Sommersemester 2025

1300012205
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Preparation and presentation of an advanced topic in stellar dynamics. During each lecture, at least one talk on a specific research field is given and actively discussed by
all course participants.

Selected topics in stellar dynamics of galaxies and stellar clusters. The list of topics for this year is the following.

- Dynamics of black holes in star clusters
- Hierarchical mergers of black holes in star clusters
- Dynamical formation of blue straggler stars
- Globular cluster dynamics
- The vertical phase-spiral observed by Gaia in the Milky Way
- Orbital resonances 1: radial migration
- Orbital resonances 2: perturbation theory and orbital structure near resonances
- Using the Jeans equations in the Milky Way
- Supermassive black-hole binaries and mergers

1300062202
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1300100400
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For further details on available courses see https://www.physi.uni-heidelberg.de/~marks/studierendentage/

1300111241
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Hier handelt es sich um ein Bachelor-Pflichtseminar.

*Anmeldung ist möglich ab dem  01.03.2024*

Das Seminar wird wie folgt verlaufen:

Zu Beginn des Semesters verteilen wir die Themen.
  - Am ersten Termin nach der Themenvergabe gebe ich eine Einführung in das Thema "Vorträge halten"
  - Vier Wochen vor Ihrem Vortrag versorge ich Sie mit Material
  - Eine Woche vor dem Vortrag gibt es eine Vorbesprechung (per Email oder Videokonferenz)
  - Der Vortrag wird dann in Präsenz gehalten
  - Zu Ihrem Vortrag gehört ein zweiseitiges Handout, dass an die Zuhörer verteilt wird
  - Bewertet werden der Vortrag, die Fragerunde und das Handout
  - Es wird erwartet, dass Sie sich auch als Zuhörer mit Fragen zum Vortrag beteiligen - werden keine Fragen gestellt, stelle ich Fragen an die Zuhörer

Bitte registrieren Sie sich bei Moodle und der Übungsgruppenverwaltung

Themen des Seminars:

    Methoden: Bodengebundene CR-Beobachtung
    Methoden: Satelliten CR-Beobachtung
    Methoden: Das IceCUBE-Teleskop
    Quellen: Die Sonne
    Quellen: Supernova Überreste
    Quellen: Pulsare
    Quellen: Aktive Galaxienkerne
    Beobachtung: Spektrum der kosmischen Strahlung
    Beobachtung: Cosmic ray clocks
    Beobachtung: Greisen-Zatsepin-Kuzmin Cutoff
    Beobachtung: Solare Modulation
    Beobachtung: Neutrinospektrum
    Beobachtung: Kosmische Strahlung und Magnetfeld
    Theorie: Fokker-Planck-Gleichung
    Theorie: Fermi-Beschleunigung
    Theorie: Rekonnektion
    Exotik: Dunkle Materie Annihilation
    Exotik: Positron-Anomalie

1300112206
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1300112207
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Lehrinhalt

This seminar is part of the master module MVAstro3 (Galactic and Extragalactic Astronomy).  It supplements the lecture contents.  It is usually being held as a block event on three or four afternoons chosen in the course; typically on Saturdays.

1300112311
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1300112312
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1300112314
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1300112315
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1300112316
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Lehrziel

This seminar aims to give insights into key characteristics of astrophysical sources seen at high energy, including both, recent experimental results and theoretical concepts. A specific focus will be given to extragalactic sources (AGNs).

1300112317
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1300112318
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Lehrinhalt

Research Seminar: topics from the research group

1300112320
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1300112321
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1300112322
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1300112323
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1300112324
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1300112325
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1300112326
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1300112327
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1300112329
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Gravitational Lensing: talks and discussions on current papers on the gravitational lensing effect and its applications to astronomical problems

1300112330
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1300112331
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1300112332
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1300112333
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1300112334
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1300112335
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1300112336
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1300112337
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1300112338
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1300112339
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1300112340
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1300112349
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1300112353
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1300112358
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1300112370
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1300115201
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1300115307
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1300116020
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1300121118
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Motivation

Entscheidende Experimente legten die Grundlagen der Quantenphysik und geben weiterhin Impulse für ihre Weiterentwicklung. Intensive Forschung auf dem Gebiet der Quantenstruktur und -dynamik ermöglicht es immer noch, die Grenzen der bekannten Physik durch überschaubare Experimente zu erweitern.

