Modulhandbuch. Bachelor- und Master-Studiengang Physik

FAKULTÄT FÜR MATHEMATIK UND PHYSIK Modulhandbuch Bachelor- und Master-Studiengang Physik Universität Tübingen Fakultät für Mathematik und Physik 13. Mai 2010

Vorwort An der Fakultät für Mathematik und Physik der Universität Tübingen wurde zum Wintersemester 2009/2010 ein vierjähriger Bachelorstudiengang Physik und ein konsekutiver einjähriger Masterstudiengang Physik eingeführt. Diese beiden Studiengänge lösen den bisherigen Diplomstudiengang Physik ab. Das vorliegende Modulhandbuch beschreibt die im Rahmen dieser beiden Studiengänge angebotenen Lehrveranstaltungen. Auf Seite 3 ist eine Übersicht der im Rahmen des Bachelorund Masterstudiums zu erbringenden Module dargestellt, sowie eine kurze Zusammenfassung der wesentlichen Regeln. Diese Übersicht entspricht der in 9 der Prüfungs- und Studienordnung der Universität Tübingen für den Bachelor- und Master-Studiengang Physik festgelegten Struktur der beiden Studiengänge. Hierbei ist zu erwähnen, dass diese Übersicht nicht einem Studienverlaufsplan entspricht. Insbesondere der Bachelor-Studiengang Physik ist so konzipiert, dass ein hohes Maß an Flexibilität bezüglich der Wahl einzelner Module und der Reihenfolge, in der diese Module belegt werden, möglich ist. Exemplarische Studienverlaufspläne für den Bachelor-Studiengang finden sich auf den Webseiten der Fakultät für Mathematik und Physik (unter Studium ). Warum 4-jähriger Bachelor und 1-jähriger Master? Entgegen der bislang bundesweit üblichen Praxis (3-jähriger Bachelor- und 2-jähriger Master-Studiengang) bieten wir einen 4-jährigen Bachelor- und 1-jährigen Master-Studiengang in Physik an. Die Fakultät für Mathematik und Physik und die Universität wollen mit diesem Pilotstudiengang der Kritik an der zu starken Verschulung der 3-jährigen Bachelorstudiengänge begegnen. Daher ist in diesem Studiengang auch die individuelle fachliche Spezialisierung und Vertiefung vorgesehen. Darüber hinaus beinhaltet er ein 5-wöchiges Berufspraktikum und er bietet die Möglichkeit zu einem 1- oder 2-semestrigen Auslandsaufenthalt. Die während des Studiengangs erbrachten Leistungen und die besuchten Veranstaltungen werden auch für künftige Arbeitgeber in einem Transcript of Records einzeln aufgeführt. Daraus wird auch außerhalb der Universität der Mehrwert des 4-jährigen Bachelor-Studienganges gegenüber kürzeren Studiengängen ersichtlich. Tübingen, den 13. Mai 2010 Gez. Dieter Kölle (Bachelor-/Master-Beauftragter Physik) Frank Schreiber (Studiendekan Physik),

3 Bachelor Physik: Module-Übersicht (gem. 9 Prüfungs- & Studienordnung, Univ. Tübingen) Sem. Experimentalphysik (EP) Theoret. Physik (TP) Vertiefungs -fach (VF) 2 Ergänzungsmodule überfachl. (EM) 3 Mathematik Praktika Quali. (ÜQ) Projekt crpts 1 Physik Grundkurs 1 (Mechanik & Wärmelehre) V6+Ü3 12 EM 1 6 Mathematik f. Physiker 1 V4+Ü2 9 ÜQ 1 3 27 +3 2 Physik Grundkurs 2 (Elektromagnetismus) V6+ Ü3 12 Mathematik f. Physiker 2 V4+Ü2 9 Physikal. Prakt. 1 4 +2 ÜQ 2 3 25 +5 3 Physik Grundkurs 3 (Optik, analytische Mechanik, Quantenmechanik) V7+Ü3 15 Mathematik f. Physiker 3 V4+Ü2 9 Physikal. Prakt. 2 4 +2 28 +2 4 1 BM-EP 1: Astronomie & Astrophysik V4+Ü2 9 BM-TP 1: Quantenmechanik V4+Ü2 9 EM 2 6 Mathematik f. Physiker 4 V3+Ü1 6 30 Mobilitätsfenster 4 z.b. für Auslandsaufenthalt 5 1 BM-EP 2: Kondensierte Materie V4+Ü2 9 BM-TP 2: Thermodynamik &Statistik V4+Ü2 9 Orientier- ungs- Prakt. 9 ÜQ 3 3 18 +12 6 1 BM-EP 3: Atome, Moleküle & Licht V4+Ü2 9 BM-TP 3: klassische Feldtheorie V4+Ü2 9 VF 1 6 EM 3 6 30 7 1 BM-EP 4: Kern- & Teilchenphysik V4+Ü2 9 VF 2 6 EM 4 6 Physikal. Prakt. 3 7+2 28 +2 8 1 BM-EP 5: Physik d. Nanostrukturen V4+Ü2 9 VF 3 9 Bachelor- Arbeit 12 30 cr-pts 111 21 24 33 15+15 9 12 216 +24 cr-pts=ects-punkte [für jedes Modul unten links angegeben]; V=Vorlesung; Ü=Übung [Zahlen=Semesterwochenstunden]; BM=Basismodul; ÜQ=überfachliche Qualifikation Leistungspunkte (ECTS-Punkte; cr-pts): 1 ECTS-Punkt = 30 Stunden studentischer Arbeitsaufwand - Blau: fachliche ECTS-Punkte - Rot: ECTS-Punkte für überfachliche, berufsfeldorientierte Zusatzqualifikationen (ÜQ) zu ÜQ siehe auch - Kursangebot Studium Professionale in http://www.career-service.uni-tuebingen.de - Lehrangebot des Forum Scientiarum in http://www.forum-scientiarum.uni-tuebingen.de - Statut: Überfachliche, berufsfeldorientierte Kompetenzen (Univ. TÜ). 1 BM-EP = Basismodul Experimentalphysik: die Reihenfolge der Module ist frei wählbar (werden allerdings jeweils nur im WiSe od. SoSe angeboten). 2 Das Vertiefungsfach umfasst insgesamt 21 ECTS-Punkte; die Aufteilung ist nicht festgelegt. Die Vertiefungsfächer (aus den Themenbereichen Astro- und Teilchenphysik, Biophysik, Kondensierte Materie, Quantenoptik, Theoretische Physik und wiss. Rechnen) und deren Module sind im Modulhandbuch beschrieben. 3 Ergänzungsmodule (EM): - EM im Umfang von mind. 12 cr-pts. sind aus dem Bereich der Naturwissenschaften (außer Physik), Informatik, oder Mathematik zu belegen. - mindestens weitere 6 cr-pts. müssen als EM aus dem Bereich Physik/Mathematik belegt werden. - bis zu 6 cr-pts. sind als EM frei wählbar, aus dem Angebot aller Fakultäten der Univ. Tübingen (auch Studium Professionale u. Forum Scientiarum). 4 Mobilitätsfenster: Insbesondere im 5. und 6. Semester besteht die Möglichkeit Module im Umfang von 30 bzw. 60 ECTS-Punkten z. B. im Rahmen eines Auslandsaufenthalts zu belegen. Master Physik: Module-Übersicht (gem. 9 Prüfungs- & Studienordnung, Univ. Tübingen) Sem. Projekt ECTS- Punkte 1 Projektstudium zur Masterarbeit (inkl. Seminarvortrag) 30 2 Master-Arbeit 30 cr-pts 60

INHALTSVERZEICHNIS 4 Inhaltsverzeichnis 1 Bachelor-Pflichtmodule 9 1.1 Physik Grundkurse...................................... 9 1.1.1 Physik Grundkurs 1 (Mechanik und Wärmelehre)................. 9 1.1.2 Physik Grundkurs 2 (Elektromagnetismus).................... 10 1.1.3 Physik Grundkurs 3 (Optik, Analytische Mechanik, Quantenmechanik).... 11 1.2 Mathematik für Physiker.................................. 12 1.2.1 Mathematik für Physiker 1............................. 12 1.2.2 Mathematik für Physiker 2............................. 13 1.2.3 Mathematik für Physiker 3............................. 14 1.2.4 Mathematik für Physiker 4............................. 15 1.3 Basismodule Experimentalphysik (BM-EP)........................ 16 1.3.1 Astronomie und Astrophysik............................ 16 1.3.2 Atome, Moleküle und Licht............................. 17 1.3.3 Kondensierte Materie................................ 18 1.3.4 Kern- und Teilchenphysik.............................. 19 1.3.5 Physik der Nanostrukturen............................. 20 1.4 Basismodule Theoretische Physik (BM-TP)........................ 21 1.4.1 Quantenmechanik.................................. 21 1.4.2 Thermodynamik und Statistik........................... 22 1.4.3 Klassische Feldtheorie................................ 23 1.5 Praktika............................................ 24 1.5.1 Physikalisches Praktikum 1............................. 24 1.5.2 Physikalisches Praktikum 2............................. 25 1.5.3 Physikalisches Praktikum 3............................. 26 1.5.4 Orientierungspraktikum............................... 27 1.6 Projekt............................................ 28 1.6.1 Bachelorarbeit.................................... 28 2 Ergänzungsmodule (EM) 29 2.1 Naturwissenschaftliche Fächer, Mathematik, Informatik................. 30 2.1.1 Chemie für Physiker 1 (Allgemeine und Anorganische Chemie)......... 30 2.1.2 Chemie für Physiker 2 (Organische Chemie).................... 31 2.1.3 Physikalisch-chemisches Praktikum für fortgeschrittene Studierende...... 32 2.1.4 Informatik I...................................... 33 2.1.5 Informatik II..................................... 34 2.1.6 Logik- und Register-Transfer-Entwurf (Technische Informatik II)........ 35 2.1.7 Numerische Mathematik für Physiker....................... 36 2.1.8 Weitere empfohlene Module aus der Mathematik................. 37 2.2 Physik............................................. 38 2.2.1 Mathematischer Vorbereitungskurs für das Physikstudium............ 38 2.2.2 Mathematische Ergänzungen zu Physik Grundkurs 2............... 39

INHALTSVERZEICHNIS 5 2.2.3 Elektronik....................................... 40 2.2.4 Elektronik-Praktikum................................ 41 2.2.5 Nachhaltige Energieversorgung eine Herausforderung für Wissenschaft und Ethik......................................... 42 2.2.6 Fortgeschrittene Quantentheorie.......................... 43 2.2.7 Theoretische Physik mit Maple........................... 44 2.2.8 Philosophische Aspekte der modernen Physik................... 45 2.3 Alle Fakultäten........................................ 46 3 Überfachliche Qualifikationen (ÜQ) 47 4 Vertiefungsfächer (VF) 48 4.1 Astronomie und Astrophysik (VF1)............................. 49 4.1.1 Seminar zu Astro- und Teilchenphysik....................... 50 4.1.2 Seminar zu aktuellen Problemen der Astronomie und Astrophysik....... 51 4.1.3 Astrophysikalisches Fortgeschrittenenpraktikum.................. 52 4.1.4 Astronomisches Praktikum............................. 53 4.1.5 Theoretische Astrophysik I............................. 54 4.1.6 Theoretische Astrophysik II............................. 55 4.1.7 Einführung in die Relativitätstheorie........................ 56 4.1.8 Relativistische Astrophysik............................. 57 4.1.9 Hochenergie Astrophysik............................... 58 4.1.10 Computational Astrophysics............................. 59 4.1.11 Physik der Gasnebel................................. 60 4.1.12 Extragalaktische Astronomie und Astrophysik................... 61 4.1.13 Veränderliche Sterne................................. 62 4.1.14 Kosmologie...................................... 63 4.1.15 Bau und Entwicklung der Sterne.......................... 64 4.1.16 Astrophysik mit Teilchen.............................. 65 4.1.17 Physik der Sternatmosphären I........................... 66 4.1.18 Physik der Sternatmosphären II.......................... 67 4.1.19 Akkretionsscheibenphysik.............................. 68 4.1.20 Planetenentstehung................................. 69 4.2 Astroteilchenphysik (VF2).................................. 70 4.2.1 Seminar zu Astro- und Teilchenphysik....................... 71 4.2.2 Kosmologie...................................... 72 4.2.3 Neutrinophysik.................................... 73 4.2.4 Astrophysik mit Teilchen.............................. 74 4.2.5 Experimentelle Astroteilchenphysik......................... 75 4.2.6 Relativistische Astrophysik............................. 76 4.2.7 Bausteine der Materie, ihre Wechselwirkungen und zusammengesetzte Systeme 77 4.2.8 Fortgeschrittene Quantentheorie.......................... 78 4.2.9 Quantenfeldtheorie und Teilchenphysik...................... 79

INHALTSVERZEICHNIS 6 4.2.10 Moderne Feldtheorie und Teilchenphysik...................... 80 4.2.11 Seminar zu aktuellen Problemen der Astronomie und Astrophysik....... 81 4.2.12 Messmethoden in Kern- und Teilchenphysik.................... 82 4.3 Biologische und Medizinische Physik (VF3)........................ 83 4.3.1 Physik der molekularen und biologischen Materie................. 84 4.3.2 Biologische und Medizinische Physik........................ 85 4.3.3 Physik der molekularen und biologischen Nanostrukturen............ 86 4.3.4 Physikalische und Theoretische Chemie I..................... 87 4.3.5 Physikalische und Theoretische Chemie II..................... 88 4.3.6 Methoden der biologischen Physik......................... 89 4.3.7 Medizinische Physik I................................ 90 4.3.8 Medizinische Physik II................................ 91 4.3.9 Methoden der medizinischen Physik........................ 92 4.4 Kern- und Teilchenphysik (VF4).............................. 93 4.4.1 Seminar zu Astro- und Teilchenphysik....................... 94 4.4.2 Simulation und Analyse von Experimenten.................... 95 4.4.3 Experimentelle Astroteilchenphysik......................... 96 4.4.4 Bausteine der Materie, ihre Wechselwirkungen und zusammengesetzte Systeme 97 4.4.5 Neutrinophysik.................................... 98 4.4.6 Plasmaphysik und Fusionsforschung I....................... 99 4.4.7 Plasmaphysik und Fusionsforschung II....................... 100 4.4.8 Messmethoden in Kern- und Teilchenphysik.................... 101 4.4.9 Fortgeschrittene Quantentheorie.......................... 102 4.4.10 Theoretische Kernphysik............................... 103 4.4.11 Quantenfeldtheorie und Teilchenphysik...................... 104 4.4.12 Moderne Feldtheorie und Teilchenphysik...................... 105 4.4.13 Yang-Mills-Theorie.................................. 106 4.5 Quantenmaterie: Supraleitung, kalte Atome, Quantenoptik (VF5)............ 107 4.5.1 Quantenmaterie in Atom- und Festkörperphysik (Vorlesung).......... 108 4.5.2 Quantenmaterie in Atom- und Festkörperphysik (Seminar)........... 109 4.5.3 Fortgeschrittene Quantentheorie.......................... 110 4.5.4 Grundlagen der Supraleitung............................ 111 4.5.5 Anwendungen der Supraleitung: Dünnfilm-Bauelemente............. 112 4.5.6 Makroskopische Quantenphänomene in Josephsonkontakten und verwandten Systemen....................................... 113 4.5.7 Theorie korrelierter Vielteilchensysteme...................... 114 4.5.8 Festkörperphysik................................... 115 4.5.9 Projektpraktikum Supraleiter Dünnfilme...................... 116 4.5.10 Optisches Kühlen und atomare Quantengase................... 117 4.5.11 Laserphysik und Angewandte Optik........................ 118 4.5.12 Quantenoptik..................................... 119 4.5.13 Computational Quantumphysics.......................... 120

INHALTSVERZEICHNIS 7 4.5.14 Quantenoptik und Atomoptik............................ 121 4.5.15 Projektpraktikum Laserstrahlen.......................... 122 4.6 Kondensierte Materie (VF6)................................. 123 4.6.1 Physik der kondensierte Materie.......................... 124 4.6.2 Physik kristalliner Materialien I........................... 125 4.6.3 Physik kristalliner Materialien II.......................... 126 4.6.4 Elektronenmikroskopie und Spektroskopie..................... 127 4.6.5 Elektronenmikroskopisches Praktikum....................... 128 4.6.6 Kompaktkurs über Röntgen und Neutronenstreuung an Kristallen und Grenzflächen......................................... 129 4.6.7 Physik der molekularen und biologischen Materie................. 130 4.6.8 Technologie der Halbleiter.............................. 131 4.6.9 Halbeiterpraktikum................................. 132 4.6.10 Supraleitung: Materialien und Anwendungen................... 133 4.6.11 Projektpraktikum Supraleiter Dünnfilme...................... 134 4.6.12 Theorie der kondensierten Materie......................... 135 4.6.13 Theorie korrelierter Vielteilchensysteme...................... 136 4.6.14 Einführung in die Theorie der Supraleitung.................... 137 4.6.15 Statistische Feldtheorie von Vielteilchensystemen bei tiefen Temperaturen... 138 4.6.16 Fortgeschrittene Quantentheorie.......................... 139 4.6.17 Granulare Materie.................................. 140 4.7 Nanostrukturen und Grenzflächen (VF7).......................... 141 4.7.1 Physik der Nanostrukturen und Grenzflächen................... 142 4.7.2 Nanotechnologie-Praktikum............................. 143 4.7.3 Kompaktkurs über Röntgen und Neutronenstreuung an Kristallen und Grenzflächen......................................... 144 4.7.4 Technologie der Halbleiter.............................. 145 4.7.5 Halbeiterpraktikum................................. 146 4.7.6 Halbleiter Nanostrukturen und Bauelemente................... 147 4.7.7 Physik der molekularen und biologischen Nanostrukturen............ 148 4.7.8 Grundlagen der Supraleitung............................ 149 4.7.9 Anwendungen der Supraleitung: Dünnfilm-Bauelemente............. 150 4.7.10 Makroskopische Quantenphänomene in Josephsonkontakten und verwandten Systemen....................................... 151 4.7.11 Projektpraktikum Supraleiter Dünnfilme...................... 152 4.7.12 Fortgeschrittene Quantentheorie.......................... 153 4.7.13 Theorie der kondensierten Materie......................... 154 4.7.14 Theorie korrelierter Vielteilchensysteme...................... 155 4.7.15 Einführung in die Theorie der Supraleitung.................... 156 4.7.16 Statistische Feldtheorie von Vielteilchensystemen bei tiefen Temperaturen... 157 4.8 Wissenschaftliches Rechnen (VF8)............................. 158 4.8.1 Praktikum: Computational Physics......................... 159 4.8.2 Seminar zu Astro- und Teilchenphysik....................... 160 4.8.3 Numerische Methoden in Physik und Astrophysik................ 161

INHALTSVERZEICHNIS 8 4.8.4 Computational Astrophysics............................. 162 4.8.5 Numerische Hydrodynamik............................. 163 4.8.6 Computational Quantumphysics.......................... 164 4.8.7 Numerische Mathematik für Physiker....................... 165 4.8.8 Numerik partieller Differentialgleichungen I.................... 166 4.8.9 Numerik partieller Differentialgleichungen II.................... 167 5 Module im Master-Studium 168 5.1 Projekte............................................ 168 5.1.1 Projektstudium zur Masterarbeit.......................... 168 5.1.2 Masterarbeit..................................... 169 5.2 Arbeitsgruppen-Seminare.................................. 170 5.2.1 Seminar zu aktuellen Themen der UV- und Röntgenastronomie......... 170 5.2.2 Seminar zu Atmosphären von Sternen und Akkretionsscheiben......... 171 5.2.3 Seminar zu aktuellen Themen der experimentellen Astroteilchenphysik..... 172 5.2.4 Seminar zu aktuellen Problemen der Physik der molekularen und biologischen Materie........................................ 173 5.2.5 Seminar zu aktuellen Problemen der Magnetresonanztomographie und - Spektroskopie..................................... 174 5.2.6 Aktuelle Probleme der Quantenfeldtheorie und Teilchenphysik......... 175 5.2.7 Aktuelle Themen der theoretischen Kern- und Teilchenphysik.......... 176 5.2.8 Aktuelle Themen der experimentellen Kern- und Teilchenphysik........ 177 5.2.9 Seminar zu aktuellen Themen über Mesonen und Baryonen........... 178 5.2.10 Seminar zu aktuellen Themen der Physik mit reellen Photonen......... 179 5.2.11 Seminar über spezielle Themen der Atomoptik.................. 180 5.2.12 Seminar über spezielle Themen der Quantenoptik................. 181 5.2.13 Aktuelle Themen der Physik von Josephson-Kontakten............. 182 5.2.14 Aktuelle Themen der Physik von supraleitenden Nanostrukturen........ 183 5.2.15 Aktuelle Themen der Physik von supraleitenden Quanteninterferometern (SQUIDs)....................................... 184 5.2.16 Aktuelle Themen der Supraleitung und des Magnetismus in Übergangsmetalloxiden......................................... 185 5.2.17 Aktuelle Probleme der theoretischen Festkörperphysik.............. 186 5.2.18 Elektronenmikroskopie und Spektroskopie für die Materialforschung...... 187 5.2.19 Seminar über spezielle Themen der Computational Physik............ 188

1 Bachelor-Pflichtmodule 9 1 Bachelor-Pflichtmodule 1.1 Physik Grundkurse 1.1.1 Physik Grundkurs 1 (Mechanik und Wärmelehre) Titel: Physik Grundkurs 1 (Mechanik und Wärmelehre) Veranstaltungsart: Vorlesung (6 SWS) und Übungen (3 SWS) Aufwand: 360 Stunden Leistungspunkte: 12 Physik Grundkurs im Bachelor-Studiengang Physik keine Mathematischer Vorbereitungskurs für das Physikstudium Mechanik: Raum, Zeit, Messung Koordinatensysteme, Vektoren, Newtonsche Bewegungsgleichungen, Kraft, konservatives Kraftfeld, Arbeit (Wegintegrale, Gradient), Lösung von Bewegungsgleichungen (Differentialgleichungen), Harmonischer Oszillator, mit Dämpfung, angetriebener Oszillator (komplexe Zahlen), Gravitationsgesetz, Keplergesetze, Drehimpuls, Vielteilchensysteme, Schwerpunkt, Starrer Körper (Volumenintegrale), Trägheitstensor, Rotationen, (Orthogonale Transformationen), Scheinkräfte, Kreisel, Schwingungen und Wellen, Akustik, Fourier-Zerlegung Wärmelehre: Temperatur, Wärmekapazität, Boltzmann Verteilung, Ideales Gas, barometrische Höhenformel, Entropie, Wärmekraftmaschinen, Phasenübergänge Einarbeitung in die Grundlagen der Mechanik und der Wärmelehre Prüfungsmodalitäten: Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung (Klausur(en) oder mündliche Prüfung(en)) ist die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen. Details werden zu Beginn der Veranstaltung bekannt gegeben. Benotung: Das Modul wird benotet. 1 Semester, im Wintersemester ca. 150 Dozenten des Fachbereichs Physik

1.1 Physik Grundkurse 10 1.1.2 Physik Grundkurs 2 (Elektromagnetismus) Titel: Physik Grundkurs 2 (Elektromagnetismus) Veranstaltungsart: Vorlesung (6 SWS) und Übungen (3 SWS) Aufwand: 360 Stunden Leistungspunkte: 12 Physik Grundkurs im Bachelor-Studiengang Physik keine Mathematischer Vorbereitungskurs zum Studium der Physik und Informatik Elektrostatik (Flächenintegrale. Rotation, Divergenz Sätze von Stokes und Gauß), Randwertprobleme, Multipolentwicklung, Elektrostatik im Medium, Ohmsches Gesetz, Magnetostatik, Maxwell Gleichungen, Wechselstrom, Induktivitäten, Kapazitäten, komplexe Widerstände, einfache Schaltungen, Elektromagnetische Wellen, Spezielle Relativitätstheorie Einarbeitung in die Grundlagen des Elektromagnetismus Prüfungsmodalitäten: Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung (Klausur(en) oder mündliche Prüfung(en)) ist die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen. Details werden zu Beginn der Veranstaltung bekannt gegeben. Benotung: Das Modul wird benotet. 1 Semester, im Sommersemester ca. 150 Dozenten des Fachbereichs Physik

1.1 Physik Grundkurse 11 1.1.3 Physik Grundkurs 3 (Optik, Analytische Mechanik, Quantenmechanik) Titel: Physik Grundkurs 3 (Optik, Analytische Mechanik, Quantenmechanik) Veranstaltungsart: Vorlesung und Übung (Vorlesung: 2 SWS Optik + 5 SWS Analyt. Mechanik & Quantenmechanik = 7 SWS Übung: 1 SWS Optik + 2 SWS Analyt. Mechanik & Quantenmechanik = 3 SWS) Aufwand: 450 Stunden Leistungspunkte: 15 Physik Grundkurs im Bachelor-Studiengang Physik keine Physik Grundkurs 1 und 2 Optik: Elektromagnetische Theorie des Lichts, Phasen- und Gruppengeschwindigkeiten, Dispersion von Licht im Medium, Brechungsindex, Geometrische Optik (Fermatsches Prinzip), Instrumente der geometrischen Optik, Beugung am Spalt, Gitter, Kohärenz von Lichtwellen, Interferenz, Polarisation, Röntgenstrahlung Analytische Mechanik: Zwangsbedingungen, D Alembertsches Prinzip, Variationsprinzip, Lagrange- und Hamilton- Formalismus, Symmetrien und Erhaltungsgrößen, Phasenraum, kanonische Transformationen Einführung in die Quantenmechanik: Die Grenzen der klassischen Physik: Compton-Effekt, Photoeffekt, Schwarzkörperstrahlung; eindimensionale Wellenmechanik, Unschärferelation, Schrödinger Gleichung, stationäre Lösungen, gebundene Zustände, eindimensionale Potentialprobleme (gebundene Zustände und Streuprobleme), Tunneleffekt, harmonischer Oszillator, periodische Potentiale Einarbeitung in die Grundlagen der Optik, der analytischen Mechanik und der Quantenphysik. Prüfungsmodalitäten: Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung (Klausur(en) oder mündliche Prüfung(en)) ist die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen. Details werden zu Beginn der Veranstaltung bekannt gegeben. Benotung: Das Modul wird benotet. 1 Semester, im Wintersemester ca. 150 Dozenten des Fachbereichs Physik

