Sommersemester 2024

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 po  <mehr>

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

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 �  <mehr>

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: 18.04.2024 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.

Elektrodynamik (45 %) • Elektrostatik • Elektrische Ströme • Magnetostatik • Zeitlich veränderliche Felder (Maxwell Gleichungen) Wellen (15 %) • Grundbegriffe, Wellengleichung • Akustik • Elektromagnetische Wellen Optik (20 %) • Wellenoptik, Fouriertra  <mehr>

Elektrodynamik (45 %) • Elektrostatik • Elektrische Ströme • Magnetostatik • Zeitlich veränderliche Felder (Maxwell Gleichungen) Wellen (15 %) • Grundbegriffe, Wellengleichung • Akustik • Elektromagnetische Wellen Optik (20 %) • Wellenoptik, Fouriertransformationen • Geometrische Optik • Optische Instrumente Spezielle Relativitätstheorie (20 %) • Maxwell Gleichungen und Lorentztransformationen • Relativistische Kinematik • Relativistische Dynamik, Energien

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 En  <mehr>

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 Uebergangstemperatur zum Quark-Gluon-Plasma, Entdeckung des Higgs-Bosons, Bestimmung der Neutrino-Masse

Durchführung von 4 Physikalischen Experimenten an Instituten der Fakultät und Max-Planck-Instituten aus 4 verschiedenen Forschungsgebieten der Fakultät. Die Experimente sind forschungsnah und nutzen eine Instrumentierung, die auch in den Forschungslabors genutzt wird  <mehr>

Durchführung von 4 Physikalischen Experimenten an Instituten der Fakultät und Max-Planck-Instituten aus 4 verschiedenen Forschungsgebieten der Fakultät. Die Experimente sind forschungsnah und nutzen eine Instrumentierung, die auch in den Forschungslabors genutzt wird. Experimente werden angeboten zur Atom- und Molekülphysik, Astrophysik, Kern- und Teilchenphysik, Physik der Kondensierten Materie und Umweltphysik.

Teilmodul 1: Analytische Mechanik • Zwangsbedingungen • Lagrange’sche Gleichungen 1. und 2. Art, Wirkungsprinzip • Variationsrechnung (†) • Symmetrien und Erhaltungssätze • Noether-Theorem (†) • Starrer Körper, Trägheitstensor, Kreisel • Different  <mehr>

Teilmodul 1: Analytische Mechanik • Zwangsbedingungen • Lagrange’sche Gleichungen 1. und 2. Art, Wirkungsprinzip • Variationsrechnung (†) • Symmetrien und Erhaltungssätze • Noether-Theorem (†) • Starrer Körper, Trägheitstensor, Kreisel • Differentialformen (†)(*) • Hamilton-Formalismus, Poisson-Klammer, Phasenraum, Liouville-Theorem • Integrable und nichtintegrable Probleme, Chaos • Partielle Differentialgleichungen (†) • Physik der Kontinua und Felder, ideale Hydrodynamik • Potenzialströmung, Navier-Stokes-Gleichung (*) • Weiche Materie (*) Teilmodul 2: Thermodynamik und statistische Physik • Ensembles, Fluktuationen, statistische Grundkonzepte am Beispiel des idealen Gases • Diffusion • Boltzmann-Verteilung • Legendre-Transformation (†) • Temperatur, mikroskopische Definition der Entropie • 1. Hauptsatz, Carnot-Prozess, makroskopische Definition der Entropie, 2. Hauptsatz • Thermodynamische Potenziale und Phasenübergänge Die mit (†) gekennzeichneten Teile markieren die Mathematikinhalte, die einen wesentlichen Teil der Vorlesung ausmachen; die mit (*) gekennzeichneten Inhalte repräsentieren moderne Aspekte und können je nach Dozent variieren.

• Widersprüche zwischen Erfahrung und klassischer Physik • Postulate der Quantenmechanik • Hilbertraum, Zustände, Operatoren • Unschärferelation • Schrödingergleichung • Harmonischer Oszillator • Bewegung im Zentralpotenzial, Drehimpuls, Spin • Spin  <mehr>

• Widersprüche zwischen Erfahrung und klassischer Physik • Postulate der Quantenmechanik • Hilbertraum, Zustände, Operatoren • Unschärferelation • Schrödingergleichung • Harmonischer Oszillator • Bewegung im Zentralpotenzial, Drehimpuls, Spin • Spin • Wasserstoffatom • Potenzialstreuung • Mehrteilchenprobleme • Schrödinger- vs. Heisenbergbild • Zeitabhängige und zeitunabhängige Störungsrechnung mit Beispielen • Variationsverfahren • Symmetrien und Invarianzen • Supersymmetrie (*) • Dichtematrix, Messprozess • Pfadintegral Die mit (*) gekennzeichneten Inhalte repräsentieren moderne Aspekte und können variieren.

• Galaxien: Aufbau und Eigenschaften normaler Galaxien und der Milchstraße; Skalierungsrelationen; Spektren; Leuchtkraftfunktion; kosmologische Entwicklung der Sternentstehung; schwarze Löcher in Galaxien, aktive Galaxien und ihre Eigenschaften; vereinheitlichte Mod  <mehr>

• Galaxien: Aufbau und Eigenschaften normaler Galaxien und der Milchstraße; Skalierungsrelationen; Spektren; Leuchtkraftfunktion; kosmologische Entwicklung der Sternentstehung; schwarze Löcher in Galaxien, aktive Galaxien und ihre Eigenschaften; vereinheitlichte Modelle • Galaxienhaufen: optische Eigenschaften und Haufengas; hydrostatisches Modell; Skalierungsrelationen; Häufigkeit und Entwicklung • Gravitationslinsen: Grundlagen, Massenverteilung in Galaxien und Galaxienhaufen; kosmologischer Linseneffekt • Großräumige Verteilung von Galaxien und Gas: Strukturen in der räumlichen Galaxienverteilung; Rotverschiebungseffekte; Biasing; Lyman-α- Wald; Gunn-Peterson-Effekt und kosmische Reionisation • Kosmologische Rahmenbedingungen: Friedmann-Lemaître-Modelle, kosmologisches Standardmodell; Ursprung und Entwicklung von Strukturen; Halos aus dunkler Materie; Entstehung von Galaxien

