü

6 LP

Theoretische Physik

4V + 2Ü

9 LP

Spezialvorlesung

3V + 1Ü

6 LP

Spezialvorlesung

3V + 1Ü

6 LP 31 LP

20 SWS

120 LP

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit

Lehrveranstaltungen

4.1 Experimentalphysik

Modul Ex-A Atom- und Quantenphysik 08.128.22071

Atomic and Quantum Physics

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 7 LP = 210 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Atom- und

Quantenphysik“ 4-6 P 147 h 7 LP

Vorlesung V 4 SWS

Übung Ü 2 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.) oder

mündliche Prüfung (30 Min.)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Die Studierenden sollen

•grundlegende Kenntnisse der Physik der Atome, Moleküle und Quanten erlangen,

•Aufbau von Atomen und einfachen Molekülen sowie deren Wechselwirkung mit elektromagentischen Feldern,

•quantenmechanisches Wissen an praktischen Beispielen einsetzen und vertiefen sowie

•Einblick erhalten in moderne Verfahren der Atomphysik, Spektroskopie und Manipulation von Quantensyste-

men

Inhalte

Tiefgehende Einführung in die experimentelle Quantenphysik von Atomen und Molekülen und deren Wechselwir-

kung mit Licht, sowie deren praktische Anwendung. Die Veranstaltung umfasst die folgenden Themen:

•Relativistische Eﬀekte und Dirac Gleichung beim Wasserstoﬀatom, Einﬂüsse des Kerns, Atome in äußeren

Feldern

•Atome in elektromagnetischen Feldern – Licht-Materie-Wechselwirkung, kohärente und spontane Emissions-

prozesse

•Mehrelektronensysteme, Grundlagen der Laserspektroskopie

•Ausgewählte Anwendungen: z.B. Manipulation und Fallen für neutrale Atome, Moleküle und Ionen, Ramsey-

Methode, Atomuhr, Laser

•Grundlagen der Molekülphysik

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul Ex-A Atom- und Quantenphysik 08.128.22071

Atomic and Quantum Physics

Literatur

•Physics of Atoms and Molecules, B.H. Bransden & C.J. Joachain

•Atom- und Quantenphysik, H. Haken & H.C. Wolf

•Experimentalphysik 3: Atome, Moleküle und Festkörper, Demtröder

•speziellere Fachliteratur

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 7/180

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Semester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. P. Windpassinger

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B.Sc. Physik, B.Sc. Angewandte Physik

m.S.I., M.Sc. Physik, M.Sc. Mathematik

Sonstiges

Sprache: Deutsch oder – auf Wunsch – Eng-

lisch Wird die Vorlesung in englischer Spra-

che gehalten, so muss für B.Sc. Studierence

die Möglichkeit bestehen, die Prüfungsleis-

tungen in deutscher Sprache durchzuführen.

Konkret müssen Klausuren auch in deutscher

Sprache zur Verfügung gestellt werden und

Übungsaufgaben können auch in deutscher

Sprache eingereicht werden.

4.1 Experimentalphysik

Modul Ex-B Kern- Teilchen- und Astrophysik 08.128.22072

Nuclear, Particle and Astrophysics

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 7 LP = 210 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung

„Kern-, Teilchen- und Astrophysik“ 4-6 P 147 h 7 LP

Vorlesung V 4 SWS

Übung Ü 2 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.) oder

mündliche Prüfung (30 Min.)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Die Studierenden erhalten einen Überblick über das gesamte Gebiet der Kern- und Teilchenphysik und eine

Einführung in den Gebiete der Astrophysik und Kosmologie. Nach erfolgreicher Teilnahme an diesem Modul sind

die Studierenden in die Lage:

•die Funktionsweise der in Experimenten eingesetzten Beschleuniger und Detektorsysteme zu verstehen;

•mit theoretischen Konzepten umzugehen, die in der Kern- und Teilchenphysik wichtig sind

•die drei fundamentalen Wechselwirkungen der Teilchenphysik und ihre phänomenologischen Konsequenzen zu

kennen und die entsprechenden Standardexperimente und theoretischen Modelle wiedergeben zu können

•kennen die wichtigsten Phänomene und Anwendungen der Kernphysik und können die Ideen der Kernphysik

wiedergeben zu können

•die Bedeutung der Kern- und Teilchenphysik für die Astrophysik und Kosmologie nachvollziehen zu können

Nach erfolgreichem Abschluss dieses Moduls sind die Studierenden in der Lage, an weiterführenden und speziali-

sierenden Modulen in diesem Bereich teilzunehmen.

Inhalte

Die Veranstaltung umfasst die folgenden Themen:

•Einführung: Natürliche Einheiten, Symmetrien und Erhaltungssätze, relativistische Kinematik, Teilchenbe-

schleuniger und Teilchendetektoren.

•Theoretische Konzepte: Symmetrien, Streuung und Wirkungsquerschnitte, Klein-Gordon- und Dirac-Gleichung,

Feynman-Diagramme.

•Kernphysik: Kernmassen und -radien, Formfaktoren, einfache Kernmodelle, Schalenmodell, α-, β- und γ-Zerfall,

Kernfusion in Sternen, technische Anwendungen

•Teilchenphysik: gebundene Zustände (Quarkonia, Mesonen, Baryonen), inelastische und tieﬁnelastische Streu-

reaktionen, Partonenmodell, Quark-Modell

•Fundamentale Wechselwirkungen: starke WW, e+e−Reaktionen, schwache WW und elektroschwache Verein-

heitlichung, Paritätsverletzung, CP-Verletzung, W- und Z-Bosonen, CKM-Mischung, Higgs-Mechanismus, das

Standardmodell der Teilchenphysik; Neutrino Oszillationen.

•Einführung in die Kosmologie: Frühes Universum, Friedmann Gleichungen, Kosmologische Beobachtungen,

Dunkle Materie

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul Ex-B Kern- Teilchen- und Astrophysik 08.128.22072

Nuclear, Particle and Astrophysics

Literatur

•Demtröder, Experimentalphysik 4, Springer Verlag

•Povh, Rith, Scholz TTeilchen und Kerne“ , Springer Verlag

•D. H. Perkins, Introduction to High Energy Physics, Cambridge UP

•D. Griﬃths, Introduction to Elementary Particles, Wiley-VCH

•A. Liddle An introduction to modern cosmology", Wiley-VCH

•Diverse andere Lehrbücher zur Kern- und Teilchenphysik

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 7/150

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Semester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. S. Tapprogge, Prof. Dr. M. Ostrick

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B.Sc. Physik, B.Sc. Angewandte Physik

m.S.I., M.Sc. Physik, M.Sc. Mathematik

Sonstiges

Sprache: Deutsch oder – auf Wunsch – Eng-

lisch Wird die Vorlesung in englischer Spra-

che gehalten, so muss für B.Sc. Studierence

die Möglichkeit bestehen, die Prüfungsleis-

tungen in deutscher Sprache durchzuführen.

Konkret müssen Klausuren auch in deutscher

Sprache zur Verfügung gestellt werden und

Übungsaufgaben können auch in deutscher

Sprache eingereicht werden.

4.1 Experimentalphysik

Modul Ex-C Physik kondensierter Materie 08.128.22073

Condensed Matter Physics

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 7 LP = 210 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Physik konden-

sierter Materie“ 4-6 P 147 h 7 LP

Vorlesung V 4 SWS

Übung Ü 2 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.) oder

mündliche Prüfung (30 Min.)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Nach Abschluss des Moduls „Physik der kondensierten Materie“ sollen die Studierenden erwerben:

•Kenntnisse über Grundlagen und Phänomene der Festkörperphysik und ausgewählter Spezialgebiete (Halblei-

terphysik, Tieftemperaturphysik, Magnetismus,..),

•Kenntnisse über die elementaren Anregungen, bis hin zur Funktion in komplexen Zusammenhängen,

•Fertigkeiten zur Anwendung grundlegender Methoden und Prinzipien der Beschreibung von Festkörperphä-

nomenen (Wechselwirkungen, Symmetrien, reziproker Raum, Modenspektren, Beschreibung der Störung der

periodischen Gitterstruktur, makroskopische Quantenphänomene),

•wesentliche Elemente und Konzepte der Quantenmechanik, und Statistische Mechanik, um die Vielkörpernatur

der Erscheinungen zu beschreiben.

Die Vorlesung legt die Grundlagen zu einem umfassenden Verständnis materialwissenschaftlicher Fragen und zur

Erklärung der Eﬀekte, auf denen zahllose technische Anwendungen der modernen Physik kondensierter Materie

beruhen.

Inhalte

•Inter-Atomare Wechselwirkungen, Phasenverhalten

•Elektronen im Festkörper: Ein-Elektronen-Modelle, freies Elektronengas, Bändermodell, Metalle, Halbleiter,

thermische Eigenschaften

•Gitterschwingungen, Anharmonische Eﬀekte, Wärmeleitung

•Korrelierte Elektronensysteme: Magnetismus, Supraleitung, Topologische Systeme

•Anwendungen: Spektroskopie, Nichtgleichgewicht Phänomene, Spinphysik, Polymerphysik

•Einleitung in die Physik weicher Materie mit Grundlagen der Kontinuumsmechanik

Literatur

•C. Kittel: Einführung in die Festkörperphysik

•H. Ibach, H. Lüth: Festkörperphysik

•N. W. Ashcroft, N. D. Mermin: Festkörperphysik

•R. Gross, A. Marx: Festkörperphysik

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul Ex-C Physik kondensierter Materie 08.128.22073

Condensed Matter Physics

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 7/180

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Semester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. J. Demsar

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen

B.Sc. Physik, B.Sc. Angewandte Physik

m.S.I., M.Sc. Physik, B.Sc. Angewandte Phy-

sik, M.Sc. Mathematik

Sonstiges

Sprache: Deutsch oder – auf Wunsch – Eng-

lisch. Wird die Vorlesung in englischer Spra-

che gehalten, so muss für B.Sc. Studierence

die Möglichkeit bestehen, die Prüfungsleis-

tungen in deutscher Sprache durchzuführen.

Konkret müssen Klausuren auch in deutscher

Sprache zur Verfügung gestellt werden und

Übungsaufgaben können auch in deutscher

Sprache eingereicht werden.

4.2 Theoretische Physik

Modul Th5 Theoretische Physik 5 08.128.151

Advanced Quantum Mechanics

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul W

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 9 LP = 270 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung

„Höhere Quantenmechanik“ 1 P 207 9 LP

Vorlesung V 4 SWS

Übung Ü 2 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiches Bearbeiten der Übungsaufgaben

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.) oder

mündliche Prüfung (30 Min.)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Das Ziel dieser Vorlesung ist es, die Studierenden mit fortgeschrittenen Methoden der Quantenmechanik vertraut

zu machen. In diesem Zusammenhang werden Grundbegriﬀe der klassischen und relativistischen Quantenfeld-

theorie behandelt. Die Studierenden werden hierdurch näher an aktuelle Forschungsfelder herangeführt. In ca.

1/3 der Vorlesung setzen die Dozent/innen auch eigene Themenschwerpunkte.

Inhalte

Die folgenden Themen werden u.a. behandelt:

•Streutheorie (wünschenswert): Lippmann-Schwinger Gleichung, optisches Theorem, Bornsche Näherung, Streu-

matrix, Partialwellenzerlegung.

•Vielteilchensysteme: Fock-Raum und Leiteroperatoren für Bosonen und Fermionen, kanonischer Formalismus,

kanonische Kommutatorrelationen, Hartree-Fock-Näherung.

•Nicht-relativistische Materie in Wechselwirkung mit dem Strahlungsfeld (wünschenswert): Emission und Ab-

sorption von Photonen durch Atome, Streuung von Photonen an Atomen.

•Relativistische Quantenfeldtheorie: Klein-Gordon und Dirac-Gleichung, zugehörige Lagrange-Dichten.

Wünschenswert: Ankopplung an das Strahlungsfeld.

•Vertiefungsbereich: Themen die je nach Dozenten/Dozentin variieren können. Mögliche Gebiete:

–Einführung in den Formalismus der Pfadintegrale.

–Beispiele aus der Vielteilchentheorie, z.B. BCS-Theorie der Supraleitung.

–Quantenoptik.

–Vertiefung Gruppentheorie (Poincaré-Gruppe, Darstellungstheorie, Wigner Theorem, zentrale Ladungen,

Symmetriebrechung).

–Weyl-Gleichung und Weyl-Spinoren.

–Wasserstoﬀatom relativistisch.

–Nichtrelativistischer Grenzfall der relativistischen Theorie, Foldy-Wouthuysen Transformation, relativisti-

sche Korrekturen, Ursprung der Spin-Bahn Kopplung.

Literatur

Lehrbücher der Theoretischen Physik, z.B. F. Schwabl, Quantenmechanik für Fortgeschrittene; W. Nolting, Theo-

retische Physik 7; J.J. Sakurai, Advanced Quantum Mechanics; J.D. Bjorken und S.D. Drell, Relativistische

Quantenmechanik; S. Weinberg: Relativistische Quantenmechanik; M. Stone, The physics of quantum ﬁelds.

Zugangsvoraussetzungen

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul Th5 Theoretische Physik 5 08.128.151

Advanced Quantum Mechanics

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Theorie 1-3

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch oder Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 9/180 (BSc) bzw. 9/120 (MSc)

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Semester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. S. Weinzierl

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B.Sc. Physik, M.Sc. Physik, B.Sc. Mathema-

tik, M.Sc. Mathematik

Sonstiges

Sprache: Deutsch oder – auf Wunsch – Eng-

lisch. Wird die Vorlesung in englischer Spra-

che gehalten, so muss für B.Sc. Studierence

die Möglichkeit bestehen, die Prüfungsleis-

tungen in deutscher Sprache durchzuführen.

Konkret müssen Klausuren auch in deutscher

Sprache zur Verfügung gestellt werden und

Übungsaufgaben können auch in deutscher

Sprache eingereicht werden.

4.2 Theoretische Physik

Modul 165 Relativistische Quantenfeldtheorie 08.128.165

Relativistic Quantum Field Theory

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 9 LP = 270 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Relativistische

Quantenfeldtheorie“ (WP) 1 P 207 h 9 LP

Vorlesung (WP) V 4 SWS

Übung (WP) Ü 2 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiches Bearbeiten der Übungsaufgaben

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.) oder

mündliche Prüfung (30 Min.)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Die relativistische Quantenfeldtheorie bildet die Grundlage für das Standardmodell der Teilchenphysik und ist

für ein Verständnis der modernen Teilchen- und Hadronenphysik unabdingbar. Diese Vorlesung richtet sich an

theoretisch interessierte Studierende, die in das Gebiet der Teilchen- und Hadronenphysik einsteigen möchten. Die

Vorlesung vermittelt Grundkenntnisse in der relativistischen Quantenfeldtheorie, auf die spätere spezielle bzw.

vertiefende Vorlesungen aufbauen können.

Inhalte

Pfadintegrale, Grassmannzahlen, Quantisierung des Klein-Gordon-, Dirac- und Maxwell-Feldes, wechselwirkende

Felder, Wicksches Theorem, Feynmanregeln, Wirkungsquerschnitte, S-Matrix, LSZ-Reduktionsformel, Grundzüge

und Ausblick auf nichtabelsche Eichtheorien und spontane Symmetriebrechung.

Literatur

Lehrbücher der Theoretischen Physik, z.B.

•M.E. Peskin und D.V. Schroeder, An Introduction to Quantum Field Theory.

•M.D. Schwartz, Quantum Field Theory and the Standard Model

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 9/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Semester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. S. Weinzierl

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physics, M.Sc. Mathematik

Sonstiges Sprache: Englisch

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 170 Höhere Statistische Physik 08.128.170

Advanced Statistical Physics

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 9 LP = 270 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Höhere Statisti-

sche Physik“ (WP) 1 P 207 h 9 LP

Vorlesung (WP) V 4 SWS

Übung (WP) Ü 2 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiches Bearbeiten der Übungsaufgaben

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.) oder

mündliche Prüfung (30 Min.)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Erlernen fortgeschrittener Konzepte und Anwendungen der statistischen Physik. Erlernen zentraler Konzepte

der Physik von Systemen und Materialien, deren Verhalten von großen Fluktuationen dominiert ist, wie z.B.

alle Flüssigkeiten, viele Kunststoﬀe, Membranen, und die meisten Biomaterialien, aber auch Systeme außerhalb

der Naturwissenschaften (z.B. Börse). Der Schwerpunkt soll auf allgemeinen Prinzipien liegen, die übergreifende

Bedeutung haben, wie etwa Symmetrien, kooperative Prozesse und Phasenübergänge, Skalen und Skalenfreiheit,

und das Konzept der Vergröberung. Die konkreten Materialbeispiele orientieren sich an der Forschung in Mainz

und stammen zum größeren Teil aus dem Bereich der „weichen Materie“.

Inhalte

•Grundlagen einer statistischen Beschreibung komplexer Systeme im Gleichgewicht und Nichtgleichgewicht:

Lineare Antwort und Transport, stochastische Prozesse, Struktur, Korrelationen und Streuung;

•Modellbildung: Symmetrien und Erhaltungssätze, Konzepte der Vergröberung (Reduktion von Freiheitsgra-

den);

•Phasenübergänge, Mean-Field Ansätze, Landau-Theorie, Fluktuationen und kritische Exponenten, Skalenin-

varianz und Renormierung, evtl. Grundbegriﬀe der statistischen Feldtheorie.

Weitere Themen orientieren sich an den Präferenzen der Dozenten. Möglichkeiten sind etwa: Eine vertiefte Behand-

lung von Nichtgleichgewichtsthermodynamik, stochastische Thermodynamik. Ungeordnete Systeme und Gläser.

Grundbegriﬀe der Hydrodynamik bei kleinen Reynoldszahlen. Statistische Physik komplexer weicher Materialien

(z.B. Polymere, selbstassemblierende Systeme, Membranen, Flüssigkristalle, kolloidale Systeme, geladene Syste-

me, verschlaufte Systeme, Biomoleküle, Biomaterialien). Interdisziplinäre Anwendungen der statistischen Physik

(z.B. Finanzphysik).

Literatur

•Chaikin/Lubensky: Principles of Condensed Matter Physics.

•Plischke/Bergersen: Equilibrium Statistical Physics.

•Landau-Lifshitz: Theoretische Physik Band V und IX.

•Goldenfeld: Lectures on phase transitions and the renormalization group.

•Paul/Baschnagel: Stochastic processes. From physics to ﬁnance.

•Risken: The Fokker-Planck equation.

Zugangsvoraussetzungen

4.2 Theoretische Physik

Modul 170 Höhere Statistische Physik 08.128.170

Advanced Statistical Physics

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 9/120

Häuﬁgkeit des Angebots Mindestens einmal im Jahr

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. F. Schmid

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physics, M.Sc. Mathematik

Sonstiges Sprache: Englisch

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 175 Theoretische Quantenoptik und Vielteil-

chenphysik

08.128.175

Theoretical quantum optics and many body

physics

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 9 LP = 270 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Theoretische

Quantenoptik und Vielteilchenphysik“

(WP)

1 P 207 h 9 LP

Vorlesung (WP) V 4 SWS

Übung (WP) Ü 2 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiches Bearbeiten der Übungsaufgaben

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.) oder

mündliche Prüfung (30 Min.)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Die Studierenden sollen nach Abschluss des Moduls u.a.:

•fortgeschrittene Methoden der Theoretischen Quantenphysik anwenden können,

•mit der Interpretation, Untersuchung und Formulierung von Quantenfeldtheorien vertraut sein,

•die wichtigsten Phänomene und Modelle der Vielteilchentheorie und der Theoretischen Quantenoptik kennen.

Die Studierenden werden durch das Modul näher an aktuelle Forschungsfelder herangeführt.

Inhalte

Die Vorlesung bietet eine tiefgehende theoretische Einführung in die überlappenden Felder der theoretischen

Vielteilchenphysik, der Quantenoptik und der Festkörpertheorie. Sie gibt ebenfalls einen Einstieg in die aktuellen

Themen der Quanteninformationsverarbeitung, ultrakalte Quantengase und Photonik. Die starke Verbindung

zwischen Theorie und Experiment in diesen Bereichen wird durch gelegentliche, ergänzende Gastvorlesungen zu

ausgewählten experimentellen Themen deutlich gemacht.

Auswahl der Themen:

•Einführung: die Einteilchen- und die Vielteilchen-Schrödinger-Gleichung, der Spin und seine physikalischen

Konsequenzen, Fermionen und Bosonen, Green-Funktionen

•Vielteilchentheorie: Erzeugungs- und Vernichtungsoperatoren, Observablen, Quantenfeldtheorie, Anwendungen

(wechselwirkendes Fermi-Gas, wechselwirkendes Bose-Gas, ultrakalte Quantengase, 4He), Kohärente Zustände,

Pfadintegrale

•Die Quantentheorie des Strahlungsfeldes: das klassische Maxwell-Feld, Lagrange- und Hamilton-Formalismus,

Quantisierung des Strahlungsfeldes, Wechselwirkung des quantisierten Strahlungsfeldes mit Materie, Casimir-

Eﬀekt, Rayleigh- und Thomson-Streuung, Raman-Eﬀekt

•Quantenoptik: Photonenstatistik, Photon antibunching, kohärente Zustände, gequetschtes Licht, Fock-

Zustände, Atome in optischen Resonatoren, Quanteninformation (Kryptographie, Rechner, Teleportation)

•Methoden und Modelle der Quantenoptik: kohärente Wechselwirkungen, Operatoren, Operatoridentitäten und

Basiszustände, Quantenstatistik, charakteristische Funktionen, Quasiwahrscheinlichkeitsverteilungen, dissipa-

tive Prozesse, Spin-Boson-Modell, Mastergleichungen, dressed states.

Zugangsvoraussetzungen

4.2 Theoretische Physik

Modul 175 Theoretische Quantenoptik und Vielteil-

chenphysik

08.128.175

Theoretical quantum optics and many body

physics

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Kenntnisse auf dem Niveau der Lehrver-

anstaltungen Theoretische Physik 1-5 des

Bachelor-Studiengangs

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 9/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jährlich im Wintersemester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. P. van Dongen, Prof. Dr. P. van

Loock

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physics, M.Sc. Mathematik

Sonstiges Sprache: Deutsch

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 180 Theoretical solid state physics 08.128.180

Theoretical solid state physics

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 9 LP = 270 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Theoretical solid

state physics“ (WP) 1 P 207 h 9 LP

Vorlesung (WP) V 4 SWS

Übung (WP) Ü 2 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiches Bearbeiten der Übungsaufgaben

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.) oder

mündliche Prüfung (30 Min.)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Students will get acquainted with basic and advanced concepts and methods of theoretical solid state physics.

They will learn fundamentals concepts of the atomic and electronic structure theory of solids that explain the

stability of matter, how the symmetries of crystals govern many properties of matter, the dynamics and transport

of electrons in solids, the basic optical properties of solid matter, and the basic concepts behind broken symmetry

ordered states of solid matter such as magnetism and superconductivity. The class will provide the basic knowledge

to prepare students for more advanced classes in solid state theory and for conducting a master thesis in Condensed

Matter Theory or Experiment.

Inhalte

Basic Drude and Summerfeld theory of metals, Crystal symmetries, Reciprocal lattice, Theory of experimental

determination of crystals, Crystal binding, Phonons, Free Electron gas, Bloch’s theorem and the band structure

of solids, Methods for calculating band structure, Fermi surface, Classiﬁcation of conductors and semiconductors,

Eﬀects of electron-electron interactions, basic theory of transport and optical properties of solids, Introduction to

basic ordered phases of solids such as magnetism and superconductivity.

Literatur

•Charles Kittel: Introduction to Solid State Physics, Wiley

•Michael P. Marder, Condensed Matter Physics, Wiley

•Neil W. Ashcroft and N. David Mermin: Solid State Physics, Saunders College

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 9/120

Häuﬁgkeit des Angebots Mindestens einmal im Jahr

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. J. Sinova

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physics

Sonstiges Sprache: Englisch

4.3 Praktika und Seminare

Modul 620 Fortgeschrittenen Praktikum M.08.128.620

Advanced Laboratory

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 10 LP = 300 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

a) Fortgeschrittenes Laborprojekt 1 (P) Pr 2 P 4 SWS 108 h 5 LP

b) Fortgeschrittenes Laborprojekt 2 (P) Pr 2 P 4 SWS 108 h 5 LP

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit Pr

Aktive Teilnahme

Studienleistung(en)

Modulprüfung Portfolio über die Projekte von Teil 1 bzw. Teil 2

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Dieses Modul soll die Studierenden an fortgeschrittenes Arbeiten in experimentellen und numerisch-theoretischen

Bereichen der Physik heranführen wie sie in der aktuellen Forschung des Instituts aktuell stattﬁnden. Dies wird in

der Durchführung anspruchsvoller Projekte in einer frei wählbaren Arbeitsgruppe unter Betreuung von erfahrenen

Assistenten eingeübt.