1.2 Mathematik für Physiker 12 1.2 Mathematik für Physiker 1.2.1 Mathematik für Physiker 1 Titel: Mathematik für Physiker 1 Veranstaltungsart: Vorlesung (4 SWS) und Übung (2 SWS) Aufwand: 270 Stunden Leistungspunkte: 9 Mathematik für Physiker im Bachelor-Studiengang Physik keine keine Reelle und komplexe Zahlen, Konvergenz von Folgen und Reihen, Stetigkeit, Differential- und Integralrechnung in einer Veränderlichen, Taylorapproximation, Fourierreihen Einarbeitung in die Grundlagen der Analysis Prüfungsmodalitäten: Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung (Klausur oder mündliche Prüfung) ist die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen. Benotung: Das Modul wird benotet. 1 Semester, im Wintersemester ca. 120 Dozenten des Fachbereichs Mathematik

1.2 Mathematik für Physiker 13 1.2.2 Mathematik für Physiker 2 Titel: Mathematik für Physiker 2 Veranstaltungsart: Vorlesung (4 SWS) und Übung (2 SWS) Aufwand: 270 Stunden Leistungspunkte: 9 Mathematik für Physiker im Bachelor-Studiengang Physik keine Mathematik für Physiker 1 Vektorräume und lineare Abbildungen, lineare Gleichungssysteme, Determinanten, Eigenwerte, euklidische und unitäre Vektorräume, Diagonalisierbarkeit und andere Normalformen Einarbeitung in die Grundlagen der linearen Algebra Prüfungsmodalitäten: Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung (Klausur oder mündliche Prüfung) ist die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen. Benotung: Das Modul wird benotet. 1 Semester, im Sommersemester ca. 120 Dozenten des Fachbereichs Mathematik

1.2 Mathematik für Physiker 14 1.2.3 Mathematik für Physiker 3 Titel: Mathematik für Physiker 3 Veranstaltungsart: Vorlesung (4 SWS) und Übung (2 SWS) Aufwand: 270 Stunden Leistungspunkte: 9 Mathematik für Physiker im Bachelor-Studiengang Physik keine Mathematik für Physiker 1 und 2 Differentialrechnung von reellen Funktionen mehrerer Veränderlicher, Einführung in die Theorie gewöhnlicher Differentialgleichungen, Funktionentheorie Einarbeitung in die Grundlagen der höheren Mathematik Prüfungsmodalitäten: Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung (Klausur oder mündliche Prüfung) ist die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen. Benotung: Das Modul wird benotet. 1 Semester, im Wintersemester ca. 120 Dozenten des Fachbereichs Mathematik

1.2 Mathematik für Physiker 15 1.2.4 Mathematik für Physiker 4 Titel: Mathematik für Physiker 4 Veranstaltungsart: Vorlesung (3 SWS) und Übung (1 SWS) Aufwand: 180 Stunden Leistungspunkte: 6 Mathematik für Physiker im Bachelor-Studiengang Physik keine Mathematik für Physiker 1, 2 und 3 Abstrakte Maß- und Integrationstheorie, L p -Räume, Integration auf Untermannigfaltigkeiten des R n, Divergenzsatz von Gauß, Differentialformen, Satz von Stokes Einarbeitung in die Grundlagen der höheren Mathematik Prüfungsmodalitäten: Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung (Klausur oder mündliche Prüfung) ist die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen. Benotung: Das Modul wird benotet. 1 Semester, im Sommersemester ca. 120 Dozenten des Fachbereichs Mathematik

1.3 Basismodule Experimentalphysik (BM-EP) 16 1.3 Basismodule Experimentalphysik (BM-EP) 1.3.1 Astronomie und Astrophysik Titel: Astronomie und Astrophysik (BM-EP1) Veranstaltungsart: Vorlesung (4 SWS) und Übungen (2 SWS) Aufwand: 270 Stunden Leistungspunkte: 9 Basismodul Experimentalphysik im Bachelor-Studiengang Physik keine Physik Grundkurs 1,2 und 3 Grundlagen: Beobachtungsmethoden, Koordinatensysteme; Sonnensystem: Himmelsmechanik, Aufbau, Physik der Planeten, Entstehung; Physik der Sterne: Entstehung, Atmosphären, Aufbau, Entwicklung, Endstadien; Extragalaktik: Galaxien, Strukturbildung, Kosmologie Einarbeitung in die Grundlagen der Astronomie und Astrophysik Prüfungsmodalitäten: Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung (Klausur oder mündliche Prüfung) ist die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen. Benotung: Das Modul wird benotet. 1 Semester, im Sommersemester ca. 120 A. Santangelo, K. Werner

1.3 Basismodule Experimentalphysik (BM-EP) 17 1.3.2 Atome, Moleküle und Licht Titel: Atome, Moleküle und Licht (BM-EP2) Veranstaltungsart: Vorlesung (4 SWS) und Übungen (2 SWS) Aufwand: 270 Stunden Leistungspunkte: 9 Basismodul Experimentalphysik im Bachelor-Studiengang Physik keine Physik Grundkurs 1,2 und 3 Schrödinger-Gleichung und wasserstoffähnliche Atome, Photonen, Anwendungen des Photonenbildes, Spektroskopie, relativistische Behandlung des Wasserstoffatoms, Spin, Spin-Bahn- Kopplung, Hyperfeinstruktur, Mehrelektronenatome, Molekülbindung, Vibrationen und Rotationen von Molekülen, Molekülspektroskopie, Elektron im Magnetfeld, Ionenfallen, Atome im statischen Feld, Wechselwirkung von Atomen mit Licht, Laserkühlung von Atomen, Atomfallen. Einarbeitung in die Grundlagen der Physik der Atome, Moleküle und des Lichts Prüfungsmodalitäten: Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung (Klausur oder mündliche Prüfung) ist die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen. Benotung: Das Modul wird benotet. 1 Semester, im Sommersemester ca. 120 J. Fortágh, F. Schreiber, C. Zimmermann

1.3 Basismodule Experimentalphysik (BM-EP) 18 1.3.3 Kondensierte Materie Titel: Kondensierte Materie (BM-EP3) Veranstaltungsart: Vorlesung (4 SWS) und Übungen (2 SWS) Aufwand: 270 Stunden Leistungspunkte: 9 Basismodul Experimentalphysik im Bachelor-Studiengang Physik keine Physik Grundkurs 1,2 und 3 Struktur, Dynamik und Mechanik kondensierter Materie (Kristalle, Flüssigkristalle, Flüssigkeiten); Elektronische Struktur von Festkörpern I: Freies Elektronengas und Bloch-Wellen, Kristallgitter, Phononen; Elektronische Struktur von Festkörpern II: Energiebänder, Metalle, Halbleiter, Isolatoren; Ordnungsphänomene und Phasenübergänge, Magnetismus, Supraleitung Einarbeitung in die Grundlagen der Physik der kondensierten Materie Prüfungsmodalitäten: Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung (Klausur oder mündliche Prüfung) ist die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen. Benotung: Das Modul wird benotet. 1 Semester, im Wintersemester ca. 120 F. Schreiber, R. Kleiner

1.3 Basismodule Experimentalphysik (BM-EP) 19 1.3.4 Kern- und Teilchenphysik Titel: Kern- und Teilchenphysik (BM-EP4) Veranstaltungsart: Vorlesung (4 SWS) und Übungen (2 SWS) Aufwand: 270 Stunden Leistungspunkte: 9 Basismodul Experimentalphysik im Bachelor-Studiengang Physik keine Physik Grundkurs 1,2 und 3 Konzept für subatomare Untersuchungen, Grundgrößen des Atomkerns und seiner Bausteine, Nukleon-Nukleon-Wechselwirkung, Aufbau der Atomkerne ( Kernstruktur), Kernreaktionen, Radioaktiver Zerfall, Betazerfall, Neutrinos und schwache Wechselwirkung, Mesonen und Baryonen, Urbausteine der Materie und ihre Wechselwirkungen Einarbeitung in die Grundlagen der Kern- und Teilchenphysik Prüfungsmodalitäten: Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung (Klausur oder mündliche Prüfung) ist die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen. Benotung: Das Modul wird benotet. 1 Semester, im Wintersemester ca. 120 H. Clement, J. Jochum

1.3 Basismodule Experimentalphysik (BM-EP) 20 1.3.5 Physik der Nanostrukturen Titel: Physik der Nanostrukturen (BM-EP5) Veranstaltungsart: Vorlesung (4 SWS) und Übungen (2 SWS) Aufwand: 270 Stunden Leistungspunkte: 9 Basismodul Experimentalphysik im Bachelor-Studiengang Physik keine Physik Grundkurs 1,2 und 3 Einführung: Festkörperphysik in reduzierten Dimensionen; Herstellungsverfahren und Charakterisierungsmethoden; Halbleiter-Grenzflächen und Bauelemente; Halbleiter- Nanostrukturen; Grenzflächen in metallischen Systemen und Bauelemente (magnetische und supraleitende); metallische, supraleitende und magnetische Nanostrukturen; Grenzflächen zwischen Isolatoren; organische Systeme und biologische Materialien; Kohlenstoff-basierte Systeme (Carbon Nanotubes und Graphene); Mikromaschinen Einarbeitung in die Grundlagen der Physik der Nanostrukturen und Grenzflächen und deren Anwendungen Prüfungsmodalitäten: Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung (Klausur oder mündliche Prüfung) ist die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen. Benotung: Das Modul wird benotet. 1 Semester, im Sommersemester ca. 120 D. Kölle, D. Wharam

1.4 Basismodule Theoretische Physik (BM-TP) 21 1.4 Basismodule Theoretische Physik (BM-TP) 1.4.1 Quantenmechanik Titel: Quantenmechanik (BM-TP1) Veranstaltungsart: Vorlesung (4 SWS) und Übungen (2 SWS) Aufwand: 270 Stunden Leistungspunkte: 9 Basismodul Theoretische Physik im Bachelor-Studiengang Physik keine Physik Grundkurs 1,2 und 3 Axiomatische Formulierung der Quantenmechanik: Hilbertraum, Operatoren, Darstellungen, Drehimpuls, sphärisch-symmetrische und axial-symmetrische Potentiale, Wasserstoffatom, Störungstheorie (stationäre und zeitabhängige), Zeitentwicklungsoperator, geladenes Teilchen im elektromagnetischen Feld (Landau-Niveaus), zeitabhängige Prozesse, Streutheorie, identische Teilchen, Hartree-Fock-Approximation Einarbeitung in die vertieften Grundlagen der Quantenmechanik Prüfungsmodalitäten: Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung (Klausur oder mündliche Prüfung) ist die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen. Benotung: Das Modul wird benotet. 1 Semester, im Sommersemester ca. 120 Dozenten des Instituts für Theoretische Physik

1.4 Basismodule Theoretische Physik (BM-TP) 22 1.4.2 Thermodynamik und Statistik Titel: Thermodynamik und Statistik (BM-TP2) Veranstaltungsart: Vorlesung (4 SWS) und Übungen (2 SWS) Aufwand: 270 Stunden Leistungspunkte: 9 Basismodul Theoretische Physik im Bachelor-Studiengang Physik keine Physik Grundkurs 1,2 und 3 Grundprinzip in der Statistik, thermodynamisches Gleichgewicht, thermodynamische Größen (Temperatur, Druck, chemisches Potential), erster und zweiter Hauptsatz, mikrokanonisches, kanonisches und großkanonisches Ensemble, thermodynamische Potentiale, thermodynamische Prozesse (insbes. Carnot-Prozess), ideales Gas, van-der-waals Gas, Phasenübergänge, chemische Reaktionen (Massenwirkungsgesetz), Quantenstatistik: Fermi- und Bose-Verteilung, Bose-Kondensation, Wärmestrahlung und Gitterschwingungen Einarbeitung in die Grundlagen der Thermodynamik und Statistik Prüfungsmodalitäten: Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung (Klausur oder mündliche Prüfung) ist die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen. Benotung: Das Modul wird benotet. 1 Semester, im Wintersemester ca. 120 Dozenten des Instituts für Theoretische Physik

1.4 Basismodule Theoretische Physik (BM-TP) 23 1.4.3 Klassische Feldtheorie Titel: Klassische Feldtheorie (BM-TP3) Veranstaltungsart: Vorlesung (4 SWS) und Übungen (2 SWS) Aufwand: 270 Stunden Leistungspunkte: 9 Basismodul Theoretische Physik im Bachelor-Studiengang Physik keine Physik Grundkurs 1,2 und 3 Poincaré-Invarianz, relativistische Punktmasse, Euler-Lagrange Gleichungen für Felder. Noether-Theorem, Energie-Impuls-Tensor, Drehimpulstensor, Maxwell-Gleichungen, elektromagnetische Wellen, elektromagnetische Strahlung, Multipolentwicklungen, Kugelfunktionen, Randwertprobleme, Äquivalenzprinzip und Allgemeine Relativitätstheorie, Basiselemente der Riemann schen Geometrie, Einstein sche Feldgleichungen, Schwarzschildlösung, Gravitationswellen. Einarbeitung in die Grundlagen der klassischen Feltheorie Prüfungsmodalitäten: Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung (Klausur oder mündliche Prüfung) ist die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen. Benotung: Das Modul wird benotet. 1 Semester, im Sommersemester ca. 120 Dozenten des Instituts für Theoretische Physik

1.5 Praktika 24 1.5 Praktika 1.5.1 Physikalisches Praktikum 1 Titel: Physikalisches Praktikum 1 Veranstaltungsart: Praktikum Aufwand: 180 Stunden;15 Versuche (jeweils ca. 3 Stunden) Leistungspunkte: 4 (fachlich) + 2 (überfachl. berufsfeldorientierte Zusatzqualifikation) Praktikum im Bachelor-Studiengang Physik; davon 2 LP als überfachliche, berufsfeldorientierte Zusatzqualifikation keine Physik Grundkurs 1 Es werden in Kleingruppen Experimente durchgeführt zu den Themen der Physik Grundkurse 1 3. Erlernen praktischer Fähigkeiten zur Durchführung und Auswertung physikalischer Experimente Überfachliche berufsfeldorientierte Kompetenzen: Stärkung methodisch-problemlösenden Denkens für Lern- und Arbeitstechniken (Methodenund Kommunikationskompetenz); Stärkung sozial-kommunikativen Denkens und Verhaltens für Kooperationsformen (Sozialkompetenz) Bei vollständig protokollierter Durchführung aller Versuche wird ein unbenotetes Testat erteilt. 1 Semester, im Sommer- und Wintersemester; sowohl während der Vorlesungszeit als auch als Blockpraktikum in den letzten drei Wochen der vorlesungsfreien Zeit ca. 120 T. Hehl

1.5 Praktika 25 1.5.2 Physikalisches Praktikum 2 Titel: Physikalisches Praktikum 2 Veranstaltungsart: Praktikum Aufwand: 180 Stunden;15 Versuche (jeweils ca. 3 Stunden) Leistungspunkte: 4 (fachlich) + 2 (überfachl. berufsfeldorientierte Zusatzqualifikation) Praktikum im Bachelor-Studiengang Physik; davon 2 LP als überfachliche, berufsfeldorientierte Zusatzqualifikation keine Physik Grundkurs 1 und 2; Physikalisches Praktikum 1 Es werden in Kleingruppen Experimente durchgeführt zu den Themen der Physik Grundkurse 1 3. Erlernen praktischer Fähigkeiten zur Durchführung und Auswertung physikalischer Experimente Überfachliche berufsfeldorientierte Kompetenzen: Stärkung methodisch-problemlösenden Denkens für Lern- und Arbeitstechniken (Methodenund Kommunikationskompetenz); Stärkung sozial-kommunikativen Denkens und Verhaltens für Kooperationsformen (Sozialkompetenz) Bei vollständig protokollierter Durchführung aller Versuche wird ein unbenotetes Testat erteilt. 1 Semester, im Sommer- und Wintersemester; sowohl während der Vorlesungszeit als auch als Blockpraktikum in den letzten drei Wochen der vorlesungsfreien Zeit ca. 120 T. Hehl, E. Plies

1.5 Praktika 26 1.5.3 Physikalisches Praktikum 3 Titel: Physikalisches Praktikum 3 Veranstaltungsart: Praktikum Aufwand: 270 Stunden;15 Versuche (jeweils ca. 3 Stunden) Leistungspunkte: 7 (fachlich) + 2 (überfachl. berufsfeldorientierte Zusatzqualifikation) Praktikum im Bachelor-Studiengang Physik; davon 2 LP als überfachliche, berufsfeldorientierte Zusatzqualifikation bestandene Zwischenprüfung Physik Grundkurs 1,2 und 3. Experimentalphysik Basismodule (Kern- und Teilchenphysik; Atome, Moleküle und Licht; kondensierte Materie) ausgewählte Experimente aus den Bereichen Kern-/Teilchen-, Atom- und Festkörper-Physik (z. B. Neutronenaktivierung, Mößbauer-Effekt, nukleare magnetische Resonanz, Zeeman- Effekt, Sättigungsspektroskopie, selektive Reflexionsspektroskopie und Faraday-Effekt in Gasen, Röntgenbeugung, Magnetooptischer Kerr-Effekt, Supraleitung, Josephson-Kontakt) Erlernen weiterführender praktischer Fähigkeiten zur Durchführung und Auswertung von physikalischen Experimenten Überfachliche berufsfeldorientierte Kompetenzen: Stärkung methodisch-problemlösenden Denkens für Lern- und Arbeitstechniken (Methodenund Kommunikationskompetenz); Stärkung sozial-kommunikativen Denkens und Verhaltens für Kooperationsformen (Sozialkompetenz) Prüfungsmodalitäten: Für jeden der zehn Versuche werden maximal 10 Punkte vergeben (maximal 5 für die Versuchsdurchführung (inkl. Testat) und maximal 5 für die schriftliche Versuchsausarbeitung). Kriterium für das Bestehen des Moduls ist das Erreichen von mindestens 50 Punkten und die vollständig protokollierte Durchführung aller Versuche. Benotung: Das Modul ist unbenotet; auf Wunsch wird das Modul benotet. 1 Semester, im Sommer- und Wintersemester ca. 40 D. Kölle

1.5 Praktika 27 1.5.4 Orientierungspraktikum Titel: Orientierungspraktikum Veranstaltungsart: Praktikum Aufwand: 270 Stunden Leistungspunkte: 9 (überfachliche berufsfeldorientierte Zusatzqualifikation) Praktikum im Bachelor-Studiengang Physik; im vollen Umfang (9 LP) als überfachliche, berufsfeldorientierte Zusatzqualifikation Das Orientierungspraktikum muss vorab vom Prüfungsausschuss (oder Praktikumsbeauftragten) genehmigt werden. Physik Grundkurs 1,2 und 3; Physikalisches Praktikum 1 und 2 Das Orientierungspraktikum soll eine Anschauung von praktischen Tätigkeiten im Studiengang vermitteln. Es kann als Forschungs- oder Berufspraktikum an allen hierzu geeigneten privaten und öffentlichen Einrichtungen im In- und Ausland absolviert werden. Das Orientierungspraktikum dient der Berufsfindung. Es sollen mögliche Anwendungsfelder der im Bachelorstudium Erlernten Inhalte ausgelotet werden. Prüfungsmodalitäten: Die Anerkennung des Orientierungspraktikums erfolgt durch den Prüfungsausschuss (oder Praktikumsbeauftragten). Voraussetzung für die Anerkennung ist die Vorlage eines Praktikumsberichts sowie eines von der Praktikumsstelle ausgestellten Praktikumszeugnisses und Teilnahmebescheinigung. Benotung: Das Modul ist unbenotet. 5 Wochen, ganztägig oder entsprechende Aufteilung auf mehrere Termine; während des Semesters oder in der vorlesungsfreien Zeit ( im Sommer- und Wintersemester) individuelles Praktikum Praktikumsbeauftragter des Fachbereichs Physik

1.6 Projekt 28 1.6 Projekt 1.6.1 Bachelorarbeit Titel: Bachelorarbeit Veranstaltungsart: Projekt und Seminar Aufwand: 360 Stunden Leistungspunkte: 12 Projekt (Abschlussarbeit) im Bachelor-Studiengang Physik siehe Prüfungs- und Studienordnung erfolgreiches Bachelor-Studium bis zum 7. Semester Bearbeitung eines Themas der theoretischen oder experimentellen Physik unter Anleitung. Teilnahme an und Präsentation der Arbeit in einem zugehörigen Arbeitsgruppenseminar (siehe Kap. 5.2) Bearbeitung und Präsentation eines wissenschaftlichen Themas. Vertiefen der Kenntnis über aktuelle Forschung. Schriftlicher benoteter Arbeitsbericht. 1 Semester (ca. 20 h/woche), im Winter- und Sommersemester Individuelles Projekt Dozenten des Fachbereichs Physik

2 Ergänzungsmodule (EM) 29 2 Ergänzungsmodule (EM) Struktur: Insgesamt sind EM im Umfang von 24 Leistungspunkten zu belegen. Der Umfang (Zahl der Leistungspunkte) der einzelnen Module sowie die Gesamtzahl der EM ist nicht festgelegt. EM im Umfang von mindestens zwölf Leistungspunkten müssen aus geeigneten Modulen in naturwissenschaftlichen Fächern (außerhalb der Physik), der Mathematik oder der Informatik gewählt werden. Hier sollen insbesondere einführende Module aus anderen Disziplinen belegt werden. Einige empfohlene Module sind im Modulhandbuch aufgelistet. Es ist aber auch die Belegung anderer geeigneter Module möglich. Die Eignung wird vom Prüfungsausschuss, bzw. von dessen Vorsitzenden festgestellt. EM im Umfang von mindestens sechs Leistungspunkten müssen aus dem Lehrangebot der Mathematik/Physik erbracht werden. Neben den hier explizit ausgewiesenen Ergänzungsmodulen können insbesondere einzelne Vertiefungsfachmodule (s. Kap. 4) verwendet werden (sofern diese nicht im Vertiefungsfach selbst angerechnet werden sollen). Weitere EM mit einem Umfang von bis zu sechs Leistungspunkten können frei aus dem Angebot aller Fakultäten der Universität gewählt werden, sofern hierfür ausreichende Kapazitäten vorhanden sind. Eine automatische Berechtigung zur Teilnahme an solchen Veranstaltungen anderer Fakultäten besteht jedoch nicht. Es empfiehlt sich vorab anzufragen, ob eine Teilnahme an der gewünschten Veranstaltung möglich ist. Hier können auch Module aus dem Studium Professionale und dem Angebot des Forum Scientiarum belegt werden, falls diese nicht im Bereich überfachliche Qualifikationen (s. Kap. 3) angerechnet werden sollen. Benotung: Insgesamt werden EM im Umfang von 18 Leistungspunkten bei der Berechnung der Bachelor- Note berücksichtigt. Es ist daher darauf zu achten dass eine ausreichende Menge an benoteten EM belegt wird.

2.1 Naturwissenschaftliche Fächer, Mathematik, Informatik 30 2.1 Naturwissenschaftliche Fächer, Mathematik, Informatik 2.1.1 Chemie für Physiker 1 (Allgemeine und Anorganische Chemie) Titel: Chemie für Physiker 1 (Allgemeine und anorganische Chemie) Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) und Praktikum (6 Versuchstage) Aufwand: 180 Stunden Leistungspunkte: 6 Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik keine keine Allgemeines: Einteilung der Stoffe, Chemische Reaktionen, Stöchiometrische Gesetze, stöchiometrisches Rechnen; der Atombau: Atomspektren, Schrödinger-Gleichung, Elektronenkonfiguration; das Periodensystem: die periodischen Eigenschaften der Elemente; die chemische Bindung: Ionenbindung (Gitterenergie, Kristallsysteme), kovalente Bindung (Oktettregel, VSEPR Konzept), koordinative Bindung in Komplexen; Säuren, Basen, Salze: Protolysen, ph-werte, Pufferlösungen; Chemie des Sauerstoffs, des Stickstoffs und der Edelgase; Wasserstoff, Wasser und Wasserstoffperoxid; Redoxreaktionen; Chemie der Elemente der Hauptgruppen Einführung in die Grundlagen der allgemeinen und anorganischen Chemie Prüfungsmodalitäten: Die Modulprüfung besteht aus einer Klausur (zu Vorlesung + Praktikum), die nach Abschluss des Praktikums durchgeführt wird. Bei vollständig protokollierter Durchführung aller Versuche wird ein unbenotetes Testat erteilt; dieses Testat ist die Zulassungsvoraussetzung zur Klausur. Benotung: Das Modul wird benotet. Vorlesung: 1. Hälfte im Wintersemester (4 Stunden pro Woche) Praktikum: 6 Versuchstage (je 8 h) in der vorlesungsfreien Zeit im Wintersemester (Feb./März) ca. 60 E. Schweda, H. Mayer

2.1 Naturwissenschaftliche Fächer, Mathematik, Informatik 31 2.1.2 Chemie für Physiker 2 (Organische Chemie) Titel: Chemie für Physiker 2 (Organische Chemie) Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) und Praktikum (6 Versuchstage) Aufwand: 180 Stunden Leistungspunkte: 6 Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik keine Grundkenntnisse in Chemie, z.b. aus der Vorlesung zu Chemie für Physiker 1 und abgeschlossener Praktikumsteil zu Chemie für Physiker 1 - Zusammenhänge zwischen Struktur und Bindung in organischen Molekülen, Kohlenwasserstoffe - die wichtigsten funktionellen Gruppen und der Einfluss auf die Verbindungseigenschaften - die wichtigsten Mechanismen organischer Reaktionen - Aufbau, Wirkung und Funktionen wichtiger organischer Materialien, Naturstoffe und Biomoleküle - experimentelle Arbeitstechniken der organischen Chemie Einführung in die Grundlagen der organischen Chemie Prüfungsmodalitäten: Die Modulprüfung besteht aus einer Klausur (zu Vorlesung + Praktikum), die nach Abschluss des Praktikums durchgeführt wird. Bei vollständig protokollierter Durchführung aller Versuche wird ein unbenotetes Testat erteilt; dieses Testat ist die Zulassungsvoraussetzung zur Klausur. Benotung: Das Modul wird benotet. Vorlesung: 2. Hälfte im Wintersemester (4 Stunden pro Woche) Praktikum: 6 Versuchstage (je 8 h) in der vorlesungsfreien Zeit im Wintersemester (Feb./März) ca. 60 B. Speiser, H. Mayer