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  <mehr>

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

Die Strahlenbiophysik gewinnt immer mehr an Bedeutung, z.B. im Hinblick auf die Entwicklung einer effizienteren und sichereren Strahlentherapie, die aktuelle Situation in der Ukraine, geplante Missionen zum Mars und andere Weltraummissionen sowie das erhöhte Risiko des  <mehr>

Die Strahlenbiophysik gewinnt immer mehr an Bedeutung, z.B. im Hinblick auf die Entwicklung einer effizienteren und sichereren Strahlentherapie, die aktuelle Situation in der Ukraine, geplante Missionen zum Mars und andere Weltraummissionen sowie das erhöhte Risiko des Missbrauchs radioaktiver Stoffe durch Terroristen. Trotzdem wird Strahlenbiophysik nur an wenigen deutschen Universitäten angeboten. Dabei ist die Strahlenbiophysik auch deshalb so wichtig, weil das erworbene Wissen die Studierenden in die Lage versetzt, ihr Fachwissen über die Kerndisziplinen der Physik hinaus zu erweitern, insbesondere an der Schnittstelle zur Biologie. Diese Multidisziplinarität bezieht sich nicht nur auf den wissenschaftlichen Sachverstand im Bereich des Strahlenschutzes, sondern ermöglicht es den Studierenden auch, sich in der gegenwärtigen öffentlichen Unkenntnis über die Wirkungen ionisierender Strahlung besser zu orientieren. Sie kann in der öffentlichen Kommunikation einerseits eine Unterschätzung möglicher Risiken, andererseits aber auch eine noch gefährlichere und ungebremste Strahlenfeindlichkeit verhindern. In diesem Seminar werden die Kenntnisse aus dem Kurs "Einführung in die Strahlenbiophysik" vertieft, ein vorheriger Abschluss des genannten Kurses ist jedoch keine notwendige Voraussetzung für dieses Seminar. Der Schwerpunkt des Seminars liegt eher auf der ausführlichen Diskussion interessanter und aktueller Themen der Strahlenbiophysik, die von den Studierenden selbst gewählt werden, als auf der Vermittlung eines umfassenden Überblicks über die aktuelle Strahlenbiophysik.

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 phas  <mehr>

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

Die Vorlesung MMP 1 richtet sich an Viertsemestrige im Bachelorstudiengang Physik. Sie ergänzt die Mathematik-Pflichtvorlesungen fuer Physiker durch weiterführende, für die Physik relevante mathematische Inhalte. In diesem Semester sind folgende Themen vorgesehen: E  <mehr>

Die Vorlesung MMP 1 richtet sich an Viertsemestrige im Bachelorstudiengang Physik. Sie ergänzt die Mathematik-Pflichtvorlesungen fuer Physiker durch weiterführende, für die Physik relevante mathematische Inhalte. In diesem Semester sind folgende Themen vorgesehen: Elemente der komplexen Analysis Hilbert- und Banachräume, Theorie linearer Operatoren Anwendungen in der Quantenmechanik Die Lehrveranstaltung findet größtenteils in Präsenz, an wenigen Terminen online statt. Einzelheiten werden den registrierten Teilnehmer(inn)en direkt mitgeteilt.

Das Seminar führt Studierende aus medizinischer, biophysikalischer und historischer Sicht an das Phänomen „Fieber“ heran – eine der evolutionär ältesten, grundlegendsten und universellsten menschlichen Krankheitserfahrungen. Ziel des Seminars ist es, fächer�  <mehr>

Das Seminar führt Studierende aus medizinischer, biophysikalischer und historischer Sicht an das Phänomen „Fieber“ heran – eine der evolutionär ältesten, grundlegendsten und universellsten menschlichen Krankheitserfahrungen. Ziel des Seminars ist es, fächerübergreifend über Fieber zu lernen. Seitens der Physik reflektieren die teilnehmenden Studierenden etwa über die Folgen erhöhter Temperatur auf den menschlichen Körper und seine Krankheitserreger; aus Sicht der Geschichtswissenschaft lernen die Studierenden historische Fieberkonzepte und Krankheitserfahrungen der neueren Geschichte kennen; Medizin und Parasitologie führen in die Erreger ein, die Malaria und anderen mit Fieber einhergehende Infektionskrankheiten verursachen. Insgesamt geht es darum, eine zentrale Diagnose der Neuzeit verstehen, einordnen und erforschen zu lernen. Das Seminar ist eine Brückenveranstaltung des Marsilius-Kollegs und wird von Prof. Dr. Stefanie Gänger (Historisches Seminar) gemeinsam mit Dr. Markus Ganter (Zentrum für Infektiologie) und Prof. Dr. Ulrich Schwarz (Institut für Theoretische Physik) unterrichtet.

Dieser Kurs wurde von Dr. Thomas P. Robitaille entwickelt, der diesen Kurs viele Jahre lang an der Universität Heidelberg gehalten hat. Aufgrund der Beliebtheit dieses Kurses bieten wir nun mehrere Blockkurse parallel an. Dr. Robitaille hat eine andere Stelle angetrete  <mehr>

Dieser Kurs wurde von Dr. Thomas P. Robitaille entwickelt, der diesen Kurs viele Jahre lang an der Universität Heidelberg gehalten hat. Aufgrund der Beliebtheit dieses Kurses bieten wir nun mehrere Blockkurse parallel an. Dr. Robitaille hat eine andere Stelle angetreten, so dass dieser Kurs nun von anderen Lehrkräften gehalten wird.