Im Vergleich zum Fortgeschrittenen-Praktikum des Bachelor-Studiengangs liegt größeres Gewicht auf Selbstän-

digkeit und aktueller Forschung.

Inhalte

Das Format der Projekte ist recht ﬂexibel bzgl. Inhalt, Durchführung und Gestaltung, muss aber durch die

Praktikumsleitung genehmigt werden. Zwingende Kriterien sind allerdings, dass das Thema aus der modernen

Physik gewählt ist, die Dauer ca. 60h Laborarbeit nicht überschreitet und die Themen sich nicht mit dem Thema

der Bachelorarbeit bzw. dem anderen Projekt in diesem Modul nicht überschneiden.

Projekte können in allen Arbeitskreisen mit physikalischer Ausrichtung durchgeführt werden. Arbeiten an externen

Einrichtungen (z.B. Großforschungsanlagen) sind möglich.

Literatur

Speziﬁsche Literatur und Anleitungen durch Projektverantwortliche

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch/Englisch

Prüfungssprache Deutsch/Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 10/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Semester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. W. Gradl

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physics

Sonstiges

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 630 Seminare M.08.128.630

Seminars

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 8 LP = 240 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 2

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

a) Seminar 1 (P) HS 1 P 2 SWS 99 h 4 LP

b) Seminar 2 (P) HS 1 P 2 SWS 99 h 4 LP

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit HS

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en)

Modulprüfung Die Benotung beruht jeweils auf den Vorträgen in Seminar 1 und Se-

minar 2 (Modulteilprüfungen)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Ziel der Seminare ist das Erlernen und Üben von Vortragskompetenz an Hand der Vorstellung von aktuellen

Themen moderner Physik. Im Zentrum stehen

•das Erlernen und Üben von Präsentationstechniken und Vortragskompetenz und

•die Auseinandersetzung mit den physikalischen Inhalten.

Im zweiten Teil des Seminars erfolgt eine vertiefende Auseinandersetzung mit aktuellen Fragestellungen der phy-

sikalischen Forschung.

Inhalte

a) Studentische Vorträge über Themen aus einem breiten Spektrum moderner experimenteller und theoretischer

Physik.

b) Studentische Vorträge mit speziellen, aktuellen Themen aus den experimentellen oder theoretischen Arbeits-

gebieten des Fachbereichs. Es werden i.d.R. mehrere Seminare mit experimentellen oder theoretischen The-

menschwerpunkten aus den Bereichen Atomphysik, Kondensierte Materie und Kern- und Teilchenphysik zur

Auswahl angeboten.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 8/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Semester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. W. Gradl

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physics

Sonstiges Sprache: Englisch

4.4 Spezialvorlesungen

4.4.1 Physik kondensierter Materie

Modul 720 Modul Spezialvorlesungen: „Ausgewähl-

te Kapitel der Festkörperphysik“

08.128.720

Module Topical Courses: „Selected topics in

Condensed Matter Physics“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Ausgewählte

Kapitel der Festkörperphysik“ (WP) 1 P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Die Studierenden sollen an einige speziellere Probleme moderner Physik kondensierter Materie herangeführt wer-

den, um die Basis für die Befassung mit forschungsnahen Themen (in Spezialvorlesung II und Vertiefende Vorle-

sung) zu schaﬀen. Magnetismus und Supraleitung beruhen auf dem korrelierten Verhalten der Festkörperelektro-

nen und bilden die Basis moderner Elektronik und Informationstechnologie. Oberﬂächenphysik ist etwa für ein

vertieftes Verständnis von Miniaturisierungsprozessen aber auch bei der Entwicklung von neuen diagnostischen

Methoden sehr wichtig. Weiche Materie mit ihrer inneren Struktur und ihren verblüﬀenden Eigenschaften bildet

stark expandierendes Feld von Anwendungen in unmittelbarem Kontakt auch zu anderen Disziplinen wie Chemie,

Biologie und Medizin. Durch die Beschäftigung mit einem oder mehreren dieser speziellen Problemfelder soll eine

gute Grundlage geschaﬀen werden, um eine Masterarbeit im Bereich Physik Kondensierter Materie erfolgreich

durchführen zu können.

Inhalte

Je nach Dozent erfolgt eine Schwerpunktsetzung auf die Themen Magnetismus, Oberﬂächenphysik, Supraleitung,

schwere Fermionen, angewandte Festkörperphysik, Weiche Materie.

Literatur

Lehrbücher der Physik kondensierter Materie, Sommerschulprogramme, forschungsnahe Veröﬀentlichungen

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Kenntnisse auf dem Niveau des Moduls Ex-

perimentalphysik „Physik kondensierter Ma-

terie“

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Sommersemester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. T. Palberg, Prof. Dr. M. Kläui

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 720 Modul Spezialvorlesungen: „Ausgewähl-

te Kapitel der Festkörperphysik“

08.128.720

Module Topical Courses: „Selected topics in

Condensed Matter Physics“

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physics

Sonstiges Sprache: Englisch

4.4 Spezialvorlesungen

Modul AdvCM Fortgeschrittene Festkörperphysik 08.128.22075

Advanced Solid State Physics

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 = 180

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Fortgeschrittene

Festkörperphysik“ 2 (1) 138 h 6 LP

Vorlesung V P 3

Übungen Ü 1

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben.

Studienleistung(en)

Modulprüfung Klausur (120 Min.) oder mündliche Prüfung (30 Min.)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Nach dem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage:

(a) die experimentellen Daten, die mit verschiedenen thermodynamischen, transport- und spektroskopischen

Methoden gewonnen wurden, zu verstehen und zu interpretieren, und

(b) die elektrischen, magnetischen und optischen Eigenschaften verschiedener Materialklassen (Metalle, Halblei-

ter, Isolatoren, sowie Systeme mit makroskopischen Ordnungen, wie z.B. (Anti-)Ferromagnete, Supraleiter,

Multiferroika usw.) zu beschreiben.

Darüber hinaus werden die Studierenden mit den grundlegenden klassischen und quantenmechanischen Modellen

der Festkörperphysik vertraut gemacht. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen die Grundlage für das Verständnis

der funktionalen Eigenschaften der Materialien bilden, wie sie in der Alltagselektronik, der Spintronik und in

zukünftigen Quantentechnologien zum Einsatz kommen.

Inhalte

•Festkörperphysik in the Nutschell (elektronische Bandstruktur, Phononendispersion, Eigenschaften von Me-

tallen/Halbleitern/Isolatoren)

•Dielektrische Eigenschaften (Elektrodynamik, Lindhard-Antwortfunktion, optische Leitfähigkeit, Kramers-

Kronig-Beziehungen, optische Übergänge und Anregungen, Spektroskopie)

•Dielektrika/Ferroelektrika (Polarisierbarkeit, displazive Phasenübergänge, Ginzburg-Landau-Theorie)

•Supraleitung (grundlegende Eigenschaften, Ginzburg-Landau-Theorie der Supraleitung, Abrikosov-Gitter, mi-

kroskopische BCS-Theorie, Josephson-Eﬀekt + SQUID, unkonventionelle Supraleitung)

•Dichtewellensysteme (Ladungs-/Spin-Dichtewellen und ihre kollektiven Moden)

•Magnetismus (Anti-/Ferromagnetismus)

•Topologische Quantenmaterie (Berry-Phase, topologische Phasen, Skyrmionen, Quantenspinﬂüssigkeiten)

•Nichtgleichgewichtsphänomene (kollektive Modendynamik, getriebene Phasenübergänge)

Zugangsvoraussetzungen Experimentalphysik 1-3, Physik der Konden-

sierten Materie (Ex-C)

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/180

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Sommersemester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. J. Demsar

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B.Sc. und M.Sc. Angewandte Physik, MSc

Physik

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul AdvCM Fortgeschrittene Festkörperphysik 08.128.22075

Advanced Solid State Physics

Sonstiges

4.4 Spezialvorlesungen

Modul 721 Modul Spezialvorlesungen: „Moderne

Methoden der Physik kondensierter Ma-

terie“

08.128.721

Module Topical Courses: „Modern Experi-

mental Methods in Condensed Matter Phy-

sics“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Moderne Metho-

den der Physik kondensierter Materie“

(WP)

1 (2) P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Den Studierenden sollen mittels einer Auswahl wichtiger experimenteller Techniken zur Untersuchung kondensier-

ter Materie die physikalischen Grundlagen und speziellen Aspekte moderner Methoden der Materialforschung na-

he gebracht werden. Hierzu können spektroskopische Methoden, Streumethoden, moderne Mikroskopieverfahren,

Rastersondentechniken aber auch anwendungsnahe Materialanalyse gehören, genauso wie Probenpräparations-

techniken und Herstellungsverfahren. An einem oder an mehreren dieser Themen soll ein vertieftes Verständnis

für ein forschungsnahes Spezialgebiet der kondensierten Materie entstehen, das eine gute Grundlage darstellt, um

auf einem verwandten Gebiet der Physik eine Masterarbeit erfolgreich durchführen zu können.

Inhalte

Je nach Dozentin oder Dozent erfolgt eine Schwerpunktsetzung auf die Themen spektroskopische Methoden,

Streumethoden, moderne Mikroskopieverfahren, Rastersondentechniken, anwendungsnahe Materialanalyse, Pro-

benpräparationstechniken, Herstellungsverfahren.

Literatur

Speziellere Lehrbücher der Materialwissenschaft und der kondensierten Materie, Lehrbücher zu speziellen Verfah-

ren, Sommerschulprogramme, Forschungsnahe Veröﬀentlichungen

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Kenntnisse auf dem Niveau des Moduls Ex-

perimentalphysik „Physik kondensierter Ma-

terie“ des Bachelor-Studiengangs.

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Wintersemester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. T. Palberg, Prof. Dr. M. Kläui

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physik, M.Sc. Angewandte Physik

Sonstiges Sprache: Englisch

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 722 Modul Spezialvorlesungen: „Material-

wissenschaften“

08.128.722

Module Topical Courses: „Materials

Science“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Materialwissen-

schaften“ (WP) 1 o. 2 P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Den Studierenden sollen die physikalischen Grundlagen der Materialforschung nahe gebracht werden, die zu

einem Verständnis der Eigenschaften neuartiger Materialien führen, insbesondere auf Nanometer- und atomarer

Skala. Das Spektrum geeigneter Themen umfasst z.B. Struktur und Eigenschaften von funktionellen Materialien,

Nanomaterialien, Flüssigkeiten und weiche Materialien, Gläser, funktionalisierte Oberﬂächen, Phasenübergänge,

Grundlagen und Konzepte neuer Materialien für die Anwendung sowie moderne Methoden der Materialforschung,

An einem oder an mehreren speziellen Themen soll ein vertieftes Verständnis für ein forschungsnahes Spezialgebiet

der kondensierten Materie entstehen, das eine gute Grundlage darstellt, um auf diesem oder einem verwandten

Gebiet der Physik eine Masterarbeit erfolgreich durchführen zu können.

Inhalte

Je nach Dozentin oder Dozent erfolgt eine Schwerpunktsetzung auf die Themen moderne Methoden der Ma-

terialforschung, Struktur und Eigenschaften von funktionellen Materialien, Nanomaterialien, Flüssigkeiten und

weiche Materialien, Gläser, funktionalisierte Oberﬂächen, Phasenumwandlungen, Grundlagen und Konzepte neuer

Materialien für Anwendungen in den Bereichen: Information, Sensorik, Energie und Biologie/Medizin.

Literatur

Speziellere Lehrbücher der Materialwissenschaft und der kondensierten Materie, Lehrbücher zu speziellen Mate-

rialien, Sommerschulprogramme, Forschungsnahe Veröﬀentlichungen

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Kenntnisse auf dem Niveau des Moduls Ex-

perimentalphysik „Physik kondensierter Ma-

terie“ des Bachelor-Studiengangs.

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Semester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. T. Palberg, Prof. Dr. M. Kläui

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physik, M.Sc. Angewandte Physik

Sonstiges Sprache: Englisch

4.4 Spezialvorlesungen

Modul AdvMat Modul Spezialvorlesungen: „Einführung

fortschrittliche Materialien - von weicher

zu fester Materie“

08.128.7012

Module Topical Courses: „Introduction to

Advanced Materials - from soft matter to

hard matter“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Introduction to

Advanced Materials - from soft matter

to hard matter“ (WP)

1 (2) WP 138 h 6 LP

Vorlesung V 3 SWS

Übung Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Den Studierenden sollen die Grundlagen der Physik und Chemie harter und weicher Materie nahe gebracht

werden. Insbesondere soll ein Verständnis darüber erzielt werden, wie die Größe, die nanoskopische Anordnung

sowie die Wechselwirkungsenergie der atomaren, molekularen und makromolekularen bzw. kolloidalen Bausteine

die Materialeigenschaften bestimmt. Als universelle Analysemethode wird Streuung eingeführt, was sich sowohl

zur Untersuchung von harter, als auch von weicher Materie eignet. Für die weiche Materie erfolgt überdies eine

Einführung in die Rheologie. An einem oder an mehreren speziellen Themen soll ein vertieftes Verständnis für

ein forschungsnahes Spezialgebiet der kondensierten Materie entstehen, das eine gute Grundlage darstellt, eine

Masterarbeit erfolgreich durchführen zu können.

Inhalte

•Einführung in Kristallstrukturen, Gitterschwingungen und Gitterdefekte

•Einführung in weiche Materie inklusive Polymere

•Einführung in Streuung mit Photonen, Neutronen und Elektronen zur Untersuchung von Kristallen, Polymeren

und magnetischen Systemen

•Einführung in die Rheologie von Polymeren

•Einführung in den Magnetismus

Literatur

C. Kittel: Einführung in die Festkörperphysik, R. Gross: Festkörperphysik, R. A. J. Jones: Soft Condensed Matter,

M. Rubinstein & R. H. Colby: Polymer Physics; S. Blundell: Magnetism in Condensed Matter

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Kenntnisse auf dem Niveau des Moduls Ex-

perimentalphysik „Physik kondensierter Ma-

terie“ des Bachelor-Studiengangs.

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Wintersemester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul AdvMat Modul Spezialvorlesungen: „Einführung

fortschrittliche Materialien - von weicher

zu fester Materie“

08.128.7012

Module Topical Courses: „Introduction to

Advanced Materials - from soft matter to

hard matter“

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. M. Kläui

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physik, B.Sc. und M.Sc. Angewandte

Physik

Sonstiges Sprache: Englisch

4.4 Spezialvorlesungen

Modul 7014 Modul Spezialvorlesungen: „Quanten-

Spintronik“

08.128.7014

Module Topical Courses: „Quantum Spintro-

nics“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Quantum Spin-

tronics“ (WP) 1 o. 2 P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Den Studierenden sollen die physikalischen Grundlagen des Magnetismus von klassischen makroskopischen Be-

schreibungen bis zum quantenmechanischen Einzelspin nahe gebracht werden. Insbesondere soll ein Verständnis

erzielt werden, wie einzelne Elektronen im Festkörper durch die Austauschkopplung zu einer makroskopischen

Magnetisierung führen. Die Dynamik von Spins wird klassisch als auch quantenmechanisch besprochen und Me-

thoden zur Messung werden erklärt. Auf der Anwendungsseite wird energiesparende Magnetoelektronik für Spei-

cher, Sensorik und Logik eingeführt und Spin-basierte Qubits werden erklärt. Studenten werden die Konzepte von

emergenten Phänomenen und den Übergang von klassischen und quantenmechanischen Eﬀekten im Beispiel des

Spin verstehen und das Anwendungspotential abschätzen können. An einem oder an mehreren speziellen Themen

soll ein vertieftes Verständnis für ein forschungsnahes Spezialgebiet der kondensierten Materie entstehen, das eine

gute Grundlage darstellt, eine Masterarbeit erfolgreich durchführen zu können.

Inhalte

Einzel-Spins und resultierende magnetische Momente, Spin Ensembles und thermodynamische Eﬀekte, Kopplung

von Spins, Spindynamik, Mikromagnetismus, Spin Torque Eﬀekte, Spin Transport und Magnetowiderstandseﬀek-

te, Realisierung von QuBits mit Spins, Messmethoden für Spins, Anwendungen von Spin.

Literatur

Speziellere Lehrbücher der kondensierten Materie, Lehrbücher zu Magnetismus, S. Blundell: Magnetism in Con-

densed Matter, J. M. D. Coey: Magnetism and Magnetic Materials, J. Stöhr & H. c. Siegmann: Magnetism

– from fundamentals to nanoscale dynamics, speziellen Materialien, Sommerschulprogramme, Forschungsnahe

Veröﬀentlichungen

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Kenntnisse auf dem Niveau des Moduls Ex-

perimentalphysik „Physik kondensierter Ma-

terie“ des Bachelor-Studiengangs.

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots In der Regel jährlich

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. M. Kläui

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physik, M.Sc. Angewandte Physik

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 7014 Modul Spezialvorlesungen: „Quanten-

Spintronik“

08.128.7014

Module Topical Courses: „Quantum Spintro-

nics“

Sonstiges Sprache: Englisch

4.4 Spezialvorlesungen

Modul 7013 Modul Spezialvorlesungen: „Supralei-

tung“

08.128.7013

Module Topical Courses: „Superconductivi-

ty“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Superconducti-

vity“ (WP) 1 o. 2 P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Den Studierenden sollen die physikalischen Grundlagen der Supraleitung nahe gebracht werden, insbesondere

soll ein Verständnis erzielt werden, wie die unabhängigen einzelnen Elektronen im Festkörper zu einem makro-

skopischen Quantenzustand kondensieren, welche Symmetrie des Ordnungsparameters damit verknüpft ist, und

wie dieser bestimmt wird. Die Studierenden sollen die Transporteigenschaften des supraleitenden Grundzustandes

verstehen im Hinblick auf die Möglichkeiten des dissipationsfreien Transportes und die Realisierung supraleitender

Quantenphänomene in Form ultrasensitiver Sensoren oder Qubits. An einem oder an mehreren speziellen Themen

soll ein vertieftes Verständnis für ein forschungsnahes Spezialgebiet der kondensierten Materie entstehen, das eine

gute Grundlage darstellt, eine Masterarbeit erfolgreich durchführen zu können.

Inhalte

Elektronen in Festkörpern, BCS-Theorie zur Cooper Paar Bildung und Kondensation in den Grundzustand,

Phasenübergang und Transporteigenschaften in Ginzburg-Landau Theorie, Typ I und Typ II Supraleiter, der

Josephson Eﬀekt und seine Anwendungen in ultrasensitiven Sensoren und als Spannungsnormal, kritische Ströme

in Supraleitern, supraleitende Magnete, supraleitende Qubits, Hochtemperatursupraleitung, Transport in zweidi-

mensionalen Systemen, verwandte Quanteneﬀekte wie Quanten Hall Eﬀekt.

Literatur

Speziellere Lehrbücher der kondensierten Materie, Lehrbücher zur Supraleitung, Tinkham: Introduction to Super-

conductivity; Kleiner+Buckel: Superconductivity, spezielle Materialien, Sommerschulprogramme, Forschungsnahe

Veröﬀentlichungen

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Kenntnisse auf dem Niveau des Moduls Ex-

perimentalphysik „Physik kondensierter Ma-

terie“ des Bachelor-Studiengangs.

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots In der Regel jährlich

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. G. Jakob, Prof. Dr. M. Jourdan

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physik, M.Sc. Angewandte Physik

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 7013 Modul Spezialvorlesungen: „Supralei-

tung“

08.128.7013

Module Topical Courses: „Superconductivi-

ty“

Sonstiges Sprache: Englisch

4.4 Spezialvorlesungen

Modul 752 Modul Spezialvorlesungen: „Nonequili-

brium phenomena in quantum matter“

08.128.752

Module Topical Courses: „Nonequilibrium

phenomena in quantum matter“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Nonequilibrium

phenomena in quantum matter“ (WP) 1 o. 2 P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Das Modul befasst sich mit Nicht-Gleichgewichtsphänomenen in Festkörpern, mit Fokus auf Systeme mit ma-

kroskopischen Quantengrundzuständen wie Supraleitung, Ladungs-/Spin-dichtewellen, Ferro- und Antiferroma-

gnetismus. Diese Zustände können, mit dem sogenannten PPump-ProbeAnsatz, durch optische Impulse im Fem-

tosekundenbereich untersucht und manipuliert werden. Die Entwicklungen auf dem Gebiet der Femtosekunden-

Laser-Technologie und Spektroskopischen Methoden in den letzten zwei Jahrzehnten haben Untersuchungen des

Femtosekunden-Umschaltens der Magnetisierung, Beobachtungen von Higgs-Moden in Supraleitern sowie Licht-

induzierte Verstärkung der Supraleitung ermöglicht.

Nach der Einführung des allgemeinen Prinzips der PPump-ProbeSpektroskopie werden mehrere Fallstudien disku-

tiert. Hier werden verschiedene experimentelle Techniken (THz-Spektroskopie, ultraschnelle Elektronenbeugung,

zeitaufgelöste Fotoemission usw.) angewendet, um einen der oben genannten makroskopischen Quantenzustän-

de zu untersuchen. Auf diese Weise werden die Grundlagen der nichtlinearen Optik, die neuartige laserbasierte

Techniken (die sowohl im Labor als auch in Großforschungs-Einrichtungen im Einsatz sind) ermöglicht und ver-

schiedene Materialklassen mit faszinierenden Funktionseigenschaften behandelt.

Das Modul soll einen breiten Überblick über Techniken und Nichtgleichgewichtsphänomene in korrelierten Fest-

körpern geben und somit eine solide Grundlage für Masterarbeiten in mehreren Bereichen der Festkörperphysik

darstellen.

Inhalte

Grundlagen der nichtlinearen Optik & Ultraschnelle Laser; Prinzipien der Femtosekunden-Echtzeitspektroskopie

und Modulationstechniken; Femtosekunden-Thermo-Modulation in Metallen; THz-Erzeugung und THz-

Zeitbereichsspektroskopie; Grundlagen der Supraleitung; Elektrodynamik der Systeme mit gebrochener Sym-

metrie; Dynamik der supraleitenden Energielücke; Mikrowellen-induzierte Verstärkung der Supraleitung; Kollek-

tive (Higgs) Moden in Supraleitern; Grundlagen der Ladungs- und Spin-dichtewellen; Zeitaufgelöste Photoelek-

tronen Spektroskopie; Femtosekunden-Röntgen- und Elektronenbeugung; Magnetisierungsdynamik und optisch-

induziertes Schalten der Magnetisierung.

Literatur

B.E.A. Saleh, M.C. Teich: Fundamentals of Photonics, Wiley, 1991; Kittel: Introduction to Solid State physics;

M. Dressel and G. Grüner: Electrodynamics of Solids; S. Blundell: MMagnetism in Condensed Matter"; Oxford

Master Series in Physics; M. Tinkham: Introduction to Superconductivity; G. Grüner: Density waves in solids;

spezielle Übersichtsartikel, Forschungsnahe Veröﬀentlichungen

Zugangsvoraussetzungen

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 752 Modul Spezialvorlesungen: „Nonequili-

brium phenomena in quantum matter“

08.128.752

Module Topical Courses: „Nonequilibrium

phenomena in quantum matter“

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Kenntnisse auf dem Niveau des Moduls Ex-

perimentalphysik „Physik kondensierter Ma-

terie“ des Bachelor-Studiengangs.

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots Normalerweise jedes dritte Semester.

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. J. Demsar

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physik, M.Sc. Angewandte Physik

Sonstiges Sprache: Englisch

4.4 Spezialvorlesungen

Modul 723 Modul Spezialvorlesungen: „Einführung

in die Theorie kondensierter Materie“

08.128.723

Module Topical Courses: „Introduction to

Condensed Matter Theory“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Einführung in

die Theorie kondensierter Materie“

(WP)

1 P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Aufbauend auf Quantenmechanik und statistische Thermodynamik, sollen die zentralen Konzepte der Beschrei-

bung kristallisierter Festkörper dargestellt werden. Ausgehend von Gitterperiodizität und Kristallsymmetrie, sol-

len Konzepte wie die elektronische Struktur (Elektron im Kristallfeldpotential) sowie elementare Anregungen

(Phononen, Magnonen, Plasmonen, etc.) und deren Konsequenzen für diverse physikalische Eigenschaften fester

Körper bei tiefen Temperaturen verstanden werden. Damit soll eine Basis geschaﬀen werden, um sich mit for-

schungsnahen Themen auf dem Gebiet der Theorie kondensierter Materie befassen zu können.

Inhalte

Kristallstruktur, Symmetrie, das Konzept des „reziproken Gitters“, Gitterdynamik in harmonischer Näherung

(klassisch und quantenmechanisch), Zusammenhang mit elastischen Konstanten, Elektronen im Kristallfeld

(Bloch- und Wannierfunktionen, Energiebänder, etc.), grundlegende Konzepte über Magnetismus, Magnonen,

etc. Außerdem (je nach Wahl des Dozenten) ausgewählte fortgeschrittene Themen (z.B. Streutheorie an Festkör-

pern, Elektron-Phonon-Wechselwirkung, Plasmonen und dielektrische Response, etc.).