2.1 Naturwissenschaftliche Fächer, Mathematik, Informatik 32 2.1.3 Physikalisch-chemisches Praktikum für fortgeschrittene Studierende Titel: Physikalisch-chemisches Praktikum für fortgeschrittene Studierende Veranstaltungsart: Praktikum (3 SWS) und Seminar (1 SWS) Aufwand: 120 Stunden [5 Versuche, jeweils ca. 6 Std. + Seminar (1 Std./Woche)] Leistungspunkte: 4 Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Zwischenprüfung Bachelor Physik Chemie für Physiker 1 (Allgemeine und organische Chemie) Fünf Versuche aus: Dielektrizitätskonstanten, IR-Spektroskopie, UV/Vis-Spektroskopie, XPS (Röntgenphotoelektronenspektroskopie), STM (Scanning Tunneling Microscopy) oder Photokinetik Wechselwirkung elektromagnetischer Strahlung/Materie, Symmetriebetrachtungen, Fouriertransformation, Ähnlichkeiten und Unterschiede der Spektroskopiearten, hochaufgelöste Mikroskopie, Reaktionskinetik Prüfungsmodalitäten: Testat zu den einzelnen Versuchen, Abschlusskolloquium, Seminarvortrag Benotung: Das Modul wird benotet. 1 Semester, im Winter- und Sommersemester keine Beschränkung Die Dozenten der Physikalischen und Theoretischen Chemie

2.1 Naturwissenschaftliche Fächer, Mathematik, Informatik 33 2.1.4 Informatik I Titel: Informatik I Veranstaltungsart: Vorlesung (4 SWS) mit Übungen (2 SWS) und Präsenzübungen (2 SWS) Aufwand: 240 Stunden Leistungspunkte: 8 Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik keine mathematischer Vorbereitungskurs für das Physikstudium Vertiefte Kenntnis mindestens einer Programmiersprache, Methodik der systematischen Programmentwicklung, Präsentationstechnik, mathematisch-logisches Argumentieren über Programme, Abdeckung von Programmen durch Testfälle, konkrete und abstrakte Datentypen, induktive Definitionen, Rekursion, Higher-Order- Programmierung, zeitabhängige Modelle, Datentypen, Zuweisungen und Zustand, objektorientiertes Programmieren, funktionale Programmierung Studierende erhalten grundlegende Einsichten in die Natur der Programmentwicklung. Sie lernen, Probleme zu strukturieren, abstrakt zu beschreiben und danach Programme nach genau bestimmten Regeln systematisch und in einem disziplinierten Prozess zu entwickeln. Dabei wird auch die Arbeit in Teams trainiert und in Testaten die Fähigkeit zur Präsentation eigener Ergebnisse erworben. Prüfungsmodalitäten: Teilnahme an Übungen und Präsenzübungen, Testate, Abschlussklausur Benotung: Das Modul wird benotet. 1 Semester, im Wintersemester Vorlesung: keine Beschränkung; Übungen: 10-15 Teilnehmer H. Klaeren

2.1 Naturwissenschaftliche Fächer, Mathematik, Informatik 34 2.1.5 Informatik II Titel: Informatik II Veranstaltungsart: Vorlesung (4 SWS) mit Übungen (2 SWS) und Präsenzübungen (2 SWS) Aufwand: 240 Stunden Leistungspunkte: 8 Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Informatik I Objektorientierte Modellierung und Programmierung, Programmierfertigkeiten, Benutzung einer professionellen Programmentwicklungsumgebung, Debugging Modellierung von Daten, Klassenkonzept, Komposition und Vereinigung von Klassenreferenzen, Klassenhierarchien, funktionale Methoden, Kapselung von Zustand, abstrakte Klassen, Sichtbarkeit und Zugriffsrechte, imperative Methoden, GUIProgrammierung, Model-View-Controller Muster, Visitor- Muster Studierende erhalten grundlegende Einsichten in die Methoden und Werkzeuge der objektorientierten Modellierung und Programmierung. Dabei wird auch die Arbeit in Teams trainiert und in Testaten die Fähigkeit zur Präsentation eigener Ergebnisse erworben. Prüfungsmodalitäten: Teilnahme an Übungen und Präsenzübungen, Testate, Abschlussklausur Benotung: Das Modul wird benotet. 1 Semester, im Sommersemester Vorlesung: keine Beschränkung; Übungen: 10-15 Teilnehmer H. Klaeren

2.1 Naturwissenschaftliche Fächer, Mathematik, Informatik 35 2.1.6 Logik- und Register-Transfer-Entwurf (Technische Informatik II) Titel: Logik- und Register-Transfer-Entwurf (Technische Informatik II) Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS), Übungen (2 SWS) Aufwand: 120 Stunden Leistungspunkte: 4 Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik keine Physik Grundkurs 2 Nach einer kurzen Einführung in Boolesche und Schaltalgebra werden KV-Diagramme und andere Verfahren zur Schaltnetzminimierung mit vielen Beispielen behandelt. Nach der Einführung von Flipflops werden Schaltwerke analysiert und synthetisiert. Danach werden zahlreiche Speicherstrukturen (RAM, ROM, EPROM, Flash, PLA, FPGA) behandelt. Nach einer Einführung in Rechnerarithmetik anhand der IEEE-Standards erfolgt zum Abschluss eine Einführung in der Register-Transfer-Entwurf und die Befehlssätze sowie deren Implementierung in einfachen Prozessoren. Kennenlernen der technischen Grundlagen der Informatik: schaltungstechnische Grundlagen von Schaltwerken bis hin zur Rechnerorganisation Prüfungsmodalitäten: Klausur am Ende der Veranstaltung; erfolgreiche Bearbeitung der Übungsblätter Benotung: Das Modul wird benotet. 1 Semester, im Wintersemester Vorlesung unbeschränkt; Übungsgruppen 16-20 W. Rosenstiel

2.1 Naturwissenschaftliche Fächer, Mathematik, Informatik 36 2.1.7 Numerische Mathematik für Physiker Titel: Numerische Mathematik für Physiker Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) mit Übungen (2 SWS) und Programmiervorkurs (12 Stunden) Aufwand: 240 Stunden Leistungspunkte: 8 Ergänzungsmodul oder Vertiefungsfachmodul (in wissenschaftliches Rechnen ) im Bachelor- Studiengang Physik keine Mathematik für Physiker 1 Interpolation und Approximation von Funktion, numerische Integration und Differentiation, linear Gleichungssysteme, nicht-lineare Gleichungssysteme, lineare und nicht-lineare Ausgleichsrechnung, Numerik gewöhnlicher Differentialgleichungen Einführung in die numerische Mathematik Als Ergänzungsmodul: Die Modulprüfung besteht aus einer benoteten Klausur und der erfolgreichen Teilnahme an den Übungen, inkl. Programmierhausaufgaben. Das Modul wird benotet. Als Modul im Vertiefungsfach Wissenschaftliches Rechnen : Teilnahme an der Vorlesung und erfolgreichen Teilnahme an den Übungen, inkl. Programmierhausaufgaben. Das Modul ist unbenotet. 1 Semester, im Sommersemester Programmiervorkurs (12 Stunden auf 6 Tage verteilt) findet in den ersten beiden Wochen der Vorlesungszeit statt ca. 20 A. Prohl

2.1 Naturwissenschaftliche Fächer, Mathematik, Informatik 37 2.1.8 Weitere empfohlene Module aus der Mathematik Als weitere Ergänzungsmodule aus dem Bereich der Mathematik werden insbesondere folgende Module empfohlen: Allgemeine Relativitätstheorie Analysis auf Mannigfaltigkeiten Einführung in Mannigfaltigkeiten Mathematische Physik: klassische Mechanik Mathematische Physik: Quantenmechanik Stochastische Prozesse Wahrscheinlichkeitstheorie Dies sind Module aus dem Wahlpflichtbereich des Bachelorstudiengangs Mathematik der Universität Tübingen. Der Umfang jedes dieser Module beträgt 10 Leistungspunkte, die sich aus einer Vorlesung (4 SWS) und zugehörigen Übungen (2 SWS) ergeben. Die entsprechenden Modulbeschreibungen finden sich im Modulhandbuch Mathematik (siehe Webseiten Studium der Fakultät für Mathematik und Physik ). Prinzipiell können auch andere Module aus dem Bereich Mathematik belegt werden; hierbei sollte jedoch die Eignung als Ergänzungsmodul vorab mit den jeweiligen Dozenten, bzw. dem Vorsitzenden des Prüfungsausschusses geklärt werden.

2.2 Physik 38 2.2 Physik 2.2.1 Mathematischer Vorbereitungskurs für das Physikstudium Titel: Mathematischer Vorbereitungskurs für das Physikstudium Veranstaltungsart: Vorlesung (3 Std./Tag) mit Übungen (2 Std./Tag), Aufwand: 60 Stunden Leistungspunkte: 2 Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik keine keine Der Zahlenbereich Vektorrechnung Grenzwerte und Reihen Reelle Funktionen einer reellen Veränderlichen Differentialrechnung Integralrechnung Funktionen mehrerer Veränderlichen Wiederholung der mathematischen Abiturkenntnisse - Bereitstellung der mathematischen Kenntnisse für den Physik Grundkurs 1 Auch: Entspanntes Kennenlernen von Kommilitonen, Tutoren und dem Campusbetrieb Prüfungsmodalitäten: Teilnahme an Vorlesung und Übungen Benotung: Das Modul ist unbenotet. Zehn-tägiger Kurs; Beginn zweieinhalb Wochen vor Beginn der Vorlesungszeit; im Winterund Sommersemester. ca. 100 K. Bräuer

2.2 Physik 39 2.2.2 Mathematische Ergänzungen zu Physik Grundkurs 2 Titel: Mathematische Ergänzungen zu Physik Grundkurs 2 Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Teilnahme am Physik Grundkurs 2 und Studienanfänger im Sommersemester; Ausnahmen müssen individuell geregelt werden. keine Mathematische Inhalte und Techniken, die Inhalt des Physik Grundkurses 1 sind, und die zum Verständnis des Physik Grundkurses 2 benötigt werden Der Kurs soll Studienanfängern den Einstieg in den Physik Grundkurs 2 ermöglichen. Es werden mathematische Inhalte und Techniken erarbeitet, die Inhalt des Physik Grundkurses 1 sind und Zweitsemestern bereits zur Verfügung stehen. Teilnahme, unbenotet 1 Semester, im Sommersemester Je nach Zahl der Studienanfänger im Sommersemester Die Dozenten des Physik Grundkurses 2

2.2 Physik 40 2.2.3 Elektronik Titel: Elektronik Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik keine Physik Grundkurse 1 und 2, Physikalisches Praktikum 1 und 2 Grundlagen der analogen Elektronik, Bauelemente und Schaltungstechnik, Grundlagen der Digitalelektronik Erlernen der Grundlagen der Elektronik und Schaltungstechnik; Analyse und Konzeption messtechnisch relevanter Schaltungen Teilnahme an der Vorlesung, benotet (Klausur od. mündliche Prüfung) 1 Semester, im Wintersemester ca. 30 D. Wharam

2.2 Physik 41 2.2.4 Elektronik-Praktikum Titel: Elektronik-Praktikum Veranstaltungsart: Praktikum (4 SWS) Aufwand: 120 Stunden; 10 Versuche (jeweils ca. 4 Stunden) Leistungspunkte: 4 Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik keine Physik Grundkurse 1 und 2; Physikalisches Praktikum 1 und 2; Ergänzungsmodul Elektronik (Vorlesung) Es werden Experimente zu den Themen der Vorlesung Elektronik durchgeführt. Erlernen praktischer Fähigkeiten zur Durchführung physikalischer Experimente mit Schwerpunkt Messtechnik Bei vollständig protokollierter Durchführung aller Versuche wird ein benotetes Testat erteilt. 1 Semester; im Sommersemester, sowohl während der Vorlesungszeit, als auch als Blockpraktikum in der vorlesungsfreien Zeit ca. 15 D. Wharam

2.2 Physik 42 2.2.5 Nachhaltige Energieversorgung eine Herausforderung für Wissenschaft und Ethik Titel: Nachhaltige Energieversorgung eine Herausforderung für Wissenschaft und Ethik Veranstaltungsart: Seminar (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Ergänzungsmodul oder überfachliche Qualifikation (ÜQ) im Bachelor-Studiengang Physik Grundkenntnisse in Naturwissenschaften und Technik Physik Grundkurse 1 3, EPG 1 Wie kann unsere Energieversorgung in Zukunft gesichert werden? Welche Techniken stehen zur Verfügung? Wie kann zwischen ihnen abgewogen werden? Welche ethischen Fragen sind dabei zu berücksichtigen? Zur Beantwortung dieser Fragen bedarf es sowohl empirischnaturwissenschaftlicher als auch ethischer Kenntnisse bzw. Kompetenzen. Am Beispiel der Energiefrage führt das Seminar daher in die Grundbegriffe der Angewandten Ethik ein und macht mit Ansätzen aus der Technikfolgenabschätzung und der Umweltethik vertraut. Auf diesem Hintergrund werden die gegenwärtige Situation der Energieversorgung im Hinblick auf Resourcen, Nachhaltigkeit und Gefährdung der Umwelt analysiert und mögliche Zukunftsszenarien diskutiert. Dabei werden neben der konventionellen Energieversorgung durch fossile Brennstoffe und Kernspaltung vor allem alternative Konzepte wie die Nutzung regenerativer Energieträger ( Solarenergie ) vorgestellt und diskutiert. Einarbeiten in die Grundlagen und aktuellen Fragestellungen sowie Erwerb von Kompetenzen auf diesem Gebiet, EPG 2. Aktive Teilnahme mit Seminarvortrag, benotet 1 Semester, im Sommersemester ca. 30 H. Clement, J. Jochum

2.2 Physik 43 2.2.6 Fortgeschrittene Quantentheorie Titel: Fortgeschrittene Quantentheorie Veranstaltungsart: Vorlesung (4 SWS) und Übungen (2 SWS) Aufwand: 270 Stunden Leistungspunkte: 9 Ergänzungsmodul oder Vertiefungsfachmodul (in den Vertiefungsfächern Astroteilchenphysik, Kern- und Teilchenphysik, Quantenmaterie:Supraleitung, kalte Atome, Quantenoptik, Kondensierte Materie und Nanostrukturen und Grenzflächen ) im Bachelor- Studiengang Physik keine Physik Grundkurs 3 und Basismodul Quantenmechanik Relativistische Quantenmechanik: Dirac-Gleichungen; zweite Quantisierung, Funktionalintegral-Quantisierung, Solitonen und Instantonen, Berry-Phase, Basiselemente der Gruppentheorie, Basiselemente der Quantenfeldtheorie: Erzeugendes Funktional der Green schen Funktionen, Feynman-Diagramme, Renormierung, topologische Defekte: Instantonen, magnetische Monopole, Wirbel Einarbeitung in fortgeschrittene Methoden der Quantentheorie Als Ergänzungsmodul: Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung (Klausur oder mündliche Prüfung) ist die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen. Das Modul wird benotet. Als Vertiefungsfachmodul: Teilnahme an der Vorlesung und erfolgreichen Teilnahme an den Übungen. Das Modul ist unbenotet. 1 Semester, im Wintersemester ca. 120 Dozenten des Instituts für Theoretische Physik

2.2 Physik 44 2.2.7 Theoretische Physik mit Maple Titel: Theoretische Physik mit Maple Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) mit Übungen (1 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik keine Physik Grundkurs 1 und 2 Es werden Übungsaufgaben aus den Themenbereichen der Grundkurse Physik 1 bis 3 gestellt, die mit Maple gelöst werden sollen. In der Vorlesung werden die physikalischen Grundlagen, die Lösungsansätze und die relevanten Maple-Befehle besprochen. In einer gemeinsamen Übungsstunde werden die Lösungen und bessere Möglichkeiten für die Verwendung von Maple diskutiert. Die Teilnehmer sollen die verschiedensten analytischen und numerischen Probleme der theoretischen Physik mit Maple auf gut nachvollziehbare Weise lösen und die Lösungen sauber formal und grafisch Darstellen können. Prüfungsmodalitäten: Erfolgreiche Bearbeitung der Übungsblätter und Klausur am Ende der Veranstaltung Benotung: Das Modul wird benotet. 1 Semester, im Wintersemester ca. 15 K. Bräuer

2.2 Physik 45 2.2.8 Philosophische Aspekte der modernen Physik Titel: Philosophische Aspekte der modernen Physik Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 30 Stunden Leistungspunkte: 1 Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik keine keine Eine kurze Geschichte der Physik Die Erfindung des idealen Punktes und ihre Folgen Relativität von Raum und Zeit Dualismus, Nichtlokalität und die Rolle des Beobachters bei Quantenphänomenen Physiologische Untersuchungen zum Zeiterleben Der Unvollständigkeitssatz von Kurt Gödel Wolfgang Pauli und Jungs Unus Mundus David Bohm und die Implizite Ordnung Die klassische Physik stellt die Welt objektiv dar, also unabhängig vom Beobachter. Dies kommt unserer Art zu denken und die Welt zu erleben sehr entgegen. Die moderne Physik relativiert sowohl Raum, Zeit als auch Atome. Die konkrete Art der Beobachtung wird relevant. Dies hat grundsätzliche Konsequenzen für unser Weltbild. Die Auseinandersetzung damit führt zu einem besseren Verständnis der modernen Physik, über das rechentechnische hinaus. Prüfungsmodalitäten: Teilnahme an der Vorlesung Benotung: Das Modul ist unbenotet. 1 Semester, Sommersemester ca. 15 K. Bräuer

2.3 Alle Fakultäten 46 2.3 Alle Fakultäten Siehe Vorlesungsverzeichnis in Campus Portal für Studium und Lehre Kursangebot Studium Professionale http://www.career-service.uni-tuebingen.de Lehrangebot des Forum Scientiarum http://www.forum-scientiarum.uni-tuebingen.de

3 Überfachliche Qualifikationen (ÜQ) 47 3 Überfachliche Qualifikationen (ÜQ) Es sind Überfachliche, berufsfeldorientierte Kompetenzen ( überfachliche Qualifikationen ; ÜQ) im Umfang von 24 Leistungspunkten zu erwerben. Der Umfang (Zahl der Leistungspunkte) der einzelnen Module sowie die Gesamtzahl der Module im Bereich ÜQ sind nicht festgelegt. Die Module sind unbenotet. Es werden speziell ausgewiesene Module aus der Fakultät für Mathematik und Physik anerkannt; dies sind die Physikalischen Praktika 1 3, die mit jeweils 2 Leistungspunkten für ÜQ angerechnet werden und das Orientierungspraktikum im Umfang von 9 Leistungspunkten (s. Kap. 1.5). Die verbleibenden 9 Leistungspunkte sollen über Module aus dem Lehr- und Kursangebot des Studium Professionale (Career-Service), des Forum Scientiarum oder anderen zentralen Einrichtungen der Universität Tübingen erbracht werden. Es können auch geeignete (d.h. überfachliche, berufsfeldorientierte Kompetenzen vermittelnde) Module aus dem Bereich aller Fakultäten angerechnet werden. Für solche Module müssen die als ÜQ anrechenbaren Leistungspunkte im jeweiligen Modulhandbuch explizit ausgewiesen sein. Eine automatische Berechtigung zur Teilnahme an solchen Veranstaltungen anderer Fakultäten besteht jedoch nicht. Es empfiehlt sich vorab anzufragen, ob eine Teilnahme an der gewünschten Veranstaltung möglich ist. Zur Förderung der überfachlichen, berufsfeldorientierten Kompetenzen bietet der Career Service der Univ. Tübingen ein umfangreiches Kursangebot im Rahmen des Studium Professionale an. Informationen zum Kursangebot und zur Anmeldung zu den Kursen finden sich unter Kursangebote auf der Homepage des Career Service (http://www.career-service.uni-tuebingen.de). Das FORUM SCIENTIARUM ist eine zentrale Einrichtung der Universität Tübingen zur Förderung des Dialogs zwischen den Wissenschaften in Forschung und Lehre. Informationen zum Lehrangebot finden sich unter http://www.forum-scientiarum.uni-tuebingen.de.

4 Vertiefungsfächer (VF) 48 4 Vertiefungsfächer (VF) Struktur: Vertiefungsfächer umfassen bestimmte Teilbereiche der Physik. Im Bachelorstudium wird ein Vertiefungsfach durch Belegen von Modulen im Umfang von 21 Leistungspunkten studiert. Eventuell geforderte Voraussetzungen und Einschränkungen bezüglich der Auswahl der Module sind für jedes Vertiefungsfach separat in diesem Modulhandbuch beschrieben. Prüfungsmodalitäten: Im Gegensatz zu den unter Kap. 1 beschriebenen Modulen werden die Module des Vertiefungsfachs nicht studienbegleitend geprüft; stattdessen ist eine 1-stündige mündliche Prüfung zum Vertiefungsfach im Rahmen der Bachelor-Prüfung abzulegen. Voraussetzung für das Ablegen der mündlichen Vertiefungsfachprüfung ist das erfolgreiche Absolvieren der studienbegleitenden Prüfungsleistungen zur Bachelor-Prüfung (mit Ausnahme der Bachelor-Arbeit; siehe hierzu 37 (2) der Prüfungs- und Studienordnung). Es stehen acht Vertiefungsfächer zur Auswahl (siehe folgende Übersicht). Übersicht: Vertiefungsfächer und Koordinatoren Vertiefungsfach Koordinator e-mail 1 Astronomie und Astrophysik K. Werner werner@astro.uni-tuebingen.de 2 Astroteilchenphysik J. Jochum josef.jochum@uni-tuebingen.de 3 Biologische und Medizinische F. Schreiber frank.schreiber@uni-tuebingen.de Physik 4 Kern- und Teilchenphysik H. Clement clement@pit.physik.uni-tuebingen.de 5 Quantenmaterie: Supraleitung, C. Zimmermann clz@pit.physik.uni-tuebingen.de kalte Atome, Quantenoptik 6 Kondensierte Materie O. Eibl oliver.eibl@uni-tuebingen.de 7 Nanostrukturen und Grenzflächen D. Wharam david.wharam@uni-tuebingen.de 8 Wissenschaftliches Rechnen W. Kley Wilhelm.kley@uni-tuebingen.de

4.1 Astronomie und Astrophysik (VF1) 49 4.1 Astronomie und Astrophysik (VF1) Übersicht: Seminar zu Astro- und Teilchenphysik Seminar zu aktuellen Problemen der Astronomie und Astrophysik Seminar (2 SWS) 3 LP Seminar (2 SWS) 3 LP im WS auch VF2,4,8 im SS auch VF2 Astrophysikalisches Praktikum Praktikum (5 SWS) 6LP im WS und SS Astronomisches Praktikum Seminar/Praktikum (2 SWS) 3LP im WS und SS Theoretische Astrophysik I Theoretische Astrophysik II Vorlesung (2 SWS) 3 LP Vorlesung (2 SWS) 3 LP optional mit Übungen (2 SWS) 6 LP im WS im SS Einführung in die Relativitätstheorie Relativistische Astrophysik Vorlesung (2 SWS) 3 LP Vorlesung (2 SWS) 3 LP optional mit Übungen (2 SWS) 6 LP optional mit Übungen (2 SWS) 6 LP im WS im SS auch VF2 Hochenergie Astrophysik Computational Astrophysics Vorlesung (2 SWS) 3 LP Vorlesung (2 SWS) 3 LP optional mit Übungen (2 SWS) 6 LP optional mit Übungen (2 SWS) 6 LP im WS im SS auch VF8 Physik der Gasnebel Extragalakt. Astronomie und Astrophysik Vorlesung (2 SWS) 3 LP Vorlesung (2 SWS) 3 LP optional mit Übungen (2 SWS) 6 LP optional mit Übungen (2 SWS) 6 LP ca. alle 2 Jahre im SS Veränderliche Sterne Kosmologie Vorlesung (2 SWS) 3 LP Vorlesung (2 SWS) 3 LP optional mit Übungen (2 SWS) 6 LP ca. alle 2 Jahre im SS auch VF2 Bau und Entwicklung der Sterne Astrophysik mit Teilchen Vorlesung (2 SWS) 3 LP Vorlesung (2 SWS) 3 LP optional mit Übungen (2 SWS) 6 LP ca. alle 2 Jahre ca. alle 2 Jahre auch VF2 Physik der Sternatmosphären I Physik der Sternatmosphären II Vorlesung (2 SWS) 3 LP Vorlesung (2 SWS) 3 LP optional mit Übungen (2 SWS) 6 LP ca. alle 2 Jahre ca. alle 2 Jahre Akkretionsscheibenphysik Planetenentstehung Vorlesung (2 SWS) 3 LP Vorlesung (2 SWS) 3 LP ca. alle 2 Jahre ca. alle 2 Jahre Inhalte und Ziele: Astronomie und Astrophysik befinden sich in einem goldenen Zeitalter. Neuartige Beobachtungsmöglichkeiten mit bodengebundenen und weltraumgestützten Teleskopen sowie die Modellierung komplexer astrophysikalischer Systeme lassen ganz neue Erkenntnisse über unser Universum, dessen Bestandteile und grundlegender physikalischer Phänomene gewinnen. Das Vertiefungsfach Astronomie und Astrophysik gibt einen Einblick in die Arbeitsmethoden der modernen Astrophysik und führt die Studenten an die neuesten Forschungsergebnisse heran. Struktur: Die erfolgreiche Teilnahme am Basismodul Astronomie und Astrophysik ist Voraussetzung für alle Veranstaltungen im Vertiefungsfach Astronomie und Astrophysik. Die Teilnahme an einem Seminar, am Astrophysikalischen Fortgeschrittenenpraktikum sowie an der Vorlesung Theoretische Astrophysik I ist obligatorisch. Prüfungsmodalitäten und Benotung: Alle Veranstaltungen sind unbenotet; der Besuch der Veranstaltungen wird durch Testat bestätigt. Das Vertiefungsfach wird als Teil der Bachelorprüfung mündlich von zwei Dozenten geprüft. Koordinator: K. Werner (werner@astro.uni-tuebingen.de)

4.1 Astronomie und Astrophysik (VF1) 50 4.1.1 Seminar zu Astro- und Teilchenphysik Titel: Seminar zu Astro- und Teilchenphysik Veranstaltungsart: Seminar (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF1; auch VF2,4,8) im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Quantenmechanik, Basismodule Kern -und Teilchenphysik und Astronomie und Astrophysik Entwicklung des Kosmos, Ursprung der Materie, Nukleosynthese im Urknall, Strukturen im Universum, kosmische Hintergrundstrahlung, Dunkle Materie und Energie, Nukleosynthese in Sternen, kosmische Strahlung, Supernovae, Neutronensterne, Schwarze Löcher, Gravitationswellen Verknüpfung von Astro-, Astroteilchen-, Teilchen- und Kernphysik. Gemeinsames Seminar aller Vertiefungsfächer, die durch das Kepler-Zentrum angeboten werden. Erfolgreiche Teilnahme, Seminarvortrag mit Ausarbeitung, unbenotet. 1 Semester, im Wintersemester ca. 20 Dozenten des Kepler-Zentrums