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 Schedule will be published here: https://www.d  <mehr>

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 Schedule will be published here: https://www.dkfz.de/en/medphys/seminar.html

* Optical telescopes: optics and characteristic parameters, telescope types, diffraction, resolution, aberrations and corrections, applications * Optical detectors: detector types, semiconductors and CCDs, quantum efficiency, readout, noise sources, multi-chip cameras,  <mehr>

* Optical telescopes: optics and characteristic parameters, telescope types, diffraction, resolution, aberrations and corrections, applications * Optical detectors: detector types, semiconductors and CCDs, quantum efficiency, readout, noise sources, multi-chip cameras, applications * Imaging: techniques, photometry, data reduction and characterisation, signal-to-noise * Atmospheric effects and corrections: extinction, turbulence, seeing, active and adaptive optics, laser guide stars, applications * Spectroscopy: types of spectrographs and spectrometers, dispersive elements, integral field units, data reduction and characterisation, applications * Infrared astronomy: detectors and techniques, sources, applications * Radio astronomy: detectors and instrumentation, synthesis techniques, types of radiation and sources, applications * Astronomical interferometry: wavelength regimes, instrumentation, applications * X-ray and gamma-ray astronomy: detectors and instrumentation, types of radiation and sources, applications * Astroparticle physics: neutrino and Cherenkov detectors, sources and acceleration mechanisms of neutrinos and cosmic rays, applications * Gravitational-wave astronomy: detection, sources, applications. * In-situ exploration and remote sensing.

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 larg  <mehr>

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. In this seminar we will discuss key experiments in this field. Each student will give a 30min presentation on one topic. 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 (19/04/2024), we will give an introduction and each student will choose a topic.

* Structure of solids in real and reciprocal space * Lattice dynamics and phonon band structure * Thermal properties of insulators * Electronic properties of metals and semiconductors: band structure and transport * Optical properties from microwaves to UV * Magnetism *  <mehr>

* Structure of solids in real and reciprocal space * Lattice dynamics and phonon band structure * Thermal properties of insulators * Electronic properties of metals and semiconductors: band structure and transport * Optical properties from microwaves to UV * Magnetism * Superconductivity * Defects, surfaces, disorder (each chapter includes experimental basics)

Die folgende Liste der Themen ist als Anhalt gedacht: • Modell eines Tornados: Drehimpulserhaltung, Unterdruck, herleiten wie groß die Windgeschwindigkeit und Unterdruck sind. • Magnetfeld Erde: Ausrechnen welche Sonnenteilchen/Kosmische Strahlen abgelenkt werd  <mehr>

Die folgende Liste der Themen ist als Anhalt gedacht: • Modell eines Tornados: Drehimpulserhaltung, Unterdruck, herleiten wie groß die Windgeschwindigkeit und Unterdruck sind. • Magnetfeld Erde: Ausrechnen welche Sonnenteilchen/Kosmische Strahlen abgelenkt werden. Wie gefährlich wäre der Sonnenwind (vor allem coronal mass ejections) für Astronauten? • Autounfall: Ausrechnen bei welcher Geschwindigkeit ein Airbag noch Sinn macht bei einem Frontal-Zusammenstoß. • Alternative Energie: Ausrechnen wie viel Windmühlen und wie viel m^2 Sonnenzellen man braucht, damit Deutschland 100 Prozent auf neuerbare Energiequellen umgeschaltet ist. • Raketengleichung: Herleitung und Anwendung. Warum war die Saturn V Rakete so riesig, obwohl man mit einem Mini-Lunar Module von der Mond wegkommen konnte? • Flugzeugflügel: wieso können Flugzeuge fliegen? • Tsunamis: Shallow water equation für die Analyse von Tsunamis. Warum (und unter welchen Umständen) sind Tsunamis so gewaltig? • Blitze (Gewitter): Wie funktionieren sie ungefähr, und wie kann man die Lautstärke berechnen. Vielleicht eine Abschätzung davon, wie viel Hagelkörner man braucht um genügend Ladungs-Separation zu machen um überhaupt Blitze zu erzeugen. • GPS-Navigation: Spezielle und allgemein-Relativistische Effekte.

Vorgaben des Bildungsplans Physik Gymnasium Einführung in fachdidaktische Denk- und Arbeitsweisen Grundlagen der Planung und Analyse von Physikunterricht zu ausgewählten Teilgebieten der Physik unter Einbeziehung heterogener Lerngruppen Experimente, Medieneinsatz u  <mehr>

Vorgaben des Bildungsplans Physik Gymnasium Einführung in fachdidaktische Denk- und Arbeitsweisen Grundlagen der Planung und Analyse von Physikunterricht zu ausgewählten Teilgebieten der Physik unter Einbeziehung heterogener Lerngruppen Experimente, Medieneinsatz und Aufgabenkultur im Physikunterricht Leistungsbewertung im Physikunterricht Fachdidaktische Reflexion von Physikunterricht

This lecture introduces all physical concepts of the fundamentals of Environmental Physics and it is accompanied by exercises and tutorials every week. The content spans: • The fundamentals about the Earth climate system and its compartments, flow, transport, and the  <mehr>

This lecture introduces all physical concepts of the fundamentals of Environmental Physics and it is accompanied by exercises and tutorials every week. The content spans: • The fundamentals about the Earth climate system and its compartments, flow, transport, and the global radiation balance. • Geophysical fluid dynamics, i.e. the fundamental laws of free and forced fluid movement and vorticity, and a practical guide to the first principles of turbulence. • Global circulation of atmosphere and ocean, boundary layer physics, and slow flow through porous media and of ice. • Gas and heat exchange between ocean and atmosphere. Global fluxes and cycles (energy, water, carbon). • Isotope fractionation and isotope methods to study the Earth environments, focus on water and carbon isotopes. • Introduction to models of environmental systems, basic principles of numerical climate modelling. • Basic principles of radiative transfer. Climate system radiative forcing and sensitivity. Global climate change past, present and future.