Literatur

Lehrbücher der Theorie kondensierter Materie

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Kenntnisse auf dem Niveau der Lehrver-

anstaltungen Theoretische Physik 1-5 des

Bachelor-Studiengangs

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Sommersemester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. P. van Dongen

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physics

Sonstiges Sprache: Englisch

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 724 Modul Spezialvorlesungen: „Ausgewähl-

te Kapitel der Theorie kondensierter

Materie“

08.128.724

Module Topical Courses: „Selected Chapters

of Condensed Matter Theory“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Ausgewählte

Kapitel der Theorie kondensierter Ma-

terie“ (WP)

1 P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Aufbauend auf statistischer Thermodynamik und/oder Quantenmechanik der Vielteilchensysteme, sollten die Stu-

dierenden an spezielle Themen der Theorie „harter“ kondensierter Materie herangeführt werden. Themenschwer-

punkte umfassen beispielsweise die Theorie korrelierter Fermionen, moderne statische und dynamische Phänomene

des Magnetismus, Niedrigdimensionale Systeme, Unordnung, Quantenphasenübergänge, Vielteilchentheorie und

ihre numerischen Methoden, die Theorie der Supraﬂuidität und Supraleitung und topologische Quantenmaterie.

In dieser Vorlesung soll ein vertieftes Verständnis für ein forschungsnahes Spezialgebiet der Theorie kondensierter

Materie entstehen, so dass eine gute Grundlage vorhanden ist, um auf einem verwandten Gebiet der Physik eine

Masterarbeit erfolgreich durchführen zu können.

Inhalte

Je nach Dozent erfolgt eine Schwerpunktsetzung auf Numerische Methoden der Vielteilchenphysik, Theorie kor-

relierter Fermionen, Theorie der Supraleitung, Moderner Magnetismus oder Topologische Systeme.

Literatur

•J. P. Hansen, I. R. McDonald, Theory of Simple Liquids, Academic Press, London 2006;

•J. Yeomans, Statistical Mechanics of Phase Transitions, Clarendon Press, Oxford, 1992;

•A. Onuki, Phase Transition Dynamics, Cambridge University Press, Cambridge, 2002;

•K. Binder, W. Kob, Glassy Materials and Disordered Solids. An Introduction to Their Statistical Mechanics,

World Scientiﬁc, Singapore, 2005;

•W. Paul, J. Baschnagel, Stochastic Processes, From Physics to Finance, Springer, Berlin, 2000;

•A. Auerbach, Interacting Electrons and Quantum Magnetism, Springer (1994);

•P. Fulde, Electron Correlations in Molecules and Solids, Springer (1995);

•L. Kantorovich, Quantum Theory of the Solid State: An Introduction, Kluwer (2004);

•D.C. Mattis, The Theory of Magnetism Made Simple: An Introduction to Physical Concepts and to Some

Useful Mathematical Methods, World Scientiﬁc, 2006;

•forschungsnahe Veröﬀentlichungen

Zugangsvoraussetzungen

4.4 Spezialvorlesungen

Modul 724 Modul Spezialvorlesungen: „Ausgewähl-

te Kapitel der Theorie kondensierter

Materie“

08.128.724

Module Topical Courses: „Selected Chapters

of Condensed Matter Theory“

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Kenntnisse auf dem Niveau der Lehrver-

anstaltungen Theoretische Physik 1-5 des

Bachelor-Studiengangs

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Sommersemester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. P. van Dongen

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physics

Sonstiges Sprache: Englisch

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 725 Modul Spezialvorlesungen: „Theorie

weicher Materie“

08.128.725

Module Topical Courses: „Theory of Soft

Matter I“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Theorie weicher

Materie“ (WP) 1 P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Die Studierenden sollen die Beschreibung von Systemen mit großen Fluktuationen im Rahmen der statistischen

Physik erlernen, konkretisiert an verschiedenen Beispielen von Soft-Matter-Systemen. Hierbei soll insbesondere

auf generelle Prinzipien Wert gelegt werden, die stoﬀklassenüberschreitende Bedeutung haben.

Inhalte

Allgemeine Konzepte: Modellierung, Symmetrien und Erhaltungssätze. Streugesetze, Selbstähnlichkeit und Ska-

leninvarianz, Mean-Field Ansätze und Landau Theorien, Brownsche Dynamik, Kritische Dynamik;

Struktur: Polymere (Random walk, self-avoiding walk, Blob Konzept, Flory Abschirmung, Flory-Huggins Theo-

rie, Pfadintegralbeschreibung von Polymeren, Polymer-Feldtheorie.), Membranen (Struktur ﬂüssiger und fester

Membranen), Landau-de Gennes Theorie der Flüssigkristalle;

Dynamik: Polymere (Rouse-Modell), Hydrodynamik bei niedrigen Reynolds-Zahlen, eventuell aktive und Nicht-

gleichgewichtsmaterialien.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Kenntnisse auf dem Niveau der Lehrver-

anstaltungen Theoretische Physik 1-5 des

Bachelor-Studiengangs, insbesondere Statis-

tische Physik

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots Nach Nachfrage

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. K. Kremer, Prof. Dr. F. Schmid

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physics

Sonstiges Sprache: Englisch

4.4 Spezialvorlesungen

Modul 745 Modul Spezialvorlesungen: „Moderne

Rechenmethoden der Physik kondensier-

ter / weicher Materie“

08.128.745

Module Topical Courses: „Modern Compu-

tational Techniques in Condensed/Soft Mat-

ter Physics“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Moderne Re-

chenmethoden der Physik kondensier-

ter / weicher Materie“ (WP)

1 P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Die Studenten lernen moderne Methoden und Techniken zur eﬃziente Durchführung von Computersimulationen

im Bereich der Physik der kondensierter und weicher Materie kennen, je nach Dozentin oder Dozent auch im

Bereich der molekularen Biophysik. Sie werden damit in die Lage versetzt, komplexe Phänomene wie Phasen-

übergänge in einer Vielzahl von Systemen (Flüssigkeiten, Feststoﬀen, Polymerschmelzen usw.), Konformations-

änderungen, chemische Reaktionen, Nichtgleichgewichts- oder Angebtriebenen Phänomene usw. zu untersuchen.

Inhalte

Je nach Dozent erfolgt eine Schwerpunktsetzung auf einige der folgenden Themen: Berechnungen der freien Ener-

gie, spezielle Methoden zur Simulation mit hoher Präzision, Simulation seltener Ereignisse, kritische Phänome-

ne, Nichtgleichgewichtsthermodynamik , Multiskalenmodellierung und Coarse-graining, Dichtefunktionaltheorie,

Kraftfeld-Optimierung, polarisierbare Kraftfelder, Behandlung langreichweitiger Wechselwirkungen.

Literatur

Wird bekanntgegeben

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots Mindestens einmal im Jahr

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. F. Schmid

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physik, Master „Computational

Sciences“ mit Schwerpunkt Physik

Sonstiges Sprache: Englisch

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 801 Modul Spezialvorlesungen: „Computer-

simulationen in der statistischen Physik“

08.128.801

Module Topical Courses: „Computer Simu-

lations in Statistical Physics“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Computersimu-

lationen in der statistischen Physik“

(WP)

1 P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Erwerb der Fähigkeit, komplexe physikalische Sachverhalte in einfache Modelle umzusetzen, diese in Algorithmen

zu übersetzen und diese Algorithmen auf modernen Computerarchitekturen korrekt und eﬃzient zu implemen-

tieren. Verständnis der Rolle der Computersimulationen im Wechselspiel mit Theorie und Experiment.

Inhalte

Molekulardynamik Simulationen, symplektische Integratoren, Markovketten Monte Carlo, Zufallszahlengenerie-

rung, Analyse von Zeitreihen, Eﬀekte endlicher Systemgröße, Simulation in unterschiedlichen thermodynamischen

Ensembeln.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Wintersemester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. F. Schmid

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physics

Sonstiges Sprache: Englisch

4.4 Spezialvorlesungen

Modul 7010 Modul Spezialvorlesungen: „Soft Mate-

rials at Interfaces“

08.128.7010

Module Topical Courses: „Soft Materials at

Interfaces“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Soft Materials at

Interfaces“ (WP) 1 o. 2 P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Der Kurs führt in die physikalischen Prinzipien ein, die der Struktur und Dynamik von weicher Materie in der

Nähe von festen, ﬂüssigen und gasförmigen Oberﬂächen zugrunde liegen. Grenzﬂächen weicher Materie sind all-

gegenwärtig in der Natur und in der Technologie, Beispiele sind OLED Anzeigen an Mobiltelefonen, Seifenblasen,

und viele biologische Materialien.

Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Beschreibung der Verbindungen zwischen intermolekularen Kräften,

der Struktur auf molekularen Skalen, und den physikalischen Materialeigenschaften. Weiterhin führt der Kurs in

experimentelle Techniken zur Untersuchung der Grenzﬂaechen auf den relevanten Zeit- und Längenskalen. Hier

werden insbesondere Streumethoden und Rastersondenmikroskopie behandelt, die komplementäre Informationen

im Real und Fourierraum liefern.

Der Kurs wird die Studierenden in die Lage versetzen, viele physikalischen Phänomene in unserem Umfeld zu ver-

stehen, und ihnen grundlegendes Wissen darüber vermitteln, wie die Eigenschaften moderner weicher Materialien

für speziﬁsche Anwendungen optimiert werden können. Anhand von Beispielen soll dieses Verständnis vertieft

werden und Brücken zu anderen Bereichen der Physik geschlagen werden.

Inhalte

Die konkreten Inhalte können je nach Dozent leicht variieren. Typische Themen sind

•Thermodynamik von Grenzﬂächen

•Oberﬂächenspannung

•Selbstorganisation duenner Filme in weicher Materie

•Geladene fest/ﬂüssig Grenzﬂächen und die Helmholtzsche Doppelschicht

•Grenzﬂächenkräfte und kolloidale Stabilität

•Grenzﬂächen-induzierte Phasen übergänge

•Adsorption und Benetzung

•Oberﬂächenaktive Substanzen und Emulsionen

•Grenzﬂächen-induziertes Erstarren und Oberﬂächen-Schmelzen

•Flüssigkeiten in nanoporösen Materialien

•Röntgenstreuung und Spektroskopie

•Rastersonden-Techniken und Kraftmessungen

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 7010 Modul Spezialvorlesungen: „Soft Mate-

rials at Interfaces“

08.128.7010

Module Topical Courses: „Soft Materials at

Interfaces“

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots Einmal im Jahr

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. Hans-Jürgen Butt, Prof. Dr. Tho-

mas Palberg, Prof. Dr. F. Schmid

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physik, M.Sc. Angewandte Physik

Sonstiges Sprache: Englisch

4.4 Spezialvorlesungen

Modul 753 Modul Spezialvorlesungen: „Biophysik“ 08.128.753

Module Topical Courses: „Biophysics“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Biophysik“

(WP) 1 P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Diese Vorlesung bietet eine Einführung in biologische Phänomene aus einem physikalischen Blickwinkel. Mit der

Hilfe von Konzepten der theoretischen Physik sollen zugrunde liegende gemeinsame physikalische Prinzipien auf-

gedeckt und ein tiefergehendes Verständnis entwickelt werden. Die Studierenden lernen die molekularen Bausteine

der Zelle kennen sowie ihre Wechselwirkungen und die Bildung hierarchischer Strukturen. Besonderes Augenmerk

wird auf die Anwendung von etablierten Konzepten aus der Weichen Materie gelegt.

Inhalte

Die Vorlesung führt in die lebende kondensierte Materie ein (Gewebe, Bakterien, Zellen, etc.), ihre Organisation

sowie die molekularen Bausteine (Proteine, Polymere, Enzyme). Weitere Themen werden vom Dozenten bestimmt

und beinhalten z.B.:

•Stochastische Dynamik, Diﬀusion und Einzelmoleküldynamik

•Grundlagen der Nichtgleichgewichts-Thermodynamik und Informationstheorie

•Physikalische Grenzen der Wahrnehmung

•Biochemische Netzwerke und kritisches Verhalten

•Mechanisch-chemische Kopplung und molekulare Motoren

•Kollektives Verhalten und Phasenverhalten

•Selbstorganisation und Strukturbildung

•Röntgenstreuung und die Struktur von Proteinen

•Membranen und ihre theoretische Beschreibung

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Kenntnisse auf dem Niveau der Lehrver-

anstaltung „Theoretische Physik 4“ des

Bachelor-Studiengangs

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots unregelmäßig

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. Thomas Speck, Prof. Dr. Friederike

Schmid

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physics

Sonstiges Sprache: Englisch

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 754 Modul Spezialvorlesungen: „Advanced

theoretical solid state physics“

08.128.754

Module Topical Courses: „Advanced theore-

tical solid state physics“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Advanced theo-

retical solid state physics“ (WP) 1 P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Die Studierenden sollen mit grundlegenden und fortgeschrittenen Konzepten und Methoden der theoretischen

Festkörperphysik vertraut gemacht werden. Sie lernen die grundlegenden Konzepte der elektronischen Struk-

turtheorie kennen, die die Stabilität der Materie erklären, die Symmetrien, die viele strukturelle Eigenschaften

der Materie bestimmen, die Transportmechanismen und die Rolle von Anregungen und Defekten für viele Ma-

terialeigenschaften in Festkörpern. Der Kurs vermittelt Grundkenntnisse, die sie auf weiterführende Kurse in

Festkörpertheorie und auf die Durchführung einer Masterarbeit in Theorie oder Experiment der kondensierten

Materie vorbereiten.

Inhalte

Kristallsymmetrien, Reziprokes Gitter, Phononen, Elektronengas, Bandstruktur, Methoden zur Berechnung der

Bandstruktur, Fermi-Fläche, Leiter und Halbleiter, Quasiteilchenkonzepte, Defekte und ungeordnete Systeme,

Transport, optische Eigenschaften, Magnetismus, Supraleitung

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Quantum mechanics, Statistical Physics

Knowledge of condensed matter at the level

of the class “Physics of condensed matter”

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Sommersemester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. J. Sinova

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physics

Sonstiges Sprache: Englisch

4.4 Spezialvorlesungen

Modul 800 Modul Spezialvorlesungen: „Theorie

weicher Materie II“

08.128.800

Module Topical Courses: „Theory of Soft

Matter II“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Theorie weicher

Materie II“ (WP) 2 P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (90-180 Min.) oder mündliche Prüfung (30 Min)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Die Studierenden sollen die Beschreibung von Systemen mit großen Fluktuationen im Rahmen der statistischen

Physik erlernen, konkretisiert an verschiedenen Beispielen von Soft-Matter-Systemen. Hierbei soll insbesondere

auf generelle Prinzipien Wert gelegt werden, die stoﬀklassenüberschreitende Bedeutung haben.

Inhalte

Hier können nach Präferenz des Dozenten / der Dozentin Schwerpunkte gesetzt werden. Mögliche Themen: DLVO-

Theorie, hydrodynamische Wechselwirkung in Kolloiden und Polymeren, Mikroschwimmer und aktive Teilchen,

Zimm-Modell, Reptationsmodell, Netzwerke und Gummielastizität, Struktur von Polyelektrolyten, Viskoelastizi-

tät, materialwissenschaftliche Aspekte von Soft-Matter-Systemen, statistische Physik von Grenzﬂächen, Benet-

zung, Kapillarwellen.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Kenntnisse auf dem Niveau der Lehrver-

anstaltungen Theoretische Physik 1-5 des

Bachelor-Studiengangs, insbesondere Statis-

tische Physik

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. K. Kremer, Prof. Dr. F. Schmid

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physics

Sonstiges Sprache: Englisch

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

4.4.2 Quanten-, Atom- und Neutronenphysik

Modul Q-Ex-1 Modul Spezialvorlesungen: „Quantenop-

tik (Q-Ex-1)“

08.128.729

Module Topical Courses: „Quantum Optics

(Q-Ex-1)“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Quantenoptik“

(WP), häuﬁg gemeinsame, integrier-

te Theorie-Experimentphysik Veran-

staltung

1 (2) P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Die Studierenden sollen in die Grundlagen der quantisierten Beschreibung des Lichtfeldes eingeführt werden.

Neben der Behandlung der benötigten theoretischen Werkzeuge soll anhand von ausgewählten Experimenten

gezeigt werden, wie sich quantenoptische Eﬀekte nachweisen lassen.

Inhalte

Grundlegende Einführungsveranstaltung zur experimentellen Quantenoptik. Iinterdisziplinärer, integrierter Kurs

häuﬁg gemeinsam abgehalten von Vertretern der Experimentalphysik und der Quantentheorie.

Inhalt:

•Quantisierung des elektromagnetischen Feldes, Feldzustände des Lichtes

•Korrelationen im Lichtfeld und Photonenstatistik

•quantisierte Atom-Licht-Wechselwirkung, Jaynes-Cummings-Modell,

•„dressed states“

Mögliche weitere Schwerpunktsetzungen:

•Photonendetektoren

•Experimente mit Einzelphotonenquellen und verschränkten Photonen

•Bellsche Ungleichungen, quantenmechanische Korrelationen verschränkter Photonenpaare

•Experimente zur Hohlraum-Quantenelektrodynamik

Literatur

Lehrbücher zur Quantenoptik bzw. zur Atom-Licht-Wechselwirkung, z.B.

•Introductory quantum optics, Gerry & Knight

•The Quantum theroy of light, Loudon

•Quantum optics, Scully & Zubairy

•Quantum optics, Walls & Milburn

•Atom photon interactions, Cohen-Tannoudji, Dupont-Roc & Grynberg

Zugangsvoraussetzungen

4.4 Spezialvorlesungen

Modul Q-Ex-1 Modul Spezialvorlesungen: „Quantenop-

tik (Q-Ex-1)“

08.128.729

Module Topical Courses: „Quantum Optics

(Q-Ex-1)“

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Experimentalphysik 5a „Atom- und Quan-

tenphysik“, Theoretische Physik „Quanten-

mechanik“ des Bachelor-Studiengangs.

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Wintersemester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. J. Walz

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physik, M.Sc. Angewandte Physik

Sonstiges Sprache: Englisch

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul Q-Ex-2 Modul Spezialvorlesungen: „Photonik

(Q-Ex-2)“

08.128.803

Module Topical Courses: „Photonics (Q-Ex-

2)“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Photonik“ (WP) 2 (1) P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Die Studierenden sollen mit der modernen Beschreibung der Propagation von Licht und der Wechselwirkung mit

Materie vertraut gemacht werden. Sie sollen ein tiefgehendes Verständnis von Laserspektroskopie - basierend auf

inkohärenter bzw. kohärenter Licht-Materie Wechselwirkung und hochstabilen Lasern. Die Studierenden sollen

zudem eine Einführung in die Grundlagen des Lasers und die Grundlagen der nicht-linearen Optik erhalten.

Inhalte

Grundlegendes aus der experimentellen Quantenphysik. Mögliche Themen:

•Gauß‘sche Optik und Resonatoren

•Zusammenspiel der klassischen, semi-klassischen und quanten-mechanischen Beschreibung der Licht-Materie

Wechselwirkung

•kohärentes Licht und Laser

•Lasermodulatoren, optische Fasern

•kurze Pulse und Frequenzkämme

•inkohärente Spektroskopietechniken (Absorption, Fluoreszenz, Doppler-frei, Frequenzmodulation)

•Vergleich mit kohärenten Techniken (Rabi, Ramsey, Spin-Echo)

•nicht-lineare Medien, Summen- und Diﬀerenzfrequenzerzeugung, χ(2) vs. χ(3) Prozesse

•Laserkühlung

Literatur

Lehrbücher in Photonik z.B.

•Laser Spectroscopy, W. Demtröder

•Optics, Light and Lasers, D. Meschede

•Lasers, A.E. Siegman

•Fundamentals of Photonics, B. E. A. Saleh und M.C. Teich

•aktuelle Veröﬀentlichungen

Zugangsvoraussetzungen

4.4 Spezialvorlesungen

Modul Q-Ex-2 Modul Spezialvorlesungen: „Photonik

(Q-Ex-2)“

08.128.803

Module Topical Courses: „Photonics (Q-Ex-

2)“

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Experimentalphysik 3 „Wellen- und Quan-

tenphysik“, Experimentalphysik 5a „Atom-

und Quantenphysik“, Theoretische Phy-

sik „Quantenmechanik“ des Bachelor-

Studiengangs.

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Sommersemester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. K. Wendt, Prof. Dr. J, Walz

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physik, M.Sc. Angewandte Physik

Sonstiges Sprache: Englisch

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul Q-Ex-3 Modul Spezialvorlesungen: „Quantenin-

formation (Q-Ex-3)“

08.128.804

Module Topical Courses: „Quantum Infor-

mation (Q-Ex-3)“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übungen „Quantenin-

formation“ (WP), häuﬁg gemeinsame,

integrierte Theorie-Experimentphysik

Veranstaltung

2 (1) P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Aufbauend auf Wissen aus der Quantenmechanik sowie aus der Atom- und Quantenphysik sollen mit den Studie-

renden die grundlegenden theoretischen Konzepte der Quanteninformation und des Quantenrechnens erarbeitet

werden. Auf der experimentellen Seite soll den Studierenden die Anwendung und Umsetzung dieser Konzepte im

Rahmen der Quantenoptik anhand von experimentellen Plattformen nahe gebracht werden.

Inhalte

Weiterführende Veranstaltung im Bereich der Quantenoptik, Atomphysik und deren speziellen Anwendung in der

Quanteninformation. Der Kurs ist separat belegbar, Konzepte aus Quantenoptik und Vielteilchenphysik werden

angewendet. Interdisziplinärer, integrierter Kurs, häuﬁg gemeinsam abgehalten von Vertretern der Experimental-

physik und der Quantentheorie.

Inhalt:

•Speicherung und Verarbeitung von Quanteninformation in unterschiedlichen physikalischen Systemen

•Quantencomputing und Quantenkommunikation

•Verschränkte Zustände, Quantensprünge, Quanten-Zeno-Eﬀekt

•Dekohärenz, makroskopische Überlagerungszustände (Schrödinger-Katzen)

Mögliche weitere Schwerpunktsetzungen:

•Quanten-Gatter und – Algorithmen

•Kryptographie, Teleportation, Quantenrepeater,

•Quanten-Fehlerkorrektur, fehlertolerantes Quantenrechnen

•Quantensimulation

•Systeme: Ionenfallen-Quantencomputer (Paul-Fallen), Hohlraum-Quantenelektrodynamik, linear-optische

Quantencomputer, Neutralatome in optischen Gittern, Festkörper und supraleitende Quantenprozessoren

4.4 Spezialvorlesungen

Modul Q-Ex-3 Modul Spezialvorlesungen: „Quantenin-

formation (Q-Ex-3)“

08.128.804

Module Topical Courses: „Quantum Infor-

mation (Q-Ex-3)“

Literatur

Lehrbücher zur Quantenoptik und zur Quanteninformation, z.B.

•Introductory quantum optics, Gerry & Knight

•Quantum Computation and Quantum Information, Nielsen & Chuang

•Introduction to Quantum Computation and Quantum Information, Lo, Popescu & Spiller

•The Physics of Quantum Information, Bouwmeester, Ekert & Zeilinger

•Exploring the Quantum - Atoms, Cavities and Photons, Haroche & Raimond

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Experimentalphysik 5a „Atom- und Quan-

tenphysik“, Theoretische Physik „Quanten-

mechanik“ des Bachelor-Studiengangs.

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Sommersemester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. F. Schmidt-Kaler

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physik, M.Sc. Angewandte Physik

Sonstiges Sprache: Englisch

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul Q-Ex-4 Modul Spezialvorlesungen: „Fundamen-

tale Präzisionsmessungen (Q-Ex-4)“

08.128.805

Module Topical Courses: „Precision funda-

mental physics (Q-Ex-4)“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Fundamentale

Präzisionsmessungen“ (WP) 1 (2) P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Hochgenaue Messungen haben einen Stand erreicht, bei dem grundlegende Fragen der Physik und der Kosmologie

ins Blickfeld kommen. Dazu zählen beispielsweise Symmetrien der Physik, Präzisionsmessungen im Neutronen-

zerfall, Tests der schwachen Wechselwirkung und der CPT-Invarianz, Präzisionsmessungen von fundamentalen

Konstanten und moderne Experimente zur Gravitationsphysik. Die Studierenden sollen an Probleme moderner

Atom-, Quanten- und Neutronenphysik sowie Kosmologie herangeführt werden und sich mit diesen forschungsna-

hen Themen intensiv befassen.

Inhalte

Diskrete Symmetrien und fundamentale Wechselwirkungen

•Tests der QED und der CP Verletzung, CPT-Invarianz, Zeitumkehrinvarianz,

•schwache ww, Materie/Antimaterie-Asymetrie, EDM

•Variation fundamentaler Konstanten

•Test des Äquivalenzprinzips, Überprüfung des Newtonschen Gravitationsgesetzes bei kleinen Abständen.