4.1 Astronomie und Astrophysik (VF1) 51 4.1.2 Seminar zu aktuellen Problemen der Astronomie und Astrophysik Titel: Seminar zu aktuellen Problemen der Astronomie und Astrophysik Veranstaltungsart: Seminar (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF1; auch VF2) im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3, Basismodul Astronomie und Astrophysik Grundlagen der Astronomie und Astrophysik Es werden Vorträge zu einem aktuellen Teilgebiet aus der Astronomie und Astrophysik gehalten und diskutiert. Weitgehend selbständige Erarbeitung eines aktuellen wissenschaftlichen Teilgebiets; Erlernen der Vortragsvorbereitung und der Vortragstechnik Erfolgreiche Teilnahme, Seminarvortrag mit Ausarbeitung, unbenotet 1 Semester, im Sommersemester ca. 20 W. Kley, A. Santangelo, K. Werner

4.1 Astronomie und Astrophysik (VF1) 52 4.1.3 Astrophysikalisches Fortgeschrittenenpraktikum Titel: Astrophysikalisches Fortgeschrittenenpraktikum Veranstaltungsart: Praktikum (5 SWS) Aufwand: 180 Stunden Leistungspunkte: 6 Vertiefungsfachmodul im Bachelor-Studiengang Physik Basismodul Astronomie und Astrophysik Grundlagen der Astronomie Versuche aus der optischen Astronomie, UV-Astronomie, Röntgenastronomie und Computational Physics Heranführung an das Beobachten mit modernen Messinstrumenten der Astronomie und Erlernung von Fertigkeiten zur Datenerfassung und Datenanalyse. Erlernen von Methoden der Computer-Simulationen astrophysikalischer Fragestellungen. erfolgreiche Teilnahme mit Anfertigung von Protokollen, Testate, unbenotet 1 Semester als 2-wöchiger Kompaktkurs (5 Tage, ganztags) in der vorlesungsfreien Zeit, im Winter- und Sommersemester ca. 20 J. Barnstedt, W. Kley, A. Santangelo, K. Werner

4.1 Astronomie und Astrophysik (VF1) 53 4.1.4 Astronomisches Praktikum Titel: Astronomisches Praktikum Veranstaltungsart: Seminar/Praktikum (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul im Bachelor-Studiengang Physik Hörer aller Fakultäten mit Interesse an der Astronomie und deren Beobachtungsmethoden Grundlagen der Physik Neben dem obligatorischen Himmelsspaziergang mit den Spiegelteleskopen des Instituts, werden aus ausgewählten Bereichen der astronomischen Forschung Aufgaben durchgeführt, die einen Einblick in die Methodik und Arbeitsweise der modernen Astronomie liefern. Es wird vermittelt, wie schrittweise aus vorgegebenen Beobachtungs- und Messdaten wesentliche Aussagen über wichtige physikalische Parameter von Objekten des Universums (Planeten, Sterne, interstellares Medium, etc.) abgeleitet werden können. Vor jedem Versuch wird eine Einführung gegeben, die einen Bezug der jeweiligen Aufgabe zum aktuellen Stand der Forschung vermittelt. Grundlagen der Astronomie, Verständnis der Messvorgänge, Darstellung von Messergebnissen Teilnahme; unbenotet 1 Semester, im Winter- und Sommersemester ca. 20 N. Kappelmann, A. Santangelo, K. Werner

4.1 Astronomie und Astrophysik (VF1) 54 4.1.5 Theoretische Astrophysik I Titel: Theoretische Astrophysik I Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS); optional mit Übungen (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden; mit Übungen 180 Stunden Leistungspunkte: 3; mit Übungen 6 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3, Basismodul Astronomie und Astrophysik Grundlagen der Astronomie, Grundlagen der Thermodynamik Einführung in die Grundlagen der Hydrodynamik und Thermodynamik in Bezug auf die Anwendungen in der Astrophysik. Erhaltungsgrößen, Bernoulli-, Kelvin-Theoreme, Instabilitäten, Stoßwellen, Schallwellen. Anwendungen auf stellare Astrophysik, Akkretionsscheiben, Supernovaexplosionen, relativistische Astrophysik Erlernen der grundlegenden theoretischen Methoden und Werkzeuge der modernen Astrophysik Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Wintersemester ca. 40 W. Kley

4.1 Astronomie und Astrophysik (VF1) 55 4.1.6 Theoretische Astrophysik II Titel: Theoretische Astrophysik II Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3, Basismodul Astronomie und Astrophysik Grundlagen der Astronomie, Theoretische Astrophysik I Übergang von kinetischer Gastheorie zur Kontinuumshydrodynamik. Einführung in die Plasmaphysik und die Magnetohydrodynamik mit besonderen Anwendungen in der Astrophysik. Einführung in Strahlungshydrodynamik und relativistische Hydrodynamik. Erwerben und Anwendung theoretischer Methoden der Astrophysik Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Sommersemester ca. 40 W. Kley

4.1 Astronomie und Astrophysik (VF1) 56 4.1.7 Einführung in die Relativitätstheorie Titel: Einführung in die Relativitätstheorie Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) mit Übungen (2 SWS) Aufwand: 180 Stunden Leistungspunkte: 6 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Grundlagen der Astronomie und Astrophysik Grundlagen der Tensorrechnung, Überblick über die spezielle Relativitätstheorie, Grundlagen der allgemeinen Relativitätstheorie, wichtige Schwerkraftexperimente. Anwendungen: Lösungen der Einstein-Gleichungen, Geodäten, Schwarze Löcher, Kosmologische Modelle. Einarbeiten in die Grundlagen der Relativitätstheorie Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Wintersemester ca. 40 K. Kokkotas

4.1 Astronomie und Astrophysik (VF1) 57 4.1.8 Relativistische Astrophysik Titel: Relativistische Astrophysik Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS); optional mit Übungen (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden; mit Übungen 180 Stunden Leistungspunkte: 3; mit Übungen 6 Vertiefungsfachmodul (VF1; auch VF2) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Grundlagen der Astronomie und Astrophysik, Einführung in die Relativitätstheorie Vertiefung der Allgemeinen Relativitätstheorie, astrophysikalische Anwendungen der Relativitätstheorie, Gravitationswellen, Schwarze Löcher und Neutronensterne. Weiterführung in die Relativitätstheorie Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Wintersemester ca. 40 K. Kokkotas

4.1 Astronomie und Astrophysik (VF1) 58 4.1.9 Hochenergie Astrophysik Titel: Hochenergie Astrophysik Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS); optional mit Übungen (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden; mit Übungen 180 Stunden Leistungspunkte: 3; mit Übungen 6 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Grundlagen der Astronomie, Basismodul Astronomie und Astrophysik, Grundlagen der Quantenmechanik Methoden zur Beschreibung der Röntgen- und Gammaprozesse, Endstadien der Sternentwicklung. Insbesondere werden folgende Themen behandelt: Grundlagen der Strahlungstheorie, Schwarzkörperstrahlung, Thomson- und Comptonstreuung, Comptonisierung, Photoeffekt in der Astrophysik, Synchrotronstrahlung, Bremsstrahlung, Endstadien der Sternentwicklung, Weiße Zwerge, Neutronsterne, Pulsare, Doppelsternsysteme und Akkretion, Schwarze Löcher, Beobachtungstests der Doppelsternsysteme, Teleskope und Satellitenexperimente, Detektoren im Hochenergiebereich Einarbeiten in die Grundlagen der Astrophysik Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Wintersemester ca. 40 A. Santangelo

4.1 Astronomie und Astrophysik (VF1) 59 4.1.10 Computational Astrophysics Titel: Computational Astrophysics Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS); optional mit Übungen (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden; mit Übungen 180 Stunden Leistungspunkte: 3; mit Übungen 6 Vertiefungsfachmodul (VF1; auch VF8) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Physikalische Grundkenntnisse Beschreibung von wichtigen numerischen Algorithmen in der Astrophysik direkt anhand von ausgewählten Beispielen. Planetenbewegung im Sonnensystem, Kepler-Gleichung, Stabilität, Chaos. Struktur und Stabilität von Sternen, Lane-Emden Gleichung. Auf numerischer Seite: Nullstellensuche, N-body, symplektische Integratoren, numerische Hydrodynamik, Eigenwertproblem, Fourier-Transformation. Erlernen von Implementierung und Durchführung astrophysikalisch relevanter numerischer Simulationen. Erwerb einer Programmiersprache. Darstellung, bzw. Visualisierung numerischer Ergebnisse. Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Sommersemester ca. 30 W. Key

4.1 Astronomie und Astrophysik (VF1) 60 4.1.11 Physik der Gasnebel Titel: Physik der Gasnebel Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS); optional mit Übungen (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden; mit Übungen 180 Stunden Leistungspunkte: 3; mit Übungen 6 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodule im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3, Basismodul Astronomie und Astrophysik Grundlagen der Quantenmechanik Methoden und Modelle zur Beschreibung von Gasnebeln im interstellaren Medium. Insbesondere werden folgende Themen behandelt: Elektromagnetische Spektren der Gasnebel und ihre qualitative Interpretation, Photoionisationsgleichgewicht, thermisches Gleichgewicht, Berechnung des emittierten Spektrums, Spektralliniendiagnostik, Häufigkeiten der chemischen Element, Dynamik der Gasnebel, interstellarer Staub Theoretische Behandlung des Strahlungstransportproblems in dünnen Plasmen, Erlernen von Plasmadiagnosemethoden durch Vergleich von beobachteten Spektren mit theoretischnumerischen Modellen Teilnahme, unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, etwa alle zwei Jahre ca. 20 K. Werner

4.1 Astronomie und Astrophysik (VF1) 61 4.1.12 Extragalaktische Astronomie und Astrophysik Titel: Extragalaktische Astronomie und Astrophysik Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS); optional mit Übungen (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden; mit Übungen 180 Stunden Leistungspunkte: 3; mit Übungen 6 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Grundlagen der Astronomie, Basismodul Astronomie und Astrophysik, Grundlagen der Quantenmechanik Unsere Galaxie, Galaxien, aktive Galaxien, Galaxienhaufen, Interstellare und intergalaktische Materie, Gamma Ray Bursts, diffuse Felder. Exploration des Universums für große Rotverschiebung und dessen Relevanz für die Kosmologie. Grundlagen der Neutrinoastronomie, Grundlagen der TeV-Astronomie, Teleskope und Satellitenexperimente. Vertiefung der Kenntnisse in Hochenergie Astrophysik Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Sommersemester ca. 40 A. Santangelo

4.1 Astronomie und Astrophysik (VF1) 62 4.1.13 Veränderliche Sterne Titel: Veränderliche Sterne Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3; Basismodul Astronomie und Astrophysik Grundlagen der Astronomie Eigenschaften von physisch veränderlichen Sternen. Insbesondere werden folgende Themen behandelt: Sternaufbaugleichungen, radiale adiabatische Pulsationen, radiale Pulsatoren im Hertzsprung-Russell-Diagramm, nichtradiale Pulsationen Theoretische Behandlung der Eigenschwingungen on Sternen, Verständnis des Werkzeugs der Helio- und Asteroseismologie zur Sondierung der inneren Struktur von Sternen Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, etwa alle zwei Jahre ca. 20 K. Werner

4.1 Astronomie und Astrophysik (VF1) 63 4.1.14 Kosmologie Titel: Kosmologie Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS); optional mit Seminar/Übungen (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden; mit Übungen 180 Stunden Leistungspunkte: 3; mit Übungen 6 Vertiefungsfachmodul (VF1; auch VF2) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Quantenmechanik, Grundlagen der Astronomie, Basismodule Kern- und Teilchenphysik und Astronomie und Astrophysik Entwicklung des Kosmos, Ursprung der Materie, Nukleosynthese im Urknall, Strukturen im Universum, kosmische Hintergrundstrahlung, Dunkle Materie und Energie, Nukleosysnthese, kosmische Strahlung. Einarbeiten in die Grundlagen und aktuellen Forschungsthemen der Kosmologie Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Sommersemester ca. 20 J. Jochum, A. Santangelo, K. Kokkotas

4.1 Astronomie und Astrophysik (VF1) 64 4.1.15 Bau und Entwicklung der Sterne Titel: Bau und Entwicklung der Sterne Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS); optional mit Übungen (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden; mit Übungen 180 Stunden Leistungspunkte: 3; mit Übungen 6 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3; Basismodul Astronomie und Astrophysik Grundlagen der Astronomie Methoden zur Beschreibung der inneren Struktur und zeitlichen Entwicklung von Sternen. Insbesondere werden folgende Themen behandelt: Sternaufbaugleichungen, Eigenschaften stellarer Materie, Berechnung von Sternmodellen, die Hauptreihe, Nach- Hauptreihenentwicklung, Beobachtungstests der Sternentwicklungstheorie Modellierung des Sternaufbaus und der Sternentwicklung Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, etwa alle zwei Jahre ca. 20 K. Werner

4.1 Astronomie und Astrophysik (VF1) 65 4.1.16 Astrophysik mit Teilchen Titel: Astrophysik mit Teilchen Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF1; auch VF2) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Quantenmechanik, Grundlagen der Astronomie, Basismodule Kern -und Teilchenphysik und Astronomie und Astrophysik Entdeckung der kosmischen Strahlung, Energieskala und Zusammensetzung der kosmischen Strahlung, Quellen kosmischer Strahlung, Detektoren für kosmische Strahlung, Transport von kosmischer Strahlung (Elektronen, Protonen, Kerne) im interstellaren und intergalaktischen Medium, Beschleunigung in starken Schockfronten (Fermi-Mechanismus), Quellen der TeV-Strahlung (Supernovae, Pulsar-Wind-Nebel, Mikroquasare; AGN), Detektoren für TeV- Strahlung, Detektoren für Neutrino-Strahlung Einführung in die Grundlagen der Kosmische Strahlung und TeV Astrophysik. Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, etwa alle zwei Jahre ca. 40 A. Santangelo

4.1 Astronomie und Astrophysik (VF1) 66 4.1.17 Physik der Sternatmosphären I Titel: Physik der Sternatmosphären I Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS); optional mit Übungen (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden; mit Übungen 180 Stunden Leistungspunkte: 3; mit Übungen 6 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3; Basismodul Astronomie und Astrophysik Grundlagen der Astronomie, Quantenmechanik, Atomphysik Beschreibung des elektromagnetischen Strahlungsfeldes, Strahlungstransport, Strahlungsgleichgewicht, Emissions- und Absorptionsprozesse, hydrostatisches Gleichgewicht, non-lte Ratengleichungen, non-lte Sternmodellatmosphären Erlernung von Kompetenzen zur quantitativen Analyse von Sternspektren. Erlernung von analytischen und numerischen Verfahren zur Lösung von Strahlungstransportproblemen in heißen Plasmen. Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, etwa alle zwei Jahre ca. 20 K. Werner

4.1 Astronomie und Astrophysik (VF1) 67 4.1.18 Physik der Sternatmosphären II Titel: Physik der Sternatmosphären II Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurse 1 3; Basismodul Astronomie und Astrophysik Grundlagen der Astronomie, Quantenmechanik, Atomphysik numerische Lösung von Strahlungstransport- und Strukturgleichungen Erlernung von Kompetenzen zur quantitativen Analyse von Sternspektren. Erlernung von numerischen Verfahren zur Lösung von Strahlungstransportproblemen in heißen Plasmen. Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, etwa alle zwei Jahre ca. 20 K. Werner

4.1 Astronomie und Astrophysik (VF1) 68 4.1.19 Akkretionsscheibenphysik Titel: Akkretionsscheibenphysik Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3; Basismodul Astronomie und Astrophysik Grundlagen der Astronomie Beobachtung und Theorie von Akkretionsscheiben in der Astronomie und Astrophysik. Anwendung auf Protosterne, Kataklysmische Variablen, enge Röntgendoppelsterne, galaktische Scheiben. Einführung in die Physik der Akkretionsscheiben Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, etwa alle 2 Jahre ca. 40 W. Kley

4.1 Astronomie und Astrophysik (VF1) 69 4.1.20 Planetenentstehung Titel: Planetenentstehung Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3; Basismodul Astronomie und Astrophysik Grundlagen der Astronomie, Theoretische Astrophysik I Überblick über den aktuellen Stand der Erforschung des Sonnensystems als auch von extrasolaren Planetensystemen. Einbettung des Planetenentstehungsprozesses in die Sternentstehung. Entstehung von terrestrischen Planeten als auch Gasriesen. Entwicklung von Planetensystemen. Voraussetzungen für die Entstehung und Entwicklung von Leben. Einführung in ein aktuelles Forschungsthema. Einordnung unseres Sonnensystems in einen astrophysikalischen Kontext. Verknüpfung von Beobachtungsdaten durch Sondenmissionen und astronomischen Methoden. Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, etwa alle 2 Jahre ca. 40 W. Kley

4.2 Astroteilchenphysik (VF2) 70 4.2 Astroteilchenphysik (VF2) Übersicht: Seminar zu Astro- und Teilchenphysik Seminar (2 SWS) 3 LP im WS auch VF1,4,8 Kosmologie Vorlesung (2 SWS) 3 LP optional mit Seminar/Übungen (2 SWS) 6 LP im SS auch VF1 Neutrinophysik Astrophysik mit Teilchen Vorlesung (2 SWS) 3 LP Vorlesung (2 SWS) 3 LP optional mit Übungen (2 SWS) 6 LP ca. alle 2 Jahre auch VF4 ca. alle 2 Jahre auch VF1 Experimentelle Astroteilchenphysik Relativistische Astrophysik Vorlesung (2 SWS) 3 LP Vorlesung (2 SWS) 3 LP optional mit Übungen (2 SWS) 6 LP optional mit Übungen (2 SWS) 6 LP ca. alle 2 Jahre auch VF4 im SS auch VF1 Bausteine der Materie, ihre Wechselwirkungen und zusammengesetzte Systeme Fortgeschrittene Quantentheorie Vorlesung (2 SWS) 3 LP Vorlesung (2 SWS) mit Übungen (2 SWS) 6 LP im SS auch VF4 im SS auch VF1 Quantenfeldtheorie und Teilchenphysik Moderne Feldtheorie und Teilchenphysik Vorlesung (4 SWS) 6 LP Vorlesung (2 SWS) 3 LP optional mit Übungen (2 SWS) 9 LP optional mit Übungen (2 SWS) 6 LP ca. alle 2 Jahre auch VF4 ca. alle 2 Jahre auch VF4 Seminar zu aktuellen Problemen der Astronomie und Astrophysik Messmethoden in Kern- und Teilchenphysik Seminar (2 SWS) 3 LP Block-Praktikum (4 SWS) 3 LP im SS auch VF1 im WS auch VF4 Inhalte und Ziele: Zusammenhang zwischen der elementaren Struktur der Materie und der Struktur des Universums. Das Vertiefungsfach wird von den Dozenten des Kepler Centers for Astro and Particle Physics betreut und stellt eine Verbindung dar, zwischen den Vertiefungsfächern Astrophysik und Astronomie und Kern- und Teilchenphysik. Struktur: Insgesamt sind Module im Umfang von 21 Leistungspunkten zu belegen. Das Seminar zu Astro- und Teilchenphysik, die Vorlesung Kosmologie und eine der Vorlesungen Neutrinophysik oder Astrophysik mit Teilchen sind obligatorisch (zusammen 9 LP). Die restlichen 12 LP können frei aus den verbleibenden Veranstaltungen gewählt werden. Prüfungsmodalitäten und Benotung: Alle Veranstaltungen sind unbenotet; der Besuch der Veranstaltungen wird durch Testat bestätigt. Das Vertiefungsfach wird als Teil der Bachelorprüfung mündlich von zwei Dozenten aus verschiedenen Teilbereichen (Astrophysik, theoretische Astrophysik, experimentelle Teilchenphysik, theoretische Teilchenphysik) geprüft. Die mündliche Prüfung dauert eine Stunde. Koordinator: J. Jochum (josef.jochum@uni-tuebingen.de)

4.2 Astroteilchenphysik (VF2) 71 4.2.1 Seminar zu Astro- und Teilchenphysik Titel: Seminar zu Astro- und Teilchenphysik Veranstaltungsart: Seminar (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF2; auch VF1,4,8) im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Quantenmechanik, Basismodule Kern -und Teilchenphysik und Astronomie und Astrophysik Entwicklung des Kosmos, Ursprung der Materie, Nukleosynthese im Urknall, Strukturen im Universum, kosmische Hintergrundstrahlung, Dunkle Materie und Energie, Nukleosynthese in Sternen, kosmische Strahlung, Supernovae, Neutronensterne, Schwarze Löcher, Gravitationswellen Verknüpfung von Astro-, Astroteilchen-, Teilchen- und Kernphysik. Gemeinsames Seminar aller Vertiefungsfächer, die durch das Kepler-Zentrum angeboten werden. Erfolgreiche Teilnahme, Seminarvortrag mit Ausarbeitung, unbenotet. 1 Semester, im Wintersemester ca. ca. 20 Dozenten des Kepler-Zentrums

4.2 Astroteilchenphysik (VF2) 72 4.2.2 Kosmologie Titel: Kosmologie Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS); optional mit Seminar/Übungen (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden; mit Übungen 180 Stunden Leistungspunkte: 3; mit Übungen 6 Vertiefungsfachmodul (VF2; auch VF1) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Quantenmechanik, Grundlagen der Astronomie, Basismodule Kern- und Teilchenphysik und Astronomie und Astrophysik Entwicklung des Kosmos, Ursprung der Materie, Nukleosynthese im Urknall, Strukturen im Universum, kosmische Hintergrundstrahlung, Dunkle Materie und Energie, Nukleosysnthese, kosmische Strahlung. Einarbeiten in die Grundlagen und aktuellen Forschungsthemen der Kosmologie Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Sommersemester ca. 20 J. Jochum, A. Santangelo, K. Kokkotas

4.2 Astroteilchenphysik (VF2) 73 4.2.3 Neutrinophysik Titel: Neutrinophysik Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS); optional mit Übungen (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden; mit Übungen 180 Stunden Leistungspunkte: 3; mit Übungen 6 Vertiefungsfachmodul (VF2; auch VF4) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Quantenmechanik, Basismodule Kern -und Teilchenphysik und Astronomie und Astrophysik Neutrinos in der Teilchenphysik, Suche nach Neutrinos, grundlegende Eigenschaften von Neutrinos, Neutrinonachweis, massive Neutrinos, Sonnenneutrinos, atmposphärische Neutrinos, Neutrinooszillationen, Neutrinomischung, Doppleter Betazerfall, Supernovaneutrinos, Komsologie und Neutrinos Einarbeiten in die Grundlagen Niederenergie Neutrinophysik Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, etwa alle zwei Jahre ca. 20 J. Jochum

4.2 Astroteilchenphysik (VF2) 74 4.2.4 Astrophysik mit Teilchen Titel: Astrophysik mit Teilchen Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF2; auch VF1) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Quantenmechanik, Grundlagen der Astronomie, Basismodule Kern -und Teilchenphysik und Astronomie und Astrophysik Entdeckung der kosmischen Strahlung, Energieskala und Zusammensetzung der kosmischen Strahlung, Quellen kosmischer Strahlung, Detektoren für kosmische Strahlung, Transport von kosmischer Strahlung (Elektronen, Protonen, Kerne) im interstellaren und intergalaktischen Medium, Beschleunigung in starken Schockfronten (Fermi-Mechanismus), Quellen der TeV-Strahlung (Supernovae, Pulsar-Wind-Nebel, Mikroquasare; AGN), Detektoren für TeV- Strahlung, Detektoren für Neutrino-Strahlung Einführung in die Grundlagen der Kosmische Strahlung und TeV Astrophysik. Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, etwa alle zwei Jahre ca. 40 A. Santangelo

4.2 Astroteilchenphysik (VF2) 75 4.2.5 Experimentelle Astroteilchenphysik Titel: Experimentelle Astroteilchenphysik Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS); optional mit Übungen (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden; mit Übungen 180 Stunden Leistungspunkte: 3; mit Übungen 6 Vertiefungsfachmodul (VF2; auch VF4) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Quantenmechanik, Basismodule Kern -und Teilchenphysik und Astronomie und Astrophysik Kosmische Strahlung, Neutrinos von der Sonne, Supernovae, kosmischer Mikrowellenhintergrund, Dunkle Materie, Suche nach Dunkler Materie, Dunkle Energie, Detektionstechniken Einarbeiten in die Grundlagen und aktuellen Forschungsthemen der Astroteilchenphysik. Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, etwa alle zwei Jahre ca. 20 J. Jochum

4.2 Astroteilchenphysik (VF2) 76 4.2.6 Relativistische Astrophysik Titel: Relativistische Astrophysik Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS); optional mit Übungen (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden; mit Übungen 180 Stunden Leistungspunkte: 3; mit Übungen 6 Vertiefungsfachmodul (VF2; auch VF1) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Grundlagen der Astronomie und Astrophysik, Einführung in die Relativitätstheorie Vertiefung der Allgemeinen Relativitätstheorie, astrophysikalische Anwendungen der Relativitätstheorie, Gravitationswellen, Schwarze Löcher und Neutronensterne. Weiterführung in die Relativitätstheorie Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Wintersemester ca. 40 K. Kokkotas

4.2 Astroteilchenphysik (VF2) 77 4.2.7 Bausteine der Materie, ihre Wechselwirkungen und zusammengesetzte Systeme Titel: Bausteine der Materie, ihre Wechselwirkungen und zusammengesetzte Systeme Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF2; auch VF4) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Quantenmechanik, Basismodul Kern -und Teilchenphysik Es wird ein Überblick über den (experimentellen) Status bei folgenden Themen gegeben: Bausteine der Materie, ihre Wechselwirkungen und Übergänge, zusammengesetzte Systeme (Hadronen, Kerne, Atome, Moleküle) und ihre Anregungen, Dynamik zwischen zusammengesetzten Systemen, Chirale Symmetrie: experimentelle Evidenzen ihrer Brechung und Restauration Einarbeiten in die Grundlagen und in die aktuellen Forschungsthemen der Kern- und Teilchenphysik. Teilnahme, unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Sommersemester ca. 20 H. Clement

4.2 Astroteilchenphysik (VF2) 78 4.2.8 Fortgeschrittene Quantentheorie Titel: Fortgeschrittene Quantentheorie Veranstaltungsart: Vorlesung (4 SWS) und Übungen (2 SWS) Aufwand: 270 Stunden Leistungspunkte: 9 Ergänzungsmodul oder Vertiefungsfachmodul (VF2; auch VF4,5,6,7) im Bachelor- Studiengang Physik keine Physik Grundkurs 3 und Basismodul Quantenmechanik Relativistische Quantenmechanik: Dirac-Gleichungen; zweite Quantisierung, Funktionalintegral-Quantisierung, Solitonen und Instantonen, Berry-Phase, Basiselemente der Gruppentheorie, Basiselemente der Quantenfeldtheorie: Erzeugendes Funktional der Green schen Funktionen, Feynman-Diagramme, Renormierung, topologische Defekte: Instantonen, magnetische Monopole, Wirbel Einarbeitung in fortgeschrittene Methoden der Quantentheorie Als Ergänzungsmodul: Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung (Klausur oder mündliche Prüfung) ist die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen. Das Modul wird benotet. Als Vertiefungsfachmodul: Teilnahme an der Vorlesung und erfolgreichen Teilnahme an den Übungen. Das Modul ist unbenotet. 1 Semester, im Wintersemester ca. 120 Dozenten des Instituts für Theoretische Physik