* Manifolds * Geodetics, curvature, Einstein-Hilbert action * Einstein equations * Cosmology * Differential forms in General Relativity * The Schwarzschild solution * Schwarzschild black holes * More on black holes (Penrose diagrams, charged and rotating black holes) *  <mehr>

* Manifolds * Geodetics, curvature, Einstein-Hilbert action * Einstein equations * Cosmology * Differential forms in General Relativity * The Schwarzschild solution * Schwarzschild black holes * More on black holes (Penrose diagrams, charged and rotating black holes) * Unruh effect and hawking radiation

- Astronomical basics: astronomical observations, methods and instruments; orientation at the celestial sphere; fundamental terms of electromagnetic radiation; distance determination, Earth-Moon system; terrestrial and gas planets, small bodies; extra-solar-planets - In  <mehr>

- Astronomical basics: astronomical observations, methods and instruments; orientation at the celestial sphere; fundamental terms of electromagnetic radiation; distance determination, Earth-Moon system; terrestrial and gas planets, small bodies; extra-solar-planets - Inner structure of stars: state variables, stellar atmospheres and line spectra; Hertzsprung-Russell diagram; fundamental equations, energy transfer and opacity; nuclear reaction rates and tunnelling; nuclear fusion reactions - Stellar evolution: Main sequence, giants and late phases; white dwarfs, Chandrasekhar limit; supernovae, neutron stars, Pulsars and supernova remnants; binaries and multiple systems; star clusters - Interstellar medium: cold, warm, hot gas phases dust, cosmic rays, magnetic fields; ionization and recombination, Stroemgren spheres; heating and cooling; star formation, matter cycle, chemical enrichment - Galaxies: Structure and properties of normal galaxies and the Milky Way; scaling relations; integrated spectra, luminosity function; cosmological evolution of star formation; Black Holes in galaxies, active galaxies and their properties, unified models - Galaxy clusters: optical properties and cluster gas; hydrostatic model; scaling relations; number densities and evolution - Gravitational lensing: Concepts, mass distribution in galaxies and galaxy clusters; cosmological lensing effect - Large scale distribution of galaxies and gas: Structure in the spatial galaxy distribution; redshift effects; biasing; Lyman-α-forest; Gunn-Peterson effect and cosmic reionization - Cosmology: Friedmann-Lemaître models, cosmological standard model; origin and evolution of structures; halos of Dark Matter; Formation of galaxies

Lecture: Thursdays, 14:15-15:45 Tutorial Group 1: Thursday, 15:45-17:15 Tutorial Group 2: Thursday, 15:45-17:15 (possible second group) Location: Philosophenweg 12, Kleiner Hörsaal Preliminary Schedule: 18.4.24: Introduction (Stefan Jordan) 25.4.24: Stellar structur  <mehr>

Lecture: Thursdays, 14:15-15:45 Tutorial Group 1: Thursday, 15:45-17:15 Tutorial Group 2: Thursday, 15:45-17:15 (possible second group) Location: Philosophenweg 12, Kleiner Hörsaal Preliminary Schedule: 18.4.24: Introduction (Stefan Jordan) 25.4.24: Stellar structure 1 (Ralf Klessen) 02.5.24: Stellar structure 2 (Ralf Klessen) 09.5.24: Himmelfahrt 16.5.24: Stellar structure 3 (Ralf Klessen) 23.5.24: Energy transport (Stefan Jordan) 30.5.24: Fronleichnam 06.6.24: Energy production (Stefan Jordan) 13.6.24: Main sequence (Stefan Jordan) 20.6.24: Stellar evolution to the AGB (Stefan Jordan) 27.6.24: Late stages of stellar evolution (Stefan Jordan) 04.7.24: Stellar atmospheres, stellar spectra (Stefan Jordan) 11.7.24: Stellar pulsations, rotation, magnetic fields (Ralf Klessen) 18.7.23: Stellar spectra (Ralf Klessen) 25.7.23: Written exam (Ralf Klessen, Stefan Jordan) Seminar: 2-3 full days between July 29 and Aug 2, 2023

Module Part 1: Lecture “Galactic and Extragalactic Astronomy” (4 CP) - Galaxy types and classification, correlations with physical properties, stellar populations, population synthesis, chemical evolution concepts and models (2); - Milky Way (3): halo, bulge / pseud  <mehr>

Module Part 1: Lecture “Galactic and Extragalactic Astronomy” (4 CP) - Galaxy types and classification, correlations with physical properties, stellar populations, population synthesis, chemical evolution concepts and models (2); - Milky Way (3): halo, bulge / pseudo bulge, central black hole, thin and thick disk, spiral structure, star clusters, star formation history and chemical enrichment, formation scenarios (e.g., Eggen-Lynden-Bell-Sandage), multi- phase interstellar medium, dust, Galactic fountain, satellites, substructure problem, Local Group; - Spiral and elliptical galaxies (4): Surface photometry, profiles, origin of spiral structure, mass measurement methods, rotation / velocity dispersion, Tully-Fisher / Faber-Jackson relation, fundamental plane, super massive black holes, active galaxies; - Groups and clusters (3): morphology-density relation etc., mass measurements, gravitational lensing, luminosity functions, interactions; intergalactic gas; dark matter; - Growth of structure (3): Origin of matter and elements, large-scale- structure formation, large-scale matter distribution, redshift surveys, weak lensing, galaxy formation and evolution, red / blue sequence, downsizing, scaling relations, Butcher-Oemler effect, cosmic star formation history, Lyman alpha forest, high-redshift universe, reionization, problems in galaxy formation. Module Part 2: Seminar (2 CP) - Presentations and discussions on selected topics in Galactic and extragalactic astronomy

- Friedmann-Lemaître-cosmologies: cosmological redshift, parameter set, effects of curvature and of the cosmological constant, Hubble expansion and Cepheid-measurements - Age of the Universe: age from the cosmological model, radiometric dating and nuclear cosmochronolo  <mehr>

- Friedmann-Lemaître-cosmologies: cosmological redshift, parameter set, effects of curvature and of the cosmological constant, Hubble expansion and Cepheid-measurements - Age of the Universe: age from the cosmological model, radiometric dating and nuclear cosmochronology, age of the oldest cosmic objects - Distance-redshift relation of standard candles: distance-redshift relations, calibration of supernovae, acceleration and dimming, determination of densities and equations of state, evidence for dark energy - Abundance of chemical elements: thermal evolution, big bang nucleosynthesis, other modes of nucleosynthesis (stellar, spallation, explosive), reaction chains, element abundances - Cosmic microwave background: formation of atoms, simplified description of temperature anisotropies, measurement results and conclusions from them (in particular spatial flatness), secondary anisotropies - Cosmic structures: linear growth, need for (nonbaryonic) dark matter, large-scale distribution of galaxies, cosmic web - Formation of galaxies: gravitational collapse, flat rotation curves and virial equilibria, need for dark matter, abundance of haloes - Gravitational lensing: gravitational light deflection, lens equation, weak and strong lensing, measurements of lensing effects and their inversion