Methoden

•Atome, Neutronen, Protonen, Antimaterie, Penningfalle, Massenspektrometrische Verfahren

Neutronenphysik

•Neutron als Probe - Aufklärung der Struktur von Materie, Eigenschaften des Neutrons und Messung, Wech-

selwirkung mit Materie, Neutronenquellen, Detektoren, Quanteneﬀekte in der Neutronenoptik

Literatur

•Lehrbücher der Atomphysik

•Sommerschulprogramme

•forschungsnahe Veröﬀentlichungen

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Wintersemester

4.4 Spezialvorlesungen

Modul Q-Ex-4 Modul Spezialvorlesungen: „Fundamen-

tale Präzisionsmessungen (Q-Ex-4)“

08.128.805

Module Topical Courses: „Precision funda-

mental physics (Q-Ex-4)“

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. J. Walz

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physik, M.Sc. Angewandte Physik

Sonstiges Sprache: Englisch

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

4.4.3 Kern- und Teilchenphysik

Modul 730 Modul Spezialvorlesungen: „Statistik,

Datenanalyse und Simulation“

08.128.730

Module Topical Courses: „Statistics, Data

Analysis and Simulation“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Statistik, Daten-

analyse und Simulation“ (WP) 2 (1) WP 138 h 6 LP

Vorlesung V 3 SWS

Übung Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Das Modul vermittelt eine Übersicht der statistischen Methoden zur Analyse von Daten und bietet eine Einfüh-

rung in die Technik der Monte Carlo-Simulation. Obwohl die Methodik häuﬁg anhand von Beispielen aus der

Teilchen-, Hadronen- und Kernphysik erläutert wird, empfehlen wir das Modul auch für Studierende, die andere

Schwerpunkte setzen. Das Ziel ist die Schaﬀung eines soliden Grundwissens um eine experimentelle Masterarbeit

auf einem verwandten Gebiet der Physik erfolgreich durchführen zu können.

Inhalte

Die folgenden Inhalte sollen u.a. vermittelt werden:

•Wahrscheinlichkeitsverteilungen und die statistische Beschreibung von Daten;

•Fehlerrechnung und Schätzung von Parametern;

•Signiﬁkanzniveaus und Hypothesenentscheidungen;

•Monte Carlo-Verfahren; sowie

•statistische Analysemethoden

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Sommersemester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. M. Schott

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B.Sc. und M.Sc. Angewandte Physik, M.Sc.

Physik

Sonstiges

4.4 Spezialvorlesungen

Modul 731 Modul Spezialvorlesungen: „Teilchende-

tektoren“

08.128.731

Module Topical Courses: „Particle Detec-

tors“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Teilchendetekto-

ren“ (WP) 1 (2) P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Das Modul gibt eine Übersicht in die Nachweis-, Auslese- bzw. Auswertemethoden der Teilchen-, Hadronen- und

Kernphysik. Ziel ist die Schaﬀung eines soliden Grundwissens um die experimentelle Masterarbeit auf einem

verwandten Gebiet der Physik erfolgreich durchführen zu können. In den Vorlesungen spielen fachübergreifende

Aspekte (z.B. aus Festkörperphysik, Elektronik, Mathematik und Informatik) eine wichtige Rolle; entsprechend

ist das Modul auch für Studierende mit anderen Schwerpunktsetzungen geeignet.

Inhalte

Strahlungsquellen und Beschleuniger; Nachweismechanismen für geladene und neutrale Strahlung; Datenerfas-

sung; Detektoren zum Teilchennachweis; Zeitmessung; Energie- und Impulsbestimmung; Teilchenidentiﬁkation;

Anwendungen.

Literatur

•K. Kleinknecht, Detektoren für Teilchenstrahlung

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Wintersemester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. M. Schott

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physik, M.Sc. Angewandte Physik

Sonstiges Sprache: Englisch

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 732 Modul Spezialvorlesungen: „Kosmologie

und Allgemeine Relativitätstheorie“

08.128.732

Module Topical Courses: „Cosmology and

General Relativity“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Kosmologie und

Allgemeine Relativitätstheorie“ (WP) 1 P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Ziel dieser Vorlesung ist es, die Studenten mit den Grundzügen der Allgemeinen Relativitätstheorie sowie mit

aktuellen Konzepten und Phänomenen der Kosmologie vertraut zu machen.

Inhalte

Allgemeine Koordinatentransformationen, Diﬀerentialgeometrie; Einstein-Gleichungen, Schwarzschildmetrik,

schwarze Löcher; Friedmann-Robertson-Walker-Kosmologie; Big Bang-Nukleosynthese, kosmische Hintergrund-

strahlung, Strukturbildung im frühen Universum, dunkle Materie und dunkle Energie.

Literatur

z.B. Carroll, Wald, Kolb & Turner, Dodelson

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. M. Neubert

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physics

Sonstiges Sprache: Englisch

4.4 Spezialvorlesungen

Modul 733 Modul Spezialvorlesungen: „Symmetri-

en in der Physik“

08.128.733

Module Topical Courses: „Symmetries in

Physics“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Symmetrien in

der Physik“ (WP) 1 P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Das Ziel dieser Vorlesung ist es, die Studenten mit den Grundzügen der Gruppentheorie und ihrer Anwendungen

in der Physik vertraut zu machen.

Inhalte

Gruppentheorie, Darstellungstheorie, unitäre Symmetrien, Liegruppen, Anwendungen in der Teilchen- und Kern-

physik.

Literatur

z.B. Georgi, Tung

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. M. Neubert

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physics

Sonstiges Sprache: Englisch

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 734 Modul Spezialvorlesungen: „Moder-

ne Methoden der Theoretischen

Hochenergie-, Teilchen- und Kern-

physik“

08.128.734

Module Topical Courses: „Modern Methods

in Theoretical High Energy, Particle and

Nuclear Physics“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Moderne Me-

thoden der Theoretischen Hochenergie-

, Teilchen- und Kernphysik“ (WP)

1 P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Ziel dieser Vorlesung ist es, die Studenten an ein forschungsnahes Spezialgebiet in Themenkreis Hochenergie-,

Teilchen- und Kernphysik heranzuführen. Dabei sollen die Methoden erlernt werden, die für die Durchführung

der Masterarbeit erforderlich sind.

Inhalte

Je nach Dozent erfolgt eine Schwerpunktsetzung auf ein aktuelles Forschungsgebiet aus folgenden Bereichen:

elektroschwache und starke Wechselwirkungen, Gittereichtheorie, eﬀektive Feldtheorien, mathematische Aspekte

der Störungstheorie, Funktionalintegrale in der Quantenmechanik und Quantenfeldtheorie, Konzepte und Mo-

dellbildung jenseits des Standardmodells (z.B. Supersymmetrie, Stringtheorie), u.a. Hinreichend unterschiedliche

Vorlesungen zählen hierbei nicht als identische Veranstaltungen.

Literatur

Verschiedene Lehrbücher, forschungsnahe Veröﬀentlichungen

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. M. Neubert, Prof. Dr. H. Wittig

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physics

Sonstiges Sprache: Englisch

4.4 Spezialvorlesungen

Modul 735 Modul Spezialvorlesun-

gen:„Beschleunigerphysik“

08.128.735

Module Topical Courses:„Accelerator Phy-

sics“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Beschleuniger-

physik“ (WP) 1 (2) P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Lernziel ist es, Aufbau, Dimensionierung und Funktion moderner Teilchenbeschleuniger und Strahlungsquellen

anhand der zugrunde liegenden physikalischen Prinzipien zu verstehen. Weiter erlernen die Studenten/innen

Kenntnisse der zur Auslegung notwendigen analytischen und numerischen Methoden. Diese Kenntnisse geben den

Studenten/innen das notwendige Rüstzeug um eine Masterarbeit im Bereich der Beschleuniger- und Strahlungs-

physik - z.B. im Rahmen der Weiterentwicklung des Mainzer Mikrotrons - erfolgreich durchzuführen.

Inhalte

Lineare und nichtlineare Strahldynamik, Rezirkulierende und lineare Beschleunigersysteme mit supraleitenden

oder normal leitenden Magneten und Radiofrequenz-Systemen (mit Grundlagen der Supraleitung), Einführung

in Kollektive Eﬀekte, Kollider, Synchrotronstrahlung und Freie-Elektronen Laser. Aktuelle Entwicklungen, z.B.

ERL’s.

Literatur

•H. Wiedemann, Particle Accelerator Physics Bd. 1&2

•B. Wille, Physik der Teilchenbeschleuniger und Synchrotronstrahlungsquellen

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Wintersemester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. K. Aulenbacher

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physik, M.Sc. Angewandte Physik

Sonstiges Sprache: Englisch

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 737 Modul Spezialvorlesungen: „Astroteil-

chenphysik“

08.128.737

Module Topical Courses: „Astroparticle

Physics“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Astroteilchen-

physik“ (WP) 2 (1) P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Das Modul bietet einen Überblick der Kosmologie und Astroteilchenphysik und deren aktueller Forschungsschwer-

punkte. Es stellt die wesentlichen Kenntnisse bereit, um eine experimentelle Masterarbeit auf einem verwandten

Gebiet erfolgreich durchführen zu können.

Inhalte

Die Kernthemen der Vorlesung sind:

•Kosmologie und Entwicklung des Universums;

•Dunkle Materie;

•Kosmische Strahlung, Neutrinos, Gammastrahlung und Gravitationswellen.

Unter dem Kapitel „Kosmologie und Entwicklung des Universums“ werden kosmologische Modelle und Parameter,

kosmologische Distanzen und deren Messung, das Materie-/Antimaterie-Problem, die Bildung leichter Elemente,

Hintergrundstrahlung, Strukturbildung, Entstehung, Klassiﬁkation und Entwicklung von Galaxien, aktive galak-

tische Kerne und Galaxienhaufen sowie Entstehung, Energiebilanz, Entwicklung und Endstadien von Sternen und

die damit verbundene Elemententstehung diskutiert. Unter dem Kapitel „Dunkle Materie"werden die Evidenz,

mögliche Kandidaten, und direkte und indirekte Suchen behandelt. Stichwörter zum dritten Kernthema sind:

Quellen, Zusammensetzung, Propagation und Nachweis geladener kosmischer Strahlung, Quellen und Nachweis

punktförmiger und diﬀuser Gamma-Strahlung, Bestimmung von Neutrino-Eigenschaften (Oszillationen, direkte

Massenbestimmung, neutrinoloser Beta-Zerfall), Quellen und Nachweis kosmischer und terrestrischer Neutrinos,

Theorie und Quellen von Gravitationswellen und indirekte und direkte Nachweisverfahren.

Literatur

•A. Liddle, Einführung in die moderne Kosmologie

•P. Schneider, Extragalaktische Astronomie und Kosmologie

•C. Grupen, Astroteilchenphysik

•D. Perkins, Particle Astrophysics

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Kenntnisse auf dem Niveau des Moduls Ex-

perimentalphysik 5b „Kern- und Teilchen-

physik“ des Bachelor-Studiengangs

4.4 Spezialvorlesungen

Modul 737 Modul Spezialvorlesungen: „Astroteil-

chenphysik“

08.128.737

Module Topical Courses: „Astroparticle

Physics“

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Sommersemester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. U. Oberlack

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physik, M.Sc. Angewandte Physik

Sonstiges Sprache: Englisch

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 738 Modul Spezialvorlesungen: „Teilchen-

physik“

08.128.738

Module Topical Courses: „Particle Physics“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Teilchenphysik“

(WP) 1 o. 2 P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Das Modul soll das Verständnis der fundamentalen Bausteine der Materie und ihrer Wechselwirkungen vertiefen.

Grundlegenden Prinzipien werden u. A. anhand aktueller Forschungsschwerpunkte vorgestellt. Das Modul soll

die wesentlichen Kenntnisse bereitstellen, um eine experimentelle Masterarbeit auf einem verwandten Gebiet

erfolgreich durchführen zu können.

Inhalte

Die folgenden Inhalte sollen u.a. vermittelt werden:

•Abriss experimenteller Methoden,

•Bedeutung von Symmetrien und das Quarkmodell,

•Leptonenstreuung bei hohen Energien sowie

•Teilchen und Wechselwirkungen im Standardmodell sowie Modelle zu dessen Vereinheitlichung und Ergänzung.

Zu allen Themen werden grundlegende und aktuelle Experimente vorgestellt. Je nach Dozentin oder Dozent

erfolgen Vertiefungen in den Bereichen „Erweiterungen des Standardmodells“ oder „Gebundene Systeme“.

Literatur

•C. Berger, Elementarteilchenphysik, Springer-Verlag, 2006.

•D. Griﬃths, Introduction to Elementary Particles, Wiley-VCH Verlag, 2008.

•E. Lohrmann, Hochenergiephysik, Teubner-Verlag, 2005.

•D. H. Perkins, High Energy Physics

•B. Povh et al., Teilchen und Kerne

weitere Literaturangaben werden zur Beginn der Vorlesung bekanntgegeben.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Kenntnisse auf dem Niveau des Moduls Ex-

perimentalphysik 5b „Kern- und Teilchen-

physik“ des Bachelor-Studiengangs

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Semester

4.4 Spezialvorlesungen

Modul 738 Modul Spezialvorlesungen: „Teilchen-

physik“

08.128.738

Module Topical Courses: „Particle Physics“

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. M. Schott

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physik, M.Sc. Angewandte Physik

Sonstiges Sprache: Englisch

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 809 Modul Spezialvorlesungen: „Theoreti-

sche Elementarteilchenphysik“

08.128.809

Module Topical Courses: „Theoretical Par-

ticle Physics“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Theoretische

Elementarteilchenphysik“ (WP) 1 P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Die Vorlesung „Theoretische Elementarteilchenphysik“ ist die Fortsetzung der Vorlesung „Relativistische Quan-

tenfeldtheorie“. Ziel der Vorlesung ist es, die Studierenden mit den Konzepten und Methoden der Quantenfeld-

theorien vertraut zu machen, die für eine Masterarbeit in der Theoretischen Elementarteilchenphysik benötigt

werden.

Inhalte

Pfadintegralformalismus, Quantenkorrekturen, Renormierung in der QED, Renormierungsgruppe; Nicht-Abelsche

Eichtheorien, Quantenchromodynamik (QCD); Spontane Symmetriebrechung, Higgs-Mechanismus; Standardmo-

dell der Elementarteilchenphysik.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots In der Regel jedes Semester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. S. Weinzierl

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physics

Sonstiges Sprache: Englisch

4.4 Spezialvorlesungen

Modul 751 Modul Spezialvorlesungen: „Theoreti-

sche Kernphysik“

08.128.751

Module Topical Courses: „Theoretical Nucle-

ar Physics“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Theoretische

Kernphysik“ (WP) 1 P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Ziel der Vorlesung “Theoretische Kernphysik” ist den Studenten Grundkentnisse von Kerntheorie so wohl als

auch eine Einleitung zur moderne Methode und Themen der Kerntheorie zur Verfügung zu stellen. Obwohl die

theoretisch Aspekten Schwerpunkt der Vorlesung sind, Anwendungen werden häuﬁg genannt, wie zum Beispiel

and der Astrophysik.

Inhalte

Einleitung zur Kerne und Kernkräfte, Theorie der Alpha, Beta and Gamma Zerfälle, Ausführungen von Kernspek-

tra und EM Übergänge, Wenigteilchen Methoden für Kernen, Vielteilchen Methoden für Kernen, Kernreaktionen,

Nuclear Astrophysik und Entstehung der Elementen.

Literatur

Textbücher über Kernphysik, z.B.:

•Samuel S.M. Wong, Introductory Nuclear Physics.

•Carlos A. Bertulani, Nuclear Physics in a Nutshell.

•Kenneth S. Krane, Introductory Nuclear Physics.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots Wintersemester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. S. Bacca

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physics

Sonstiges Sprache: English

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 746 Modul Spezialvorlesungen: „Einführung

in die Gittereichtheorie“

08.128.746

Module Topical Courses: „Introduction to

Lattice Gauge Theory“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Einführung in

die Gittereichtheorie“ (WP) 1 P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Ziel dieser Vorlesung ist es, die Studenten mit den Methoden der Gittereichtheorie bekannt zu machen. Dabei

sollen insbesondere die Methoden erlernt werden, die für die Durchführung einer Masterarbeit auf diesem Gebiet

erforderlich sind.

Inhalte

Diskretisierung partieller Diﬀerenzialgleichungen mittels ﬁniter Diﬀerenzen; Pfadintegral in der Quantenmechanik;

Euklidische Korrelationsfunktionen in der QFT; Transfermatrix; Skalare Feldtheorie auf dem Gitter und Spin-

modelle; Ising-Modell bei hohen und tiefen Temperaturen; Z2-Gittereichtheorie, Elitzur’s Theorem und Wegner-

Schleife; QED und QCD im Kontinuum; Wilson-Schleife; Gittereichtheorie mit Wilson-Wirkung; Haar-Maß; Fer-

mionen auf dem Gitter; Statisches Potenzial und strong-coupling expansion; Renormierungsgruppe und Kontinu-

umslimes; Gitterstörungstheorie; Monte-Carlo-Simulationen und Berechnung hadronischer Eigenschaften.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Theoretische Physik 6 des Masterstudiums

(Quantenfeldtheorie)

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots Unregelmäßig

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. H. Wittig

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physics

Sonstiges Sprache: Englisch

4.4 Spezialvorlesungen

Modul 760 Modul Spezialvorlesungen: „Einführung

in die Stringtheorie“

08.128.760

Module Topical Courses: „Introduction to

String Theory“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Einführung in

die Stringtheorie“ (WP) 1 P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

iel dieser Vorlesung ist es, die Studenten an die Grundlagen klassischer und quantisierter bosonischer und fer-

mionischer Stringtheorien heranzuführen. Dabei sollen Methoden erlernt werden, die für die Durchführung der

Masterarbeit erforderlich sind.

Inhalte

Klassischer bosonischer String, Quantisierung (Lichtkegel, kovariant, Pfadintegral, BRST-Formalismus), D-

Branen, Superstrings, Einführung in Konforme Feldtheorie, Stringamplituden

Literatur

Verschiedene Lehrbücher, forschungsnahe Veröﬀentlichungen, u.a.:

•Zwiebach: A First Course in String Theory, Cambridge University Press 2004;

•Blumenhagen, Lüst, Theisen: Basic Concepts of String Theory, Springer 2012;

•Polchinski: String Theory, Vol. 1 & 2, Cambridge University Press 1998;

•Green, Schwarz, Witten: String Theory, Vol. 1 & 2, Cambridge University Press 1987;

•Becker, Becker, Schwarz: String Theory and M-Theory - A Modern Introduction, Cambridge University Press

2007

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Empfohlen, aber nicht Voraussetzung: Theo-

retische Physik 6 des Masterstudiums (Quan-

tenfeldtheorie), Kosmologie und Allgemeine

Relativitätstheorie

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots Unregelmäßig

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. G. Honecker

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physics

Sonstiges Sprache: Englisch

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 766 Modul Spezialvorlesungen: „Eﬀektive

Feldtheorien“

08.128.766

Module Topical Courses: „Eﬀective Field

Theories“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Eﬀektive Feld-

theorien“ (WP) 1 P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Die Vorlesung führt die grundlegenden Ideen, die der Methode der eﬀektiven Feldtheorien zugrundeliegen, ein. Be-

handelt werden relevante und irrelevante Operatoren, die Renormierungsgruppe, Entkopplung schwerer Teilchen.

Ziel der Vorlesung ist auch, zu einem tieferen Verständnis der wichtigsten Anwendungen in modernen Forschungs-

feldern zu führen.

Inhalte

Die Methode der eﬀektiven Feldtheorien beschreibt einen systematischen Zugang zu Multi-Skalenproblemen. Eine

eﬀektive Feldtheorie verwendet die relevanten Freiheitsgrade um Phänomene bei einer vorgegebenen Energieska-

la zu beschreiben, während alle Freiheitsgrade, die nur bei einer wesentlich höheren Energieskala relevant sind,

eliminiert worden sind. Diese Konzepte führen zu breiten phänomenologischen Anwendungen in der modernen

Teilchenphysik. Insbesondere im Bereich der starken Wechselwirkung, die bei verschiedenen Energieskalen unter-

schiedliches Verhalten zeigt, führen die wichtigen Beispiele der elektroschwachen Lagrangedichte, der Heavy-Quark

Eﬀective Theory und der Soft-Collinear Eﬀective Theory zu den nützlichsten Beschreibungen der jeweiligen phy-

sikalischen Systeme.

Literatur

•Vorlesungsskript „Eﬀective Field Theory“ von A. Pich

•Vorlesungsskript „Eﬀective Field Theories“ von A. Manohar

•Vorlesungsskript „Eﬀective Field Theories and Heavy Quark Physics“ von M. Neubert

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Theoretische Physik 6 des Masterstudiums

(Quantenfeldtheorie)

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots Unregelmäßig

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. M. Neubert

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physics

Sonstiges Sprache: Englisch

4.4 Spezialvorlesungen

Modul 762 Modul Spezialvorlesungen: „Theoreti-

sche Astroteilchenphysik“

08.128.762

Module Topical Courses: „Theoretical Astro-

particle Physics“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Theoretische

Astroteilchenphysik“ (WP) 1 P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Ziel dieser Vorlesung ist es, einen breiten aber dennoch gründlichen Überblick über de aktuellen Stand der theo-

retischen Astroteilchenphysik zu geben. Der Kurs bereitet Studierende darauf vor, aktuelle wissenschaftliche

Publikationen aus den Bereichen Kosmologie, dunkle Materie, Neutrinos, etc. zu verstehen und erfolgreich eigene

Forschungsarbeiten zu diesen Themen zu beginnen.

Inhalte

Die Urknalltheorie (Friedmann-Gleichung, Ausdehnung des Universums); Big Bang-Nukleosynthese; kosmischer

Mikrowellenhintergrund; Strukturbildung im Universum; dunkle Materie (Produktion im frühen Universum, De-

tektion in terrestrischen und astrophysikalischen Experimenten); die kosmische Materie-Antimaterie-Asymmetrie;

hochenergetische kosmische Strahlung; Neutrinos (Ursprung der Neutrinomassen, Neutrinooszillationen, Einﬂuss

auf die Kosmologie, Supernova-Neutrinos); Axionen

Literatur

Verschiedene Lehrbücher, forschungsnahe Veröﬀentlichungen

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Theoretische Physik 6 des Masterstudiums

(Quantenfeldtheorie)

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots Unregelmäßig

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. J. Kopp

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physics

Sonstiges Sprache: Englisch

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 764 Modul Spezialvorlesungen: „Amplituden

und Präzisionsphysik am LHC“

08.128.764

Module Topical Courses: „Amplitudes and

Precision Physics at the LHC“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Amplituden und

Präzisionsphysik am LHC“ (WP) 1 P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Ziel dieser Vorlesung ist es, die Studenten mit kürzlich entwickelten Methoden zur Berechnung von Streuamplitu-

den im Rahmen einer Quantenfeldtheorie vertraut zu machen. Hierbei wird besonderer Wert auf die Eﬃzient der

verwendeten Methoden gelegt. Diese neuartigen Methoden erlauben anderweitig schwer zu bestimmende Streu-

querschnitte für die Experimente am LHC vorherzuagen.

Inhalte

Spin- und Helizitätsmethoden, Farbzerlegung, Oﬀ-shell Rekursionsrelationen, On-shell Rekursionsrelationen,

Streugleichungen; Schleifenintegrale, Diﬀerentialgleichungen für Schleifenintegrale, Funktionenklassen (z. B. mul-

tiple Polylogarithmen).

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Theoretische Physik 6 des Masterstudiums

(Quantenfeldtheorie)

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots Unregelmäßig

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. J. Henn, Prof. Dr. S. Weinzierl

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physics

Sonstiges Sprache: Englisch

4.4 Spezialvorlesungen

Modul 747 Modul Spezialvorlesungen: „Funktiona-

le Methoden und exakte Renormierungs-

gruppe“

08.128.747

Module Topical Courses: „Functional Me-

thods and Exact Renormalization Group“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Funktionale Me-

thoden und exakte Renormierungs-

gruppe“ (WP)

1 P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),

mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Ziel dieser Vorlesung ist es, die Studenten mit Pfadintegralen, Funktionalintegralquantisierung von Feldtheorien

und der funktionalen Renormierungsgruppengleichung vertraut zu machen.

Inhalte

(A) Pfadintegrale in der Quantenmechanik:

•Beziehung zum kanonischen Zugang, Diskretisierung und Operatorordnung, topologische Aspekte ( mehrfach

zusammenhängende Konﬁgurationsräume, etc.), Evaluation von Funktionalintegralen (exakt lösbare Beispie-

le, semiklassische Näherung, Störungstheorie), Instantone in der Quantenmechanik (Doppelmuldenpotential,

periodische Potentiale, n- und Theta-Vakuum).