4.2 Astroteilchenphysik (VF2) 79 4.2.9 Quantenfeldtheorie und Teilchenphysik Titel: Quantenfeldtheorie und Teilchenphysik Veranstaltungsart: Vorlesung (4 SWS); optional mit Übungen (2 SWS) Aufwand: 180 Stunden; mit Übungen 270 Stunden Leistungspunkte: 6; mit Übungen 9 Vertiefungsfachmodul (VF2; auch VF4) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Quantenmechanik, klassische Feldtheorie Grundlagen der Quantenfeldtheorie: Quantisierung von Feldern, Renormierung, Eichfeldtheorien, Quantenchromodynamik, Standardmodell der Teilchenphysik. Anwendung der Quantenfeldtheorie, Standardmodell der Teilchenphysik erfolgreiche Teilnahme, unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, etwa alle zwei Jahre ca. 20 T. Gutsche, H. Reinhardt

4.2 Astroteilchenphysik (VF2) 80 4.2.10 Moderne Feldtheorie und Teilchenphysik Titel: Moderne Feldtheorie und Teilchenphysik Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS); optional mit Übungen (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden; mit Übungen 180 Stunden Leistungspunkte: 3; mit Übungen 6 Vertiefungsfachmodul (VF2; auch VF4) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Quantenmechanik, klassische Feldtheorie Aktuelle Themen aus: Supersymmetrie, konforme Feldtheorie, Anti-de-Sitter Space, Effektive Feldtheorie, Stringtheorie, Renormierungsgruppe oder chirale Störungstheorie Einarbeiten in die Grundlagen aktueller Forschungsthemen aus der Feldtheorie und Teilchenphysik Teilnahme, unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, etwa alle zwei Jahre ca. 20 T. Gutsche, H. Reinhardt

4.2 Astroteilchenphysik (VF2) 81 4.2.11 Seminar zu aktuellen Problemen der Astronomie und Astrophysik Titel: Seminar zu aktuellen Problemen der Astronomie und Astrophysik Veranstaltungsart: Seminar (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF2; auch VF1) im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3, Basismodul Astronomie und Astrophysik Grundlagen der Astronomie und Astrophysik Es werden Vorträge zu einem aktuellen Teilgebiet aus der Astronomie und Astrophysik gehalten und diskutiert. Weitgehend selbständige Erarbeitung eines aktuellen wissenschaftlichen Teilgebiets; Erlernen der Vortragsvorbereitung und der Vortragstechnik Erfolgreiche Teilnahme, Seminarvortrag mit Ausarbeitung, unbenotet 1 Semester, im Sommersemester ca. 20 W. Kley, A. Santangelo, K. Werner

4.2 Astroteilchenphysik (VF2) 82 4.2.12 Messmethoden in Kern- und Teilchenphysik Titel: Messmethoden in Kern- und Teilchenphysik Veranstaltungsart:. Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF2; auch VF4) im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Quantenmechanik, Basismodul Kern -und Teilchenphysik Experimente am 3 MV Rosenau-Beschleuniger: Bestimmung der Dicke von dünnen Folien mit der α-energieverlustmethode, Messung von Gammaspektren, Messung der elastischen Streuung von 12 C an 12 C, 12 C an 13 C, 13 C an 13 C Bosonen- versus Fermionen-Verhalten, Messung resonanter Kernreaktionen mit astrophysikalischer Relevanz: 19 F(p,α) 16 O, Experimente mit Neutronen, Experimente zur nuklearen Festkörperphysik. Heranführung an das Experimentieren in den Bereichen Kern-, Teilchen und Astro-physik. Erlernen von Schlüsselqualifikationen in den Bereichen Strahlenschutz, Beschleunigeranlage, Elektronik und Datenerfassung, Umgang mit Detektoren und Teilchennachweis, Analyse von Daten. erfolgreiche Teilnahme mit Anfertigung von Protokollen, Testate, unbenotet. 1 Semester als 2-wöchiger Kompaktkurs (ganztägig) in der vorlesungsfreien Zeit; im Wintersemester ca. 12 J. Jochum

4.3 Biologische und Medizinische Physik (VF3) 83 4.3 Biologische und Medizinische Physik (VF3) Übersicht: Biologische Physik Medizinische Physik Physik der molekularen und biologischen Materie Vorlesung (2 SWS) 3 LP im WS auch VF6 Biologische und Medizinische Physik Seminar (2 SWS) 3 LP im WS Physik der molekularen und biologischen Nanostrukturen Vorlesung (2 SWS) 3 LP im SS auch VF7 Physikalische und Theoretische Chemie I Medizinische Physik I Vorlesung (2 SWS) 3 LP Vorlesung (2 SWS) 3 LP im WS im WS Physikalische und Theoretische Chemie II Medizinische Physik II Vorlesung (2 SWS) 3 LP Vorlesung (2 SWS) 3 LP im SS im SS Methoden der biologischen Physik Methoden der medizinischen Physik Praktikum/Seminar (2 SWS) 3 LP Praktikum/Seminar (2 SWS) 3 LP im WS im SS Inhalte und Ziele: Vermittlung der Grundlagen der Molekülphysik und wichtiger molekularer Wechselwirkungen sowie der in diesem Bereich verwendeten Untersuchungsmethoden. Grundlagen biologischer Materialien sowie der Biologie, Anatomie und Physiologie. Methoden der medizinischen Diagnostik und Therapie mit physikalischen Methoden. Struktur: Die Vorlesung Physik der molekularen und biologischen Materie sowie das Seminar Biologische und Medizinische Physik und wahlweise eines der beiden Praktika sind obligatorisch (zusammen 9 LP). Daneben werden 4 weitere Vorlesungen besucht wobei aus jedem Teilbereich (Biologische bzw. Medizinische Physik) mindestens eine Vorlesung besucht werden muss. Prüfungsmodalitäten und Benotung: Alle Veranstaltungen sind unbenotet; der Besuch der Veranstaltungen wird durch Testat bestätigt. Das Vertiefungsfach wird als Teil der Bachelorprüfung mündlich von zwei Dozenten geprüft, jeder aus einem der beiden Teilbereiche. Die mündliche Prüfung dauert eine Stunde. Koordinator: F. Schreiber (frank.schreiber@uni-tuebingen.de)

4.3 Biologische und Medizinische Physik (VF3) 84 4.3.1 Physik der molekularen und biologischen Materie Titel: Physik der molekularen und biologischen Materie Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF3; auch VF6) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodule Kondensierte Materie und Atome, Moleküle, Licht Einführung: Was sind molekulare, weiche und biologische Materialien; Wechselwirkungen in molekularen und biologischen Systemen; H-Brückenbindung und DANN; van-der-waals- Kräfte; Wasser: Besondere Eigenschaften und Rolle als Lösungsmittel; Ionen in Lösung und Debyesche Abschirmlänge; hydrophobe Kräfte; entropische Kräfte; Ausgewählte organische und biologische Materialien und ihre Eigenschaften; Polymere, DNA, Proteine; Flüssigkristalle; Grenzflächenaktive Moleküle; Organische Dünnschichtsysteme, Lipidschichten; Organische Farbstoffe und Halbleiter, leitfähige Polymere Einführung in die Grundlagen der molekularen und biologischen Materie; Grundbegriffe der physikalischen Beschreibung. Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Wintersemester ca. 20 F. Schreiber

4.3 Biologische und Medizinische Physik (VF3) 85 4.3.2 Biologische und Medizinische Physik Titel: Biologische und Medizinische Physik Veranstaltungsart: Seminar (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodule Atome, Moleküle, Licht und Kondensierte Materie Es werden aktuelle Forschungsthemen besprochen aus dem Gebiet der Biologischen und der Medizinischen Physik. Selbständiges Einarbeiten in ein wissenschaftliches Forschungsthema und dessen Darstellung in einem mündlichen Vortrag. Seminarvortrag, unbenotet. 1 Semester, im Wintersemester ca. 20 F. Schreiber

4.3 Biologische und Medizinische Physik (VF3) 86 4.3.3 Physik der molekularen und biologischen Nanostrukturen Titel: Physik der molekularen und biologischen Nanostrukturen Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF3; auch VF7) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Physik der Nanostrukturen Einführung und Grundlagen der Molekülphysik, Vibrationsspektroskopie, Optische und Elektronische Spektroskopie, gekoppelte Moleküle, Aggregate, Kristalle, ausgewählte Systeme, molekulare dünne Schichten, organische LEDs und Transistoren, Biosensoren, Proteinfaltung, Aspekte der Photosynthese Einarbeiten in die aktuellen Forschungsthemen der molekularen und biologischen Physik mit Nanostrukturen Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Sommersemester ca. 20 F. Schreiber

4.3 Biologische und Medizinische Physik (VF3) 87 4.3.4 Physikalische und Theoretische Chemie I Titel: Physikalische und Theoretische Chemie I Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Kondensierte Materie oder Basismodul Atome, Moleküle und Licht Moderne Physikalische und Theoretische Chemie Physikalische Chemie und Spektroskopie Teilnahme; unbenotet. 1 Semester, im Wintersemester ca. 20 F. Schreiber

4.3 Biologische und Medizinische Physik (VF3) 88 4.3.5 Physikalische und Theoretische Chemie II Titel: Physikalische und Theoretische Chemie II Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Kondensierte Materie oder Basismodul Atome, Moleküle und Licht Moderne Physikalische und Theoretische Chemie Physikalische Chemie und Spektroskopie Teilnahme; unbenotet. 1 Semester, im Sommersemester ca. 20 F. Schreiber

4.3 Biologische und Medizinische Physik (VF3) 89 4.3.6 Methoden der biologischen Physik Titel: Methoden der biologischen Physik Veranstaltungsart: Praktikum/Seminar (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Atome, Moleküle, Licht Bio-Spektroskopie Streuverfahren Rastersondenverfahren Selbständiges praktisches Einarbeiten in ausgewählte experimentelle Methoden der Biologischen Physik. Teilnahme; unbenotet. 1 Semester, im Sommersemester ca. 20 F. Schreiber

4.3 Biologische und Medizinische Physik (VF3) 90 4.3.7 Medizinische Physik I Titel: Medizinische Physik I Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Kondensierte Materie Erzeugung und Detektion von Röntgenstrahlung. Wechselwirkungen von Photonen und Elektronen im Gewebe. Grundprinzipien der Dosimetrie, Strahlenschutz. Röntgenprojektionstechniken und Computertomographie. Nuklearmedizinische Untersuchungsverfahren. Grundlagen der Strahlentherapie und der Bestrahlungsplanung. Moderne Techniken der Strahlentherapie: Hadronen- und Schwerionentherapie, Brachytherapie. Grundlagen der Medizinischen Physik Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Wintersemester ca. 20 F. Schick

4.3 Biologische und Medizinische Physik (VF3) 91 4.3.8 Medizinische Physik II Titel: Medizinische Physik I Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Kondensierte Materie Grundbegriffe der Zellphysiologie und Physiologie: Herz-Kreislauf-System, Atmung, Sinnesorgane. Magnetresonanztomographie und Magnetresonanzspektroskopie, technische Grundlagen und Kontrastmechanismen. Sonographie, Dopplersonographie, Optische/infrararot- Bildgebung, Laser in der Medizin, Prinzipien der molekularen Bildgebung. Grundlagen der Medizinischen Physik Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Sommersemester ca. 20 F. Schick

4.3 Biologische und Medizinische Physik (VF3) 92 4.3.9 Methoden der medizinischen Physik Titel: Methoden der medizinischen Physik Veranstaltungsart: Praktikum/Seminar (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Atome, Moleküle, Licht Praktikum zur Magnetresonanztomographie und -Spektroskopie mit Seminar Selbständiges praktisches Einarbeiten in ausgewählte experimentelle Methoden der Medizinischen Physik. Teilnahme; unbenotet. 1 Semester, im Sommersemester ca. 20 F. Schick

4.4 Kern- und Teilchenphysik (VF4) 93 4.4 Kern- und Teilchenphysik (VF4) Übersicht: Experimentelle Kern- & Teilchenphysik Theoretische Kern- & Teilchenphysik Seminar zu Astro- und Teilchenphysik Seminar (2 SWS) 3 LP im WS auch VF1,2,8 Simulation und Analyse von Experimenten Seminar/Praktikum (2 SWS) 3 LP im SS Experimentelle Astroteilchenphysik Fortgeschrittene Quantentheorie Vorlesung (2 SWS) 3 LP Vorlesung (4 SWS) mit Übungen (2 SWS) 9 LP optional mit Übungen (2 SWS) 6 LP ca. alle 2 Jahre auch VF2 im WS auch VF2,5,6,7 Bausteine der Materie, ihre Wechselwirkungen und zusammengesetzte Systeme Theoretische Kernphysik Vorlesung (2 SWS) 3 LP Vorlesung (2 SWS) 3 LP optional mit Übungen (2 SWS) 6 LP im SS auch VF2 ca. alle 2 Jahre Neutrinophysik Quantenfeldtheorie und Teilchenphysik Vorlesung (2 SWS) 3 LP Vorlesung (4 SWS) 6 LP optional mit Übungen (2 SWS) 6 LP optional mit Übungen (2 SWS) 9 LP ca. alle 2 Jahre auch VF2 ca. alle 2 Jahre auch VF2 Plasmaphysik und Fusionsforschung I Moderne Feldtheorie und Teilchenphysik Vorlesung (2 SWS) 3 LP Vorlesung (2 SWS) 3 LP optional mit Übungen (2 SWS) 6 LP im WS ca. alle 2 Jahre auch VF2 Plasmaphysik und Fusionsforschung II Yang-Mills-Theorie Vorlesung (2 SWS) 3 LP Vorlesung (4 SWS) 6 LP optional mit Übungen (2 SWS) 9 LP im SS ca. alle 2 Jahre Messmethoden in Kern- und Teilchenphysik Block-Praktikum (4 SWS) 3 LP im WS auch VF2 Inhalte und Ziele: Das Wahlfach Teilchen- und Kernphysik beschäftigt sich mit den Grundbausteinen der Materie und ihren fundamentalen Wechselwirkungen. Darüber hinaus befasst es sich mit dem Atomkern als idealem Labor, um mit wohldefiniertem Anwachsen der Nukleonenzahl die zunehmende Komplexität des Vielteilchensystems bei gleichzeitigem Auftreten neuer Freiheitsgrade (kollektive Moden etc.) zu studieren. Dieses Wahlfach ist eng verknüpft mit den Veranstaltungen des Kepler Centers über aktuelle Themen der Kosmologie, Astronomie, Astrophysik und Astroteilchenphysik. Struktur: Das Seminar Astro- und Teilchenphysik und das Seminar/Praktikum Simulation und Analyse von Experimenten sowie wahlweise das Praktikum Messmethoden in Kern- und Teilchenphysik oder die Übungen in einer der Theorievorlesungen sind obligatorisch (zusammen 9 LP). Daneben werden weitere Veranstaltungen besucht, so dass mindestens 21 LPs erreicht werden, wobei aus jedem Teilbereich (Experimentelle oder Theoretische Kernund Teilchenphysik) mindestens eine Vorlesung besucht werden muss. Anstelle der Vorlesung Experimentelle Astroteilchenphysik kann auch ein anderes Vorlesungsmodul aus dem Vertiefungsfach Astroteilchenphysik gewählt werden. Prüfungsmodalitäten und Benotung: Alle Veranstaltungen sind unbenotet; der Besuch der Veranstaltungen wird durch Testat bestätigt. Das Vertiefungsfach wird als Teil der Bachelorprüfung mündlich von zwei Dozenten geprüft, jeder aus einem der beiden Teilbereiche. Die mündliche Prüfung dauert eine Stunde. Koordinator: H. Clement (clement@pit.physik.uni-tuebingen.de)

4.4 Kern- und Teilchenphysik (VF4) 94 4.4.1 Seminar zu Astro- und Teilchenphysik Titel: Seminar zu Astro- und Teilchenphysik Veranstaltungsart: Seminar (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF4; auch VF1,2,8) im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Quantenmechanik, Basismodule Kern -und Teilchenphysik und Astronomie und Astrophysik Entwicklung des Kosmos, Ursprung der Materie, Nukleosynthese im Urknall, Strukturen im Universum, kosmische Hintergrundstrahlung, Dunkle Materie und Energie, Nukleosynthese in Sternen, kosmische Strahlung, Supernovae, Neutronensterne, Schwarze Löcher, Gravitationswellen Verknüpfung von Astro-, Astroteilchen-, Teilchen- und Kernphysik. Gemeinsames Seminar aller Vertiefungsfächer, die durch das Kepler-Zentrum angeboten werden. Erfolgreiche Teilnahme, Seminarvortrag mit Ausarbeitung, unbenotet. 1 Semester, im Wintersemester ca. ca. 20 Dozenten des Kepler-Zentrums

4.4 Kern- und Teilchenphysik (VF4) 95 4.4.2 Simulation und Analyse von Experimenten Titel: Simulation und Analyse von Experimenten Veranstaltungsart: Seminar/Praktikum (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3, Basismodul Kern -und Teilchenphysik Kern-, Teilchen- und Astrophysik Simulation von Experimentaufbau, Planung von Experimenten, Analyse von Experimenten, Behandlung von Vielparameterdaten (Listmode), Statistik, Simulation von physikalischen Prozessen. Verständnis der Messvorgänge, Parameterwahl, Optimierung von Messanordnungen, Darstellung von Messergebnissen. erfolgreiche Teilnahme, Seminarvortrag, Erstellung von Programm-Modulen, unbenotet. 1 Semester, im Sommersemester ca. 20 P. Grabmayr

4.4 Kern- und Teilchenphysik (VF4) 96 4.4.3 Experimentelle Astroteilchenphysik Titel: Experimentelle Astroteilchenphysik Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS); optional mit Übungen (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden; mit Übungen 180 Stunden Leistungspunkte: 3; mit Übungen 6 Vertiefungsfachmodul (VF4; auch VF2) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Quantenmechanik, Basismodule Kern -und Teilchenphysik und Astronomie und Astrophysik Kosmische Strahlung, Neutrinos von der Sonne, Supernovae, kosmischer Mikrowellenhintergrund, Dunkle Materie, Suche nach Dunkler Materie, Dunkle Energie, Detektionstechniken Einarbeiten in die Grundlagen und aktuellen Forschungsthemen der Astroteilchenphysik. Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, etwa alle zwei Jahre ca. 20 J. Jochum

4.4 Kern- und Teilchenphysik (VF4) 97 4.4.4 Bausteine der Materie, ihre Wechselwirkungen und zusammengesetzte Systeme Titel: Bausteine der Materie, ihre Wechselwirkungen und zusammengesetzte Systeme Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF4; auch VF2) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Quantenmechanik, Basismodul Kern -und Teilchenphysik Es wird ein Überblick über den (experimentellen) Status bei folgenden Themen gegeben: Bausteine der Materie, ihre Wechselwirkungen und Übergänge, zusammengesetzte Systeme (Hadronen, Kerne, Atome, Moleküle) und ihre Anregungen, Dynamik zwischen zusammengesetzten Systemen, Chirale Symmetrie: experimentelle Evidenzen ihrer Brechung und Restauration Einarbeiten in die Grundlagen und in die aktuellen Forschungsthemen der Kern- und Teilchenphysik. Teilnahme, unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Sommersemester ca. 20 H. Clement

4.4 Kern- und Teilchenphysik (VF4) 98 4.4.5 Neutrinophysik Titel: Neutrinophysik Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS); optional mit Übungen (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden; mit Übungen 180 Stunden Leistungspunkte: 3; mit Übungen 6 Vertiefungsfachmodul (VF4; auch VF2) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Quantenmechanik, Basismodule Kern -und Teilchenphysik und Astronomie und Astrophysik Neutrinos in der Teilchenphysik, Suche nach Neutrinos, grundlegende Eigenschaften von Neutrinos, Neutrinonachweis, massive Neutrinos, Sonnenneutrinos, atmposphärische Neutrinos, Neutrinooszillationen, Neutrinomischung, Doppleter Betazerfall, Supernovaneutrinos, Komsologie und Neutrinos Einarbeiten in die Grundlagen Niederenergie Neutrinophysik Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, etwa alle zwei Jahre ca. 20 J. Jochum

4.4 Kern- und Teilchenphysik (VF4) 99 4.4.6 Plasmaphysik und Fusionsforschung I Titel: Plasmaphysik und Fusionsforschung I Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3; Basismodul Kern- und Teilchenpyhsik Thermodynamik Plasmacharakteristika, Stoßprozesse im Plasma, thermodynamisches Gleichgewicht, Teilchenbewegung im Magnetfeld, Vielteilchenbeschreibung des Plasmas, Wellen im Plasma Erarbeiten der grundlegenden Phänomene und Konzepte der Plasmaphysik. Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Wintersemester ca. 20 R. Neu

4.4 Kern- und Teilchenphysik (VF4) 100 4.4.7 Plasmaphysik und Fusionsforschung II Titel: Plasmaphysik und Fusionsforschung II Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3; Basismodul Kern- und Teilchenphysik Plasmaphysik und Fusionsforschung I Einführung in die Kernfusion, Trägheitseinschluss, Magnetischer Einschluss, Transport in magnetisierten Plasmen, Diagnostik von Fusionsplasmen Erarbeitung der Konzepte und des aktuellen Stands der Fusionsforschung Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Sommersemester ca. 20 R. Neu

4.4 Kern- und Teilchenphysik (VF4) 101 4.4.8 Messmethoden in Kern- und Teilchenphysik Titel: Messmethoden in Kern- und Teilchenphysik Veranstaltungsart:. Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF2; auch VF4) im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Quantenmechanik, Basismodul Kern -und Teilchenphysik Experimente am 3 MV Rosenau-Beschleuniger: Bestimmung der Dicke von dünnen Folien mit der α-energieverlustmethode, Messung von Gammaspektren, Messung der elastischen Streuung von 12 C an 12 C, 12 C an 13 C, 13 C an 13 C Bosonen- versus Fermionen-Verhalten, Messung resonanter Kernreaktionen mit astrophysikalischer Relevanz: 19 F(p,α) 16 O, Experimente mit Neutronen, Experimente zur nuklearen Festkörperphysik. Heranführung an das Experimentieren in den Bereichen Kern-, Teilchen- und Astrophysik. Erlernen von Schlüsselqualifikationen in den Bereichen Strahlenschutz, Beschleunigeranlage, Elektronik und Datenerfassung, Umgang mit Detektoren und Teilchennachweis, Analyse von Daten. erfolgreiche Teilnahme mit Anfertigung von Protokollen, Testate, unbenotet. 1 Semester als 2-wöchiger Kompaktkurs (ganztägig) in der vorlesungsfreien Zeit; im Wintersemester ca. 12 J. Jochum

4.4 Kern- und Teilchenphysik (VF4) 102 4.4.9 Fortgeschrittene Quantentheorie Titel: Fortgeschrittene Quantentheorie Veranstaltungsart: Vorlesung (4 SWS) und Übungen (2 SWS) Aufwand: 270 Stunden Leistungspunkte: 9 Ergänzungsmodul oder Vertiefungsfachmodul (VF4; auch VF2,5,6,7) im Bachelor- Studiengang Physik keine Physik Grundkurs 3 und Basismodul Quantenmechanik Relativistische Quantenmechanik: Dirac-Gleichungen; zweite Quantisierung, Funktionalintegral-Quantisierung, Solitonen und Instantonen, Berry-Phase, Basiselemente der Gruppentheorie, Basiselemente der Quantenfeldtheorie: Erzeugendes Funktional der Green schen Funktionen, Feynman-Diagramme, Renormierung, topologische Defekte: Instantonen, magnetische Monopole, Wirbel Einarbeitung in fortgeschrittene Methoden der Quantentheorie Als Ergänzungsmodul: Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung (Klausur oder mündliche Prüfung) ist die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen. Das Modul wird benotet. Als Vertiefungsfachmodul: Teilnahme an der Vorlesung und erfolgreichen Teilnahme an den Übungen. Das Modul ist unbenotet. 1 Semester, im Wintersemester ca. 120 Dozenten des Instituts für Theoretische Physik

4.4 Kern- und Teilchenphysik (VF4) 103 4.4.10 Theoretische Kernphysik Titel: Theoretische Kernphysik Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS); optional mit Übungen (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden; mit Übungen 180 Stunden Leistungspunkte: 3; mit Übungen 6 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Quantenmechanik Methoden und Modelle zur Beschreibung von nuklearen Systemen vom Atomkern zu Strukturen in der Astrophysik wie z.b. Neutronensterne. Insbesondere werden folgende Themen behandelt: Kollektive Modelle und Anregungsmoden von Atomkernen, Schalenmodell, Realistische Nukleon-Nukleon-Wechselwirkung, effektive Wechselwirkungen und Operatoren, Vielteilchentheorie stark wechselwirkender Fermionen, Paarkorrelationen, Zustandsgleichung nuklearer Materie, subnukleare Freiheitsgrade, Hadronen im Medium Theoretische Behandlung des Nukleon-Nukleon-Systems und des Übergangs zum Kern als Vielteilchensystem überschaubarer Größe (mesoskopische Systeme) Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, etwa alle zwei Jahre ca. 20 K. W. Schmid

4.4 Kern- und Teilchenphysik (VF4) 104 4.4.11 Quantenfeldtheorie und Teilchenphysik Titel: Quantenfeldtheorie und Teilchenphysik Veranstaltungsart: Vorlesung (4 SWS); optional mit Übungen (2 SWS) Aufwand: 180 Stunden; mit Übungen 270 Stunden Leistungspunkte: 6; mit Übungen 9 Vertiefungsfachmodul (VF4; auch VF2) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Quantenmechanik, klassische Feldtheorie Grundlagen der Quantenfeldtheorie: Quantisierung von Feldern, Renormierung, Eichfeldtheorien, Quantenchromodynamik, Standardmodell der Teilchenphysik. Anwendung der Quantenfeldtheorie, Standardmodell der Teilchenphysik erfolgreiche Teilnahme, unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, etwa alle zwei Jahre ca. 20 T. Gutsche, H. Reinhardt