Die in der modernen Atomphysik realisierbare Präparation exquisit isolierter Quantensysteme sowie die unübertroffene Genauigkeit ihrer Messmethoden erlauben auch die Suche nach Physik jenseits der Standardmodelle; daraus entstandene Quantensensoren sind zu unverzichtbaren Werkzeugen der Physik und der allgemeinen Wissenschaft geworden.

Das Seminar soll einen Überblick über Präzisionsexperimente mit atomaren Systemen und ihre aktuellen Anwendungen auf fundamentale Fragen der Physik geben.

Themenvorschläge an die Betreuer sind willkommen. Beispiele für mögliche Themen sind:

Wasserstoffatom: Bohrmodel, Lamb-Verschiebung, Protonenradius
Atomstrahlen, Atomfallen, Laserkühlung
Atomuhren, Frequenzmetrologie und Suche nach neuer Physik
Elektronen, Protonen und Antimaterie in Ionen- und Atomfallen
Tests der Quantenelektrodynamik mit Penningfalle
Kernmassenbestimmungen für die Bestimmung der Neutrinomasse
Beschleuniger und Speicherringe in der Atom- und Molekülphysik
Studien der Paritätsverletzung in Kernzerfällen und in atomaren Systemen
Ionenfallen: Quantisierung der Bewegung, Verschränkung, quantum computing
Quantentests zu Naturkonstanten, Lorentzinvarianz, Dunkler Materie und neuen Teilchen Bose-Einstein-Kondensation und Quantenstatistik
Materiewellen: vom ersten Nachweis zur modernen Atominterferometrie
Rydberg-Atome als Testsystem für fundamentale Physik
Ultrakurzpulslaser und Quantendynamik: von der Nano- zur Femtosekunden-Zeitskala
Erzeugung von hohen Harmonischen und Attosekundenpulsen
Zeitaufgelöste Messung der Elektronendynamik in Atomen und Molekülen
Physik von Freie-Elektronen-Lasern
Röntgenspektroskopie von astrophysikalischen Plasmen mit hochgeladenen Ionen
Kernmagnetische Resonanz und Magnetometrie mit Atomen
Der Hanbury-Brown-Twiss-Effekt
Der Aharonov-Bohm Effekt: Experimente ohne Störung des Quantenzustands
Erster Seminartermin: 17.04.2025

Zeit: wöchentlich,

Do. 16:00 bis 18:00; Ort: INF 227 / SR 02.402

Co-Dozenten: Klaus Blaum, José R. Crespo López-Urrutia

Anmerkungen

- Die Seminarvorträge (Deutsch oder Englisch) werden in der Regel 35 Minuten plus Diskussion dauern.

- Eine regelmäßige Teilnahme (>80%) und die Abhaltung eines Vortrags sind Voraussetzung für das erfolgreiche Bestehen des Kurses (PSEM, 2LP).

- Ein zusätzlicher LP (UKS2) wird für die Vorbereitung einer schriftlichen Ausarbeitung des Vortrags mit Folien und inhaltlichen Angaben vergeben werden. 

- Die Benotung der Lehrveranstaltung wird sowohl die Vortragsvorbereitung und -durchführung als auch die aktive Teilnahme an den Diskussionen berücksichtigen. 

- Vier Wochen vor dem jeweiligen Termin wird von den Betreuern (crespojr@mpi-hd.mpg.de, klaus.blaum@mpi-hd.mpg.de) die für die Vorbereitung des Vortrags notwendige Literatur geschickt. Eine erste gemeinsame Durchsicht des Vortrags mit dem Betreuer soll während der Vorbereitungsphase etwa zwei Wochen vor dem Vortrag stattfinden.

- Nach Bedarf werden ein bis zwei Vorträge pro Seminartermin angesetzt werden.