(B) Funktionalintegralquantisierung von Feldtheorien:

•Funktionales Schrödingerbild, Wellenfunktion, Feld-Teilchen-Beziehung, Symmetrie und Kovarianzeigen-

schaften, von Übergangsamplituden zu (Vakuums-) Korrelationsfunktionen und erzeugenden Funktio-

nalen, Schwinger-Symanzik Zugang, Funktionalintegraldarstellung über das Schrödingerbild und dem

Schwinger-Symanzik Zugang, eﬀektive Wirkung (kanonische und diagrammatische Zugänge, Legendre-Fenchel-

Transformation), Rechentechniken (semiklassische und störungstheoretische Entwicklung), störungstheoreti-

sche Yang-Mill Theorie, nicht-störungstheoretische Yang-Mills Theorie („große“ Eichtransformationen, Homo-

topieklassen und -gruppen, Instantone und Tunneleﬀekte, nicht-perturbative Vakuumstruktur).

•Funktionale (d.h. „exakte“) vs. perturbative Renormierung, kritische Phänomene, Wilson’s Renormierungs-

gruppe in der statistischen Physik und der Quantenfeldtheorie (Theorieraum, Blockspintransformationen, Fluß

von Kopplungskonstanten), Konzept der nicht-perturbativen Renormierung, Kontinuumslimes und Phasen-

übergänge, Konstruktion und „Lösung“ von Quantenfeldtheorien mittels FRGE Methoden.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Theoretische Physik 6 des Masterstudiums

(Quantenfeldtheorie)

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots Unregelmäßig

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 747 Modul Spezialvorlesungen: „Funktiona-

le Methoden und exakte Renormierungs-

gruppe“

08.128.747

Module Topical Courses: „Functional Me-

thods and Exact Renormalization Group“

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. M. Reuter

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physics

Sonstiges Sprache: Englisch

4.4 Spezialvorlesungen

Modul 806 Modul Spezialvorlesungen: „Vertiefende

Kapitel der Teilchenphysik“

08.128.806

Module Topical Courses: „Advanced Particle

Physics“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Titel“ (WP) 1 o. 2 P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (90-180 Min.) oder mündliche Prüfung (30 Min)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

In diesem Modul sollen spezielle Aspekte der fundamentalen Bausteine der Materie und ihrer Wechselwirkungen

vertieft werden. Anhand aktueller Forschungsschwerpunkte werden neueste experimentelle Methoden und Ergeb-

nisse vorgestellt und die Einordnung in die theoretischen Strukturen diskutiert. Das Modul soll weiterführende

Kenntnisse bereitstellen, um eine experimentelle Masterarbeit auf einem verwandten Gebiet erfolgreich durchfüh-

ren zu können.

Inhalte

Leptonenstreuung bei hohen Energien; Starke Wechselwirkung; Elektroschwache Wechselwirkung, Modelle zur

Vereinheitlichung und Ergänzung des Standardmodells. Die Vorlesung wird sich zumeist auf einen der obigen

Themenkreise fokussieren.

Literatur

•C. Berger, Elementarteilchenphysik

•D. Griﬃths, Introduction to Elementary Particles

Weitere Literaturangaben (insbesondere auch aktuelle Publikationen zu den Schwerpunktsthemen) werden zu

Beginn der Vorlesung bekanntgegeben.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Kenntnisse auf dem Niveau des Moduls

Experimentalphysik 5b „Kern- und Teil-

chenphysik“ des Bachelor-Studiengangs. Hilf-

reich, aber nicht vorausgesetzt sind die

Kenntnisse der Spezialvorlesung „Elementar-

teilchenphysik“ des B.Sc. Physik

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots unregelmäßig

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. M. Schott

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physik, M.Sc. Angewandte Physik

Sonstiges Sprache: Englisch

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 807 Modul Spezialvorlesungen: „Vertiefende

Kapitel der subatomaren Physik“

08.128.807

Module Topical Courses: „Advanced Chap-

ters on Subatomic Physics“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Vertiefende Ka-

pitel der subatomaren Physik“ (WP) 1 o. 2 P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (90-180 Min.) oder mündliche Prüfung (30 Min)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Das Modul soll ein vertieftes Verständnis für forschungsnahe Gebiete der Hadronenphysik ermöglichen. Grund-

legenden Prinzipien werden u. a. anhand aktueller Forschungsschwerpunkte vorgestellt. Das Modul soll die we-

sentlichen Kenntnisse bereitstellen, um eine experimentelle Masterarbeit auf einem verwandten Gebiet erfolgreich

durchführen zu können.

Inhalte

Aktuelle experimentelle Verfahren, elektromagnetische und hadronische Sonden, Polarisationsexperimente; Reso-

nanzen, Zerfälle, Formfaktoren und Strukturfunktionen der Hadronen; eﬀektive Theorien; Spektroskopie, Symme-

trie und Struktur von Hadronen, Einﬂuss der Hadronenphysik auf Präzisionstests des Standardmodells. Zu allen

Themen werden grundlegende Experimente vorgestellt.

Literatur

Diverse Lehrbücher, z.B.:

•B. Povh et al., Teilchen und Kerne

•D. H. Perkins, High Energy Physics

•W. Thomas und W. Weise, The Structure of the Nucleon

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Kenntnisse auf dem Niveau des Moduls Ex-

perimentalphysik 5 „Kern- und Teilchenphy-

sik“ des Bachelor-Studiengangs

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Semester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. A. Denig

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physik, M.Sc. Angewandte Physik

Sonstiges Sprache: Englisch

4.4 Spezialvorlesungen

Modul 808 Modul Spezialvorlesungen: „Vertiefende

Kapitel der Astroteilchen- und Astro-

Physik“

08.128.808

Module Topical Courses: „Advanced

Astroparticle- and Astrophysics“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Vertiefende Ka-

pitel der Astroteilchen- und Astro-

Physik“ (WP)

1 o. 2 P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (90-180 Min.) oder mündliche Prüfung (30 Min)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Das Modul sollen ein vertieftes Verständnis für forschungsnahe Gebiete der Astroteilchenphysik oder der Nuklea-

ren Astrophysik bereitstellen. Grundlegende Prinzipien werden u. A. anhand aktueller Forschungsschwerpunkte

vorgestellt. Das Modul soll die wesentlichen Kenntnisse bereitstellen, um eine experimentelle Masterarbeit auf

einem verwandten Gebiet erfolgreich durchführen zu können.

Inhalte

Je nach Dozentin oder Dozent erfolgt eine Schwerpunktsetzung auf nukleare oder teilchenphysikalische Aspekte

der folgenden Themen:

•Kosmologie (frühes Universum, Nukleosynthese, dunkle Komponenten),

•Sterne (Entstehung, Energieerzeugung und Entwicklungsstadien) oder

•Kosmische Strahlung (Herkunft und Beschleunigung).

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Kenntnisse auf dem Niveau des Moduls Ex-

perimentalphysik 5b „Kern- und Teilchen-

physik“ des Bachelor-Studiengangs.

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots unregelmäßig

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. U. Oberlack

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physik, M.Sc. Angewandte Physik

Sonstiges Sprache: Englisch

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 816 Modul Spezialvorlesungen: „Spinfrei-

heitsgrade in Beschleunigern“

08.128.816

Module Topical Courses: „Advanced Accele-

rator Physics“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul WP

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Spinfreiheitsgra-

de in Beschleunigern“ (WP) 2 P 138 h 6 LP

Vorlesung (WP) V 3 SWS

Übung (WP) Ü 1 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Klausur (90-180 Min.) oder mündliche Prüfung (30 Min)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Lernziel ist zunächst, das Grundverständnis für das Verhalten spinpolarisierter Ensembles zu entwickeln um dann

zum kollektiven Verhalten in makroskopischen Feldern überzugehen (Thomas-BMT-Gleichung). Daraus ergibt

sich die Beschreibung der Depolarisationsphänomene in Beschleunigern/Speicherringen. Im 2.Teil wird auf Syste-

me mit mikroskopischer Wechselwirkung (spinpol. Quellen und Polarimeter, Paritätsverletzung und Doppelpol-

Experimente eingegangen. Die VV ermöglicht das direkte Einsteigen in Master-Arbeiten mit Spinfreiheitsgraden

(Beschleuniger, Streuexperimente, etc. . . ).

Inhalte

Spin polarisierte Ensembles, Dichtematrix, Dirac-Gleichung, Thomas-BMT-Gleichung, Single-pass Spin Rotato-

ren, Sibirische Schlangen, Intrinsische- und Imperfektionsresonanzen, Sokolov-Ternov-Eﬀekt, Spin-stabile Lösun-

gen, Depolarisation durch Synchrotronstrahlung, Gleichgewichtspolarisationen, Spinpolarisierte Quellen, Analy-

sierstärken als Streu-Observablen, Polarimetrie, Berechung der Analysierstärke in der Mott-Streuung, Paritätsver-

letzende Observablen, Paritätsexperimente an Beschleunigern, Doppelpolarisationsexperimente mit pol. Targets

und an Kollidern.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Sommersemester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. K. Aulenbacher

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physics

Sonstiges Sprache: Englisch

4.5 Fokusvorlesungen

Das Angebot an Fokusvorlesungen ändert sich von Semester zu Semester und ist daher nur in Jogustine

einsehbar. Die allgemeine Beschreibung des Moduls ﬁnden sie hier:

Modul 650 Modul „Fokusvorlesungen“ M.08.128.650

Module „Focus Courses“

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul W

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 3-9 LP = 90-270 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Fokusvorlesung“ 1/2 W 69 h 3 LP

Vorlesung V 1.5 SWS

Übung (WP) Ü 0.5 SWS

Oberseminar OS 1/2 W 2 SWS 69 h 3 LP

Industriepraktikum P 1/2 W 2 SWS 69 h 3 LP

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit OS, P

Aktive Teilnahme gemäß §5Abs.3

Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten

Modulprüfung Das Modul wird nicht benotet

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Inhalte

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 3-9/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Semester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. M. Ostrick

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physics

Sonstiges

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

4.6 Forschungsphase

Modul 660 Spezialisierung M.08.128.660

Specialization

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 15 LP = 450 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Spezialisierung (P) F 3 P 60 h 390 h 15 LP

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Einarbeitung in das Forschungsvorhabens mit mindestens einem wö-

chentlichen Betreuungsgespräch

Studienleistung(en)

Modulprüfung Abschließender Seminarvortrag vor der Arbeitsgruppe. Das Modul wird

nicht benotet.

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Der/die Studierende erlernt innerhalb einer wissenschaftlichen Arbeitsgruppe

•die zur Durchführung der Master-Arbeit erforderlichen Spezialkenntnisse,

•die zur Durchführung der Master-Arbeit erforderlichen Methoden und

•eigenständiges wissenschaftliches Arbeiten.

Inhalte

Es wird ein vorläuﬁges Thema der Master-Arbeit aus dem Forschungsvorhaben einer experimentellen oder theo-

retischen Arbeitsgruppe formuliert, in das sich der/die Studierende einarbeitet.

Zugangsvoraussetzungen

Alle Lehrveranstaltungen des Masterstudien-

gangs im 1. und 2. Semester, eventuell mit

Ausnahme der Spezialvorlesung II, der Ver-

tiefenden Vorlesung und von Seminar II.

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch/Englisch

Prüfungssprache Deutsch/Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 0 (Das Modul ist unbenotet.)

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Semester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. M. Ostrick

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physik, M.Sc. Angewandte Physik

Sonstiges Sprache: Englisch

4.6 Forschungsphase

Modul 670 Methodenkenntnis M.08.128.670

Methodological Knowledge

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 15 LP = 450 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Methodenkenntnis (P) F 3 P 60 h 390 h 15 LP

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erlernen der Methoden mit mindestens einem wöchentlichen Betreu-

ungsgespräch

Studienleistung(en)

Modulprüfung abschließender Seminarvortrag vor der Arbeitsgruppe oder Erstellung

eines Portfolios

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Der/die Studierende erlernt innerhalb einer wissenschaftlichen Arbeitsgruppe

•die zur Durchführung der Master-Arbeit erforderlichen Spezialkenntnisse,

•die zur Durchführung der Master-Arbeit erforderlichen Methoden und

•eigenständiges wissenschaftliches Arbeiten.

Inhalte

Für das Thema der Master-Arbeit aus dem Forschungsvorhaben einer experimentellen oder theoretischen Arbeits-

gruppe arbeitet sich der/die Studierende in die zur Durchführung der Master-Arbeit erforderlichen Methoden ein.

Zugangsvoraussetzungen Modul „Spezialisierung“

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch/Englisch

Prüfungssprache Deutsch/Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 15/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Semester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. M. Ostrick

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physik, M.Sc. Angewandte Physik

Sonstiges Sprache: Englisch

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 969 Masterarbeit A.08.128.969

Master Thesis

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 30 LP = 900 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Masterarbeit (P) 4 P 110 h 760 h 29 LP

Abschlusskolloquium (P) 4 P 2 h 28 h 1 LP

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erarbeiten der neuen Ergebnisse an der Grenze des Wissens mit min-

destens einem wöchentlichen Betreuungsgespräch

Studienleistung(en)

Modulprüfung Schriftliche Master-Arbeit, Abschlusskolloquium vor der Arbeitsgruppe

(siehe §17 PO)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Die Studierenden sind befähigt, ein Thema im von ihnen gewählten Spezialgebiet wissenschaftlich zu bearbeiten.

Sie sind in Form einer wissenschaftlichen Schrift (Masterarbeit) in der Lage, in dieses Thema einzuführen, ihre

Ergebnisse zu schildern und zu dokumentieren und sie im Lichte der relevanten Literatur zu interpretieren und

zu diskutieren. Sie sind außerdem befähigt, ihre Masterarbeit als wissenschaftlichen Vortrag zu präsentieren und

zu verteidigen und dabei auch Fragen zum Thema sowie zu Randgebieten zu beantworten.

Inhalte

Für das Thema der Master-Arbeit aus dem Forschungsvorhaben einer experimentellen oder theoretischen Ar-

beitsgruppe erarbeitet der/die Studierende neue Ergebnisse an der Grenze des Wissens.

Zugangsvoraussetzungen

Module „Spezialisierung“ und „Methoden-

kenntnis“

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch/Englisch

Prüfungssprache Deutsch/Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 30/120 (siehe §16 der PO)

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Semester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. M. Ostrick

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physik, M.Sc. Angewandte Physik

Sonstiges Sprache: Englisch

4.7 Nichtphysikalische Fächer

4.7.1 Chemie

Modul 1005 Kernchemie M.09.032.1005

Nuclear Chemistry

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 9 LP = 270 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung „Einführung in die Kernche-

mie“ (WP) V 1 P 2 SWS 39 h 2 LP

Übung „Einführung in die Kernchemie“

(WP) Ü 1 P 1 SWS 49.5 h 2 LP

Kernchemisches Praktikum I (WP) Pr 1 P 5 SWS 97.5 h 5 LP

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiches Bearbeiten der Übungsaufgaben

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (30-45 Min.)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Die Studierenden sollen die Grundlagen der Kern- und Radiochemie vermittelt bekommen. In den Übungen sollen

darüber hinaus in Form von Kurzvorträgen Themen der angewandten Kernchemie vorgestellt werden.

Im Praktikum sollen die Studierenden den Umgang mit oﬀenen Radioaktivitäten beherrschen lernen.

Inhalte

Einführung in die Kernchemie

Geschichte der Radioaktivität, Zerfallsgesetze, Einheiten der Radioaktivität, natürliche Radionuklide, Masse und

Bindungsenergie von Kernen, Nukleon-Nukleon-Wechselwirkung, Kernradien, Kernspin, Kernmomente, Liquid-

Drop Model, Schalenstruktur, -Zerfall, Cluster-Radioaktivität, Spontanspaltung, Strutinsky-Verfahren, Super-

schwere Elemente, - Zerfall, elektromagnetische Übergänge, Kernreaktionen, Energetik,Wirkungsquerschnitt, opti-

sches Modell, Compoundkern, statistisches Modell, Niveaudichten, Präcompoundzerfall, direkte Reaktionen, indu-

zierte Spaltung, Hochenergiereaktionen, Fermigasmodell, Schalenmodell, kollektive Anregungen, Nilsson-Modell,

Paarkraft, Interacting Boson Approximation.

Kernchemisches Praktikum I

Herstellung und Messung radioaktiver Präparate, Statistik radioaktiver Zerfälle, Mutter- Tochter-Gleichgewicht,

Wechselwirkung von Strahlung mit Materie, -Spektroskopie, Dosimetrie und Strahlenschutz, Kernreaktionen mit

Neutronen, Nachweis der Kernspaltung, Anwendung von Radioisotopen, chemisches Verhalten eines Transuran-

Elements.

Zugangsvoraussetzungen Die Vorlesung ist Voraussetzung für das

Praktikum

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 9/120

Häuﬁgkeit des Angebots

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. F. Rösch

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen MSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 1006 Kernchemie (mit einer Spezialvorlesung) M.09.032.1006

Nuclear Chemistry (with one additional ad-

vanced course)

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 12 LP = 270 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 2

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung „Einführung in die Kernche-

mie“ (WP) V 1 P 2 SWS 39 h 2 LP

Übung „Einführung in die Kernchemie“

(WP) Ü 1 P 1 SWS 49.5 h 2 LP

Kernchemisches Praktikum I (WP) Pr 1 P 5 SWS 97.5 h 5 LP

Spezialvorlesung I (WP) 1 P 2 SWS 69 h 3 LP

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiches Bearbeiten der Übungsaufgaben

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (30-45 Min.)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Die Studierenden sollen die Grundlagen der Kern- und Radiochemie vermittelt bekommen. In den Übungen sollen

darüber hinaus in Form von Kurzvorträgen Themen der angewandten Kernchemie vorgestellt werden.

Im Praktikum sollen die Studierenden den Umgang mit oﬀenen Radioaktivitäten beherrschen lernen.

In der Spezialvorlesung erhalten die Studierenden Einblicke in forschungsnahe Themen.

Inhalte

Einführung in die Kernchemie

Geschichte der Radioaktivität, Zerfallsgesetze, Einheiten der Radioaktivität, natürliche Radionuklide, Masse und

Bindungsenergie von Kernen, Nukleon-Nukleon-Wechselwirkung, Kernradien, Kernspin, Kernmomente, Liquid-

Drop Model, Schalenstruktur, -Zerfall, Cluster-Radioaktivität, Spontanspaltung, Strutinsky-Verfahren, Super-

schwere Elemente, - Zerfall, elektromagnetische Übergänge, Kernreaktionen, Energetik,Wirkungsquerschnitt, opti-

sches Modell, Compoundkern, statistisches Modell, Niveaudichten, Präcompoundzerfall, direkte Reaktionen, indu-

zierte Spaltung, Hochenergiereaktionen, Fermigasmodell, Schalenmodell, kollektive Anregungen, Nilsson-Modell,

Paarkraft, Interacting Boson Approximation.

Kernchemisches Praktikum I

Herstellung und Messung radioaktiver Präparate, Statistik radioaktiver Zerfälle, Mutter- Tochter-Gleichgewicht,

Wechselwirkung von Strahlung mit Materie, -Spektroskopie, Dosimetrie und Strahlenschutz, Kernreaktionen mit

Neutronen, Nachweis der Kernspaltung, Anwendung von Radioisotopen, chemisches Verhalten eines Transuran-

Elements.

Spezialvorlesung I

Die Details zu den Spezialvorlesungen ﬁnden Sie im Modulhandbuch der Chemie.

Zugangsvoraussetzungen Die Vorlesung „Einführung in die Kernche-

mie“ ist Voraussetzung für das Praktikum

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 12/120

Häuﬁgkeit des Angebots

4.7 Nichtphysikalische Fächer

Modul 1006 Kernchemie (mit einer Spezialvorlesung) M.09.032.1006

Nuclear Chemistry (with one additional ad-

vanced course)

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. F. Rösch

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen MSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch

Modul 1007 Kernchemie (mit zwei weiteren Spezial-

vorlesungen)

M.09.032.1007

Nuclear Chemistry (with two additional ad-

vanced courses)

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 15 LP = 270 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 2

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung „Einführung in die Kernche-

mie“ (WP) V 1 P 2 SWS 39 h 2 LP

Übung „Einführung in die Kernchemie“

(WP) Ü 1 P 1 SWS 49.5 h 2 LP

Kernchemisches Praktikum I (WP) Pr 1 P 5 SWS 97.5 h 5 LP

Spezialvorlesung I (WP) 1 P 2 SWS 69 h 3 LP

Spezialvorlesung II (WP) 1 P 2 SWS 69 h 3 LP

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiches Bearbeiten der Übungsaufgaben

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (30-45 Min.)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Die Studierenden sollen die Grundlagen der Kern- und Radiochemie vermittelt bekommen. In den Übungen sollen

darüber hinaus in Form von Kurzvorträgen Themen der angewandten Kernchemie vorgestellt werden.

Im Praktikum sollen die Studierenden den Umgang mit oﬀenen Radioaktivitäten beherrschen lernen.

In den Spezialvorlesungen erhalten die Studierenden Einblicke in forschungsnahe Themen.

Inhalte

Einführung in die Kernchemie

Geschichte der Radioaktivität, Zerfallsgesetze, Einheiten der Radioaktivität, natürliche Radionuklide, Masse und

Bindungsenergie von Kernen, Nukleon-Nukleon-Wechselwirkung, Kernradien, Kernspin, Kernmomente, Liquid-

Drop Model, Schalenstruktur, -Zerfall, Cluster-Radioaktivität, Spontanspaltung, Strutinsky-Verfahren, Super-

schwere Elemente, - Zerfall, elektromagnetische Übergänge, Kernreaktionen, Energetik,Wirkungsquerschnitt, opti-

sches Modell, Compoundkern, statistisches Modell, Niveaudichten, Präcompoundzerfall, direkte Reaktionen, indu-

zierte Spaltung, Hochenergiereaktionen, Fermigasmodell, Schalenmodell, kollektive Anregungen, Nilsson-Modell,

Paarkraft, Interacting Boson Approximation.

Kernchemisches Praktikum I

Herstellung und Messung radioaktiver Präparate, Statistik radioaktiver Zerfälle, Mutter- Tochter-Gleichgewicht,

Wechselwirkung von Strahlung mit Materie, -Spektroskopie, Dosimetrie und Strahlenschutz, Kernreaktionen mit

Neutronen, Nachweis der Kernspaltung, Anwendung von Radioisotopen, chemisches Verhalten eines Transuran-

Elements.

Spezialvorlesung I und II

Die Details zu den Spezialvorlesungen ﬁnden Sie im Modulhandbuch der Chemie.

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 1007 Kernchemie (mit zwei weiteren Spezial-

vorlesungen)

M.09.032.1007

Nuclear Chemistry (with two additional ad-

vanced courses)

Zugangsvoraussetzungen Die Vorlesung „Einführung in die Kernche-

mie“ ist Voraussetzung für das Praktikum

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 15/120

Häuﬁgkeit des Angebots

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. F. Rösch

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen MSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch

Modul 1010 Einführung in die Theoretische Chemie M.09.032.1010

Introduction to Theoretical Chemistry

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 9 LP = 270 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

a) Vorlesung/Übung „Einführung in die

Theoretische Chemie“ (WP) V 1 P 5 SWS 127 h 6 LP

b) Praktikum „Computerchemie“ (WP) Pr 1 P 5 SWS 37 h 3 LP

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiches Bearbeiten der Übungsaufgaben

Studienleistung(en)

Modulprüfung Klausur (120 min) oder mündliche Prüfung (30 min)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

a) Die Studierenden erwerben Grundkenntnisse im Bereich der Theoretischen Chemie und “Computational Che-

mistry”

b) Die Studierenden lernen im Praktikum ein eﬀektives Zeit- und Ressourcenmanagement, indem sie Arbeits-

abläufe eigenverantwortlich planen und in einem deﬁnierten Zeitfenster realisieren. Zur Vorbereitung der

vorgegebenen Versuche erfolgt die Bewertung und Analyse der aktuellen Literatur unter wissenschaftlichen

Gesichtspunkten.

Inhalte

a) Quantenmechanische Beschreibung von Mehrelektronensystemen, Born-Oppenheimer-Näherung, quantenme-

chanische Näherungsverfahren, Slater-Determinanten, Hartree-Fock-Theorie, „Computational Chemistry“, Ba-

sissatznäherung, Self-Consistent-Field-Verfahren, Elektronenkorrelation, Dichtefunktionaltheorie, Ab initio

und semiempirische Verfahren, Kraftfeld-Methoden, Molekulardynamik- Simulationen

b) Verwendung von quantenchemischen und molekulardynamischen Programmpakete zur Lösung chemischer Fra-

gestellungen

Zugangsvoraussetzungen

Zugangsvoraussetzung für die Teilnahme am

Praktikum ist die bestandene Klausur zur

Vorlesung Einführung in die Theoretische

Chemie.