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.  <mehr>

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

We will treat the following topics: • Spectroscopy and metrology • Atom-light interactions • Cavity Quantum Electrodynamics • Matter waves • Cooling and trapping • Mass measurements • Quantum gases • (Ultracold) Collisions • Single atoms and molecules  <mehr>

We will treat the following topics: • Spectroscopy and metrology • Atom-light interactions • Cavity Quantum Electrodynamics • Matter waves • Cooling and trapping • Mass measurements • Quantum gases • (Ultracold) Collisions • Single atoms and molecules • Quantum information • Femto- and attosecond processes

Introduction, final decision to participate in this seminar, and assignment of topics will be done during the first seminar session. Typical topics are: - Probing Magnons by Electron Spin Resonance Studies - 1D Quantum Spin Systems - Quantum Spin Liquids in Magnetical  <mehr>

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

The course is a general introduction to the physics of matter at low temperatures and will provide a discussion of phenomena that uniquely occur near absolute zero. For example, when the thermal energy becomes small new macroscopic quantum states like superfluidity and  <mehr>

The course is a general introduction to the physics of matter at low temperatures and will provide a discussion of phenomena that uniquely occur near absolute zero. For example, when the thermal energy becomes small new macroscopic quantum states like superfluidity and superconductivity are formed. The course is divided into three sections: Quantum fluids, Properties of Solids and Refrigeration Techniques.

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 Kohlenstoffisoto  <mehr>

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 19.4.2024 Einführung (online) 26.4.2024 Einlesen 3.5.2024 (1) Isotopentrenneffekte (Marc K. Nölken) (NF) 10.5.2024 (2) Messmethoden Massenspektrometrie (Laetitia A. Dobiasz) (NF) 17.5.2024 (3) Messmethoden CRDS (Tjark Helwig) (NF) 24.5.2024 (4) Der globale Wasserkreislauf (Clara Baumbusch) (MS) 31.05.2024 entfällt 7.6.2024 (5) CO2 Kreislauf Atmosphäre(Stabile Isotope) (Marit Neumann (MS) 14.06.2024 (6) Der globale Methan Kreislauf (Friederike Gehrke) (MS) 21.06.2024 (7) CO2 Kreislauf Ozean (Stabile Isotope) (Esther Kummetz) (NF) 28.06.2024 (8) Klimarekonstruktion mit Eisbohrkernen (Yasen Yanev) (NF) 5.7.2024 (9) Radiokohlenstoff (14C) in der Atmosphäre (Max-F. Missoni) (MS) 12.7.2023 (10) Radiokohlenstoff im Ozean (Katharina Jacobi) (NF) 19.7.24 (11) Isotope in der Forensik (Simon Herrmann) (MS) 26.7.24 Laborführungen Moodle Einschreibung https://moodle.uni-heidelberg.de/course/view.php?id=22107 PW: IsoSP_SoSe2024

• 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 or  <mehr>

• 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.

1-week block lecture, language: English, Apr. 8 - 12, 2024, IUP - INF229, first floor (R108), lecturer: Dr. Jochen Landgraf The lecture will cover the principles of radiative transfer with a focus on the Earth's atmosphere including a discussion of electromagnetic wave  <mehr>

1-week block lecture, language: English, Apr. 8 - 12, 2024, IUP - INF229, first floor (R108), lecturer: Dr. Jochen Landgraf The lecture will cover the principles of radiative transfer with a focus on the Earth's atmosphere including a discussion of electromagnetic waves, radiometric quantities and polarization, absorption and emission by molecules, scattering by molecules and particles, radiative transfer equation and solution methods for the Earth's atmosphere, remote sensing applications.

Focus of the lecture is the physics and the layout of detector components used in modern particle physics experiments. Topics are - Interaction of particles with matter - Scintillators and ToF detectors - Gas detectors - Silicon detectors - Calorimeters - Detector for p  <mehr>

Focus of the lecture is the physics and the layout of detector components used in modern particle physics experiments. Topics are - Interaction of particles with matter - Scintillators and ToF detectors - Gas detectors - Silicon detectors - Calorimeters - Detector for particle identification - Large detector systems

The lecture "Experimental Methods in Astroparticle Physics - II" is focused on two major topics: - the existence of Dark Matter and methods used to detect and characterize its properties - neutrinos and their properties The lecture will start on Monday the 15th of Ap  <mehr>

The lecture "Experimental Methods in Astroparticle Physics - II" is focused on two major topics: - the existence of Dark Matter and methods used to detect and characterize its properties - neutrinos and their properties The lecture will start on Monday the 15th of April and end on the 22nd of July. Tutorials will start the week later. The number of credit points related to this lecture is 4 and will be obtained on the basis of the submitted solutions to the exercises: 60% of corrected exercises are required to obtain the 4 credit points Suggested literature: 1. D. H. Perkins, Particle Astrophysics, Oxford Master Series in Physics, Oxford University Press (2009) 2. C. Grupen, Astroparticle Physics, Second Edition, Springer (2020) 3. H. V. Klapdor-KleingrothausandK. Zuber, Particle Astrophysics, IoP(2000) 4. E.W. Kolb and M. S. Turner, The Early Universe, Front. Phys. 69 (1990) For specific topics dedicated literature will be suggested during the lecture. During the first lecture we will also discuss possible time conflict with the proposed tutorial time.