1300121127
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1300121128
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In this seminar, we will cover basics concepts and themes of quantum mechanics through the discussion of historical as well as modern experiments. The topics will be inspired by a selection of problems discussed in the book "The Quantum Mechanics Solver" by Jean-Louis Badevant and Jean Dalibard. Besides the book mentioned above, research literature will be suggested for a different and/or deeper look at the topics. 

For each topic, one student will be responsible for studying and understanding it, and then presenting it to the seminar participants in a 20-minute talk. Prior to the presentation, two or three individual meetings will be scheduled with the lecturer to discuss the topics, the material to be presented and the structure of the presentation. After the presentation there will be a 20-minute discussion and exchange on the topics in which all students will participate.  After the presentation, each student must submit a short summary of their topic based on the slides they presented.

1300122303
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1300122306
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1300122312
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1300122316
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1300122330
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This seminar is strongly research-oriented and brings current research into the Masters course. The idea for the seminar has its roots in a new research project in Heidelberg that started in autumn 2024 and deals with remote sensing using Dual Frequency Comb Spectroscopy (DCS). The project is a collaboration between the Institute for Environmental Physics (IUP), the Kirchhoff-Institute for Physics (KIP) and the Max Planck Institute for Nuclear Physics (MPIK).
 
In this seminar we will discuss different modern spectroscopic methods that are used in environmental physics as well as in fundamental physics. The aim is to provide a basis for our next research steps in the application of the DCS method to other research directions.

As possible topics (not necessarily in chronological order) we have identified (new can be added): 
1)	Fourier Transform Spectroscopy (FTIR)
2)	Laser Systems and light sources
3)	Frequency Combs
4)	Dual-Frequency Comb Spectroscopy (DCS)
5)	Frequency Modulation Spectroscopy
6)	Cavity Ring Down Spectroscopy (CRDS)
7)	Coherent Spectroscopy (time standard)
8)	Precise Test of QED (hydrogen spectroscopy)
9)	Heterodyne Spectroscopy and Radiometry
10)	Extending Spectral Ranges with Nonlinear Optics

Lehrziel

Get involved in modern experimental physics in the field of spectroscopy and its application to fundamental and environmental physics.

1300122331
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Modern experiments have realised an extraordinary degree of control of isolated quantum systems. With a variety of experimental platforms, including photons, ions and neutral atoms it becomes possible to address the fundamental laws that govern quantum mechanics. A large toolbox has emerged that allows tackling different topics from high precision test of fundamental theories using single particles to quantum sensing and quantum simulation on few and many-body systems, up to the synthesisation of states of matter with a topologically nontrivial character. 
 
In this seminar we will discuss key experiments in this field. Each student will give a 30min presentation on one of the topics offered. The preparation of this presentation will include 2-3 meetings with the respective tutor to discuss the physics as well as the structure of the talk. Special emphasis should be devoted to the clarity of the experimental claims and techniques. After the presentation, a one-page summary should be provided. Further, it is expected that the students attend all presentations and participate with active feedback and questions. 

The seminar takes place on Fridays from 11:15 to 13:00. In the first seminar date (25/04/2024), we will give an introduction and each student will choose a topic. The topics will be announced after when the seminar is open for registration.

Lehrziel

See the description above.

1300122332
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1300122335
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1300125302
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1300125304
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1300125305
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1300125308
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1300125333
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1300125334
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1300125336
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1300131211
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Lehrinhalt

in addition to the contents of the module handbook: 
- the seminar will focus on a specific field
- for each topic in this field, one or more current research papers are available over moodle
- there will be a discussion of the contents of these papers (preparation phase)
- there will be a test presentation
- and finally a presentation in front of the audience

Lehrziel

see module handbook

1300132045
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Lehrinhalt

Overview talks regarding current status of research and specialized talks concerning advanced topics.