4.4 Kern- und Teilchenphysik (VF4) 105 4.4.12 Moderne Feldtheorie und Teilchenphysik Titel: Moderne Feldtheorie und Teilchenphysik Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS); optional mit Übungen (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden; mit Übungen 180 Stunden Leistungspunkte: 3; mit Übungen 6 Vertiefungsfachmodul (VF4; auch VF2) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Quantenmechanik, klassische Feldtheorie Aktuelle Themen aus: Supersymmetrie, konforme Feldtheorie, Anti-de-Sitter Space, Effektive Feldtheorie, Stringtheorie, Renormierungsgruppe oder chirale Störungstheorie Einarbeiten in die Grundlagen aktueller Forschungsthemen aus der Feldtheorie und Teilchenphysik Teilnahme, unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, etwa alle zwei Jahre ca. 20 T. Gutsche, H. Reinhardt

4.4 Kern- und Teilchenphysik (VF4) 106 4.4.13 Yang-Mills-Theorie Titel: Yang-Mills-Theorie Veranstaltungsart: Vorlesung (4 SWS); optional mit Übungen (2 SWS) Aufwand: 180 Stunden; mit Übungen 270 Stunden Leistungspunkte: 6; mit Übungen 9 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Quantenmechanik, Elektrodynamik (klassische Feldtheorie), fortgeschrittene Quantentheorie Klassische Yang-Mills-Theorie, topologische Klassifizierung der Eichfelder, Instantonen, kanonische Quantisierung der Yang-Mills-Theorie, Funktionalintegral-Quantisierung der Yang- Mills-Theorie, spontane Symmetriebrechung und Higgs-Mechanismus, Anomalien, perturbative Yang-Mills-Theorie und asymptotische Freiheit, nicht-perturbative Yang-Mills-Theorie und Confinement, sowie spontante Brechung der chiralen Symmetrie, Gittereichtheorien Einarbeiten in die Grundlagen der aktuellen Forschungsthemen der theoretischen Teilchenphysik Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, etwa alle zwei Jahre ca. 20 H. Reinhardt

4.5 Quantenmaterie: Supraleitung, kalte Atome, Quantenoptik (VF5) 107 4.5 Quantenmaterie: Supraleitung, kalte Atome, Quantenoptik (VF5) Übersicht: Supraleitung Quantenoptik Quantenmaterie in Atom- und Festkörperphysik (Vorlesung) Vorlesung (2 SWS) 3 LP im SS Quantenmaterie in Atom- und Festkörperphysik (Seminar) Seminar (2 SWS) 3 LP im WS Fortgeschrittene Quantentheorie Vorlesung (4 SWS) mit Übungen (2 SWS) 9 LP im WS auch VF2,4,6,7 Grundlagen der Supraleitung Optisches Kühlen und atomare Quantengase Vorlesung (2 SWS) 3 LP Vorlesung (2 SWS) 3 LP im WS auch VF7 im WS Anwendungen der Supraleitung: Dünnfilm Laserphysik und Angewandte Optik Bauelemente Vorlesung (2 SWS) 3 LP Vorlesung (2 SWS) 3 LP im SS auch VF7 im WS Makroskopische Quantenphänomene in Josephsonkontakten u. verwandten Systemen Quantenoptik Vorlesung (2 SWS) 3 LP Vorlesung (2 SWS) 3 LP im SS auch VF7 im SS Theorie korrelierter Vielteilchensysteme Computational Quantumphysics Vorlesung (2 SWS) 3 LP Vorlesung mit Übungen (2 SWS) 3 LP im WS auch VF6,7 im WS auch VF8 Festkörperphysik Quantenoptik und Atomoptik Seminar (2 SWS) 3 LP Seminar (2 SWS) 3 LP im SS im SS Projektpraktikum Supraleiter Dünnfilme Projektpraktikum Laserstrahlen Praktikum (2 SWS) 3 LP Praktikum (2 SWS) 3 LP im SS und WS auch VF6,7 im SS und WS Inhalte und Ziele: Das Vertiefungsfach Quantenmaterie behandelt die Gebiete der Supraleitung und der Quanten- und Atomoptik. Ziel ist das Erlangen von theoretischen und experimentellen Kenntnissen aus den Bereichen der modernen Atom- und Festkörperphysik. Die Auswahl der Themen soll auf Forschungs- und Entwicklungsarbeiten auf diesen hoch- aktiven und sich rasch entwickelnden Gebieten der Physik und Technologie vorbereiten. Struktur: Insgesamt sind Module im Umfang von 21 Leistungspunkten zu belegen. Die Vorlesung Quantenmaterie in Atom- und Festkörperphysik sowie eines der Seminare und eines der beiden Praktika sind obligatorisch (zusammen 9 LP). Daneben wird jeweils eine weitere Vorlesung aus jedem Teilbereich (Supraleitung oder Quantenoptik) besucht (zusammen 6 LP), oder die Fortgeschrittene Quantentheorie (9 LP). Die verbleibenden 6 bzw. 3 Leistungspunkte sind aus weiteren frei wählbaren Vorlesungs- oder Praktikums-Modulen des Vertiefungsfachs zu erbringen. Prüfungsmodalitäten und Benotung: Alle Veranstaltungen sind unbenotet; der Besuch der Veranstaltungen wird durch Testat bestätigt. Das Vertiefungsfach wird als Teil der Bachelorprüfung mündlich von zwei Dozenten geprüft, jeder aus einem der beiden Teilbereiche Supraleitung und Quantenoptik, oder je ein Prüfer aus Theorie und Experiment. Die mündliche Prüfung dauert eine Stunde. Koordinator: C. Zimmermann (clz@pit.physik.uni-tuebingen.de)

4.5 Quantenmaterie: Supraleitung, kalte Atome, Quantenoptik (VF5) 108 4.5.1 Quantenmaterie in Atom- und Festkörperphysik (Vorlesung) Titel: Quantenmaterie in Atom- und Festkörperphysik (Vorlesung) Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodule Kondensierte Materie und Atome, Moleküle, Licht Mikroskopische und makroskopische Quantenzustände; Quantenstatistik, atomare Bose- und Fermigase; Fallen für Atome, Kühlen atomarer Gase ins entartete Regime; Supraleiter: Grundlegende Effekte; die BCS-Theorie für Supraleiter; suprafluides 4He; Gross-Pitaevskii- und Ginzburg-Landau-Theorie; suprafluides 3He und verwandte Systeme; Experimente mit ultrakalten Atomen und Molekülen; Josephson-Effekte in Supraleitern, BECs und Suprafluiden; Fermigase, BEC-BCS-Übergang. Übersichtkenntnisse zu den Grundlagen der Supraleitung, Quantenoptik und Atomoptik werden erworben. Die Vorlesung dient der Orientierung innerhalb des Vertiefungsfachs. Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Sommersemester ca. 20 J. Fortágh, R. Kleiner

4.5 Quantenmaterie: Supraleitung, kalte Atome, Quantenoptik (VF5) 109 4.5.2 Quantenmaterie in Atom- und Festkörperphysik (Seminar) Titel: Quantenmaterie in Atom- und Festkörperphysik (Seminar) Veranstaltungsart: Seminar (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodule Atome, Moleküle, Licht und Kondensierte Materie Es werden aktuelle Experimente aus dem Gebiet der Supraleitung, der Josephson Kontakte, der Physik kalter Atome und der Quantenoptik besprochen. Selbständiges Einarbeiten in ein aktuelles experimentelles Forschungsthema und dessen Darstellung in einem mündlichen Vortrag. Seminarvortrag, Teilnahme wird durch Testat bestätigt. 1 Semester, im Wintersemester ca. 20 die Dozenten des Vertiefungsfachs Quantenmaterie: Supraleitung, kalte Atome, Quantenoptik

4.5 Quantenmaterie: Supraleitung, kalte Atome, Quantenoptik (VF5) 110 4.5.3 Fortgeschrittene Quantentheorie Titel: Fortgeschrittene Quantentheorie Veranstaltungsart: Vorlesung (4 SWS) und Übungen (2 SWS) Aufwand: 270 Stunden Leistungspunkte: 9 Ergänzungsmodul oder Vertiefungsfachmodul (VF5; auch VF2,4,6,7) im Bachelor- Studiengang Physik keine Physik Grundkurs 3 und Basismodul Quantenmechanik Relativistische Quantenmechanik: Dirac-Gleichungen; zweite Quantisierung, Funktionalintegral-Quantisierung, Solitonen und Instantonen, Berry-Phase, Basiselemente der Gruppentheorie, Basiselemente der Quantenfeldtheorie: Erzeugendes Funktional der Green schen Funktionen, Feynman-Diagramme, Renormierung, topologische Defekte: Instantonen, magnetische Monopole, Wirbel Einarbeitung in fortgeschrittene Methoden der Quantentheorie Als Ergänzungsmodul: Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung (Klausur oder mündliche Prüfung) ist die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen. Das Modul wird benotet. Als Vertiefungsfachmodul: Teilnahme an der Vorlesung und erfolgreichen Teilnahme an den Übungen. Das Modul ist unbenotet. 1 Semester, im Wintersemester ca. 120 Dozenten des Instituts für Theoretische Physik

4.5 Quantenmaterie: Supraleitung, kalte Atome, Quantenoptik (VF5) 111 4.5.4 Grundlagen der Supraleitung Titel: Grundlagen der Supraleitung Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF5; auch VF7) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Kondensierte Materie Grundlegende Eigenschaften von Supraleitern, supraleitende Materialien, Cooper-Paarung, Thermodynamik des supraleitenden Zustands, Supraleiter im Magnetfeld, Schwache Supraleitung/Josephson-Kontakte. Einarbeiten in die Grundlagen und aktuellen Forschungsthemen der Supraleitung. Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Wintersemester ca.20. E. Goldobin, R. Kleiner, D. Kölle

4.5 Quantenmaterie: Supraleitung, kalte Atome, Quantenoptik (VF5) 112 4.5.5 Anwendungen der Supraleitung: Dünnfilm-Bauelemente Titel: Anwendungen der Supraleitung: Dünnfilm-Bauelemente Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF5; auch VF7) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Kondensierte Materie, Grundlagen der Supraleitung Herstellungstechnologien (Materialien, Filmherstellung, Mikrostrukturierung, Josephson- Kontakte und Multilagen); SQUIDs und ihre Anwendungen; Spannungsnormale; Supraleitungselektronik (RSFQ); Supraleiter in der Hochfrequenz-/Mikrowellentechnik (Resonatoren, Filter), supraleitende Strahlungs- und Teilchendetektoren (Bolometer, Kalorimeter, Mischer). Einführung in etablierte und potentielle Anwendungen von Supraleiter-Dünnfilmstrukturen (physikalische Grundlagen, Fabrikationstechniken, Entwicklungsstand, Einsatzgebiete, aktuelle Forschungsthemen und Entwicklungspotentiale). Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Sommersemester ca. 20 R. Kleiner, D. Kölle

4.5 Quantenmaterie: Supraleitung, kalte Atome, Quantenoptik (VF5) 113 4.5.6 Makroskopische Quantenphänomene in Josephsonkontakten und verwandten Systemen Titel: Makroskopische Quantenphänomene in Josephsonkontakten und verwandten Systemen Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF5; auch VF7) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Kondensierte Materie Einleitung, Makroskopische Wellenfunktionen; Basiseffekte der Supraleitung (Widerstand Null, Fluxoidquantisierung & Diamagnetismus); Josephson-Effekte; Josephsonkontakte (klassische Eigenschaften); Josephsonkontakte und -Phasen; Josephsonkontakte als makroskopische Quantensysteme; SQUIDs: Klassisch vs. Quantum; Lange Josephsonkontakte (klassische Eigenschaften); Semifluxonen in langen 0- - Josephsonkontakten; Quanteneigenschaften von Semifluxonen; Ladungs-Qubits; alternative Realisierungen makroskopischer Quantenysteme. Einarbeiten in die Grundlagen makroskopischer Quantenphänomene mit Schwerpunkt auf Josephsonkontakten und in aktuelle Forschungsthemen zu Josephsonkontakten. Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Sommersemester ca. 20 E. Goldobin, R. Kleiner

4.5 Quantenmaterie: Supraleitung, kalte Atome, Quantenoptik (VF5) 114 4.5.7 Theorie korrelierter Vielteilchensysteme Titel: Theorie korrelierter Vielteilchensysteme Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF5; auch VF6,7) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3, Basismodul Thermodynamik und Statistik, Basismodul Quantenmechanik Basismodul Kondensierte Materie, Theorie der kondensierten Materie Elektronische Einteilchenanregungen in der Hartree-Fock Näherung, Teilchen-Loch Anregungen in der Random-Phase Näherung (RPA), Plasmonen, Dielektrische Funktion und Abschirmung in Isolatoren / Halbleitern / Metallen, Landau-Theorie der Fermiflüssigkeit, Elektron-Phonon Wechselwirkung, BCS-Theorie der Supraleitung / Supraströme / Meissner Effekt, Elektronische Korrelationen und Hubbard-Modell / t-j-modell, Gutzwiller- Wellenfunktion, Hochtemperatursupraleiter, Pomeranchuk-Instabilität, Landausche Theorie der Phasenübergänge und kritische Phänomene, Ginzburg Kriterium, Diagrammatische Vielteilchentheorie, Renormierungsgruppe. Kondo-Effekt und Schwere Fermionen Einarbeitung in die Grundlagen der Theorie der kondensierten Materie Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Wintersemester ca. 20 T. Dahm, N. Schopohl

4.5 Quantenmaterie: Supraleitung, kalte Atome, Quantenoptik (VF5) 115 4.5.8 Festkörperphysik Titel: Festkörperphysik Veranstaltungsart: Seminar (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Kondensierte Materie Es werden aktuelle Experimente aus dem Gebiet der Supraleitung (insbes. Josephson- Kontakte und weiterer Ordnungsphänomene in Festkörpern (Ferromagnetismus, - Ferroelektrizität, etc.) besprochen. Selbständiges Einarbeiten in ein aktuelles experimentelles Forschungsthema und dessen Darstellung in einem mündlichen Vortrag. Seminarvortrag, Teilnahme wird durch Testat bestätigt. 1 Semester, im Sommersemester ca. 20 E. Goldobin, R. Kleiner, D. Kölle

4.5 Quantenmaterie: Supraleitung, kalte Atome, Quantenoptik (VF5) 116 4.5.9 Projektpraktikum Supraleiter Dünnfilme Titel: Projektpraktikum Supraleiter Dünnfilme Veranstaltungsart: Praktikum (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF5; auch VF6,7) im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Kondensierte Materie Herstellung einkristalliner Dünnfilme aus Hochtemperatursupraleitern (Vakuumtechnik, Dünnschichttechniken, Filmwachstum); Mikrostrukturierung von Dünnfilmen mittels Photound/oder Elektronenstrahllithographie und chemischem und/oder physikalischem Ätzen; Charakterisierung von einkristallinen Filmen und Dünnfilmmikrostrukturen (Röntgenbeugung, Rasterelektronenmikroskopie, Rasterkraftmikroskopie, Charakterisierung der elektrischen Transporteigenschaften). Selbständiges praktisches Einarbeiten in ausgewählte experimentelle Methoden der Dünnschichttechnik, Mikrostrukturierung, struktureller und elektrischer Charakterisierung. Teilnahme; unbenotet. 1 Semester; auf 3 ganze Tage (je 10 Std. verteilt), im Wintersemester und im Sommersemester ca. 12 C. Back, D. Kölle

4.5 Quantenmaterie: Supraleitung, kalte Atome, Quantenoptik (VF5) 117 4.5.10 Optisches Kühlen und atomare Quantengase Titel: Optisches Kühlen und atomare Quantengase Veranstaltungsart: Vorlesung mit Übungen (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Atome, Moleküle, Licht Strahlungsdruck, Dopplerkühlen, Magnetooptische Falle, Dressed State Modell, Polarisationsgradientenkühlen, Dunkelzustände, Dunkelzustandskühlen, Raman-Übergänge, Lamb-Dicke- Effekt, Raman-Kühlen, Fallen für Atome, Bose-Einstein-Kondensation, Bragg-Spektroskopie, Bloch Oszillationen, Integrierte Atomoptik. Physikalische Modellbildung wird anhand grundlegender quantenmechanischer Szenarien exemplarisch vorgeführt und analysiert. Die in der Vorlesung Quantenmaterie in Atom- und Festkörperphysik erworbenen Übersichtskenntnisse der Physik der ultrakalten Atome werden vertieft und im Detail erlernt. Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Wintersemester ca. 20 J. Fortágh, C. Zimmermann

4.5 Quantenmaterie: Supraleitung, kalte Atome, Quantenoptik (VF5) 118 4.5.11 Laserphysik und Angewandte Optik Titel: Laserphysik und Angewandte Optik Veranstaltungsart: Vorlesung mit Übungen (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 keine Lasertheorie, Lasertypen, gekoppelte Laser, Gitterstabilisierte Diodenlaser, Resonatoren und Gaußoptik, Frequenzstabilisierung von Lasern, Frequenzmischung in nichtlinearen Kristallen, Optische Schalter, Ultrakurze Pulse. Erlernen der Grundlagen der modernen Optik mit Laserstrahlen, wie sie in Forschung und Industrie verwendet wird. Die Vorlesung bereitet insbesondere auch auf eine experimentelle Masterarbeit im Bereich der Atomphysik/Quantenoptik vor. Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Wintersemester ca. 20 J. Fortágh, C. Zimmermann

4.5 Quantenmaterie: Supraleitung, kalte Atome, Quantenoptik (VF5) 119 4.5.12 Quantenoptik Titel: Quantenoptik Veranstaltungsart: Vorlesung mit Übungen (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Atome, Moleküle, Licht Quantisierung des Lichtfeldes, Fock-Zustände, Kohärente Zustände, Jaynes-Cummings Modell, Ein-Atom-Maser, Dressed State Modell, Kohärenzen und Korrelationen, Quantenmessprozess, Verschränkte Photonen, Quanten-Kryptographie. Grundlegende theoretische und experimentelle Konzepte der Physik von Photonen werden erlernt und vertieft. Abstrakte quantenmechanische Beschreibungsmethoden von Elementarteilchen werden am Beispiel von Photonen veranschaulicht. Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Sommersemester ca. 20 J. Fortágh, C. Zimmermann

4.5 Quantenmaterie: Supraleitung, kalte Atome, Quantenoptik (VF5) 120 4.5.13 Computational Quantumphysics Titel: Computational Quantumphysics Veranstaltungsart: Vorlesung mit Übungen (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF5; auch VF8) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3; Grundkenntnisse einer Programmiersprache Quantenmechanik C/C++ Sprache, zeitunabhängige Schrödinger-Gleichung (Runge-Kutta-Methode, Shooting- Methode, Hartree-Fock, Quanten-Monte-Carlo), zeitabhängige Schrödinger Simulationen (spektrale Methode, Matrix Methode), Moleküldynamik, Monte-Carlo Gitter-Methode Erlernen von den wichtigsten numerischen Methoden in Atom- und Festkörperphysik; Erwerb von Programmierfachkenntnissen; Erfahrung in dem Problemlösen in Quanten- und Atomphysik mit Computern Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Wintersemester ca. 20 T. Judd

4.5 Quantenmaterie: Supraleitung, kalte Atome, Quantenoptik (VF5) 121 4.5.14 Quantenoptik und Atomoptik Titel: Quantenoptik und Atomoptik Veranstaltungsart: Seminar (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Atome, Moleküle, Licht Es werden aktuelle Experimente aus dem Gebiet der Physik kalter Atome und der Quantenoptik besprochen. Selbständiges Einarbeiten in ein aktuelles experimentelles Forschungsthema und dessen Darstellung in einem mündlichen Vortrag. Seminarvortrag, Teilnahme wird durch Testat bestätigt. 1 Semester, im Sommersemester ca. 20 J. Fortágh, C. Zimmermann

4.5 Quantenmaterie: Supraleitung, kalte Atome, Quantenoptik (VF5) 122 4.5.15 Projektpraktikum Laserstrahlen Titel: Projektpraktikum Laserstrahlen Veranstaltungsart: Praktikum (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Vertiefungsvorlesung Laserstrahlen und angewandte Optik Optische Resonatoren, Laserdioden und optische Rückkopplung, Pound-Drever-Hall Spektroskopie, Elektronische Frequenzstabilisierung, Akustooptische Modulatoren, Radiofrequenzmodulation, Spannungsdoppelbrechung, Optische Datenübertragung, Glasfasern. Selbständiges praktisches Arbeiten mit laseroptischen Komponenten. Entwerfen und Charakterisieren von optischen Aufbauten. Teilnahme; unbenotet 1 Semester, im Winter- und Sommersemester ca. 10 P. Courteille

4.6 Kondensierte Materie (VF6) 123 4.6 Kondensierte Materie (VF6) Übersicht: Physik der kondensierten Materie Seminar (2 SWS) 3 LP im SS und WS Experiment Physik kristalliner Materialien I Physik kristalliner Materialien II Vorlesung (2 SWS) 3 LP Vorlesung (2 SWS) 3 LP optional mit Übungen (2 SWS) 6 LP im WS im SS Elektronenmikroskopie und Spektroskopie Elektronenmikroskopisches Praktikum Block-Vorlesung (2 SWS) 3 LP Block-Praktikum (3 SWS) 3 LP im WS im WS Kompaktkurs über Röntgen- und Neutronenstreuung Physik der molekularen und biologischen an Kristallen und Grenzflächen Materie Block-Vorlesung mit Übungen (2 SWS) 3 LP Vorlesung (2 SWS) 3 LP im WS auch VF7 im WS auch VF3 Technologie der Halbleiter Halbleiterpraktikum Vorlesung (2 SWS) 3 LP Block-Praktikum (2 SWS) 3 LP im WS auch VF7 im WS auch VF7 Supraleitung: Materialien und Anwendungen Projektpraktikum Supraleiter Dünnfilme Vorlesung (2 SWS) 3 LP Praktikum (2 SWS) 3 LP im SS im SS und WS auch VF5,7 Theorie Theorie der kondensierten Materie Theorie korrelierter Vielteilchensysteme Vorlesung (2 SWS) 3 LP Vorlesung (2 SWS) 3 LP im SS auch VF7 im WS auch VF5,7 Einführung in die Theorie der Supraleitung Statistische Feldtheorie von Vielteilchensystemen bei tiefen Temperaturen Vorlesung (2 SWS) 3 LP Vorlesung (2 SWS) 3 LP ca. alle 2 Jahre auch VF7 ca. alle 2 Jahre auch VF7 Fortgeschrittene Quantentheorie Granulare Materie Vorlesung (4 SWS) mit Übungen(2 SWS) 9 LP Vorlesung (4 SWS) 6 LP im WS auch VF2,4,5,7 ca. alle 2 Jahre Inhalte und Ziele: Das Vertiefungsfach kondensierte Materie bietet einen Einblick in eine moderne Disziplin der Physik, die sich durch eine enge Verknüpfung von grundlagenphysikalischen Aspekten und Anwendungen auszeichnet. Es beinhaltet sowohl die Vermittlung von experimentellen und theoretischen Methoden und Techniken als auch die Vertiefung in die Physik und Anwendungen von Halbleitern, Supraleitern und molekularer und biologischer Materie. Struktur: Das Seminar Physik der kondensierten Materie und je ein Modul aus den Bereichen Theorie und Experiment sind obligatorisch. Prüfungsmodalitäten und Benotung: Alle Veranstaltungen sind unbenotet; der Besuch der Veranstaltungen wird durch Testat bestätigt. Das Vertiefungsfach wird als Teil der Bachelorprüfung mündlich von zwei Dozenten geprüft, jeder aus einem der beiden Teilbereiche. Die mündliche Prüfung dauert eine Stunde. Koordinator: O. Eibl (oliver.eibl@uni-tuebingen.de)

4.6 Kondensierte Materie (VF6) 124 4.6.1 Physik der kondensierte Materie Titel: Physik der kondensierten Materie Veranstaltungsart: Seminar (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Kondensierte Materie Es werden aktuelle Forschungsthemen aus dem Gebiet der kondensierten Materie besprochen Selbständiges Einarbeiten in ein wissenschaftliches Forschungsthema und dessen Darstellung in einem mündlichen Vortrag. Seminarvortrag, unbenotet. 1 Semester, im Winter- und Sommersemester ca. 20 Dozenten des Vertiefungsfachs Kondensierte Materie

4.6 Kondensierte Materie (VF6) 125 4.6.2 Physik kristalliner Materialien I Titel: Physik kristalliner Materialien I Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) ; optional mit Übungen (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden; mit Übungen 180 Stunden Leistungspunkte: 3; mit Übungen 6 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Kondensierte Materie Kristallographie, Beugungsverfahren, Symmetrie und physikalische Eigenschaften von Kristallen, Eigenschaftstensoren, pyroelektrische und piezoelektrische Kristalle, elastische Eigenschaften von Kristallen, Thermodynamik von Kristallen, Ordnungsphänomene und Phasenübergänge 2. Ordnung in Kristallen Einführung in die Physik kristalliner Materialien. Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Wintersemester ca. 20 O. Eibl

4.6 Kondensierte Materie (VF6) 126 4.6.3 Physik kristalliner Materialien II Titel: Physik kristalliner Materialien II Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Kondensierte Materie Ferroelektrika Eigenschaften und ihre Anwendungen, Eigenschaften der Supraleiter im Magnetfeld, Hystereseeffekte in Ferroelektrika, Ferromagnetika, und Supraleitern, Kristallbaufehler, isotrope Elastizitätstheorie und Physik der Versetzungen, Korngrenzen und epitaktische Grenzflächen, Dünnfilme, mechanische Spannungen in Dünnfilmen, physikalische Eigenschaften und mechanische Spannungen Vertiefung der Kenntnisse der Physik kristalliner Materialien. Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Sommersemester ca. 20 O. Eibl

4.6 Kondensierte Materie (VF6) 127 4.6.4 Elektronenmikroskopie und Spektroskopie Titel: Elektronenmikroskopie und Spektroskopie Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Kondensierte Materie Verständnis der Funktion von Elektronenmikroskopen und deren Komponenten, Linsenfehler und Auflösungsvermögen elektronenoptischer Linsen, Kristallographie, kinematische und dynamische Beugungstheorie im Zweistrahlfall, Kristallbaufehleranalyse und Stereomikroskopie, Spektroskopie, Fallbeispiele. Vorbereitung auf das elektronenmikroskopische Praktikum, Theoretisches Verständnis der Elektronenbeugung Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. Blockvorlesung in der 1. Woche der vorlesungsfreien Zeit; im Wintersemester ca. 20 O. Eibl