• Effective action • Symmetries and conservation laws • Gauge theories: QED, QCD, QFT, quantized • Feynman rules in Lorentz covariant gauges • Renormalization in Gauge theories • One-loop QED • Spontaneous symmetry breaking and Higgs mechanism • Renormal  <mehr>

• Effective action • Symmetries and conservation laws • Gauge theories: QED, QCD, QFT, quantized • Feynman rules in Lorentz covariant gauges • Renormalization in Gauge theories • One-loop QED • Spontaneous symmetry breaking and Higgs mechanism • Renormalization groups, Wilson renormalization, lattice gauge theory

Theoretical and experimental foundations of the Standard Model (SM) of particle physics on an advanced level. The lecture includes the main building blocks of the Standard Model: QED, weak interactions, gauge symmetries, electroweak symmetry breaking and Higgs mechanism  <mehr>

Theoretical and experimental foundations of the Standard Model (SM) of particle physics on an advanced level. The lecture includes the main building blocks of the Standard Model: QED, weak interactions, gauge symmetries, electroweak symmetry breaking and Higgs mechanism, Flavor Physics, QCD. The lectures are given by a theoretician and experimentalist. For details see the web page of the lecture: https://uebungen.physik.uni-heidelberg.de/vorlesung/20241/1848

- Introductory materials: bosons, fermions and second quantisation - Green's functions approach - Exactly solvable problems: potential scattering, Luttinger liquids etc. - Theory of quantum fluids, BCS theory of superconductivity - Quantum impurity problems: Kondo effec  <mehr>

- Introductory materials: bosons, fermions and second quantisation - Green's functions approach - Exactly solvable problems: potential scattering, Luttinger liquids etc. - Theory of quantum fluids, BCS theory of superconductivity - Quantum impurity problems: Kondo effect, Anderson model, renormalisation group approach Depending on the lecturer more weight will be given to solid state theories or to soft matter.

Contents: 0. Introduction - A brief reminder of some basics of quantum mechanics 1. Quantum theory of matter - Harmonic oscillator - Identical particles - Bosons and fermions - Fock space 2. Interactions - Scattering theory - Potential scattering - Lippmann-Schwinger eq  <mehr>

Contents: 0. Introduction - A brief reminder of some basics of quantum mechanics 1. Quantum theory of matter - Harmonic oscillator - Identical particles - Bosons and fermions - Fock space 2. Interactions - Scattering theory - Potential scattering - Lippmann-Schwinger equation and Born approximation - Partial-wave expansion - Scattering cross section and optical theorem - Resonance scattering and bound states - Coulomb scattering 3. Theory of quantum states - Density matrix - Pure states and mixed ensembles - Environment and partial trace - Entanglement (EPR, Bell's inequalities) - Time evolution and thermalization 4. Open quantum systems - Markovian approximation and Lindblad Master equation - The Jaynes-Cummings model - Collapse and revival - Adiabatic processes

This course is MVBP2 in the modul handbook and is addressed to physics master students with an interest in biophysics. Motivated bachelor or PhD-students are also most welcome, as are students from neighboring disciplines. There are two lectures each week, each for 90 m  <mehr>

This course is MVBP2 in the modul handbook and is addressed to physics master students with an interest in biophysics. Motivated bachelor or PhD-students are also most welcome, as are students from neighboring disciplines. There are two lectures each week, each for 90 minutes, plus weekly homework and exercises. Together you can earn 6 credit points from this course. This lecture can be used for the oral master examination if combined with e.g. the lecture on statistical physics or the lecture on simulation methods, or with two short specialized lectures (like non-linear or stochastic dynamics). The details for the tutorial will be discussed in the first lecture, which is on Thu April 18.

Basics and applications of nonequilibrium quantum field theory to particle physics/early universe cosmology and experiments with ultracold quantum gases: path integral formulation, resummation techniques, renormalization, classical aspects of nonequilibrium quantum fiel  <mehr>

Basics and applications of nonequilibrium quantum field theory to particle physics/early universe cosmology and experiments with ultracold quantum gases: path integral formulation, resummation techniques, renormalization, classical aspects of nonequilibrium quantum fields, nonequilibrium instabilities, far-from-equilibrium scaling phenomena, thermalization.

The lectures are Mondays and Wednesdays at 2:00pm at großer Hörsaal, Philosophenweg 12 Motivation: Nonlinear dynamics is an interdisciplinary part of mathematical physics, with applications in such diverse fields as mechanics, optics, chemistry, biology, ecology, to  <mehr>

The lectures are Mondays and Wednesdays at 2:00pm at großer Hörsaal, Philosophenweg 12 Motivation: Nonlinear dynamics is an interdisciplinary part of mathematical physics, with applications in such diverse fields as mechanics, optics, chemistry, biology, ecology, to name but a few. Equations with nonlinearities show a much more diverse behavior than their linear counterparts, for instance self-sustained oscillations, nonlinear competition (as linear superposition does not hold anymore), chaotic dynamics and pattern formation. Pattern formation, in turn, is one of the most fascinating and intriguing phenomena in nature: it takes place in a wide variety of physical, chemical and biological systems and on very different spatial and temporal scales: examples are convection phenomena in geosciences and meteorology, but also patterns occurring in chemical reactions and bacterial colonies. In some circumstances, pattern formation is undesired, for instance the formation of spiral waves leading to cardiac arrhythmias in the heart muscle. In other contexts, pattern formation is even essential for the functioning of a system as in cell division and embryo development.

The course is ONLINE only. It will provide an introduction to Mathematica with applications to physics and statistics. You need to have Mathematica installed on your computer. The course will start on April 30, and continues for 8 lectures, every Tuesday at 11:15-13:00.  <mehr>

The course is ONLINE only. It will provide an introduction to Mathematica with applications to physics and statistics. You need to have Mathematica installed on your computer. The course will start on April 30, and continues for 8 lectures, every Tuesday at 11:15-13:00. More info https://www.thphys.uni-heidelberg.de/%7Eamendola/intromath-ss2024.html - Basics of Mathematica: functions, graphics, input/output, modules - Solving common mathematical, physical, and statistical problems

Bauteile gegenwärtiger Computer erreichen die Größenordnung von Atomen. Da für atomare und subatomare Physik die Quantenmechanik die akzeptierte und bestens bestätigte Theorie ist, wurde der Vorschlag von Feynman aus dem Jahr 1982 immer aktueller: nämlich Computer  <mehr>