Summer semester: Radiation oncology

For more information, please see:
https://medphysrad-teaching.dkfz.de/mp2_sem.html

1300132046
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1300132214
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1300132223
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Lehrinhalt

27.02.2025
Registration via the following link:
https://medphysrad-teaching.dkfz.de/seminar_so.html
(all relevant information can be found there)

REGISTRATION in heiCO is NOT SUFFICIENT to secure a place in the seminar !

Kontakt:
T.Kuder@dkfz.de
Leif.Schroeder@dkfz.de

1300135324
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1300135325
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1300135356
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Lehrinhalt

Advanced seminar: This seminar will discuss the status of current research projects at the DKFZ regarding the development of medical imaging (especially MRI, CT, hyperpolarization, PET).

Additional information: https://medphysrad-teaching.dkfz.de/abteilungsseminar.html

1300142205
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Lehrinhalt

Introduction, final decision to participate in this seminar, and assignment of topics will be done during the first seminar session. 

Selected topics can be discussed and assigned earlier upon request.

Typical topics are:
- Probing Magnons by Electron Spin Resonance Studies
- 1D Quantum Spin Systems
- Quantum Spin Liquids in Magnetically Frustrated 2D Materials
- Cathode Materials for Lithium-ion Batteries: Relevance of the Electronic Structure
...

1300145303
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1300145304
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Lehrinhalt

Current topics on electronically correlated systems, quantum magnets and battery materials.

1300145308
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1300145310
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1300145312
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1300145313
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1300145315
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1300145316
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1300152011
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1300152012
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Lehrinhalt

Zielgruppe: Bachelor und  Master- Absolventen sowie Promovierende

1300152013
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1300152014
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1300152015
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1300152016
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1300152017
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1300152018
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1300152019
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1300152201
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Lehrinhalt

Vorträge zu zahlreichen klassischen Themen der Isotopenmethoden in der Umweltphysik, einschließlich des Wasserkreislaufs, des Kohlenstoffkreislaufs und auch der Forensik. Die Themenbereiche umfassen den Transport und die Fraktionierung von Wasser- und Kohlenstoffisotopen in der Atmosphäre, im Ozean und in der Biosphäre, und wir schließen die Verwendung von Radiokohlenstoff als Umwelt-Tracer ein.

Termin/Vortragsthema/Betreuer:in
18.04.25	Karfreitag frei	
25.04.25	Einführung, Vorbesprechung	
02.05.25	Einlesen	
09.05.25	(1) Isotopentrenneffekte 	NF
16.05.25	(2) Messmethoden  Massenspektrometrie/ (3) Messmethoden CRDS	NF+MS
23.05.25	(4) Der globale Wasserkreislauf 	MS
30.05.25	(5)Kohlenstoffkreislauf   Atmosphäre (Stabile Isotope 13C, 18O)	MS
06.06.25	(6)Der globale Methan Kreislauf 	MS
13.06.25	(7) Radiokohlenstoff (14C) in der Atmosphäre / (8) 14C im Ozean	MS/NF
20.06.25	fällt aus	
27.06.25	(9) Klimarekonstruktion anhand von Eisbohrkernen 	NF
04.07.25	(10) Seltene Isotopologe in Klimaarchiven	NF
11.07.25	(11) Isotope in der Forensik	MS
18.07.25	fällt aus (50 Jahre Umweltphysik)

Lehrziel

Ein wissenschaftliches Grundlagenthema der Umweltpysik kompetent erarbeiten und mit freier Rede präsentieren und den Sachverhalt fundiert diskutieren können. Die Nützlichkeit von Isotopensystemen zur Quantifizierung von Stoffkreisläufen und Stoffflüssen erlernen.

1300152202
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Lehrinhalt

•  Preparation and presentation of an advanced topic in experimental or theoretical physics or another physics related area; during the seminar about 12 talks on a specific research field are given and actively discussed by all course participants.  
• Beside the oral presentation of the research topic also is write-up of the presented talk is required.

Lehrziel

After completion of this module, the student can describe the intentions and difficulties of modern research in physics or another physics related area. The student can handle modern literature and can extract information from present-day physics publications.

1300152303
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In this seminar we select a number of recent science advances in environmental physics and associated subjects. Talks are prepared about these subject in small groups and presentations are followed by discussions about all scientific writting and sometimes political aspects of the discussed science advances.