4.7 Nichtphysikalische Fächer

Modul 1010 Einführung in die Theoretische Chemie M.09.032.1010

Introduction to Theoretical Chemistry

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Grundkenntnisse der Quantenmechanik

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 9/120

Häuﬁgkeit des Angebots

a) jedes Semester (Im Rahmen der Reakkre-

ditierung des Studienganges B. Sc. Che-

mie könnte es ein, dass der Turnus auf

jährlich geändert wird.)

b) jährlich im Sommersemester (im Semes-

ter oder als Block in der vorlesungsfreien

Zeit)

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. Jürgen Gauß

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen MSc Physik

Sonstiges

Sprache: Deutsch

Das Praktikum Computerchemie wird im

Rahmen des Moduls „Theoretische Chemie“

und des Moduls „Einführung in die Theoreti-

sche Chemie“ angeboten. Insgesamt können

5 Studierende pro Jahr an dem Praktikum

Computerchemie teilnehmen.

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 1011 Theoretische Chemie M.09.032.1011

Theoretical Chemistry

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 12 LP = 360 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 2

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

a) Vorlesung/Übung „Theoretische

Chemie 1“ (WP) V 1 P 3 SWS 88 h 4 LP

b) Praktikum „Theoretische Chemie 1“

(WP) Pr 1 P 5 SWS 7 h 2 LP

c) Vorlesung/Übung „Theoretische

Chemie 2“ (WP) V 1 P 3 SWS 88 h 4 LP

d) Praktikum „Computerchemie“ (WP) Pr 1 P 5 SWS 7 h 2 LP

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiches Bearbeiten der Übungsaufgaben

Studienleistung(en) Kolloquium zum Praktikum Computerchemie

Modulprüfung Klausur (120 min) oder mündliche Prüfung (30 min)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

a) Eingehendes Verständnis der Grundlagen der Quantenchemie, Umsetzung quantenchemischer Theorie in ein

Computerprogramm

b) Die Studierenden lernen im Praktikum ein eﬀektives Zeit- und Ressourcenmanagement, indem sie Arbeits-

abläufe eigenverantwortlich planen und in einem deﬁnierten Zeitfenster realisieren. Zur Vorbereitung der

vorgegebenen Versuche erfolgt die Bewertung und Analyse der aktuellen Literatur unter wissenschaftlichen

Gesichtspunkten.

c) Kenntnis und Verständnis moderner Methoden der Quantenchemie, Anwendung moderner Programmpakete

zur Lösung chemischer Fragestellungen

d) Die Studierenden lernen im Praktikum ein eﬀektives Zeit- und Ressourcenmanagement, indem sie Arbeits-

abläufe eigenverantwortlich planen und in einem deﬁnierten Zeitfenster realisieren. Zur Vorbereitung der

vorgegebenen Versuche erfolgt die Bewertung und Analyse der aktuellen Literatur unter wissenschaftlichen

Gesichtspunkten.

Inhalte

a) Grundlagen (Schrödingergleichung, Born-Oppenheimer Näherung, Hartree-Fock Theorie, Dichtefunktio-

naltheorie, „Self-Consistent-Field“-Verfahren, Berechnung von Moleküleigenschaften)

b) Verfassen eines Computerprogramms zur Durchführung einer quantenchemischen Rechnung

c) Moderne quantenchemische Methoden (Elektronenkorrelation, Vielteilchentheorie, Zweite Quantisierung,

Coupled-Cluster theory)

d) Verwendung von quantenchemischen und molekulardynamischen Programmpakete zur Lösung chemischer Fra-

gestellungen

Zugangsvoraussetzungen

Zugangsvoraussetzung für die Teilnahme am

Praktikum „Theoretische Chemie 1“ ist die

aktive Teilnahme an der Vorlesung/Übung

„Theoretische Chemie 1“.

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Grundkenntnisse der Quantenmechanik

Es wird empfohlen die Lehrveranstaltungen

in folgender Reihenfolge zu absolvieren: a)

und b) vor c) und d).

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 12/120

100

4.7 Nichtphysikalische Fächer

Modul 1011 Theoretische Chemie M.09.032.1011

Theoretical Chemistry

Häuﬁgkeit des Angebots

a) jährlich im Wintersemester

b) jährlich im Wintersemester (als Block in

der vorlesungsfreien Zeit)

c) jährlich im Sommersemester

d) jährlich im Sommersemester (im Semester

oder als Block auch in der vorlesungsfreien

Zeit)

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. Jürgen Gauß

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen MSc Physik

Sonstiges

Sprache: Deutsch

An dem Praktikum Theoretische Chemie 1

können 5 Studierende pro Jahr teilnehmen.

Das Praktikum Computerchemie wird im

Rahmen des Moduls „Theoretische Chemie“

und des Moduls „Einführung in die Theoreti-

sche Chemie“ angeboten. Insgesamt können

5 Studierende pro Jahr an dem Praktikum

Computerchemie teilnehmen.

101

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

4.7.2 Informatik

Hinweise:

Die Inhalte der Einführungsveranstaltungen „Einführung in die Programmierung“ und „Einführung in die

Softwareentwicklung“ sowie die „ Technische Informatik“ werden nicht akzeptiert.

Es können Lehrinhalte aus allen Schwerpunktfächern und aus dem theoretischen Grundlagenbereich

(Theoretische Grundlagen der Informatik I + II, Datenstrukturen u. eﬃziente Algorithmen) gewählt werden.

Zu den regelmäßig angebotenen Schwerpunktveranstaltungen zählen Computergraﬁk (Computergraﬁk Teil

I + II, Echtzeitbildverarbeitung, 3D Computer Vision) Informationssysteme (Datenbanken Teil I + II) Da-

tenanalyse (Datenwarehouse + Data-Mining) Modellbildung + Simulation Clientseitige Webanwendungen

+ Serverseitige Webanwendungen Datenstrukturen u. eﬃziente Algorithmen Betriebssysteme + verteilte

Systeme Kommunikationsnetze Software-Technik.

Zu den Lehrveranstaltungen (meistens in der Form: 2 SWS Vorlesung + 2 SWS-Übung = 6 LP) gibt es

noch ergänzende Seminare (4 LP) und Praktika (3 LP).

Modul xx1 Informatik I M.08.079.xx1

Computer Science I

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 9 LP = 270 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung A (WP) V 1 P 2 SWS 69 h 3 LP

Übung zur Vorlesung A (WP) V 1 P 1 SWS 79.5 h 3 LP

Praktikum zur Vorlesung A (WP) V 1 P 2 SWS 69 h 3 LP

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiches Bearbeiten der Übungsaufgaben

Studienleistung(en) Erfolgreiche Teilnahme am Praktikum

Modulprüfung Klausur (120 Min.) oder mündliche Prüfung (30 Min.)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Inhalte

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 9/120

Häuﬁgkeit des Angebots

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen

Sonstiges

Sprache: Deutsch

Weitere Details: siehe Modulhandbücher der

Informatik

102

4.7 Nichtphysikalische Fächer

Modul xx2 Informatik II M.08.079.xx2

Computer Science II

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 12 LP = 360 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung A (WP) V 1 P 2 SWS 69 h 3 LP

Übung zur Vorlesung A (WP) V 1 P 1 SWS 79.5 h 3 LP

Vorlesung B (WP) V 1 P 2 SWS 69 h 3 LP

Übung zur Vorlesung B (WP) V 1 P 1 SWS 79.5 h 3 LP

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiches Bearbeiten der Übungsaufgaben

Studienleistung(en) Jeweils eine Klausur (120 Min.) oder eine mündliche Prüfung (30 Min.)

zu den Vorlesungen

Modulprüfung kumulativ aus den zwei Studienleistungen

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Inhalte

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 12/120

Häuﬁgkeit des Angebots

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen

Sonstiges

Sprache: Deutsch

Weitere Details: siehe Modulhandbücher der

Informatik

Modul xx3 Informatik III M.08.079.xx3

Computer Science III

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 15 LP = 450 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung A (WP) V 1 P 2 SWS 69 h 3 LP

Übung zur Vorlesung A (WP) V 1 P 1 SWS 79.5 h 3 LP

Vorlesung B (WP) V 1 P 2 SWS 69 h 3 LP

103

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul xx3 Informatik III M.08.079.xx3

Computer Science III

Übung zur Vorlesung B (WP) V 1 P 1 SWS 79.5 h 3 LP

Praktikum zur Vorlesung A oder B

(WP) V 1 P 2 SWS 69 h 3 LP

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiches Bearbeiten der Übungsaufgaben

Studienleistung(en) Jeweils eine Klausur (120 Min.) oder eine mündliche Prüfung (30 Min.)

zu den Vorlesungen

Erfolgreiche Teilnahme am Praktikum

Modulprüfung kumulativ aus den Studienleistungen

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Inhalte

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 15/120

Häuﬁgkeit des Angebots

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen

Sonstiges

Sprache: Deutsch

Weitere Details: siehe Modulhandbücher der

Informatik

Modul xx4 Informatik IV M.08.079.xx4

Computer Science IV

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 16 LP = 480 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung A (WP) V 1 P 2 SWS 69 h 3 LP

Übung zur Vorlesung A (WP) V 1 P 1 SWS 79.5 h 3 LP

Vorlesung B (WP) V 1 P 2 SWS 69 h 3 LP

Übung zur Vorlesung B (WP) V 1 P 1 SWS 79.5 h 3 LP

Seminar zur Vorlesung A oder B (WP) V 1 P 2 SWS 99 h 4 LP

104

4.7 Nichtphysikalische Fächer

Modul xx4 Informatik IV M.08.079.xx4

Computer Science IV

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiches Bearbeiten der Übungsaufgaben

Studienleistung(en) Jeweils eine Klausur (120 Min.) oder eine mündliche Prüfung (30 Min.)

zu den Vorlesungen

Seminarvortrag

Modulprüfung kumulativ aus den Studienleistungen

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Inhalte

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 15/120

Häuﬁgkeit des Angebots

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen

Sonstiges

Sprache: Deutsch

Weitere Details: siehe Modulhandbücher der

Informatik

105

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

4.7.3 Geschichte der Naturwissenschaften

Modul 060 Geschichte der Naturwissenschaften I M.08.275.060

History of Natural Science I

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 15 LP = 450 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 2

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

a) Vorlesung: Geschichte der Naturwis-

senschaft I (P) V 1 P 2 SWS 69 h 3 LP

b) Seminar: Einführung in das wissen-

schaftshistorische Arbeiten (P) S 1 P 2 SWS 69 h 3 LP

c) Vorlesung: Geschichte der Naturwis-

senschaft II (P) V 1 P 2 SWS 69 h 3 LP

d) Lektürekurs (P) 1 P 2 SWS 69 h 3 LP

e) Übungen (P) Ü 1 P 2 SWS 69 h 3 LP

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Besuch aller Seminarveranstaltungen

Studienleistung(en) b) Vortrag und Essay

d) Vortrag

e) Essays und/oder Übungen

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

•Reﬂexion über Wissenschaft und ihre Strukturen sowie über grundlegende wissenschaftshistorische Konzepte

•Eigenständige Literaturrecherche

•Kritische Lektüre von wissenschaftshistorischen Quellen und Fachliteratur

•Aufbau einer wissenschaftshistorischen Arbeit

•Übung im Erörtern von methodischen und systematischen Aspekten der Wissenschaftsentwicklung.

Inhalte

•Einführung in die Wissenschaftstheorie

•Die Entwicklung der Naturwissenschaften im Kontext:

–Anfänge wissenchaftlichen Denkens

–Antike Wissenschaft und ihre Entwicklung bis zur Neuzeit

–Wissenschaftliche Revolution

–Wissenschaft in der Aufklärung

–Institutionalisierung und Professionalisierung der Wissenschaft

–Entwicklung wissenchaftlicher Grundbegriﬀe

•Wissenschaft und Gesellschaft

–Wissenschaft und Technik (Big Science)

–Freiheit und Verantwortung der Wissenschaft

–Wissenschaft und Krieg

•Anleitung bei der Erschließung eines wissenschaftshistorischen Themas

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 15/180 (BSc) bzw. 15/120 (MSc)

106

4.7 Nichtphysikalische Fächer

Modul 060 Geschichte der Naturwissenschaften I M.08.275.060

History of Natural Science I

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Semester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. Sauer

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen BSc. Physik, MSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch (eventuell Englisch)

Modul 070 Geschichte der Naturwissenschaften II M.08.275.070

History of Natural Science II

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 9 LP = 270 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 2

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

a) Hauptseminar: Geschichte der Na-

turwissenschaft I (P) S 1 P 2 SWS 129 h 5 LP

b) Lektürekurs (P) 1 P 2 SWS 99 h 4 LP

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Besuch aller Seminarveranstaltungen

Studienleistung(en) a) Vortrag und schriftliche Hausarbeit

b) Vortrag mit Ausarbeitung

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

•Selbständiges Erschließen einer Facette aus dem Modul Geschichte der Naturwissenschaften I

•Mündliche Präsentation der Ergebnisse vor der Gruppe in einem Vortrag

•Diskussion der Ergebnisse mit der Gruppe

•Anfertigung einer wissenschaftshistorischen Arbeit

•Kritische Lektüre von wissenschaftshistorischen Texten sowie kritisches Quellenstudium

Inhalte

Vertiefung der Inhalte aus dem Modul „Geschichte der Naturwissenschaften I“

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Modul „Geschichte der Naturwissenschaften

I“

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 9/180 (BSc) bzw. 9/120 (MSc)

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Semester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. Sauer

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen BSc. Physik, MSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch (eventuell Englisch)

107

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

4.7.4 Mathematik

Hinweis zur Prüfungsform:

•Module ohne Option, d.h. mit nur einer Vorlesung, werden nach Wahl des jeweiligen Dozenten entweder

mit einer Klausur oder einer mündlichen Prüfung abgeschlossen. Der Dozent gibt die Wahl am Anfang

der Vorlesungszeit bekannt. Wiederholungsprüfungen sind im gleichen Format (Klausur oder mündliche

Prüfung) wie die erste Prüfung abzulegen

•Module mit Option, d.h. mit mehr als einer Vorlesung werden mit einer mündlichen Prüfung abge-

schlossen.

Modul 1300 Funktionalanalysis M.08.105.1300

Functional Analysis

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 9 LP = 270 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Funktionalana-

lysis“ 1 P 207 h 9 LP

Vorlesung (WP) V 4 SWS

Übung (WP) Ü 2 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiche schriftliche Bearbeitung der Übungsaufgaben und mündli-

che Präsentation eigener Lösungen.

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min.) oder Klausur (120 Min.).

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Verständnis für und Kompetenz im Umgang mit den abstrakten Begriﬀen, Methoden und Resultaten der Funk-

tionalanalysis. Erfahrung mit der Einbettung konkreter Probleme in den funktionalanalytischen Begriﬀsrahmen

und der Anwendung von entsprechenden abstrakten Methoden und Resultaten der Funktionalanalysis. Erfahrung

mit der Einbettung konkreter Probleme in den funktionalanalytischen Begriﬀsrahmen und der Anwendung von

entsprechenden abstrakten Methoden auf diese Probleme. Teamfähigkeit und Kommunikationsfähigkeit, insbe-

sondere auch über mathematische Inhalte, wie sie durch das Bearbeiten von Übungsaufgaben in kleinen Gruppen

gefördert werden.

Inhalte

•Metrische Räume, normierte Räume, Banachräume

•Topologische Begriﬀe, Separabilität, Kompaktheit

•Lineare Operatoren und Dualität

•Fortsetzung stetiger linearer Abbildungen

•Satz von Hahn-Banach

•Satz von Baire, Satz von der oﬀenen Abbildung

•Invertibilität und Spektrum

•Hilberträume und Orthogonalreihen

•Kompakte selbstadjungierte Operatoren im Hilbertraum

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Mathematik für Physiker 1 und 2

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 9/120

108

4.7 Nichtphysikalische Fächer

Modul 1300 Funktionalanalysis M.08.105.1300

Functional Analysis

Häuﬁgkeit des Angebots Jährlich

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter ist der Studiengangsbeauftragte.

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen MSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch

Modul 1310 Funktionalanalysis (mit Funktionalana-

lysis II)

M.08.105.1310

Functional Analysis (with Functional Analy-

sis II)

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 15 LP = 450 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 2

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Funktionalana-

lysis“ 1 P 207 h 9 LP

Vorlesung (WP) V 4 SWS

Übung (WP) Ü 2 SWS

Vorlesung „Funktionalanalysis II“ V 1 P 4 SWS 138 h 6 LP

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiche schriftliche Bearbeitung der Übungsaufgaben und mündli-

che Präsentation eigener Lösungen.

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min.)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Verständnis für und Kompetenz im Umgang mit den abstrakten Begriﬀen, Methoden und Resultaten der Funk-

tionalanalysis. Erfahrung mit der Einbettung konkreter Probleme in den funktionalanalytischen Begriﬀsrahmen

und der Anwendung von entsprechenden abstrakten Methoden und Resultaten der Funktionalanalysis. Erfahrung

mit der Einbettung konkreter Probleme in den funktionalanalytischen Begriﬀsrahmen und der Anwendung von

entsprechenden abstrakten Methoden auf diese Probleme. Teamfähigkeit und Kommunikationsfähigkeit, insbe-

sondere auch über mathematische Inhalte, wie sie durch das Bearbeiten von Übungsaufgaben in kleinen Gruppen

gefördert werden. Nach Abschluss der Veranstaltung Funktionentheorie II haben die Studierenden zusätzlich Er-

fahrung mit der Einbettung konkreter Probleme in den funktionalanalytischen Begriﬀsrahmen und der Anwendung

von entsprechenden abstrakten Methoden auf diese Probleme.

Inhalte

•Metrische Räume, normierte Räume, Banachräume

•Topologische Begriﬀe, Separabilität, Kompaktheit

•Lineare Operatoren und Dualität

•Fortsetzung stetiger linearer Abbildungen

•Satz von Hahn-Banach

•Satz von Baire, Satz von der oﬀenen Abbildung

•Invertibilität und Spektrum

•Hilberträume und Orthogonalreihen

•Kompakte selbstadjungierte Operatoren im Hilbertraum

Zugangsvoraussetzungen

109

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 1310 Funktionalanalysis (mit Funktionalana-

lysis II)

M.08.105.1310

Functional Analysis (with Functional Analy-

sis II)

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Mathematik für Physiker 1 und 2

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 15/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jährlich

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter ist der Studiengangsbeauftragte.

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen MSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch

Modul 1320 Partielle Diﬀerentialgleichungen M.08.105.1320

Partial diﬀerential equations

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 9 LP = 270 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Partielle Diﬀe-

rentialgleichungen I“ 1 P 207 h 9 LP

Vorlesung (WP) V 4 SWS

Übung (WP) Ü 2 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiche schriftliche Bearbeitung der Übungsaufgaben und mündli-

che Präsentation eigener Lösungen.

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min.) oder Klausur (120 Min.)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Dieser Kurs vermittelt die Fähigkeit zum Umgang mit partiellen Diﬀerentialgleichungen. Das wird unter ande-

rem durch Darstellungsformeln erreicht für die Lösungen der wichtigsten Aufgaben. Interpretationen vor dem

Hintergrund der entsprechenden Fragestellungen aus Naturwissenschaft und Technik bieten sich an und sind un-

verzichtbarer Bestandteil. Dieser Kurs schaﬀt Verständnis für die Verfahren der Computional Sciences und für

die abstrakten Methoden der Analysis.

Inhalte

•Einige wichtige partielle Diﬀerenzialgleichungen

•Trennung der Veränderlichen

•Grundlösungen

•Fouriertransformation

•Lösung der inhomogenen Aufgabe

•Anfangswertaufgabe für Wärmeleitungs- und Wellengleichung

•Maximumprinzipien

•Mittelwerteigenschaft harmonischer Funktionen

•Laplacegleichung und Lösung des Dirichletproblems.

Zugangsvoraussetzungen

110

4.7 Nichtphysikalische Fächer

Modul 1320 Partielle Diﬀerentialgleichungen M.08.105.1320

Partial diﬀerential equations

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Mathematik für Physiker 1 und 2

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 9/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jährlich

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter ist der Studiengangsbeauftragte.

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen MSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch

111

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 1330 Partielle Diﬀerentialgleichungen (mit

part. Diﬀerentialgl. II)

M.08.105.1330

Partial diﬀerential equations (with partial

diﬀerential equations II)

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 15 LP = 450 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 2

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Partielle Diﬀe-

rentialgleichungen I“ 1 P 207 h 9 LP

Vorlesung (WP) V 4 SWS

Übung (WP) Ü 2 SWS

Vorlesung „Partielle Diﬀerentialglei-

chungen II“ V 1 P 4 SWS 138 h 6 LP

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiche schriftliche Bearbeitung der Übungsaufgaben und mündli-

che Präsentation eigener Lösungen.

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min.)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Dieser Kurs vermittelt die Fähigkeit zum Umgang mit partiellen Diﬀerentialgleichungen. Das wird unter ande-

rem durch Darstellungsformeln erreicht für die Lösungen der wichtigsten Aufgaben. Interpretationen vor dem

Hintergrund der entsprechenden Fragestellungen aus Naturwissenschaft und Technik bieten sich an und sind un-

verzichtbarer Bestandteil. Dieser Kurs schaﬀt Verständnis für die Verfahren der Computional Sciences und für die

abstrakten Methoden der Analysis. Die Veranstaltung Partielle Diﬀerenzialgleichungen II vertieft die Kenntnisse

über Begriﬀe, Methoden und Techniken der Theorie der partiellen Diﬀerenzialgleichungen bis hin zu aktuellen

Forschungsthemen, wobei die Fähigkeit, komplizierte Resultate in geeigneter Weise didaktisch aufzuarbeiten und

kritisch zu reﬂektieren, geschult wird.

Inhalte

•Einige wichtige partielle Diﬀerenzialgleichungen

•Trennung der Veränderlichen

•Grundlösungen

•Fouriertransformation

•Lösung der inhomogenen Aufgabe

•Anfangswertaufgabe für Wärmeleitungs- und Wellengleichung

•Maximumprinzipien

•Mittelwerteigenschaft harmonischer Funktionen

•Laplacegleichung und Lösung des Dirichletproblems,

•Lokalkonvexe Räume und Distributionen,

•Sobolevräume,

•Variationsmethode bei elliptischen Gleichungen,

•Regularität schwacher Lösungen,

•Randwertaufgaben für Evolutionsgleichungen,

•Pseudodiﬀerentialoperatoren.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Mathematik für Physiker 1 und 2

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 15/120

112

4.7 Nichtphysikalische Fächer

Modul 1330 Partielle Diﬀerentialgleichungen (mit

part. Diﬀerentialgl. II)

M.08.105.1330

Partial diﬀerential equations (with partial

diﬀerential equations II)

Häuﬁgkeit des Angebots Jährlich

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter ist der Studiengangsbeauftragte.

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen MSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch

Modul 1340 Grundlagen der Stochastik M.08.105.1340

Fundamentals in Stochastics

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 9 LP = 270 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Einführung in

die Stochastik“ 1 P 207 h 9 LP

Vorlesung (WP) V 4 SWS

Übung (WP) Ü 2 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiche schriftliche Bearbeitung der Übungsaufgaben und mündli-

che Präsentation eigener Lösungen.

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min.) oder Klausur (120 Min.).

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Nach erfolgreichem Abschluss der Vorlesung „Einführung in die Stochastik“ sollen die Studierenden:

•theoretische und praktische Kompetenz im Umgang mit Grundlagen der Stochastik erwerben,

•die grundlegenden maßtheoriefreien, wahrscheinlichkeitstheoretischen und statistischen Begriﬀe und Konzepte

sicher verstehen um diese zur Lösung konkreter Probleme einzusetzen.

Inhalte

In der Vorlesung „Einführung in die Stochastik“ werden die folgenden grundlegenden Begriﬀe der Wahrschein-

lichkeitstheorie und Statistik behandelt:

•Wahrscheinlichkeitsräume, Kombinatorik, Zufallsvariablen, Unabhängigkeit,

•einfache Grenzwertsätze,

•Markoﬀ-Ketten,

•statistische Tests, Schätzer, Konﬁdenzintervalle.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Mathematik für Physiker 1 und 2

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 9/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jährlich

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter ist der Studiengangsbeauftragte.

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen MSc Physik

113

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 1340 Grundlagen der Stochastik M.08.105.1340

Fundamentals in Stochastics

Sonstiges Sprache: Deutsch

Modul 1350 Grundlagen der Stochastik M.08.105.1350

Fundamentals in Stochastics

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 15 LP = 450 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 2

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Einführung in

die Stochastik“ 1 P 207 h 9 LP

Vorlesung (WP) V 4 SWS

Übung (WP) Ü 2 SWS

Vorlesung „Stochastik I “ V 1 P 4 SWS 138 h 6 LP

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiche schriftliche Bearbeitung der Übungsaufgaben und mündli-

che Präsentation eigener Lösungen.

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min.) oder Klausur (120 Min.).

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Nach erfolgreichem Abschluss der Vorlesung „Einführung in die Stochastik“ sollen die Studierenden:

•theoretische und praktische Kompetenz im Umgang mit Grundlagen der Stochastik erwerben,

•die grundlegenden maßtheoriefreien, wahrscheinlichkeitstheoretischen und statistischen Begriﬀe und Konzepte

sicher verstehen um diese zur Lösung konkreter Probleme einzusetzen.