Bauteile gegenwärtiger Computer erreichen die Größenordnung von Atomen. Da für atomare und subatomare Physik die Quantenmechanik die akzeptierte und bestens bestätigte Theorie ist, wurde der Vorschlag von Feynman aus dem Jahr 1982 immer aktueller: nämlich Computer zu bauen und Algorithmen zu implementieren, die nach den Prinzipien der Quantenmechanik funktionieren. Beim Bau universell programmierbarer Quantencomputer und ihrer Nutzung wurden große Fortschritte erzielt und es gibt Hinweise dafür, dass sie in Zukunft gewisse Aufgabenstellungen wesentlich effizienter lösen können als klassische Computer. Ein viel diskutiertes und beachtetes Beispiel ist die Entschlüsselung aktuell verwendeter, bisher als sicher geltender Verschlüsselungsverfahren. Es ist nicht überraschend, dass gerade die der Anschauung am stärksten widersprechenden und daher im Anfangsstadium der Theorie am heftigsten kritisierten Konzepte der Quantenmechanik, wie Superposition und Verschränkung von Zuständen in verschiedenen Anwendungen einen Quantencomputer einem klassischen Computer überlegen machen. In der Vorlesung wollen wir insbesondere auf die Verknüpfung von Physik und Informatik in der Quanteninformationstheorie eingehen. - Wir beginnen mit einer Vorstellung aktueller Herausforderungen der Digitalisierung und bekannter Grenzen (klassischer) Computer und geben eine kurze Einführung in Berechenbarkeitstheorie, Rechenmodelle, Algorithmen und reversibles Rechnen. Danach werden das Quantenbit und Rechenschritte darauf definiert, Quantenregister und Quantenschaltkreise eingeführt, wichtige Algorithmen untersucht und gezeigt, wie diese implementiert werden können. - Im Zusammenhang mit der Quanteninformatik wird der formale Aufbau der Quantenmechanik noch einmal vorgestellt. Dabei werden die Aspekte, die für die Funktionsweise eines Quantencomputers wesentlich sind, besonders hervorgehoben, z.B. Messprozess, E. Schmidt´scher Formalismus, Quantenkanäle, Superoperatoren und die Quanten-Fouriertransformation. - In einem dritten Teil wird die klassische Komplexitätstheorie kurz vorgestellt, um mögliche entscheidende Vorteile eines Quantencomputers aufzeigen zu können. - Der nächste Teil der Vorlesung besteht in einer Beschreibung und Diskussion des Shore´schen Algorithmus. Er beruht auf Ergebnissen der Zahlentheorie und der Quanten-Fouriertransformation. Er ist nicht nur der Algorithmus, der aktuell für die größte Aufmerksamkeit sorgt, sondern an ihm lassen sich auch die wesentlichen Vorteile des Quantencomputers und Elemente der Quantenkomplexität sehr gut darstellen. - Ein weiterer essentieller Punkt für die Entwicklung der Quantencomputer war die Entdeckung von Verfahren zur Fehlerkorrektur, die wir in diesem Teil der Vorlesung betrachten werden. - Die Eigenschaften der Quantenmechanik erlauben die Implementierung abhörsicherer, verschlüsselter Kommunikation. Diese wurde bereits über viele 100 km erfolgreich getestet (Nobelpreis für Physik 2022) und ist wesentliche Voraussetzung für ein Quanteninternet. - Abschließend sollen verschiedene Ansätze zum Bau von Quantencomputern und zur Realisierung von Gates vorgestellt werden.

The lecture course provides an introduction to the strongly-correlated physics of QCD and Quantum Gravity. The related physics problems are treated within the Functional Renormalisation Group (fRG), and a survey of alternative approaches is provided. Outline I  <mehr>

The lecture course provides an introduction to the strongly-correlated physics of QCD and Quantum Gravity. The related physics problems are treated within the Functional Renormalisation Group (fRG), and a survey of alternative approaches is provided. Outline I The Functional RG Euclidean QFT Functional Renormalisation Group Critical Phenomena & Fixed Points II QCD Introduction Non-Abelian gauge theories & confinement Chiral symmetry breaking in QCD QCD at finite T A glimpse at the QCD phase diagram III Quantum Gravity Introduction RG approach to quantum gravity Gravity and matter Cosmological applications*

The main purpose of the course is to cover advanced topics on Particle Dark Matter, mostly connected with production mechanism in the Early Universe. You can find below a tentative program of the course. I am nevertheless open to feedback and proposals from the students  <mehr>

The main purpose of the course is to cover advanced topics on Particle Dark Matter, mostly connected with production mechanism in the Early Universe. You can find below a tentative program of the course. I am nevertheless open to feedback and proposals from the students. Program Thermal freeze-out: a critical reappraisal. Dark Matter Production in non-Standard Cosmological histories. Dark Matter Production via freeze-in;

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 b  <mehr>

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.

The seminar will cover some of the main topics in astro-particle physics and connections to currently on-going theoretical and experimental research activities. A preliminary list of topics: neutrino masses neutrino oscillations evidence and candidates for dark matt  <mehr>

The seminar will cover some of the main topics in astro-particle physics and connections to currently on-going theoretical and experimental research activities. A preliminary list of topics: neutrino masses neutrino oscillations evidence and candidates for dark matter direct detection, indirect detection and collider searches the hierarchy problem LHC searches for new physics flavour physics Details about the seminar will be kept up-to-date at: https://www.mpi-hd.mpg.de/personalhomes/lindner/Seminar_SS24/

- Axioms of Probability Theory; random variables, important distributions - Bayesian inference - Linear regression, non-linear regression - Regularized regression to fit high-dimensional data - Hypothesis testing: fundamental concepts - Parametric and non-parametric tes  <mehr>

- Axioms of Probability Theory; random variables, important distributions - Bayesian inference - Linear regression, non-linear regression - Regularized regression to fit high-dimensional data - Hypothesis testing: fundamental concepts - Parametric and non-parametric tests - Classification - Cluster analysis - Model selection

The course introduces data access and processing with the Virtual Observatory (VO), focusing in particular on the VO's query language ADQL and means to exploit the VO's capabilities from python. For organisatorial matters, please refer to the course's page: https://moo  <mehr>

The course introduces data access and processing with the Virtual Observatory (VO), focusing in particular on the VO's query language ADQL and means to exploit the VO's capabilities from python. For organisatorial matters, please refer to the course's page: https://moodle.uni-heidelberg.de/course/view.php?id=22352 In case you already had contact with the Virtual Observatory, you are also welcome to only attend selected lectures; for the semester plan, see our lecture notes at https://docs.g-vo.org/vo2024.pdf. No registration or appointment necessary.