Lehrziel

Learn to understand the advances made through scientific discoveries and their limits as well as the way of scientific writting and its subsequent possible implications in the society.

1300152304
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1300154101
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Lehrinhalt

Reduktion der fachwissenschaftlichen Kenntnisse auf den gymnasialen Physikunterricht 
Schwierigkeiten und Lösungen der Vermittlung
didaktische Prinzipien
Methoden und Konzepte 
Ausarbeitung konkreter Unterrichtsstunden für die Mittelstufe und deren Präsentation

Lehrziel

Erster Kontakt zur Schulpraxis, Planung von Unterrichtsstunden, Vorbereitung auf das  Schulpraxissemester

1300154102
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Lehrinhalt

Reduktion der fachwissenschaftlichen Kenntnisse auf den gymnasialen Physikunterricht 
Vorbereitung auf das Referendariat nach dem 1. Staatsexamen
ausgewählte Inhalte auch aus der Perspektive des Lernenden 
Schwierigkeiten und Lösungen der Vermittlung
didaktische Prinzipien
Methoden und Konzepte

Lehrziel

Grundlagen der Fachdidaktik für das gymnasiale Lehramt

1300161164
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Lehrinhalt

In diesem Seminar wollen wir Schlüsselexperimente besprechen, die unser heutiges Bild der Elementarteilchenphysik und insbesondere das Standardmodell der Elementarteilchlchenphysik geprägt haben. Die Experimente reichen von der Entdeckung des Myon-Neutrinos bis zur Entdeckung des Higgs-Bosons durch die ATLAS und CMS Kollaborationen in 2012 und die aktuellen Messungen zur Bestimmung der Neutrino-Masse durch die KATRIN-Kollaboration aus dem Jahr 2021.

Themen: Die Entdeckung des Myon-Neutrinos, 
Entdeckung der Kernspaltung,  Die Entdeckung des J/psi und Quarkonium Spektroskopie, Die Helizität des Neutrinos: das Goldhaber Experiment, Entdeckung der CP-Verletzung im Kaon-System, Entdeckung der Gluonen, Entdeckung der elektroschwachen Eichbosonen, Solare Neutrinos und SNO, Messung von (g-2) des Myons, Bestimmung der Übergangstemperatur zum Quark-Gluon-Plasma, Entdeckung des Higgs-Bosons, Bestimmung der Neutrino-Masse

1300161170
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1300161182
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1300161192
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1300161194
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1300162203
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Astronomical and cosmological observations require the existence of dark matter in our universe. Today, Dark Matter is generally thought to have particle nature, where the dark matter particles have relatively long lifetimes, interact gravitationally and, possibly, also via the weak interaction.

In the Standard Model of particle physics, only neutrinos have the correct properties, but, due to their small mass, neutrinos can only account for a small fraction of the observed Dark Matter in our universe. In extended versions of the standard model sterile neutrinos, in particular keV-sterile neutrinos can contribute as warm dark matter candidates.

Light supersymmetric particles are an example for weakly interacting massive particles (WIMPs) which are candidates for cold darm matter. Other viable dark matter candidates are axions, which have been introduced to solve the strong CP-problem of QCD, or axion-like particles.

The seminar will address the astrophysical and cosmological evidences which led to the postulation of dark matter. It will discuss the most prominent dark matter candidates and the different direct and indirect methods to search for their existence. Particular emphasis is put on the determination of neutrino masses, the search for sterile neutrinos, WIMPS and axions.

1300162204
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1300162206
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Lehrinhalt

Lectures are accompanied by interactive and hands-on practice sessions on different aspects of theoretical and experimental research of QGP physics. See the course website for details.

1300165303
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1300165305
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1300165326
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1300165329
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1300165335
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1300165336
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1300165337
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1300165338
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1300165339
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1300165340
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1300165359
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1300165360
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1300165361
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1300165363
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1300165365
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1300165366
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1300165379
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1300165402
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1300170003
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1300170004
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1300170005
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1300170006
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1300170008
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1300170010
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1300170011
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1300170012
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1300170014
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Lehrinhalt

Seminar of the Schwarz group, discusses current and advanced topics of theoretical biophysics.