Ziel der Vorlesung Stochastik I ist die Befähigung zum sicheren Umgang mit dem systematischen maßtheoretischen

Aufbau der Wahrscheinlichkeitstheorie und den zugrundeliegenden Grenzwertsätzen.

Inhalte

In der Vorlesung „Einführung in die Stochastik“ werden die folgenden grundlegenden Begriﬀe der Wahrschein-

lichkeitstheorie und Statistik behandelt:

•Wahrscheinlichkeitsräume, Kombinatorik, Zufallsvariablen, Unabhängigkeit,

•einfache Grenzwertsätze,

•Markoﬀ-Ketten,

•statistische Tests, Schätzer, Konﬁdenzintervalle,

•Maß- und Integrationstheorie mit Ausrichtung auf die Wahrscheinlichkeitstheorie,

•Konstruktion von (Familien von) Zufallsvariablen,

•Gesetze der großen Zahl, charakteristische Funktionen, Zentraler Grenzwertsatz, bedingte Wahrscheinlichkeiten

und Erwartungswerte.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Mathematik für Physiker 1 und 2

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 15/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jährlich

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter ist der Studiengangsbeauftragte.

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen MSc Physik

114

4.7 Nichtphysikalische Fächer

Modul 1350 Grundlagen der Stochastik M.08.105.1350

Fundamentals in Stochastics

Sonstiges Sprache: Deutsch

Modul 1360 Stochastik I M.08.105.1360

Stochastics I

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 9 LP = 270 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Stochastik I“ 1 P 207 h 9 LP

Vorlesung (WP) V 4 SWS

Übung (WP) Ü 2 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiche schriftliche Bearbeitung der Übungsaufgaben und mündli-

che Präsentation eigener Lösungen.

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min.) oder Klausur (120 Min.).

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Das Ziel ist die Befähigung zum sicheren Umgang mit dem systematischen maßtheoretischen Aufbau der Wahr-

scheinlichkeitstheorie und den Grund legenden Grenzwertsätzen.

Inhalte

n der Vorlesung „Stochastik I“ werden u.a. behandelt:

•Maß- und Integrationstheorie mit Ausrichtung auf die Wahrscheinlichkeitstheorie,

•Konstruktion von (Familien von) Zufallsvariablen,

•Gesetze der großen Zahl, charakteristische Funktionen, Zentraler Grenzwertsatz,

•bedingte Wahrscheinlichkeiten und Erwartungswerte.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Grundlagen der Stochastik

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 9/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jährlich

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter ist der Studiengangsbeauftragte.

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen MSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch

Modul 1370 Stochastik I (mit Stochastik II) M.08.105.1370

Stochastics I (with Stochastics II)

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 15 LP = 450 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 2

115

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 1370 Stochastik I (mit Stochastik II) M.08.105.1370

Stochastics I (with Stochastics II)

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Stochastik I“ 1 P 207 h 9 LP

Vorlesung (WP) V 4 SWS

Übung (WP) Ü 2 SWS

Vorlesung „Stochastik II “ V 1 P 4 SWS 138 h 6 LP

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiche schriftliche Bearbeitung der Übungsaufgaben und mündli-

che Präsentation eigener Lösungen.

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min.) oder Klausur (120 Min.).

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Das Ziel ist die Befähigung zum sicheren Umgang mit dem systematischen maßtheoretischen Aufbau der Wahr-

scheinlichkeitstheorie und den Grund legenden Grenzwertsätzen. In der Vorlesung Stochastik II erhalten die Stu-

dierenden eine Problemlösungskompetenz und wesentlich vertiefte Kenntnisse in den zentralen Themenbereichen

der modernen Stochastik.

Inhalte

•Maß- und Integrationstheorie mit Ausrichtung auf die Wahrscheinlichkeitstheorie,

•Konstruktion von (Familien von) Zufallsvariablen,

•Gesetze der großen Zahl, charakteristische Funktionen, Zentraler Grenzwertsatz,

•bedingte Wahrscheinlichkeiten und Erwartungswerte.

•stochastische Prozesse

•Martingale

•Markovprozesse

•Eigenschaften der Brownschen Bewegung

•Satz vom iterierten Logarithmus

•austauschbare Verteilungen

•Invarianzprinzipien

•Einbettungssätze

•große Abeichungen

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Grundlagen der Stochastik

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 15/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jährlich

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter ist der Studiengangsbeauftragte.

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen MSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch

Modul 580 Stochastik 2 M.08.105.580

Stochastics 2

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 15 LP = 450 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 2

116

4.7 Nichtphysikalische Fächer

Modul 580 Stochastik 2 M.08.105.580

Stochastics 2

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung „Stochastik II“ V 1 P 4 SWS 120 h 6 LP

Vorlesung „Stochastik III “ V 1 P 4 SWS 120 h 6 LP

Modulprüfung 1 P 90 h 3 LP

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min.)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Problemlösungskompetenz und wesentlich vertiefte Kenntnisse in den zentralen Themenbereichen der modernen

Stochastik. Durch Spezialisierung (Vorlesung in fortgeschrittener Stochastik) wird danach in einem ausgewählten

Spezialgebiet der Weg zu eigenständigem wissenschaftlichen Arbeiten vorbereitet.

Inhalte

•stochastische Prozesse

•Martingale

•Markovprozesse

•Eigenschaften der Brownschen Bewegung

•Satz vom iterierten Logarithmus

•austauschbare Verteilungen

•Invarianzprinzipien

•Einbettungssätze

•große Abeichungen

•Auswahl u. a. aus folgenden Themen: Stochastische Analysis; Mathematische Statistik; Stochastische Prozesse.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Grundlagen der Stochastik und Stochastik I

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 15/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jährlich

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter ist der Studiengangsbeauftragte. Hauptamt-

lich

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen MSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch

117

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 1380 Grundlagen der Numerik M.08.105.1380

Basic Numerics

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 9 LP = 270 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Grundlagen der

Numerik“ 1 P 207 h 9 LP

Vorlesung (WP) V 4 SWS

Übung (WP) Ü 2 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiche schriftliche Bearbeitung der Übungsaufgaben und mündli-

che Präsentation eigener Lösungen.

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min.) oder Klausur (120 Min.).

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Studierende, die das Modul „Grundlagen der Numerik“ erfolgreich abschließen, sollen

•ein Grundverständnis zentraler Problemstellungen und Lösungstechniken der Numerischen Mathematik ent-

wickelt haben,

•in der Lage sein, die Kondition einer Problemstellung und die Stabilität eines Verfahrens zu beurteilen und

•weitergehende Erfahrungen mit der Entwicklung und Analyse numerischer Algorithmen zur Behandlung dis-

kreter Gleichungssysteme und der Funktionenapproximation gemacht haben.

Inhalte

Es werden vorwiegend

•numerische Verfahren zur Lösung linearer und nichtlinearer algebraischer Gleichungssysteme,

•Verfahren zur Integration und zur Interpolation bzw. Approximation vorgegebener Funktionen und einige

Modellierungsbeispiele behandelt bzw. vorgestellt.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Mathematik für Physiker 1 und 2

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 9/180 (BSc) bzw. 9/120 (MSc)

Häuﬁgkeit des Angebots Jährlich

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter ist der Studiengangsbeauftragte.

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen BSc Physik, MSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch

Modul 1390 Grundlagen der Numerik M.08.105.1390

Basic Numerics

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 15 LP = 450 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

118

4.7 Nichtphysikalische Fächer

Modul 1390 Grundlagen der Numerik M.08.105.1390

Basic Numerics

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Grundlagen der

Numerik“ 1 P 207 h 9 LP

Vorlesung (WP) V 4 SWS

Übung (WP) Ü 2 SWS

Vorlesung „Numerik gewöhnlicher Dif-

ferentialgleichungen“ V 1 P 4 SWS 138 h 6 LP

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiche schriftliche Bearbeitung der Übungsaufgaben und mündli-

che Präsentation eigener Lösungen.

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min.) oder Klausur (120 Min.).

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Studierende, die das Modul „Grundlagen der Numerik“ erfolgreich abschließen, sollen

•ein Grundverständnis zentraler Problemstellungen und Lösungstechniken der Numerischen Mathematik ent-

wickelt haben,

•in der Lage sein, die Kondition einer Problemstellung und die Stabilität eines Verfahrens zu beurteilen und

•weitergehende Erfahrungen mit der Entwicklung und Analyse numerischer Algorithmen zur Behandlung dis-

kreter Gleichungssysteme und der Funktionenapproximation gemacht haben.

Nach Abschluss der Vorlesung „Numerik gewöhnlicher Diﬀerenzialgleichungen“ erhalten sie die Fähigkeit zu einem

System gewöhnlicher Diﬀerentialgleichungen das adäquate numerische Lösungsverfahren auszuwählen und ggf. zu

implementieren und grundlegende Kenntnisse über die möglichen Stabilitätsprobleme sowie adaptive Steuerungs-

mechanismen.

Inhalte

Es werden vorwiegend

•numerische Verfahren zur Lösung linearer und nichtlinearer algebraischer Gleichungssysteme,

•Verfahren zur Integration und zur Interpolation bzw. Approximation vorgegebener Funktionen und einige

Modellierungsbeispiele behandelt bzw. vorgestellt und

•numerische Algorithmen zur Lösung gewöhnlicher Diﬀerentialgleichungen in Form von Anfangs- und Rand-

wertaufgaben behandelt.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Mathematik für Physiker 1 und 2

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 15/180 (BSc) bzw. 15/120 (MSc)

Häuﬁgkeit des Angebots Jährlich

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter ist der Studiengangsbeauftragte.

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen BSc Physik, MSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch

Modul 1400 Numerik von Diﬀerentialgleichungen M.08.105.1400

Numerics of diﬀerential equations

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 9 LP = 270 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

119

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 1400 Numerik von Diﬀerentialgleichungen M.08.105.1400

Numerics of diﬀerential equations

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Numerik ge-

wöhnlicher Diﬀerentialgleichungen“ 1 P 207 h 9 LP

Vorlesung (WP) V 4 SWS

Übung (WP) Ü 2 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiche schriftliche Bearbeitung der Übungsaufgaben und mündli-

che Präsentation eigener Lösungen.

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min.) oder Klausur (120 Min.).

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Nach Abschluss der optionalen Vorlesung „Numerik gewöhnlicher Diﬀerenzialgleichungen“ erhalten die Studieren-

den die Fähigkeit zu einem System gewöhnlicher Diﬀerentialgleichungen das adäquate numerische Lösungsverfah-

ren auszuwählen und ggf. zu implementieren und grundlegende Kenntnisse über die möglichen Stabilitätsprobleme

sowie adaptive Steuerungsmechanismen.

Inhalte

Die Vorlesung behandelt numerische Algorithmen zur Lösung gewöhnlicher Diﬀerentialgleichungen in Form von

Anfangs- und Randwertaufgaben.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Grundlagen der Numerik

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 9/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jährlich

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter ist der Studiengangsbeauftragte.

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen MSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch

Modul 1410 Numerik von Diﬀerentialgleichungen M.08.105.1410

Numerics of diﬀerential equations

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 15 LP = 450 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Numerik ge-

wöhnlicher Diﬀerentialgleichungen“ 1 P 207 h 9 LP

Vorlesung (WP) V 4 SWS

Übung (WP) Ü 2 SWS

Vorlesung „Numerik partieller Diﬀeren-

tialgleichungen“ V 1 P 4 SWS 138 h 6 LP

120

4.7 Nichtphysikalische Fächer

Modul 1410 Numerik von Diﬀerentialgleichungen M.08.105.1410

Numerics of diﬀerential equations

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiche schriftliche Bearbeitung der Übungsaufgaben und mündli-

che Präsentation eigener Lösungen.

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min.) oder Klausur (120 Min.).

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Nach Abschluss der optionalen Vorlesung „Numerik gewöhnlicher Diﬀerenzialgleichungen“ erhalten die Studieren-

den die Fähigkeit zu einem System gewöhnlicher Diﬀerentialgleichungen das adäquate numerische Lösungsverfah-

ren auszuwählen und ggf. zu implementieren und grundlegende Kenntnisse über die möglichen Stabilitätsprobleme

sowie adaptive Steuerungsmechanismen.

Inhalte

Die erste Vorlesung behandelt numerische Algorithmen zur Lösung gewöhnlicher Diﬀerentialgleichungen in Form

von Anfangs- und Randwertaufgaben. In der zweiten Vorlesung erlangen die Studierenden Grundlegende Verfahren

zur Lösung elliptischer und parabolischer Diﬀerentialgleichungen (ﬁnite Elemente, ﬁnite Diﬀerenzen, Zeitintegra-

tion) sowie skalarer hyperbolischer Erhaltungsgleichungen in einer Variablen (Godunov-Verfahren).

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Grundlagen der Numerik

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 15/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jährlich

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter ist der Studiengangsbeauftragte.

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen MSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch

Modul 1420 Algebra M.08.105.1420

Algebra

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 9 LP = 270 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Computeralge-

bra“ 1 P 207 h 9 LP

Vorlesung (WP) V 4 SWS

Übung (WP) Ü 2 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiche schriftliche Bearbeitung der Übungsaufgaben und mündli-

che Präsentation eigener Lösungen.

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min.) oder Klausur (120 Min.).

121

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 1420 Algebra M.08.105.1420

Algebra

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Die Studierenden erlangen ein

•Verständnis von konstruktiven und algorithmischen Methoden der Algebra und Zahlentheorie.

•sicheren Umgang mit abstrakten algebraischen Begriﬀen und

•die Befähigung Aufgaben aus der Zahlentheorie, linearen Algebra und kommutativen Algebra algorithmisch

zu lösen und erfolgreich zu implementieren.

Inhalte

Die folgenden Themen werden u.a. behandelt:

•Grundbegriﬀe der kommutativen Algebra;

•Algorithmen zur Faktorisierung ganzer Zahlen; Primzahltests

•Polynomringe in mehreren Variablen;

•Monomiale Ordnungen; Standardbasen; Buchberger Algorithmus;

•Aﬃne Varietäten, Dimension, Eliminationstheorie.

•Faktorisierungsalgorithmen von Polynome über endlichen Körpern und über den ganzen Zahlen;

•Implementierung algebraischer Algorithmen in einem spezialisierten Computeralgebrasystem wie z.B. Singular,

Macaulay2, Pari/GP.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Mathematik für Physiker

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 9/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jährlich

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter ist der Studiengangsbeauftragte.

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen MSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch

Modul 1430 Algebra M.08.105.1430

Algebra

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 15 LP = 450 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Computeralge-

bra“ 1 P 207 h 9 LP

Vorlesung (WP) V 4 SWS

Übung (WP) Ü 2 SWS

Vorlesung „Körper, Ringe, Moduln“ V 1 P 4 SWS 138 h 6 LP

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiche schriftliche Bearbeitung der Übungsaufgaben und mündli-

che Präsentation eigener Lösungen.

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min.) oder Klausur (120 Min.).

122

4.7 Nichtphysikalische Fächer

Modul 1430 Algebra M.08.105.1430

Algebra

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Die Studierenden erlangen ein

•Verständnis von konstruktiven und algorithmischen Methoden der Algebra und Zahlentheorie.

•sicheren Umgang mit abstrakten algebraischen Begriﬀen und

•die Befähigung Aufgaben aus der Zahlentheorie, linearen Algebra und kommutativen Algebra algorithmisch

zu lösen und erfolgreich zu implementieren,

•ein Verständnis von grundlegenden Methoden der Polynomalgebra und Lösungstheorie von algebraischen Glei-

chungen,

•ein solides Wissen im Bereich der abstrakten Algebra und verwandten angrenzenden Bereichen, sowie

•die Beherrschung von konstruktiven Verfahren und Computersoftware, um algorithmische Probleme in der

abstrakten Algebra zu lösen.

Inhalte

Die folgenden Themen werden u.a. behandelt:

•Grundbegriﬀe der kommutativen Algebra;

•Algorithmen zur Faktorisierung ganzer Zahlen; Primzahltests

•Polynomringe in mehreren Variablen;

•Monomiale Ordnungen; Standardbasen; Buchberger Algorithmus;

•Aﬃne Varietäten, Dimension, Eliminationstheorie.

•Faktorisierungsalgorithmen von Polynome über endlichen Körpern und über den ganzen Zahlen;

•Implementierung algebraischer Algorithmen in einem spezialisierten Computeralgebrasystem wie z.B. Singular,

Macaulay2, Pari/GP;

•Elementarteiler und Klassiﬁkation von endlich erzeugte Modulen über Hauptidealringe

•Körpererweiterungen, algebraischer Abschluß

•Abstrakte Galoistheorie

•Konstruktionen mit Zirkel und Lineal, Auﬂösbarkeit von Gleichungen

•Algorithmische Verfahren in der Galoistheorie

•ganze Ringerweiterungen, normale Ringe

•Grundbegriﬀe der kommutativen Algebra, Dimensionstheorie

•Algebraische und Transzendente Zahlen.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Mathematik für Physiker

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 15/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jährlich

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter ist der Studiengangsbeauftragte.

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen MSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch

123

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 1440 Topologie M.08.105.1440

Topology

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 9 LP = 270 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Topologie“ 1 P 207 h 9 LP

Vorlesung (WP) V 4 SWS

Übung (WP) Ü 2 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiche schriftliche Bearbeitung der Übungsaufgaben und mündli-

che Präsentation eigener Lösungen.

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min.) oder Klausur (120 Min.).

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Die Studierenden erwerben grundlegender Kenntnisse in mengentheoretischer und algebraischer Topologie, die

Befähigung zum Umgang mit kategoriellen und funktoriellen Konzepten und das Denken in universellen Kon-

struktionen und universellen Beispielen.

Inhalte

Vertiefung der Grundlagen der mengentheoretischen Topologie: Trennungs- und Kompaktheitsaxiome und ihre

Relationen. Universelle Konstruktionen: Produkte und Koprodukte, Limiten und Kolimiten. Die Fundamental-

gruppe und Überlagerungstheorie. Klassiﬁkation zweidimensionaler kompakter Mannigfaltigkeiten.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Mathematik für Physiker

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 9/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jährlich

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter ist der Studiengangsbeauftragte.

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen MSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch

124

4.7 Nichtphysikalische Fächer

Modul 1450 Topologie (mit Vorlesung „Algebraische

Kurven und Riemansche Flächen“)

M.08.105.1450

Topology (with lecture „Algebraic curves and

Riemannian surfaces“)

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 15 LP = 450 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Topologie“ 1 P 207 h 9 LP

Vorlesung (WP) V 4 SWS

Übung (WP) Ü 2 SWS

Vorlesung „Algebraische Kurven und

Riemansche Flächen“) V 1 P 4 SWS 138 h 6 LP

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiche schriftliche Bearbeitung der Übungsaufgaben und mündli-

che Präsentation eigener Lösungen.

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min.) oder Klausur (120 Min.).

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Die Studierenden erwerben grundlegender Kenntnisse in mengentheoretischer und algebraischer Topologie, die

Befähigung zum Umgang mit kategoriellen und funktoriellen Konzepten und das Denken in universellen Konstruk-

tionen und universellen Beispielen. Im Rahmen der Vorlesung Algebraische Kurven und Riemann’sche Flächen

erwerben die Studierenden

•vertiefte und erweiterte geometrische Grundkentnisse über Gerade und Kegelschnitt zu Kurven höheren Grades

•Grundkenntnissen über die geschichtliche Entwicklung der Theorie der Kurven.

•Kenntnis der einfachsten algebraischen und geometrischen Invarianten einer Kurve,

•algebraischen und geometrische Arbeitstechniken zur Bestimmung dieser Invarianten, sowie

•erste Einblicke in die tieferen Zusammenhänge zwischen algebraischen, geometrischen und funktionentheoreti-

schen Sichtweisen.

Inhalte

Vertiefung der Grundlagen der mengentheoretischen Topologie: Trennungs- und Kompaktheitsaxiome und ihre

Relationen. Universelle Konstruktionen: Produkte und Koprodukte, Limiten und Kolimiten. Die Fundamental-

gruppe und Überlagerungstheorie. Klassiﬁkation zweidimensionaler kompakter Mannigfaltigkeiten.

In der zweiten Vorlesung werden u.a. folgenden Themen behandelt:

•Klassische Beispiele ebener algebraischer Kurven

•Problem der rationalen Parametrisierbarkeit

•Elliptische Kurven

•Aﬃner Koordinatenring, Körper der rationale Funktionen,

•Singuläre und reguläre Punkte, Multiplizität, Tangenten

•Projektiver Abschluß

•Schnitt zweier Kurven, Schnittpunktmultiplizität, Satz von Bézout

•Riemannsche Fläche zu einer Kurve, Geschlecht, Satz von Zeuthen-Hurwitz

•Weierstraßsche Parametrisierung von elliptischen Kurven

•Duale Kurve und Plücker-Formeln.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Mathematik für Physiker

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 15/120

125

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 1450 Topologie (mit Vorlesung „Algebraische

Kurven und Riemansche Flächen“)

M.08.105.1450

Topology (with lecture „Algebraic curves and

Riemannian surfaces“)

Häuﬁgkeit des Angebots Jährlich

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter ist der Studiengangsbeauftragte.

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen MSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch

Modul 1460 Computeralgebra M.08.105.1460

Computer algebra

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 9 LP = 270 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Computeralge-

bra“ 1 P 207 h 9 LP

Vorlesung (WP) V 4 SWS

Übung (WP) Ü 2 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiche schriftliche Bearbeitung der Übungsaufgaben und mündli-

che Präsentation eigener Lösungen.

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min.) oder Klausur (120 Min.).

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

ie Studierenden erlangen ein

•Verständnis von konstruktiven und algorithmischen Methoden der Algebra und Zahlentheorie.

•Sicheren Umgang mit abstrakten algebraischen Begriﬀen und

•die Befähigung Aufgaben aus der Zahlentheorie, linearen Algebra und kommutativen Algebra algorithmisch

zu lösen und erfolgreich zu implementieren.

Inhalte

Die folgenden Themen werden u.a. behandelt:

•Grundbegriﬀe der kommutativen Algebra;

•Algorithmen zur Faktorisierung ganzer Zahlen; Primzahltests

•Polynomringe in mehreren Variablen;

•Monomiale Ordnungen; Standardbasen; Buchberger Algorithmus;

•Aﬃne Varietäten, Dimension, Eliminationstheorie.

•Faktorisierungsalgorithmen von Polynome über endlichen Körpern und über den ganzen Zahlen;

•Implementierung algebraischer Algorithmen in einem spezialisierten Computeralgebrasystem wie z.B. Singular,

Macaulay2, Pari/GP.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Mathematik für Physiker

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 9/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jährlich

126

4.7 Nichtphysikalische Fächer

Modul 1460 Computeralgebra M.08.105.1460

Computer algebra

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter ist der Studiengangsbeauftragte.

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen MSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch

Modul 1470 Computeralgebra (mit Zahlentheorie) M.08.105.1470

Computer algebra (with Number Theory)

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 15 LP = 450 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Computeralge-

bra“ 1 P 207 h 9 LP

Vorlesung (WP) V 4 SWS

Übung (WP) Ü 2 SWS

Vorlesung „Zahlentheorie“ V 1 P 4 SWS 138 h 6 LP

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiche schriftliche Bearbeitung der Übungsaufgaben und mündli-

che Präsentation eigener Lösungen.

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min.) oder Klausur (120 Min.).

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Die Studierenden erlangen ein

•Verständnis von konstruktiven und algorithmischen Methoden der Algebra und Zahlentheorie.

•Sicheren Umgang mit abstrakten algebraischen Begriﬀen und

•die Befähigung Aufgaben aus der Zahlentheorie, linearen Algebra und kommutativen Algebra algorithmisch

zu lösen und erfolgreich zu implementieren;

•ein tieferes Verständnis von Methoden der Zahlentheorie, die über den Stoﬀ der Elementaren Zahlentheorie

hinausgehen und

•ein sicheres Beherrschen von theoretischen Methoden aus dem Bereich der Algebraischen Zahlentheorie.

In der Praxis werden solide Kenntnisse aus der modernen algorithmischen Zahlentheorie an Hand von Beispielen

und mittels Softwaretools erworben.

127

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 1470 Computeralgebra (mit Zahlentheorie) M.08.105.1470

Computer algebra (with Number Theory)

Inhalte

Die folgenden Themen werden u.a. behandelt:

•Grundbegriﬀe der kommutativen Algebra;

•Algorithmen zur Faktorisierung ganzer Zahlen; Primzahltests

•Polynomringe in mehreren Variablen;

•Monomiale Ordnungen; Standardbasen; Buchberger Algorithmus;

•Aﬃne Varietäten, Dimension, Eliminationstheorie.