Systems of star clusters (APOD40616): -->> cluster age and mass distributions, formation/evolution/observational-biases interplay Cluster age and mass estimates from their integrated photometry --> introduction to stellar population synthesis models Cluster dynamical ev  <mehr>

Systems of star clusters (APOD40616): -->> cluster age and mass distributions, formation/evolution/observational-biases interplay Cluster age and mass estimates from their integrated photometry --> introduction to stellar population synthesis models Cluster dynamical evolution - Gas-free evolution (SDSS web site): -->> clusters lose stars and eventually dissolve From gas-embedded clusters to gas-free ones (APOD120715, APOD120903 ): -->> expulsion of residual star-forming gas and consequences Formation of star clusters (MNRAS web site): -->> Modelling of star cluster formation, concept of star formation efficiency per freefall time, gas density-probability distribution functions Colour-magnitude diagrams (HST web site): -->> cluster age estimates for the resolved stellar-population case, kinematic-based "cleansing" of cluster CMDs

Vorgestellt werden aktuelle Fragestellungen der Forschung und zur Zeit laufende oder in Planung befindliche Forschungsprojekte. Themen sind: Schwarze Löcher (stellar, intermediär, supermassiv), Gravitationslinsen, Gravitationswellen, Dunkle Materie, etc. Termine un  <mehr>

Vorgestellt werden aktuelle Fragestellungen der Forschung und zur Zeit laufende oder in Planung befindliche Forschungsprojekte. Themen sind: Schwarze Löcher (stellar, intermediär, supermassiv), Gravitationslinsen, Gravitationswellen, Dunkle Materie, etc. Termine und Themen sind auf folgender Webseite zu finden: https://blog.mpifr-bonn.mpg.de/silkebritzen/vorlesung-universitat-heidelberg/ Die Veranstaltung findet online statt und beginnt am 19.04. um 14 Uhr. Der zoom-link lautet: https://eu02web.zoom-x.de/j/9084381833?pwd=YU1UdWJRa1BzajF4Tyt4YVlSdU1BUT09 Meeting ID: 908 438 1833

Why do stars lose mass and what are the mechanisms behind it? This lecture will provide on overview of the different types of winds we find in stars and their physical origin. After exploring the different wind regimes (solar wind, hot stars, cool stars), the lecture wi  <mehr>

Why do stars lose mass and what are the mechanisms behind it? This lecture will provide on overview of the different types of winds we find in stars and their physical origin. After exploring the different wind regimes (solar wind, hot stars, cool stars), the lecture will also cover the consequences of strong mass outflow on the evolution and environment of stars.

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 asp  <mehr>

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.

Seminar Web-Page: https://hci.iwr.uni-heidelberg.de/content/optml-seminar-SoSe24 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  <mehr>

Seminar Web-Page: https://hci.iwr.uni-heidelberg.de/content/optml-seminar-SoSe24 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.

The course "Introduction to Computational Physics" can be part of both Bachelor and Master studies in physics. Its description can be found in the Bachelor Handbook under THIS link. Regarding physical knowledge, basic knowledge is again useful for a deeper un  <mehr>

The course "Introduction to Computational Physics" can be part of both Bachelor and Master studies in physics. Its description can be found in the Bachelor Handbook under THIS link. Regarding physical knowledge, basic knowledge is again useful for a deeper understanding (we will work on topics from mechanics, statistical physics and quantum mechanics, for example), but the technical&#x2F;numerical tasks can be solved by only following the explanations in the lecture and tutorials.

Für Bachelorstudierende der Physik ist dieser Kurs ein Pflichtseminar. Für Lehramtsstudierende der MINT-Fächer bieten das IUP und die HSE gemeinsam eine Variante des Kurses an, die nicht curricular, sondern ausschließlich in der HSE-Zusatzqualifikation Nachhaltigkei  <mehr>

Für Bachelorstudierende der Physik ist dieser Kurs ein Pflichtseminar. Für Lehramtsstudierende der MINT-Fächer bieten das IUP und die HSE gemeinsam eine Variante des Kurses an, die nicht curricular, sondern ausschließlich in der HSE-Zusatzqualifikation Nachhaltigkeit anrechenbar ist. Informationen zu dieser erweiterten Lehrveranstaltung finden Sie unter https://www.hse-heidelberg.de/seminar-klimaphysik-meets-bne-sose-2024

Diese Vorlesung wendet sich an Hörer aller Fakultäten, die einen Einblick in die moderne Astronomie und Astrophysik bekommen wollen. Es werden keine besonderen physikalischen oder mathematischen Vorkenntnisse benötigt. Folgende Themen werden abgedeckt (die Termine  <mehr>

Diese Vorlesung wendet sich an Hörer aller Fakultäten, die einen Einblick in die moderne Astronomie und Astrophysik bekommen wollen. Es werden keine besonderen physikalischen oder mathematischen Vorkenntnisse benötigt. Folgende Themen werden abgedeckt (die Termine sind vorläufig): 15.4.24 Astronomie heute (Wambsganβ, Fendt) 22.4.24 Geschichte der Astronomie (Wambsganβ) 29.4.24 Licht, Teleskope, Instrumente (Fendt) 6.5.24 Sterne – Klassifikation (Fendt) 13.5.24 Sonne, Erde, Mond (Wambsganβ) 20.5.24 (keine Vorlesung, Feiertag) 27.5.24 Das Planetensystem (Wambsganβ) 3.6.24 Sterne – Aufbau & Entwicklung (Fendt) 10.6.24 Interstellares Medium & Sternentstehung (Fendt) 17.6.24 Die Milchstrasse (Fendt) 24.6.24 Exoplaneten & Leben (Wambsganβ) 1.7.24 Galaxien (Wambsganβ) 8.7.24 Aktive Galaxien, Quasare, Schwarze Löcher (Fendt) 15.7.24 (Eventuell Besuch auf dem Königstuhl mit Besichtigung der astronomischen Institute) .