1300170015
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1300170016
Zu dieser LV existiert kein Anmeldeverfahren

1300170017
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1300170018
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Lehrinhalt

Selected research topics in quantum field theory with applications to particle physics/early universe cosmology and experiments with ultracold quantum gases

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1300170022
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1300170023
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1300170024
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1300170025
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Lehrinhalt

The working group on PT symmetry meets to read current papers on the topic. Anyone can suggest a paper, which is then read and discussed, especially in view of current research in the group. The meeting takes place online.

Lehrziel

Deepening knowledge in non-Hermitian systems. Competence in analysis of scientific literature.

1300170026
Zu dieser LV existiert kein Anmeldeverfahren

1300170028
Zu dieser LV existiert kein Anmeldeverfahren

1300170029
Zu dieser LV existiert kein Anmeldeverfahren

1300170030
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1300170031
Zu dieser LV existiert kein Anmeldeverfahren

1300170033
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Lehrinhalt

Research topics in Relativistic heavy-ion collisions, Bose-Einstein condensate formation in ultracold atoms, Thermalization in the early universe

1300170034
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Lehrinhalt

Meet&Mingle@ISOQUANT meetings are a networking and mentoring platform for FLINTA* students in physics addressing 3 main objectives:
(1) getting to know the working groups within the Collaborative Research Centre 1225 IsoQuant & the faculty of Physics
(2) find possible topics and supervisors for bachelor, master or PhD thesis
(3) discuss & exchange about general topics related to university / career & family planning / work-life balance/ etc.
Everyone is welcome!

Dates & Times

immer mittwochs
17.04.    Physikalisches Institut, INF 226, Seminarbox 1. OG, 17:00-18:30
24.04.    Physikalisches Institut, INF 226, Seminarbox 1. OG, 17:00-18:30
15.05.    Physikalisches Institut, INF 226, Goldene Box, 17:00 - 18:30
12.06.    Physikalisches Institut, INF 226, Goldene Box, 17:00 - 18:30
03.07.    Physikalisches Institut, INF 226, Goldene Box, 17:00 - 18:30

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Lehrinhalt

Please register at https://www.quanty.org/workshop/heidelberg/september_2024

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Lehrinhalt

In Ergänzung zur Vorlesung sollen fortgeschrittenere oder aus Zeitgründen nicht besprochene Themen aus der Elektrodynamik behandelt werden.

Lehrziel

Vertiefung der Kenntnisse der Elektrodynamik, Erlernen des wissenschaftlichen Vortragens und der wissenschaftlichen Diskussion.

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Vergabe der Themen erfolgt kurzfristig nach der Anmeldung. Bitte kontaktieren
Sie mich so früh wie möglich. Änderungen bei den Themen sind möglich, wenn Sie eigene Vorschläge haben, die in den Rahmen passen, melden Sie sich bitte.

Jeder Vortrag sollte von zwei Vortragenden gehalten werden.

29.4.2025 Vorbesprechung

Themen:

Nichtlineare Dynamik:
1. Einführung, einfache Modelle, Grenzyklen, Bifurkation
2. Hopfbifurkation, Seltsame Attraktoren, Chaos
3. Ortsabhängige Systeme, Turing-Instabilität, Musterbildung

Stochastische Dynamik
4. Modelle und einfache Systeme
5. Stochastische Resonanz
6. Rauschinduzierter Transport

Kontinuumsmechanik
7. Überblick zu Elastizitätstheorie, Hydrodynamik
8. Euler-Gleichungen, Navier-Stokes Gleichungen, Potential- und Wirbelströmung

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1300171301
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Phase transitions and critical phenomena; Topological phase transitions; Ising model;
Boltzmann equation and H-theorem; Master equation, Markovian and non-Markovian processes; Langevin- and Fokker-Planck equation; Nonlinear boson diffusion equation;
Time-dependent Bose-Einstein condensate formation in ultracold bosonic atoms; Thermalization of gluons in relativistic collisions; Partial thermalization of recombination photons in the early universe; Pattern formation and self-organization in nature; Physical basis for the direction of time