•Faktorisierungsalgorithmen von Polynome über endlichen Körpern und über den ganzen Zahlen;

•Implementierung algebraischer Algorithmen in einem spezialisierten Computeralgebrasystem wie z.B. Singular,

Macaulay2, Pari/GP,

•Kongruenzrechnung, Primitivwurzeln, Primzahltests

•Diophantische Gleichungssysteme

•Quadratische Reziprozität, Hasse Prinzip

•p–adische Zahlen und Hilbertsymbole

•Reelle Zahlen und Kettenbrüche, Pellsche Gleichung

•quadratische Zahlkörper und quadratische Formen

•Grundbegriﬀe der algebraischen Zahlentheorie

•Moderne Algorithmische Methoden in der Zahlentheorie

•Anwendungen in der Kryptographie

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Mathematik für Physiker

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 15/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jährlich

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter ist der Studiengangsbeauftragte.

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen MSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch

Modul 10050 Diﬀerentialgeometrie und Mannigfaltig-

keiten

M.08.105.10050

Diﬀerential Geometry and Manifolds

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 9 LP = 270 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Elementare Dif-

ferentialgeometrie und Mannigfaltigkei-

ten“

1 P 207 h 9 LP

Vorlesung (WP) V 4 SWS

Übung (WP) Ü 2 SWS

128

4.7 Nichtphysikalische Fächer

Modul 10050 Diﬀerentialgeometrie und Mannigfaltig-

keiten

M.08.105.10050

Diﬀerential Geometry and Manifolds

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiche schriftliche Bearbeitung der Übungsaufgaben und mündli-

che Präsentation eigener Lösungen.

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min.) oder Klausur (120 Min.).

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Verständnis und sicherer Umgang mit grundlegenden Begriﬀen der elementaren Diﬀerentialgeometrie, insbeson-

dere der Krümmungstheorie von Kurven und Flächen im Euklidischen Raum. Ferner Verständnis und sicherer

Umgang mit dem Diﬀerentialformenkalkül auf allgemeinen Mannigfaltigkeiten, Kenntnis und Beherrschung der

Integralsätze auf Mannigfaltigkeiten.

Inhalte

•Kurven und Flächen in Euklidischen Räumen

•Tangential- und Normalenvektoren, kovariante Ableitung

•Integrierbarkeitsbedingungen, Krümmungstheorie

•Grundlagen der Topologie, Mannigfaltigkeiten

•Diﬀerentialformenkalkül

•Integralsätze auf Mannigfaltigkeiten

•Satz von Gauß-Bonnet

•de Rham-Kohomologie

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Mathematik für Physiker

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 9/180 (BSc) bzw. 9/120 (MSc)

Häuﬁgkeit des Angebots Jährlich

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter ist der Studiengangsbeauftragte.

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen BSc Physik, MSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch

Modul 10040 Funktionentheorie M.08.105.10040

Function Theory

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 9 LP = 270 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Funktionentheo-

rie“ 1 P 207 h 9 LP

Vorlesung (WP) V 4 SWS

Übung (WP) Ü 2 SWS

129

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 10040 Funktionentheorie M.08.105.10040

Function Theory

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiche schriftliche Bearbeitung der Übungsaufgaben und mündli-

che Präsentation eigener Lösungen.

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min.) oder Klausur (120 Min.).

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Verständnis für grundlegende Begriﬀe und Resultate aus zwei klassischen Bereichen der Analysis. Fähigkeit zum

kompetenten Einsatz dieser Methoden bei den entsprechenden Anwendungen.

Inhalte

Holomorphe und meromorphe Funktionen, Cauchysche Integralsätze, Satz von Liouville, Residuensatz und Anwen-

dungen, Montelscher Familiensatz, Existenzsätze von Mittag-Leﬄer und Weierstraß, einige spezielle Funktionen,

z. B. die Gammafunktion, Rungescher Approximationssatz, Weierstraßsche p-Funktion, Verzweigungspunkte und

einfache Beispiele für Riemannsche Flächen.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Mathematik für Physiker

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 9/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jährlich

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter ist der Studiengangsbeauftragte.

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen MSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch

Modul 140 Zahlentheorie M.08.105.140

Number Theory

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 9 LP = 270 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Zahlentheorie“ 1 P 207 h 9 LP

Vorlesung (WP) V 4 SWS

Übung (WP) Ü 2 SWS

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiche schriftliche Bearbeitung der Übungsaufgaben und mündli-

che Präsentation eigener Lösungen.

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min.) oder Klausur (120 Min.).

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Tieferes Verständnis von Methoden der Zahlentheorie, die über den Stoﬀ der Elementaren Zahlentheorie hinaus-

gehen. Sicheres Beherrschen von theoretischen Methoden aus dem Bereich der Algebraischen Zahlentheorie. In

der Praxis werden solide Kenntnisse aus der modernen algorithmischen Zahlentheorie an Hand von Beispielen

und mittels Softwaretools erworben.

130

4.7 Nichtphysikalische Fächer

Modul 140 Zahlentheorie M.08.105.140

Number Theory

Inhalte

•Kongruenzrechnung, Primitivwurzeln, Primzahltests

•Diophantische Gleichungssysteme

•Quadratische Reziprozität, Hasse Prinzip

•P-adische Zahlen und Hilbertsymbole

•Reelle Zahlen und Kettenbrüche, Pellsche Gleichung

•Quadratische Zahlkörper und quadratische Formen

•Grundbegriﬀe der algebraischen Zahlentheorie

•Moderne Algorithmische Methoden in der Zahlentheorie

•Anwendungen in der Kryptographie

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Mathematik für Physiker

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 9/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jährlich

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter ist der Studiengangsbeauftragte.

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen MSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch

Modul 650 Vertiefungsmodul Analysis M.08.105.650

Vertiefungsmodul Analysis

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 15 LP = 450 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 2

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

a) Vorlesung „Vertiefung Analysis I“ V 1 P 4 SWS 138 h 6 LP

b) Vorlesung „Vertiefung Analysis II“ V 1 P 4 SWS 138 h 6 LP

c) Modulprüfung 90 h

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min.)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Inhalte

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 15/180 (BSc) bzw. 15/120 (MSc)

131

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 650 Vertiefungsmodul Analysis M.08.105.650

Vertiefungsmodul Analysis

Häuﬁgkeit des Angebots Jährlich

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter ist der Studiengangsbeauftragte.

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen BSc Physik, MSc Physik

Sonstiges

Sprache: Deutsch

Weitere Details: siehe Modulhandbuch der

Mathematik

Modul 560 Funktionalanalysis M.08.105.560

Functional Analysis

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 15 LP = 450 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 2

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

a) Vorlesung „Funktionalanalysis II“ V 1 P 4 SWS 138 h 6 LP

b) Vorlesung „Funktionalanalysis III“ V 1 P 4 SWS 138 h 6 LP

c) Modulprüfung 90 h

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiche schriftliche Bearbeitung der Übungsaufgaben und mündli-

che Präsentation eigener Lösungen.

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min.)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Verständnis für und Kompetenz im Umgang mit abstrakten Begriﬀen, Methoden und weiterführenden Bereichen

der Funktionalanalysis. Erfahrung mit der Einbettung konkreter Probleme in den funktionalanalytischen Begriﬀs-

rahmen und der Anwendung von entsprechenden abstrakten Methoden auf diese Probleme. Teamfähigkeit und

Kommunikationsfähigkeit, insbesondere auch über die hier behandelten mathematischen Inhalte.

Inhalte

Zu a): Dualitätstheorie von Banachräumen; Kompakte Operatoren und Fredholmoperatoren; Spektralsatz für

beschränkte selbstadjungierte Operatoren; Funktionalkalkül und holomorphe Banachraum-wertige Funktionen;

C*-Algebren und GNS-Darstellung.

Zu b): Auswahl aus folgenden Themen: Variationsrechnung; Operatoralgebren; Topologische nichtlineare Analysis;

Spektraltheorie auch für unbeschränkte Operatoren; Operatorhalbgruppen und Evolutionsgleichungen; Fourier-

operatoren, Mikrolokale Analysis, Pseudodiﬀerentialoperatoren; Topologische Algebren.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Funktionalanalysis I

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 15/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jährlich

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter ist der Studiengangsbeauftragte.

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen MSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch

132

4.7 Nichtphysikalische Fächer

133

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 625 Vertiefungsmodul Eichtheorie M.08.105.625

Vertiefungsmodul Eichtheorie

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 15 LP = 450 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 2

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

a) Vorlesung „Eichtheorie I“ V 1 P 4 SWS 138 h 6 LP

b) Vorlesung „Eichtheorie II“ V 1 P 4 SWS 138 h 6 LP

c) Modulprüfung 90 h

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min.)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Inhalte

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 15/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jährlich

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter ist der Studiengangsbeauftragte.

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen MSc Physik

Sonstiges

Sprache: Deutsch

Weitere Details: siehe Modulhandbuch der

Mathematik

134

4.7 Nichtphysikalische Fächer

Modul 070 Grundlagen der numerischen Mathema-

tik

M.08.105.070

Basic Numerics

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 12 LP = 360 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung mit Übung „Grundlagen der

Numerik“ 1 P 207 h 9 LP

Vorlesung (WP) V 4 SWS

Übung (WP) Ü 2 SWS

Praktikum zur Grundlagen der Nume-

rik Pr 1 P 2 SWS 69 h 3 LP

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiche schriftliche Bearbeitung der Übungsaufgaben und mündli-

che Präsentation eigener Lösungen.

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min.) oder Klausur (120 Min.).

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Studierende, die das Modul „Grundlagen der Numerik“ erfolgreich abschließen, sollen

•ein Grundverständnis zentraler Problemstellungen und Lösungstechniken der Numerischen Mathematik ent-

wickelt haben,

•in der Lage sein, die Kondition einer Problemstellung und die Stabilität eines Verfahrens zu beurteilen und

•weitergehende Erfahrungen mit der Entwicklung und Analyse numerischer Algorithmen zur Behandlung dis-

kreter Gleichungssysteme und der Funktionenapproximation gemacht haben.

Inhalte

Es werden vorwiegend

•numerische Verfahren zur Lösung linearer und nichtlinearer algebraischer Gleichungssysteme,

•Verfahren zur Integration und zur Interpolation bzw. Approximation vorgegebener Funktionen und einige

Modellierungsbeispiele behandelt bzw. vorgestellt.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Mathematik für Physiker 1 und 2

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 12/180

Häuﬁgkeit des Angebots Jährlich

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter ist der Studiengangsbeauftragte.

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen BSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch

Modul 540 Komplexe Diﬀerentialgeometrie M.08.105.540

Complex Diﬀerential Geometry

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 15 LP = 450 h

135

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 540 Komplexe Diﬀerentialgeometrie M.08.105.540

Complex Diﬀerential Geometry

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 2

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

a) Vorlesung „Komplexe Diﬀerential-

geometrie I“ V 1 P 4 SWS 138 h 6 LP

b) Vorlesung „Komplexe Diﬀerential-

geometrie II“ V 1 P 4 SWS 138 h 6 LP

c) Modulprüfung 90 h

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme Erfolgreiche schriftliche Bearbeitung der Übungsaufgaben und mündli-

che Präsentation eigener Lösungen.

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min.)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Erwerb von fortgeschrittenen Kenntnissen in der Theorie der Kählermannigfaltigkeiten. Sicherer Umgang mit

abstrakten Begriﬀen in den Bereichen Komplexe Analysis, Algebra und Topologie. Befähigung zur selbständigen

wissenschaftlichen Arbeit.

Inhalte

Zu a): Hodgetheorie, Theorie der Kählermannigfaltigkeiten, Kodairascher Einbettungssatz.

Zu b): Auswahl aus folgenden Themen: Komplexe Vektorbündel; Hyperkählermannigfaltigkeiten; D-Moduln; Va-

riation von gemischten Hodgestrukturen.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Algebraische Kurven und Riemannsche Flä-

chen

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 15/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jährlich

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter ist der Studiengangsbeauftragte.

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen MSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch

Modul 500 Algebraische Geometrie M.08.105.500

Algebraic Geometry

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 15 LP = 450 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 2

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung „Algebraische Geometrie I“ V 1 P 4 SWS 120 h 6 LP

Vorlesung „Algebraische Geometrie II “ V 1 P 4 SWS 120 h 6 LP

Modulprüfung 1 P 90 h 3 LP

136

4.7 Nichtphysikalische Fächer

Modul 500 Algebraische Geometrie M.08.105.500

Algebraic Geometry

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min.)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Erwerb von fortgeschrittenen Kenntnissen in einem zentralen Teilgebiet der Mathematik und mögliche Vorbe-

reitung auf die Anfertigung einer Masterarbeit. Beherrschung der Kernprinzipien der algebraischen Geometrie.

Befähigung zum Umgang mit der modernen Sprache der Schemata und Garben. In Algebraische Geometrie II

folgt eine Vertiefung in einem Spezialgebiet mit Anschluss an aktuelle Fragestellungen in der Forschung

Inhalte

•Grundbegriﬀe über aﬃne und projektive Varietäten

•Entwicklung des Schema-Begriﬀs

•Garben und Garbenkohomologie

•Divisoren, Geradenbündel, Morphismen in projektiven Räumen

•Theorie der Kurven.

•Auswahl aus folgenden Themen: Klassiﬁkation von algebraischen Flächen; Schnitttheorie; Modulraumtheorie;

Mori-Theorie.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Algebraische Kurven und Riemannsche Flä-

chen. Kenntnisse des Moduls Algebra sind

wünschenswert.

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 15/120

Häuﬁgkeit des Angebots Jährlich

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter ist der Studiengangsbeauftragte. Hauptamt-

lich

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen MSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch

137

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

4.7.5 Meteorologie

Sie ﬁnden die Beschreibung der Module in den Modulhandbüchern des BSc und MSc Meteorologie, die Sie

unter dieser URL einsehhen können:

https://www.studium.fb08.uni-mainz.de/downloadcenter-meteorologie/

138

4.7 Nichtphysikalische Fächer

4.7.6 Philosophie

Modul 061 Basismodul (historisch) - Philosophie

der Neuzeit

M.05.127.061

Basismodul (historisch) - Philosophie der

Neuzeit

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 5 LP = 150 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

a) Oberseminar: Philosophie der Neu-

zeit S 1 P 2 SWS 99 h 4 LP

Modulprüfung 1 P 30 h 1 LP

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme

Studienleistung(en)

Modulprüfung Hausarbeit (8-10 Seiten) oder Referat (+ Ausarbeitung 5 Seiten) oder

Klausur (90 Min.) oder mündl. Prüfung (20 Min.) in a)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Die Studierenden

•verfügen über breites philosophie-historisches Basiswissen und sind mit den wichtigsten Begriﬀen und Positio-

nen der von ihnen untersuchten philosophie-geschichtlichen Epochen vertraut.

•haben Erkenntnisse über die geistesgeschichtlichen Grundlagen philosophie-geschichtlicher Entwicklungen ge-

wonnen und Einblick in die historische Bedingtheit philosophischer Disziplinen und Positionen erhalten.

•sind in der Lage, bei der Analyse von Schlüsseltexten der europäischen Philosophiegeschichte hermeneutische,

textkritische und logisch-analytische Methoden anzuwenden, zwischen historischen und systematischen Fra-

gestellungen zu diﬀerenzieren, sowie komplexe geistesgeschichtliche Zusammenhänge zu erfassen, distanziert

darzustellen und kritisch zu hinterfragen.

•verfügen über die Fähigkeit zu Analyse, Interpretation und Kritik von philosophischen Schlüsseltexten der

Antike, des Mittelalters und der Neuzeit

•sowie über die Fähigkeit zur Kontextualisierung und Aktualisierung epochenspeziﬁscher philosophischer Pro-

bleme.

•Stärkung der Methodenkompetenz.

Inhalte

Intensive Beschäftigung mit grundlegenden Fragen und Positionen der Geschichte der Philosophie. Besuch von

Veranstaltungen aus der Philosophie der Neuzeit.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 5/120

Häuﬁgkeit des Angebots jedes Semester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Univ.-Prof. Dr. Heiner F. Klemme Haupt-

amtliche

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen MSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch

139

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 063 Aufbaumodul (historisch) - Philosophie

der Neuzeit

M.05.127.063

Aufbaumodul (historisch) - Philosophie der

Neuzeit

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 5 LP = 150 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

a) Oberseminar: Philosophie der Neu-

zeit S 2 P 2 SWS 99 h 4 LP

Modulprüfung 2 P 30 h 1 LP

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme

Studienleistung(en)

Modulprüfung Hausarbeit (8-10 Seiten) oder Referat (+ Ausarbeitung 5 Seiten) oder

Klausur (90 Min.) oder mündl. Prüfung (20 Min.) in a)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Die Studierenden

•haben die im historischen Basismodul erworbenen Erkenntnisse und Kompetenzen gefestigt und ausgebaut.

•verfügen über fundiertes Wissen über die wichtigsten Themen, Positionen, Methoden und Argumentationswei-

sen innerhalb der von ihnen bearbeiteten Epochen der Philosophie, sowie über deren Wirkungsgeschichte.

•verstehen es, die ihnen vermittelten Methoden der Philosophiegeschichte (z.B. Ideengeschichte, Begriﬀsge-

schichte, Rezeptionsgeschichte etc.) sicher für das Verständnis fremder Texte und für problemorientierte Fra-

gestellungen fruchtbar zu machen und interdisziplinäre Fragestellungen zu entwickeln.

•haben ihre Fähigkeit zur Analyse, Interpretation und Kritik von philosophischen Schlüsseltexten der Anti-

ke, des Mittelalters und der Neuzeit, sowie zur Kontextualisierung und Aktualisierung epochenspeziﬁscher

philosophischer Probleme verbessert.

•sind befähigt, oﬀene Forschungsfragen und -ansätze zu identiﬁzieren und ihr begründetes Urteil in mündlicher

wie schriftlicher Form auszudrücken.

•Stärkung diskursiver Fähigkeiten.

Inhalte

Vertiefende Beschäftigung mit Fragen und Positionen der Geschichte der Philosophie. Besuch von Veranstaltungen

aus der Philosophie der Neuzeit.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 5/120

Häuﬁgkeit des Angebots jedes Semester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Univ.-Prof. Dr. Heiner F. Klemme Haupt-

amtliche

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen MSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch

140

4.7 Nichtphysikalische Fächer

Modul 065 Vertiefungsmodul (historisch) - Philoso-

phie der Neuzeit

M.05.127.065

Vertiefungsmodul (historisch) - Philosophie

der Neuzeit

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul P

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 5 LP = 150 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 1

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

a) Oberseminar: Philosophie der Neu-

zeit S 3 P 2 SWS 99 h 4 LP

Modulprüfung 3 P 30 h 1 LP

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme

Studienleistung(en)

Modulprüfung Hausarbeit (8-10 Seiten) oder Referat (+ Ausarbeitung 5 Seiten) oder

Klausur (90 Min.) oder mündl. Prüfung (20 Min.) in a)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

•Forschungsorientierte Vertiefung des historischen und methodischen Wissens und seiner Relevanz für die sys-

tematische Philosophie

•Präzisierung und Ausarbeitung eines eigenen Projekts

•Fähigkeit zur eigenen Positionierung innerhalb von Forschungszusammenhängen -und traditionen

•Fähigkeit zur Partizipation an Forschungsdebatten in Wort und Schrift

•Kenntnis von verschiedenen Forschungsprojekten und Auseinandersetzung mit diesen aus einem Forschungs-

schwerpunkt

•Einblick in die Divergenz von Forschungsansätzen und deren Bewertung

•Überblick über die Forschungslandschaft

•Anregung selbstständiger Informationsbeschaﬀung und eigener Forschungsfragen

•Stärkung interdisziplinärer Kompetenzen im selbstgewählten Forschungsschwerpunk

Inhalte

Forschungsorientierte Beschäftigung mit Fragen und Positionen der Geschichte der Philosophie. Partizipation an

Forschungsprojekten des Arbeitsbereiches. Besuch von Veranstaltungen aus der Philosophie der Neuzeit.

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 5/120

Häuﬁgkeit des Angebots jedes Semester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Univ.-Prof. Dr. Heiner F. Klemme Haupt-

amtliche

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen MSc Physik

Sonstiges Sprache: Deutsch

141

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

4.7.7 Wirtschaftswissenschaften

Im Rahmen des Nebenfachs Wirtschaftswissenschaften kann einer der vier Bereiche „Accounting and Fi-

nance“, „Management“, „EDS&BEST (Eco Data Science and Behav Strategy)“ und „IEPP (Int Econ and

Pub Policy)“ gewählt werden. In jedem Bereich sind zwei Module erfolgreich abzuschliessen.

•Bereich 1: „Accounting and Finance“

–Banken

–Controlling

–Corporate Finance

–Corporate Governance und Wirtschaftsprüfung

–Micro Econometrics

–Praxis der Corporate Governance

–Praxis der Wirtschaftsprüfung

–Rechnungslegung nach HGB

–Rechnungslegung nach IFRS

–Steuern

–Zeitreihenanalyse

•Bereich 2: „Management“

–Digital Marketing

–Entrepreneurship

–Firm Strategies and Managerial Economics

–Logistikmanagement

–Micro Econometrics

–Strategisches Management

–Zeitreihenanalyse

•Bereich 3: „EDS&BEST (Eco Data Science and Behav Strategy)“

–Behavioral Economic Theory

–Behavioral Microeconomics

–Behavioral Public Finance

–Entrepreneurship

–Micro Econometrics

•Bereich 4: „IEPP (Int Econ and Pub Policy)& Operations“

–Economic Growth and Global Warming

–Economics of Cities and Regions

–Exchange Rates and International Capital Markets

–Intermediate Public Economics

–International Trade: Theory and Policy

–Micro Econometrics

–Umweltökonomik

–Zeitreihenanalyse

142

4.8 Fachübergreifende Lehrveranstaltungen

Modul 130 Geschichte der Naturwissenschaften I 08.275.130

History of Natural Science I

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul W

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 3 LP = 90 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 2

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung: Geschichte der Naturwissen-

schaft I V 1 P 2 SWS 69 h 3 LP

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Die Studierenden werden mit grundlegende Arbeitstechniken, wie das Auﬃndung von Quellen, Quellenkritik und

Quelleninterpretation und dem selbstständigen und kritischen Umgang mit wissenschaftlichen Publikationen ver-

traut gemacht.

Dabei erhalten die Studierenden Grundkenntnissen der Geschichte der Naturwissenschaften als Entwicklungs-

und Problemgeschichte, ein Verständnis der komplexen Wechselbeziehungen zwischen Kultur, Technik, Naturwis-

senschaften und Politik und werden für die ethischen Implikationen naturwissenschaftlicher Wissensproduktion

sensibilisiert.

Inhalte

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 3/180 (BSc) bzw. 3/120 (MSc)

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Semester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. Sauer

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen BSc. Physik, MSc Physik

Sonstiges

Sprache: Deutsch (eventuell Englisch)

Diese Veranstaltung kann als fachübergrei-

fende Veranstaltung eingesetzt werden.

143

4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen

Modul 140 Geschichte der Naturwissenschaften II 08.275.140

History of Natural Science II

Pﬂicht- oder Wahlpﬂichtmodul W

Leistungspunkte (LP) und

Arbeitsaufwand (workload) 3 LP = 90 h

Moduldauer

(laut Studienverlaufsplan) 2

Lehrveranstaltungen/

Lernformen Art

Regelsemester

bei Studienbeginn

WiSe (SoSe)

Verpﬂich-

tungsgrad

Kontakt-

zeit(SWS)

Selbst-

studium

Leistungs-

punkte

Vorlesung: Geschichte der Naturwissen-

schaft II V 1 P 2 SWS 69 h 3 LP

Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:

Anwesenheit

Aktive Teilnahme

Studienleistung(en)

Modulprüfung Mündliche Prüfung (20-30 Min)

Qualiﬁkationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen

Die Studierenden werden mit grundlegende Arbeitstechniken, wie das Auﬃndung von Quellen, Quellenkritik und

Quelleninterpretation und dem selbstständigen und kritischen Umgang mit wissenschaftlichen Publikationen ver-

traut gemacht.

Dabei erhalten die Studierenden Grundkenntnissen der Geschichte der Naturwissenschaften als Entwicklungs-

und Problemgeschichte, ein Verständnis der komplexen Wechselbeziehungen zwischen Kultur, Technik, Naturwis-

senschaften und Politik und werden für die ethischen Implikationen naturwissenschaftlicher Wissensproduktion

sensibilisiert.

Inhalte

Zugangsvoraussetzungen

Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul

bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls

Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch

Prüfungssprache Deutsch oder Englisch

Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 3/180 (BSc) bzw. 3/120 (MSc)

Häuﬁgkeit des Angebots Jedes Semester

Begründung der Anwesenheitspﬂicht Veranstaltungen

Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. Sauer

Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen BSc. Physik, MSc Physik

Sonstiges

Sprache: Deutsch (eventuell Englisch)

Diese Veranstaltung kann als fachübergrei-

fende Veranstaltung eingesetzt werden.

144