4.6 Kondensierte Materie (VF6) 128 4.6.5 Elektronenmikroskopisches Praktikum Titel: Elektronenmikroskopisches Praktikum Veranstaltungsart: Praktikum (3 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Kondensierte Materie, Vorlesung Grundlagen und Verfahren der angewandten Elektronenmikroskopie Justage von REM und TEM, Sekundärelektronenabbildung und EDX-Analyse am REM, Dynamische Beugung und Zweistrahlfälle am TEM, Definiertes Kippen der Proben im TEM, Einstellung von Bild- und Beugungsbildern, Aufnehmen von Bildern mit der CCD-Kamera, EDX-Spektroskopie am TEM Einarbeiten in die Raster- und Transmissionselektronenmikroskopie Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. Blockpraktikum in der 2. Woche der vorlesungsfreien Zeit (5 Tage je 8 Stunden); im Wintersemester ca. 9 O. Eibl

4.6 Kondensierte Materie (VF6) 129 4.6.6 Kompaktkurs über Röntgen und Neutronenstreuung an Kristallen und Grenzflächen Titel: Kompaktkurs über Röntgen und Neutronenstreuung an Kristallen und Grenzflächen Veranstaltungsart: Vorlesung mit praktischen Übungen (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF6; auch VF7) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Kondensierte Materie Grundlagen der Streutheorie, Streuquerschnitte Röntgen und Neutronen, allgemeines Streugesetz S(Q, ) für Statik und Dynamik, moderne Streumethoden: Volumenstrukturaufklärung, Streuung von Grenzflächen, Kleinwinkelstreuung, inelastische Streuung, experimentelle Verfahren, Synchrotronstrahlung und Neutronen Einarbeitung in moderne Streutechniken inklusive Synchrotron- und Neutronenstreuung Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1-wöchige Blockveranstaltung nach Ende der Vorlesungszeit, im Wintersemester ca. 20 A. Gerlach, F. Schreiber

4.6 Kondensierte Materie (VF6) 130 4.6.7 Physik der molekularen und biologischen Materie Titel: Physik der molekularen und biologischen Materie Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF6; auch VF3) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodule Kondensierte Materie und Atome, Moleküle, Licht Einführung: Was sind molekulare, weiche und biologische Materialien; Wechselwirkungen in molekularen und biologischen Systemen; H-Brückenbindung und DANN; van-der-waals- Kräfte; Wasser: Besondere Eigenschaften und Rolle als Lösungsmittel; Ionen in Lösung und Debyesche Abschirmlänge; hydrophobe Kräfte; entropische Kräfte; Ausgewählte organische und biologische Materialien und ihre Eigenschaften; Polymere, DNA, Proteine; Flüssigkristalle; Grenzflächenaktive Moleküle; Organische Dünnschichtsysteme, Lipidschichten; Organische Farbstoffe und Halbleiter, leitfähige Polymere Einführung in die Grundlagen der molekularen und biologischen Materie; Grundbegriffe der physikalischen Beschreibung. Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Wintersemester ca. 20 F. Schreiber

4.6 Kondensierte Materie (VF6) 131 4.6.8 Technologie der Halbleiter Titel: Technologie der Halbleiter Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF6; auch VF7) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodule Kondensierte Materie und Physik der Nanostrukturen Prozesse der Halbleitertechnik; Materialien, Kristallwachstum, Dotierung, Implantation, MOSFET, SIMOX, Dünne Schichten, Epitaxie, Lithographie, optische Verfahren, Elektronenstrahllithographie, Musterübertragung. Einarbeitung in die Technologie der Halbleiter Herstellung und Charakterisierung Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Wintersemester ca. 20 D. Kern

4.6 Kondensierte Materie (VF6) 132 4.6.9 Halbeiterpraktikum Titel: Halbeiterpraktikum Veranstaltungsart: Praktikum (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF6; auch VF7) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Kondensierte Materie, Technologie der Halbleiter Optische Lithographie, Strukturübertragung, Herstellung, Untersuchung und Charakterisierung von Halbleiter Bauelementen Einarbeitung in die Grundlagen der Halbleiter-Prozesstechnologie Charakterisierung und Halbleiter- Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 2-wöchiges Blockpraktikum in der vorlesungsfreien Zeit, unmittelbar im Anschluss an die Vorlesung Technologie der Halbleiter ; im Wintersemester ca. 12 D. Kern

4.6 Kondensierte Materie (VF6) 133 4.6.10 Supraleitung: Materialien und Anwendungen Titel: Supraleitung: Materialien und Anwendungen Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Kondensierte Materie ; Vorlesung Supraleitung: Grundlagen BCS Theorie, der Weg zur Hochtemperatursupraleitung, Struktur und elektronische Struktur der Hochtemperatursupraleiter, Supraleiter im Magnetfeld, Typ II Supraleiter, harte Typ II Supraleiter, kritischer Strom, Physik des Vortexzustands, Begrenzung der kritischen Stromdichte in Hochtemperatursupraleitern, Anwendungen der Hochtemperatursupraleitung in der Magnet- und Energietechnik Behandlung der material- und anwendungsbezogenen Aspekte der Supraleitung Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Sommersemester ca. 20 O. Eibl

4.6 Kondensierte Materie (VF6) 134 4.6.11 Projektpraktikum Supraleiter Dünnfilme Titel: Projektpraktikum Supraleiter Dünnfilme Veranstaltungsart: Praktikum (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF6; auch VF5,7) im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Kondensierte Materie Herstellung einkristalliner Dünnfilme aus Hochtemperatursupraleitern (Vakuumtechnik, Dünnschichttechniken, Filmwachstum); Mikrostrukturierung von Dünnfilmen mittels Photound/oder Elektronenstrahllithographie und chemischem und/oder physikalischem Ätzen; Charakterisierung von einkristallinen Filmen und Dünnfilmmikrostrukturen (Röntgenbeugung, Rasterelektronenmikroskopie, Rasterkraftmikroskopie, Charakterisierung der elektrischen Transporteigenschaften). Selbständiges praktisches Einarbeiten in ausgewählte experimentelle Methoden der Dünnschichttechnik, Mikrostrukturierung, struktureller und elektrischer Charakterisierung. Teilnahme; unbenotet. 1 Semester; auf 3 ganze Tage (je 10 Std. verteilt), im Wintersemester und im Sommersemester ca. 12 C. Back, D. Kölle

4.6 Kondensierte Materie (VF6) 135 4.6.12 Theorie der kondensierten Materie Titel: Theorie der kondensierten Materie Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF6; auch VF7) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3, Basismodul Thermodynamik und Statistik, Basismodul Quantenmechanik Basismodul Kondensierte Materie Periodische Gitter, Raumgruppe und Punktgruppe, reziprokes Gitter, Gitterschall + Phononen + Zustandsdichte+spezifische Wärme, Neutronenstreuung und Debye-Waller-Faktor, Mössbauer-Effekt, Kopplung von Phononen und elektromagnetischem Feld, Polaritonen, Freie Elektronen + Zustandsdichte + chemisches Potential + spezifische Wärme, Bloch- Theorem und Energiebänder, fast-freie Elektronen, Tight-binding-Näherung, Wannier- Funktionen, Zeitumkehrsymmetrie und Kramersentartung, Elektronen im Magnetfeld, Landau-Diamagnetismus, Spinsuszeptibilität, Heisenberg-Modell, Ferromagnet und Antiferromagnet, Spinwellen, Magnonen und spezifische Wärme. Einarbeitung in die Grundlagen der Theorie der kondensierten Materie Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Sommersemester ca. 20 T. Dahm, N. Schopohl

4.6 Kondensierte Materie (VF6) 136 4.6.13 Theorie korrelierter Vielteilchensysteme Titel: Theorie korrelierter Vielteilchensysteme Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF6; auch VF5,7) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3, Basismodul Thermodynamik und Statistik, Basismodul Quantenmechanik Basismodul Kondensierte Materie, Theorie der kondensierten Materie Elektronische Einteilchenanregungen in der Hartree-Fock Näherung, Teilchen-Loch Anregungen in der Random-Phase Näherung (RPA), Plasmonen, Dielektrische Funktion und Abschirmung in Isolatoren / Halbleitern / Metallen, Landau-Theorie der Fermiflüssigkeit, Elektron-Phonon Wechselwirkung, BCS-Theorie der Supraleitung / Supraströme / Meissner Effekt, Elektronische Korrelationen und Hubbard-Modell / t-j-modell, Gutzwiller- Wellenfunktion, Hochtemperatursupraleiter, Pomeranchuk-Instabilität, Landausche Theorie der Phasenübergänge und kritische Phänomene, Ginzburg Kriterium, Diagrammatische Vielteilchentheorie, Renormierungsgruppe. Kondo-Effekt und Schwere Fermionen Einarbeitung in die Grundlagen der Theorie der kondensierten Materie Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Wintersemester ca. 20 T. Dahm, N. Schopohl

4.6 Kondensierte Materie (VF6) 137 4.6.14 Einführung in die Theorie der Supraleitung Titel: Einführung in die Theorie der Supraleitung Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF6; auch VF7) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3, Basismodul Thermodynamik und Statistik, Basismodul Quantenmechanik Basismodul Kondensierte Materie Thermodynamik des Typ I Supraleiters, Gorter-Casimir Modell, London-Theorie, Pippard s nichtlokale Elektrodynamik, Eindringtiefe und Kohärenzlänge, Ginzburg-Landau Theorie, Typ II Supraleiter, Flussquantisierung, Vortex-Zustand, das Cooper-Problem, Zweite Quantisierung, BCS-Theorie, Bogoliubov-Valatin Operatoren, Spektralfunktionen, Zustandsdichte, Tunnelspektroskopie, mikroskopische Begründung des Meissner-Effektes. Einführung in die grundlegenden Theorien der Supraleitung und Erlernen technischer Fertigkeiten zu ihrer theoretischen Behandlung. Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, angeboten etwa alle zwei Jahre ca. 20 T. Dahm, N. Schopohl

4.6 Kondensierte Materie (VF6) 138 4.6.15 Statistische Feldtheorie von Vielteilchensystemen bei tiefen Temperaturen Titel: Statistische Feldtheorie von Vielteilchensystemen bei tiefen Temperaturen Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF6; auch VF7) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3, Basismodul Thermodynamik und Statistik, Basismodul Quantenmechanik Basismodul Kondensierte Materie, Theorie der kondensierten Materie oder Einführung in die Theorie der Supraleitung Matsubara-Propagatoren und Feynman-Diagramme für endliche Temperaturen T 0; lineare Antwort; Keldysh Formalismus; Theorie der Fermiflüssigkeit; Ladungs- und Spindichtewellen; Elektron-Phonon Wechselwirkung; Eliashberg-Theorie stark koppelnder Supraleiter; Spinfluktuationen in Hochtemperatur-Supraleitern; Theorie räumlich inhomogener Supraleiter, Wirbelgitter, Störstellen; Systeme wechselwirkender Bosonen; Photonen und Van der Waals Kräfte in inhomogenen Medien, Casimir Effekte; Ungeordnete Systeme, Lokalisierung; Mischung korrelierter Bose-Fermi Systeme; Supraflüssiges 3-He und Neutronensterne; Stark Korrelierte Elektronen im Festkörper, Hubbard-Modell; Theorie des Magnetismus; Funktionale Renormierungsgruppe, Wegner Fluss-Gleichungen; Dichtefunktional; Theorie der Phasenübergänge Vertiefung der Theorien von Vielteilchensystemen und Erlernen technischer Fertigkeiten zu ihrer theoretischen Behandlung Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, angeboten etwa alle zwei Jahre ca. 20 T. Dahm, N. Schopohl

4.6 Kondensierte Materie (VF6) 139 4.6.16 Fortgeschrittene Quantentheorie Titel: Fortgeschrittene Quantentheorie Veranstaltungsart: Vorlesung (4 SWS) und Übungen (2 SWS) Aufwand: 270 Stunden Leistungspunkte: 9 Ergänzungsmodul oder Vertiefungsfachmodul (VF6; auch VF2,4,5,7) im Bachelor- Studiengang Physik keine Physik Grundkurs 3 und Basismodul Quantenmechanik Relativistische Quantenmechanik: Dirac-Gleichungen; zweite Quantisierung, Funktionalintegral-Quantisierung, Solitonen und Instantonen, Berry-Phase, Basiselemente der Gruppentheorie, Basiselemente der Quantenfeldtheorie: Erzeugendes Funktional der Green schen Funktionen, Feynman-Diagramme, Renormierung, topologische Defekte: Instantonen, magnetische Monopole, Wirbel Einarbeitung in fortgeschrittene Methoden der Quantentheorie Als Ergänzungsmodul: Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung (Klausur oder mündliche Prüfung) ist die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen. Das Modul wird benotet. Als Vertiefungsfachmodul: Teilnahme an der Vorlesung und erfolgreichen Teilnahme an den Übungen. Das Modul ist unbenotet. 1 Semester, im Wintersemester ca. 120 Dozenten des Instituts für Theoretische Physik

4.6 Kondensierte Materie (VF6) 140 4.6.17 Granulare Materie Titel: Granulare Materie Veranstaltungsart: Vorlesung (4 SWS) Aufwand: 180 Stunden Leistungspunkte: 6 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Kondensierte Materie Verhalten granularer Materie, standardisierte Messmethoden, elastische Theorie, elastoplastische Theorie und hypoplastische Theorie Kompetenz im Umgang mit makroskopischen Theorien am Beispiel granularer Materie Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, angeboten etwa alle zwei Jahre ca. 20 M. Liu

4.7 Nanostrukturen und Grenzflächen (VF7) 141 4.7 Nanostrukturen und Grenzflächen (VF7) Übersicht: Physik der Nanostrukturen und Grenzflächen Seminar (2 SWS) 3 LP im SS und WS Experiment Nanotechnologie-Praktikum Praktikum (4 SWS) 6 LP im WS Kompaktkurs über Röntgen- und Neutronenstreuung an Kristallen und Grenzflächen Block-Vorlesung mit Übungen (2 SWS) 3 LP im WS auch VF6 Technologie der Halbleiter Halbleiterpraktikum Vorlesung (2 SWS) 3 LP Block-Praktikum (2 SWS) 3 LP im WS auch VF6 im WS auch VF6 Halbleiter Nanostrukturen und Bauelemente Physik der molekularen und biologischen Nanostrukturen Vorlesung (2 SWS) 3 LP Vorlesung (2 SWS) 3 LP im SS im SS auch VF3 Grundlagen der Supraleitung Anwendungen der Supraleitung: Dünnfilm- Bauelemente Vorlesung (2 SWS) 3 LP Vorlesung (2 SWS) 3 LP im WS auch VF5 im SS auch VF5 Makroskopische Quantenphänomene in Josephsonkontakten und verwandten Projektpraktikum Supraleiter Dünnfilme Systemen Vorlesung (2 SWS) 3 LP im SS auch VF5 Theorie der kondensierten Materie Vorlesung (2 SWS) 3 LP im SS auch VF6 Einführung in die Theorie der Supraleitung Vorlesung (2 SWS) 3 LP ca. alle 2 Jahre auch VF6 Praktikum (2 SWS) 3 LP im SS und WS auch VF5,7 Theorie Fortgeschrittene Quantentheorie Vorlesung (4 SWS) mit Übungen(2 SWS) 9 LP im WS auch VF2,4,5,6 Theorie korrelierter Vielteilchensysteme Vorlesung (2 SWS) 3 LP im WS auch VF5,6 Statistische Feldtheorie von Vielteilchensystemen bei tiefen Temperaturen Vorlesung (2 SWS) 3 LP ca. alle 2 Jahre auch VF6 Inhalte und Ziele: Das Vertiefungsfach Nanostrukturen und Grenzflächen bietet eine aktuelle Übersicht der Physik und Anwendungen von Nanostrukturen und Grenzflächen. Im Vordergrund steht zum Einen das Verständnis der physikalischen Modelle zur Beschreibung von Nanostrukturen und Grenzflächen. Zum Anderen werden die Anwendungsgebiete von Nanostrukturen und Grenzflächen, insbesondere zur Klärung grundlegender physikalischer Fragestellungen, behandelt. Struktur: Das Seminar Physik der Nanostrukturen und Grenzflächen und das Nanotechnologie- Praktikum sind obligatorisch (zusammen 9 LP). Daneben werden weitere Vorlesungen und maximal ein weiteres Praktikum besucht. Prüfungsmodalitäten und Benotung: Alle Veranstaltungen sind unbenotet; der Besuch der Veranstaltungen wird durch Testat bestätigt. Das Vertiefungsfach wird als Teil der Bachelorprüfung mündlich von zwei Dozenten geprüft. Die mündliche Prüfung dauert eine Stunde. Koordinator: D. Wharam (david.wharam@uni-tuebingen.de)

4.7 Nanostrukturen und Grenzflächen (VF7) 142 4.7.1 Physik der Nanostrukturen und Grenzflächen Titel: Physik der Nanostrukturen und Grenzflächen Veranstaltungsart: Seminar (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodule Physik der Nanostrukturen und Kondensierte Materie Es werden aktuelle Forschungsthemen besprochen aus dem Gebiet der Nanotechnologie und Physik der Nanostrukturen und Grenzflächen Selbständiges Einarbeiten in ein wissenschaftliches Forschungsthema und dessen Darstellung in einem mündlichen Vortrag. Seminarvortrag, unbenotet. 1 Semester, angeboten im Winter- und Sommersemester ca. 20 F. Schreiber, D. Wharam

4.7 Nanostrukturen und Grenzflächen (VF7) 143 4.7.2 Nanotechnologie-Praktikum Titel: Nanotechnologie-Praktikum Veranstaltungsart: Praktikum (4 SWS) Aufwand: 180 Stunden Leistungspunkte: 6 Vertiefungsfachmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodule Physik der Nanostrukturen und Kondensierte Materie Transmissionselektronenmikroskopie, Dünne Schichten, Lichtmikroskopie, Optische Lithographie, Elektronensonde, Rasterkraftmikroskopie, Solarzelle, Fourieroptik, Rasterelektronenmikroskopie, Quanten-Hall-Effekt, Infrarotspektroskopie Selbständiges praktisches Einarbeiten in ausgewählte experimentelle Methoden der Dünnschichttechnik, Mikrostrukturierung, struktureller und elektrischer Charakterisierung. Teilnahme; unbenotet. 1 Semester; auf 10 ganze Tage (je 5 Std.)verteilt ; im Wintersemester ca. 12 D. Kern, E. Plies

4.7 Nanostrukturen und Grenzflächen (VF7) 144 4.7.3 Kompaktkurs über Röntgen und Neutronenstreuung an Kristallen und Grenzflächen Titel: Kompaktkurs über Röntgen und Neutronenstreuung an Kristallen und Grenzflächen Veranstaltungsart: Vorlesung mit praktischen Übungen (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF7; auch VF6) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Kondensierte Materie Grundlagen der Streutheorie, Streuquerschnitte Röntgen und Neutronen, allgemeines Streugesetz S(Q, ) für Statik und Dynamik, moderne Streumethoden: Volumenstrukturaufklärung, Streuung von Grenzflächen, Kleinwinkelstreuung, inelastische Streuung, experimentelle Verfahren, Synchrotronstrahlung und Neutronen Einarbeitung in moderne Streutechniken inklusive Synchrotron- und Neutronenstreuung Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1-wöchige Blockveranstaltung nach Ende der Vorlesungszeit, im Wintersemester ca. 20 A. Gerlach, F. Schreiber

4.7 Nanostrukturen und Grenzflächen (VF7) 145 4.7.4 Technologie der Halbleiter Titel: Technologie der Halbleiter Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF7; auch VF6) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodule Kondensierte Materie und Physik der Nanostrukturen Prozesse der Halbleitertechnik; Materialien, Kristallwachstum, Dotierung, Implantation, MOSFET, SIMOX, Dünne Schichten, Epitaxie, Lithographie, optische Verfahren, Elektronenstrahllithographie, Musterübertragung. Einarbeitung in die Technologie der Halbleiter Herstellung und Charakterisierung Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Wintersemester ca. 20 D. Kern

4.7 Nanostrukturen und Grenzflächen (VF7) 146 4.7.5 Halbeiterpraktikum Titel: Halbeiterpraktikum Veranstaltungsart: Praktikum (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF7; auch VF6) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Kondensierte Materie, Technologie der Halbleiter Optische Lithographie, Strukturübertragung, Herstellung, Untersuchung und Charakterisierung von Halbleiter Bauelementen Einarbeitung in die Grundlagen der Halbleiter-Prozesstechnologie Charakterisierung und Halbleiter- Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 2-wöchiges Blockpraktikum in der vorlesungsfreien Zeit, unmittelbar im Anschluss an die Vorlesung Technologie der Halbleiter ; im Wintersemester ca. 12 D. Kern

4.7 Nanostrukturen und Grenzflächen (VF7) 147 4.7.6 Halbleiter Nanostrukturen und Bauelemente Titel: Halbleiter Nanostrukturen und Bauelemente Veranstaltungsart: Vorlesung mit Übungen (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodule Physik der Nanostrukturen und Kondensierte Materie Physik in Systemen mit reduzierter Dimensionalität, Kohlenstoff Nanoröhrchen und eindimensionale Systeme, ballistische Quanten Punkt-Kontakte, Physik der Quanten Punkte, Coulomb Blockade, Zero-dimensionale Systeme, Bloch Oszillator, Quantum Kaskade Laser Einarbeitung in die moderne Nanotechnologie der Halbleiter. Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Sommersemester ca. 20 D. Wharam

4.7 Nanostrukturen und Grenzflächen (VF7) 148 4.7.7 Physik der molekularen und biologischen Nanostrukturen Titel: Physik der molekularen und biologischen Nanostrukturen Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF7; auch VF3) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Physik der Nanostrukturen Einführung und Grundlagen der Molekülphysik, Vibrationsspektroskopie, Optische und Elektronische Spektroskopie, gekoppelte Moleküle, Aggregate, Kristalle, ausgewählte Systeme, molekulare dünne Schichten, organische LEDs und Transistoren, Biosensoren, Proteinfaltung, Aspekte der Photosynthese Einarbeiten in die aktuellen Forschungsthemen der molekularen und biologischen Physik mit Nanostrukturen Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Sommersemester ca. 20 F. Schreiber

4.7 Nanostrukturen und Grenzflächen (VF7) 149 4.7.8 Grundlagen der Supraleitung Titel: Grundlagen der Supraleitung Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF7; auch VF5) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Kondensierte Materie Grundlegende Eigenschaften von Supraleitern, supraleitende Materialien, Cooper-Paarung, Thermodynamik des supraleitenden Zustands, Supraleiter im Magnetfeld, Schwache Supraleitung/Josephson-Kontakte. Einarbeiten in die Grundlagen und aktuellen Forschungsthemen der Supraleitung. Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Wintersemester ca.20. E. Goldobin, R. Kleiner, D. Kölle

4.7 Nanostrukturen und Grenzflächen (VF7) 150 4.7.9 Anwendungen der Supraleitung: Dünnfilm-Bauelemente Titel: Anwendungen der Supraleitung: Dünnfilm-Bauelemente Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF7; auch VF5) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Kondensierte Materie, Grundlagen der Supraleitung Herstellungstechnologien (Materialien, Filmherstellung, Mikrostrukturierung, Josephson- Kontakte und Multilagen); SQUIDs und ihre Anwendungen; Spannungsnormale; Supraleitungselektronik (RSFQ); Supraleiter in der Hochfrequenz-/Mikrowellentechnik (Resonatoren, Filter), supraleitende Strahlungs- und Teilchendetektoren (Bolometer, Kalorimeter, Mischer). Einführung in etablierte und potentielle Anwendungen von Supraleiter-Dünnfilmstrukturen (physikalische Grundlagen, Fabrikationstechniken, Entwicklungsstand, Einsatzgebiete, aktuelle Forschungsthemen und Entwicklungspotentiale). Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Sommersemester ca. 20 R. Kleiner, D. Kölle

4.7 Nanostrukturen und Grenzflächen (VF7) 151 4.7.10 Makroskopische Quantenphänomene in Josephsonkontakten und verwandten Systemen Titel: Makroskopische Quantenphänomene in Josephsonkontakten und verwandten Systemen Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF7; auch VF5) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Kondensierte Materie Einleitung, Makroskopische Wellenfunktionen; Basiseffekte der Supraleitung (Widerstand Null, Fluxoidquantisierung & Diamagnetismus); Josephson-Effekte; Josephsonkontakte (klassische Eigenschaften); Josephsonkontakte und -Phasen; Josephsonkontakte als makroskopische Quantensysteme; SQUIDs: Klassisch vs. Quantum; Lange Josephsonkontakte (klassische Eigenschaften); Semifluxonen in langen 0- - Josephsonkontakten; Quanteneigenschaften von Semifluxonen; Ladungs-Qubits; alternative Realisierungen makroskopischer Quantenysteme. Einarbeiten in die Grundlagen makroskopischer Quantenphänomene mit Schwerpunkt auf Josephsonkontakten und in aktuelle Forschungsthemen zu Josephsonkontakten. Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Sommersemester ca. 20 E. Goldobin, R. Kleiner

4.7 Nanostrukturen und Grenzflächen (VF7) 152 4.7.11 Projektpraktikum Supraleiter Dünnfilme Titel: Projektpraktikum Supraleiter Dünnfilme Veranstaltungsart: Praktikum (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF7; auch VF5,6) im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Basismodul Kondensierte Materie Herstellung einkristalliner Dünnfilme aus Hochtemperatursupraleitern (Vakuumtechnik, Dünnschichttechniken, Filmwachstum); Mikrostrukturierung von Dünnfilmen mittels Photound/oder Elektronenstrahllithographie und chemischem und/oder physikalischem Ätzen; Charakterisierung von einkristallinen Filmen und Dünnfilmmikrostrukturen (Röntgenbeugung, Rasterelektronenmikroskopie, Rasterkraftmikroskopie, Charakterisierung der elektrischen Transporteigenschaften). Selbständiges praktisches Einarbeiten in ausgewählte experimentelle Methoden der Dünnschichttechnik, Mikrostrukturierung, struktureller und elektrischer Charakterisierung. Teilnahme; unbenotet. 1 Semester; auf 3 ganze Tage (je 10 Std. verteilt), im Wintersemester und im Sommersemester ca. 12 C. Back, D. Kölle