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Biological cells have remarkable abilities to respond to changes in their environment. This seminar focuses on signal reception and processing from a mathematical and physical perspective. With the help of common biological model systems we will analyze qualitatively and quantitatively how cells sense and respond to their chemical and physical environment, discussing phenomena such as chemotaxis, immune response, mechanosensing and neuronal responses. With the help of kinetic equations and information theory, we will elucidate the biophysical limitations of cellular information processing in each case and introduce key concepts that have enabled cells to successfully meet these challenges. Participants are introduced to some of the standard models in the field, like zero-order ultrasensitivity, kinetic proofreading and the Monod-Wyman-Changeux model. With the help of such generic biophysical models, we will address: 1) how signals are sensed by allosteric receptors, 2) how information is processed by cellular signal transduction networks to extract biologically relevant information from such signals and 3) how cells achieve specific and robust information transfer.

1300172223
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The award of the 2024 Nobel Prize in Chemistry for advances in computational protein design and protein structure prediction highlights the enormous impact of machine learning on how biomolecules are studied.  In this seminar, we will explore the recent literature on how different machine learning approaches are employed to study topics  ranging from protein structure prediction through molecular dynamics simulation to drug design.

1300172224
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Motivation:
Have you ever wondered why it is so hard to get ketchup out of its bottle or why you need to whip egg whites to make meringue? Why Cheerios floating on milk seem to attract each other? Why a gel can swell to many times its own size, while a crystal already breaks at a deformation of few percents? How large scale complex structures can assemble out from simple nano-scale units?  Or how your LCD display works? Soft matter is the physics of everyday life! 
Soft matter systems are characterized by a characteristic energy that is on the order of thermal energy at room temperature. They display unique physics, including fractality, phase transitions, and self-organization, as well as peculiar material properties and dynamics. We will discuss the main theoretical concepts needed to describe soft condensed matter systems like polymers, liquid crystals, membranes, complex fluids and colloids.

Lehrziel

Possible topics: Polymers				     1. Basics of single chains: random walk, Gaussian chain, entropic elasticity, solvent effects     2. Many chains: mixtures, semi-dilute systems, polymer melts     3. Dynamics: Rouse model, Zimm model, reptation     4. Polymer networks: rubbers, elastomers, gels  Liquid crystals     5. isotropic-nematic phase transition, Frank elastic energy, LCD displays     6. Defects, dynamics  Membranes/Surfactants      7. Helfrich energy, shape diagram, membrane fluctuations     8. surfactants, self-assembly Theory of soft systems dynamics 		      9. basics of non-equilibrium: force-flux relations, examples: hydrodynamics, diffusion     10. Langevin equation, Mori-Zwanzig formalism, Fokker-Planck equation     11. Correlation and response, Fluctuation Dissipation theorem, scattering     12. Liquid-state theory: g(r), Ornstein-Zernike equation, Density functional theory (DFT),   Complex fluids      13. continuum mechanics, viscoelasticity     14. suspensions, emulsions Electrostatic effects in Soft Matter 	     15. Debye Hückel/Poisson-Boltzmann equation; Manning condensation     16. Colloids: effective interactions, stabilization, colloidal effects Computational methods		     17. Particle-based: molecular dynamics (MD) vs. Monte Carlo (MC)     18. (Navier-)Stokes: Lattice Boltzmann method, Oseen tensor, boundary integral method

1300172226
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1300172230
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1300182210
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Seminar Web-Page: https://hci.iwr.uni-heidelberg.de/content/optml-seminar-SoSe25

This seminar belongs to the Master in Physics (specialization Computational Physics, code "MVSem") and Master of Applied Informatics (code "IS") , but is also open for students of Scientific Computing and anyone interested.

The topic of this semester is Video-Based Scene Analysis.

We will consider inference and learning techniques for these problems as well as the related applications in computer vision.