4.7 Nanostrukturen und Grenzflächen (VF7) 153 4.7.12 Fortgeschrittene Quantentheorie Titel: Fortgeschrittene Quantentheorie Veranstaltungsart: Vorlesung (4 SWS) und Übungen (2 SWS) Aufwand: 270 Stunden Leistungspunkte: 9 Ergänzungsmodul oder Vertiefungsfachmodul (VF7; auch VF2,4,5,6) im Bachelor- Studiengang Physik keine Physik Grundkurs 3 und Basismodul Quantenmechanik Relativistische Quantenmechanik: Dirac-Gleichungen; zweite Quantisierung, Funktionalintegral-Quantisierung, Solitonen und Instantonen, Berry-Phase, Basiselemente der Gruppentheorie, Basiselemente der Quantenfeldtheorie: Erzeugendes Funktional der Green schen Funktionen, Feynman-Diagramme, Renormierung, topologische Defekte: Instantonen, magnetische Monopole, Wirbel Einarbeitung in fortgeschrittene Methoden der Quantentheorie Als Ergänzungsmodul: Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung (Klausur oder mündliche Prüfung) ist die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen. Das Modul wird benotet. Als Vertiefungsfachmodul: Teilnahme an der Vorlesung und erfolgreichen Teilnahme an den Übungen. Das Modul ist unbenotet. 1 Semester, im Wintersemester ca. 120 Dozenten des Instituts für Theoretische Physik

4.7 Nanostrukturen und Grenzflächen (VF7) 154 4.7.13 Theorie der kondensierten Materie Titel: Theorie der kondensierten Materie Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF7; auch VF6) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3, Basismodul Thermodynamik und Statistik, Basismodul Quantenmechanik Basismodul Kondensierte Materie Periodische Gitter, Raumgruppe und Punktgruppe, reziprokes Gitter, Gitterschall + Phononen + Zustandsdichte+spezifische Wärme, Neutronenstreuung und Debye-Waller-Faktor, Mössbauer-Effekt, Kopplung von Phononen und elektromagnetischem Feld, Polaritonen, Freie Elektronen + Zustandsdichte + chemisches Potential + spezifische Wärme, Bloch- Theorem und Energiebänder, fast-freie Elektronen, Tight-binding-Näherung, Wannier- Funktionen, Zeitumkehrsymmetrie und Kramersentartung, Elektronen im Magnetfeld, Landau-Diamagnetismus, Spinsuszeptibilität, Heisenberg-Modell, Ferromagnet und Antiferromagnet, Spinwellen, Magnonen und spezifische Wärme. Einarbeitung in die Grundlagen der Theorie der kondensierten Materie Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Sommersemester ca. 20 T. Dahm, N. Schopohl

4.7 Nanostrukturen und Grenzflächen (VF7) 155 4.7.14 Theorie korrelierter Vielteilchensysteme Titel: Theorie korrelierter Vielteilchensysteme Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF7; auch VF5,6) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3, Basismodul Thermodynamik und Statistik, Basismodul Quantenmechanik Basismodul Kondensierte Materie, Theorie der kondensierten Materie Elektronische Einteilchenanregungen in der Hartree-Fock Näherung, Teilchen-Loch Anregungen in der Random-Phase Näherung (RPA), Plasmonen, Dielektrische Funktion und Abschirmung in Isolatoren / Halbleitern / Metallen, Landau-Theorie der Fermiflüssigkeit, Elektron-Phonon Wechselwirkung, BCS-Theorie der Supraleitung / Supraströme / Meissner Effekt, Elektronische Korrelationen und Hubbard-Modell / t-j-modell, Gutzwiller- Wellenfunktion, Hochtemperatursupraleiter, Pomeranchuk-Instabilität, Landausche Theorie der Phasenübergänge und kritische Phänomene, Ginzburg Kriterium, Diagrammatische Vielteilchentheorie, Renormierungsgruppe. Kondo-Effekt und Schwere Fermionen Einarbeitung in die Grundlagen der Theorie der kondensierten Materie Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Wintersemester ca. 20 T. Dahm, N. Schopohl

4.7 Nanostrukturen und Grenzflächen (VF7) 156 4.7.15 Einführung in die Theorie der Supraleitung Titel: Einführung in die Theorie der Supraleitung Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF7; auch VF6) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3, Basismodul Thermodynamik und Statistik, Basismodul Quantenmechanik Basismodul Kondensierte Materie Thermodynamik des Typ I Supraleiters, Gorter-Casimir Modell, London-Theorie, Pippard s nichtlokale Elektrodynamik, Eindringtiefe und Kohärenzlänge, Ginzburg-Landau Theorie, Typ II Supraleiter, Flussquantisierung, Vortex-Zustand, das Cooper-Problem, Zweite Quantisierung, BCS-Theorie, Bogoliubov-Valatin Operatoren, Spektralfunktionen, Zustandsdichte, Tunnelspektroskopie, mikroskopische Begründung des Meissner-Effektes. Einführung in die grundlegenden Theorien der Supraleitung und Erlernen technischer Fertigkeiten zu ihrer theoretischen Behandlung. Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, angeboten etwa alle zwei Jahre ca. 20 T. Dahm, N. Schopohl

4.7 Nanostrukturen und Grenzflächen (VF7) 157 4.7.16 Statistische Feldtheorie von Vielteilchensystemen bei tiefen Temperaturen Titel: Statistische Feldtheorie von Vielteilchensystemen bei tiefen Temperaturen Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF7; auch VF6) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3, Basismodul Thermodynamik und Statistik, Basismodul Quantenmechanik Basismodul Kondensierte Materie, Theorie der kondensierten Materie oder Einführung in die Theorie der Supraleitung Matsubara-Propagatoren und Feynman-Diagramme für endliche Temperaturen T 0; lineare Antwort; Keldysh Formalismus; Theorie der Fermiflüssigkeit; Ladungs- und Spindichtewellen; Elektron-Phonon Wechselwirkung; Eliashberg-Theorie stark koppelnder Supraleiter; Spinfluktuationen in Hochtemperatur-Supraleitern; Theorie räumlich inhomogener Supraleiter, Wirbelgitter, Störstellen; Systeme wechselwirkender Bosonen; Photonen und Van der Waals Kräfte in inhomogenen Medien, Casimir Effekte; Ungeordnete Systeme, Lokalisierung; Mischung korrelierter Bose-Fermi Systeme; Supraflüssiges 3-He und Neutronensterne; Stark Korrelierte Elektronen im Festkörper, Hubbard-Modell; Theorie des Magnetismus; Funktionale Renormierungsgruppe, Wegner Fluss-Gleichungen; Dichtefunktional; Theorie der Phasenübergänge Vertiefung der Theorien von Vielteilchensystemen und Erlernen technischer Fertigkeiten zu ihrer theoretischen Behandlung Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, angeboten etwa alle zwei Jahre ca. 20 T. Dahm, N. Schopohl

4.8 Wissenschaftliches Rechnen (VF8) 158 4.8 Wissenschaftliches Rechnen (VF8) Übersicht: Physik Mathematik Praktikum: Computational Physics Praktikum (5 SWS) mit Vorlesung (2 SWS) 9 LP im WS Seminar zu Astro- und Teilchenphysik Seminar (2 SWS) 3 LP im WS - auch VF1,2,4 Numerische Methoden in Physik und Astro- Numerische Mathematik für Physiker physik Vorlesung (2 SWS) 3 LP optional mit Übungen (2 SWS) 6 LP im WS Computational Astrophysics Vorlesung (2 SWS) 3 LP optional mit Übungen (2 SWS) 6 LP im SS auch VF1 Numerische Hydrodynamik Vorlesung (2 SWS) 3 LP optional mit Übungen (2 SWS) 6 LP im SS Computational Quantumphysics Vorlesung mit Übungen (2 SWS) 3 LP im WS auch VF5 Vorlesung (2 SWS) mit Übungen (2 SWS) und Programmiervorkurs (12 Std.) 8 LP im SS Numerik partieller Differential-Gleichungen I Vorlesung (4 SWS) mit Übungen (2SWS) 9 LP im WS Numerik partieller Differential-Gleichungen II Vorlesung (4 SWS) mit Übungen (2SWS) 9 LP im SS Inhalte und Ziele: Die numerische Berechnung physikalisch-technischer Vorgänge hat sich neben Theorie und Experiment mittlerweile zum dritten Standbein der naturwissenschaftlichen Forschung entwickelt. Das Vertiefungsfach Wissenschaftliches Rechnen ist eine gemeinschaftliche Veranstaltung der Physik und Mathematik mit dem Ziel, die Studenten an das Gebiet der numerischen Simulation physikalisch, mathematischer Problemstellungen heranzuführen. Struktur: Die Teilnahme am Praktikum: Computational Physicsünd am Seminar ist obligatorisch. Prüfungsmodalitäten und Benotung: Alle Veranstaltungen sind unbenotet; der Besuch der Veranstaltungen wird durch Testat bestätigt. Das Vertiefungsfach wird als Teil der Bachelorprüfung mündlich geprüft. Falls Module aus beiden Teilbereichen belegt wurden, erfolgt die Prüfung durch zwei Dozenten, jeder aus einem der beiden Teilbereiche. Die mündliche Prüfung dauert eine Stunde. Koordinator: W. Kley (wilhelm.kley@uni-tuebingen.de)

4.8 Wissenschaftliches Rechnen (VF8) 159 4.8.1 Praktikum: Computational Physics Titel: Praktikum: Computational Physics Veranstaltungsart: Praktikum (5 SWS) mit Vorlesung (2 SWS) Aufwand: 270 Stunden Leistungspunkte: 9 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Kenntnisse einer Programmiersprache (Fortran oder C) Physik Grundkurs 1, 2 und 3 Durchführung verschiedener Projekte (Praktikumsaufgaben) aus unterschiedlichen Bereichen der Physik und Astrophysik. Problemstellungen beinhalten: N-Body Rechnungen, Monte- Carlo Methoden, Schwingungen mit finiten Elementen, numerische Hydrodynamik, Quantenmechanik, Mikromagnetismus. Eine erfolgreiche Teilnahme beinhaltet eine (aktive) Teilnahme an der Vorlesung als auch am Praktikum. Entwicklung und Implementierung numerischer Algorithmen. Erlernen von Programmierung und eigenständige Durchführung numerischer Simulationen. Teilnahme an Vorlesung, erfolgreiche Teilnahme am Praktikum, unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Wintersemester ca. 20 W. Kley, H. Müther

4.8 Wissenschaftliches Rechnen (VF8) 160 4.8.2 Seminar zu Astro- und Teilchenphysik Titel: Seminar zu Astro- und Teilchenphysik Veranstaltungsart: Seminar (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF8; auch VF1,2,4) im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Quantenmechanik, Basismodule Kern -und Teilchenphysik und Astronomie und Astrophysik Entwicklung des Kosmos, Ursprung der Materie, Nukleosynthese im Urknall, Strukturen im Universum, kosmische Hintergrundstrahlung, Dunkle Materie und Energie, Nukleosynthese in Sternen, kosmische Strahlung, Supernovae, Neutronensterne, Schwarze Löcher, Gravitationswellen Verknüpfung von Astro-, Astroteilchen-, Teilchen- und Kernphysik. Gemeinsames Seminar aller Vertiefungsfächer, die durch das Kepler-Zentrum angeboten werden. Erfolgreiche Teilnahme, Seminarvortrag mit Ausarbeitung, unbenotet. 1 Semester, im Wintersemester ca. 20 Dozenten des Kepler-Zentrums

4.8 Wissenschaftliches Rechnen (VF8) 161 4.8.3 Numerische Methoden in Physik und Astrophysik Titel: Numerische Methoden in Physik und Astrophysik Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS); optional mit Übungen (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden; mit Übungen 180 Stunden Leistungspunkte: 3; mit Übungen 6 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3. Grundkenntnisse einer Programmiersprache sind hilfreich Grundlegende numerische Methoden und Algorithmen. Themen beinhalten: Nullstellensuche, Interpolation, Integration, gewöhnliche und partielle Differentialgleichungen, lineare Gleichungssysteme. Fouriertransformationen. Erlernen und Programmierung grundlegender numerischer Methoden. Erfolgreiches Arbeiten mit dem Computer. Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Wintersemester ca. 30 K. Kokkotas

4.8 Wissenschaftliches Rechnen (VF8) 162 4.8.4 Computational Astrophysics Titel: Computational Astrophysics Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS); optional mit Übungen (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden; mit Übungen 180 Stunden Leistungspunkte: 3; mit Übungen 6 Vertiefungsfachmodul (VF8; auch VF1) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Physikalische Grundkenntnisse Beschreibung von wichtigen numerischen Algorithmen in der Astrophysik direkt anhand von ausgewählten Beispielen. Planetenbewegung im Sonnensystem, Kepler-Gleichung, Stabilität, Chaos. Struktur und Stabilität von Sternen, Lane-Emden Gleichung. Auf numerischer Seite: Nullstellensuche, N-body, symplektische Integratoren, numerische Hydrodynamik, Eigenwertproblem, Fourier-Transformation. Erlernen von Implementierung und Durchführung astrophysikalisch relevanter numerischer Simulationen. Erwerb einer Programmiersprache. Darstellung, bzw. Visualisierung numerischer Ergebnisse. Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Sommersemester ca. 30 W. Key

4.8 Wissenschaftliches Rechnen (VF8) 163 4.8.5 Numerische Hydrodynamik Titel: Numerische Hydrodynamik Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS); optional mit Übungen (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden; mit Übungen 180 Stunden Leistungspunkte: 3; mit Übungen 6 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Kenntnisse grundlegender numerischer Methoden als auch einer Programmiersprache sind hilfreich. Einführung in die hydrodynamischen Gleichungen und Typen von partiellen Differentialgleichungen. Methode der finiten Differenzen, bzw. Volumen. Stabilität, Konsistenz und Konvergenz. Implizite Methoden. Einführung in die numerische Lösung von zeitabhängigen Strömungen. Implementierung und Test von numerischen Algorithmen. Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Sommersemester ca. 30 W. Kley

4.8 Wissenschaftliches Rechnen (VF8) 164 4.8.6 Computational Quantumphysics Titel: Computational Quantumphysics Veranstaltungsart: Vorlesung mit Übungen (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Vertiefungsfachmodul (VF8; auch VF5) oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3; Grundkenntnisse einer Programmiersprache Quantenmechanik C/C++ Sprache, zeitunabhängige Schrödinger-Gleichung (Runge-Kutta-Methode, Shooting- Methode, Hartree-Fock, Quanten-Monte-Carlo), zeitabhängige Schrödinger Simulationen (spektrale Methode, Matrix Methode), Moleküldynamik, Monte-Carlo Gitter-Methode Erlernen von den wichtigsten numerischen Methoden in Atom- und Festkörperphysik; Erwerb von Programmierfachkenntnissen; Erfahrung in dem Problemlösen in Quanten- und Atomphysik mit Computern Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Wintersemester ca. 20 T. Judd

4.8 Wissenschaftliches Rechnen (VF8) 165 4.8.7 Numerische Mathematik für Physiker Titel: Numerische Mathematik für Physiker Veranstaltungsart: Vorlesung (2 SWS) mit Übungen (2 SWS) und Programmiervorkurs (12 Stunden) Aufwand: 240 Stunden Leistungspunkte: 8 Ergänzungsmodul oder Vertiefungsfachmodul (in wissenschaftliches Rechnen ) im Bachelor- Studiengang Physik keine Mathematik für Physiker 1 Interpolation und Approximation von Funktion, numerische Integration und Differentiation, linear Gleichungssysteme, nicht-lineare Gleichungssysteme, lineare und nicht-lineare Ausgleichsrechnung, Numerik gewöhnlicher Differentialgleichungen Einführung in die numerische Mathematik Als Ergänzungsmodul: Die Modulprüfung besteht aus einer benoteten Klausur und der erfolgreichen Teilnahme an den Übungen, inkl. Programmierhausaufgaben. Das Modul wird benotet. Als Modul im Vertiefungsfach Wissenschaftliches Rechnen : Teilnahme an der Vorlesung und erfolgreichen Teilnahme an den Übungen, inkl. Programmierhausaufgaben. Das Modul ist unbenotet. 1 Semester, im Sommersemester Programmiervorkurs (12 Stunden auf 6 Tage verteilt) findet in den ersten beiden Wochen der Vorlesungszeit statt ca. 20 A. Prohl

4.8 Wissenschaftliches Rechnen (VF8) 166 4.8.8 Numerik partieller Differentialgleichungen I Titel: Numerik partieller Differentialgleichungen I Veranstaltungsart: Vorlesung (4 SWS), Übungen (2 SWS) Aufwand: 270 Stunden Leistungspunkte: 9 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Grundkenntnisse einer Programmiersprache sind hilfreich Grundlegende numerische Methoden und Algorithmen zur Lösung von elliptischen Differentialgleichungen. Theorie elliptischer Differentialgleichungen. Erlernen und Programmierung grundlegender numerischer Methoden partieller Differentialgleichungen. Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Wintersemester ca. 40 C. Lubich, A. Prohl

4.8 Wissenschaftliches Rechnen (VF8) 167 4.8.9 Numerik partieller Differentialgleichungen II Titel: Numerik partieller Differentialgleichungen II Veranstaltungsart: Vorlesung (4 SWS), Übungen (2 SWS) Aufwand: 270 Stunden Leistungspunkte: 9 Vertiefungsfachmodul oder Ergänzungsmodul im Bachelor-Studiengang Physik Physik Grundkurs 1,2 und 3 Grundkenntnisse einer Programmiersprache sind hilfreich Grundlegende numerische Methoden und Algorithmen zur Lösung von hyperbolischen und parabolischen Differentialgleichungen. Theorie partieller Differentialgleichungen. Erlernen und Programmierung grundlegender numerischer Methoden partieller Differentialgleichungen. Teilnahme; unbenotet. Benotete Klausur oder mündliche Prüfung als Ergänzungsmodul. 1 Semester, im Sommersemester ca. 40 C. Lubich, A. Prohl

5 Module im Master-Studium 168 5 Module im Master-Studium 5.1 Projekte 5.1.1 Projektstudium zur Masterarbeit Titel: Projektstudium zur Masterarbeit Veranstaltungsart: Projekt Aufwand: 900 Stunden Leistungspunkte: 30 Projekt im Master-Studiengang Physik Zulassungsvoraussetzungen zur Masterprüfung gemäß 40 und 41 der Prüfungs- und Studienordnung keine Das Projektstudium dient zur Einarbeitung in ein Thema der theoretischen oder experimentellen Physik und zur Vorbereitung der Masterarbeit. Das Projektstudium wird innerhalb der Forschungsgruppe durchgeführt, in der auch die Masterarbeit erstellt werden soll. Bei Beginn des Projektstudiums wird vom Betreuer das Thema der Masterarbeit ausgegeben. Eigenständige Einarbeitung in ein aktuelles wissenschaftliches Thema. Mündliche Präsentation. Vertiefen der Kenntnis über aktuelle Forschung. Planung eines wissenschaftlichen Forschungsprojekts. unbenoteter Vortrag 1 Semester, im Winter- und Sommersemester individuelles Projekt Anmeldung bei dem Betreuer der Masterarbeit (gemäß der Prüfungsordnung 21(2) berechtigte Person) Dozenten des Fachbereichs Physik

5.1 Projekte 169 5.1.2 Masterarbeit Titel: Masterarbeit Veranstaltungsart: Projekt Aufwand: 900 Stunden Leistungspunkte: 30 Projekt im Master-Studiengang Physik Zulassungsvoraussetzungen zur Masterprüfung gemäß 40 und 41 der Prüfungs- und Studienordnung keine Eigenständige Bearbeitung eines Themas der theoretischen oder experimentellen Physik. Bearbeitung und Präsentation eines aktuellen wissenschaftlichen Problems. Vertiefen der Kenntnis über aktuelle Forschung. Schriftliche und mündliche Darstellung von Forschungsergebnissen. Schriftlicher benoteter Arbeitsbericht. 1 Semester, im Winter- und Sommersemester individuelles Projekt Anmeldung bei dem Betreuer der Masterarbeit (gemäß der Prüfungsordnung 21(2) berechtigte Person) Dozenten des Fachbereichs Physik

5.2 Arbeitsgruppen-Seminare 170 5.2 Arbeitsgruppen-Seminare 5.2.1 Seminar zu aktuellen Themen der UV- und Röntgenastronomie Titel: Seminar zu aktuellen Themen der UV- und Röntgenastronomie Veranstaltungsart: Arbeitsgruppen-Seminar (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Master-Studiengang Physik Zulassung zur Masterprüfung Vertiefungsfach Astronomie und Astrophysik Es werden Vorträge zu aktuellen Themen aus den Forschungsschwerpunkten des Instituts für Astronomie und Astrophysik gehalten und diskutiert. Selbständige Einarbeitung in ein aktuelles wissenschaftliches Forschungsthema; Verbesserung der Vortragstechnik Erfolgreiche Teilnahme, Seminarvortrag, unbenotet. 1 Semester, etwa jedes 2. Semester ca. 20 A. Santangelo, K. Werner

5.2 Arbeitsgruppen-Seminare 171 5.2.2 Seminar zu Atmosphären von Sternen und Akkretionsscheiben Titel: Seminar zu Atmosphären von Sternen und Akkretionsscheiben Veranstaltungsart: Arbeitsgruppen-Seminar (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Master-Studiengang Physik Zulassung zur Masterprüfung Vertiefungsfach Astronomie und Astrophysik Behandlung aktueller Probleme der Stern- und Akkretionsscheibenphysik Heranführung der Studierenden an aktuelle Forschungsthemen Erfolgreiche Teilnahme, Seminarvortrag mit Ausarbeitung unbenotet. 1 Semester, im Winter- und Sommersemester ca. 20 K. Werner

5.2 Arbeitsgruppen-Seminare 172 5.2.3 Seminar zu aktuellen Themen der experimentellen Astroteilchenphysik Titel: Seminar zu aktuellen Themen der experimentellen Astroteilchenphysik Veranstaltungsart: Arbeitsgruppen-Seminar (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Master-Studiengang Physik Zulassung zur Masterprüfung Quantenmechanik, Vertiefungsfach Kern- und Teilchenphysik oder Vertiefungsfach Astroteilchenphysik Behandlung aktueller Probleme der experimentellen Astroteilchen- und Neutrinophysik Heranführung der Studierenden an aktuelle Forschungsthemen Erfolgreiche Teilnahme, Seminarvortrag, unbenotet. 1 Semester, im Winter- und Sommersemester ca. 12 J. Jochum

5.2 Arbeitsgruppen-Seminare 173 5.2.4 Seminar zu aktuellen Problemen der Physik der molekularen und biologischen Materie Titel: Seminar zu aktuellen Problemen der Physik der molekularen und biologischen Materie Veranstaltungsart: Arbeitsgruppen-Seminar (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Master-Studiengang Physik Zulassung zur Masterprüfung Eines der Vertiefungsfächer Biologische und Medizinische Physik, Kondensierte Materie, oder Nanostrukturen und Grenzflächen Behandlung aktueller Probleme der Physik der molekularen und biologischen Materie Heranführung der Studierenden an aktuelle Forschungsthemen Erfolgreiche Teilnahme, Seminarvortrag, unbenotet. 1 Semester, im Winter- und Sommersemester ca. 15 F. Schreiber

5.2 Arbeitsgruppen-Seminare 174 5.2.5 Seminar zu aktuellen Problemen der Magnetresonanztomographie und - Spektroskopie Titel: Seminar zu aktuellen Problemen der Magnetresonanztomographie und -Spektroskopie Veranstaltungsart: Arbeitsgruppen-Seminar (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Master-Studiengang Physik Zulassung zur Masterprüfung Grundlagen der Biologischen und Medizinischen Physik oder Vertiefungsfach Biologische und Medizinische Physik Es werden Vorträge zu aktuellen Themen aus den Forschungsschwerpunkten der Sektion für Experimentelle Radiologie (Abteilung für Diagnostische und Interventionelle Radiologie) gehalten und diskutiert. Selbständige Einarbeitung in ein aktuelles wissenschaftliches Forschungsthema; Verbesserung der Vortragstechnik Erfolgreiche Teilnahme, Seminarvortrag, unbenotet. 1 Semester, im Winter- und Sommersemester ca. 10 F. Schick

5.2 Arbeitsgruppen-Seminare 175 5.2.6 Aktuelle Probleme der Quantenfeldtheorie und Teilchenphysik Titel: Aktuelle Probleme der Quantentheorie und Teilchenphysik Veranstaltungsart: Arbeitsgruppen-Seminar (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Master-Studiengang Physik Zulassung zur Masterprüfung Quantenmechanik, Elektrodynamik (klassische Feldtheorie) Behandlung aktueller Probleme der Quantenfeldtheorie und theoretischen Teilchenphysik Heranführen der Studierenden an aktuelle Forschungsthemen Teilnahme; unbenotet. 1 Semester, im Winter- und Sommersemester ca. 20 H. Reinhardt

5.2 Arbeitsgruppen-Seminare 176 5.2.7 Aktuelle Themen der theoretischen Kern- und Teilchenphysik Titel: Aktuelle Themen der theoretischen Kern- und Teilchenphysik Veranstaltungsart: Arbeitsgruppen-Seminar (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Master-Studiengang Physik Zulassung zur Masterprüfung Quantenmechanik, Vertiefungsfach Kern- und Teilchenphysik oder Astroteilchenphysik Behandlung aktueller Probleme der theoretischen Kern- und Teilchenphysik Heranführung der Studierenden an aktuelle Forschungsthemen Erfolgreiche Teilnahme, Seminarvortrag, unbenotet. 1 Semester, im Winter- und Sommersemester ca. 12 A. Fäßler, T. Gutsche, H. Müther, K. W. Schmid

5.2 Arbeitsgruppen-Seminare 177 5.2.8 Aktuelle Themen der experimentellen Kern- und Teilchenphysik Titel: Aktuelle Themen der experimentellen Kern- und Teilchenphysik Veranstaltungsart: Arbeitsgruppen-Seminar (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Master-Studiengang Physik Zulassung zur Masterprüfung Quantenmechanik, Vertiefungsfach Kern- und Teilchenphysik, oder Astroteilchenphysik Behandlung aktueller Probleme der experimentellen Kern- und Teilchenphysik Heranführung der Studierenden an aktuelle Forschungsthemen Erfolgreiche Teilnahme, Seminarvortrag, unbenotet. 1 Semester, im Winter- und Sommersemester ca. 12 H. Clement, P. Grabmayr, J. Jochum

5.2 Arbeitsgruppen-Seminare 178 5.2.9 Seminar zu aktuellen Themen über Mesonen und Baryonen Titel: Seminar zu aktuellen Themen über Mesonen und Baryonen Veranstaltungsart: Arbeitsgruppen-Seminar (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Master-Studiengang Physik Zulassung zur Masterprüfung Quantenmechanik, Vertiefungsfach Kern- und Teilchenphysik oder Vertiefungsfach Astroteilchenphysik Behandlung aktueller Probleme der Kern- und Teilchenphysik Heranführung der Studierenden an aktuelle Forschungsthemen Erfolgreiche Teilnahme, Seminarvortrag, unbenotet. 1 Semester, im Winter- und Sommersemester ca. 12 H. Clement

5.2 Arbeitsgruppen-Seminare 179 5.2.10 Seminar zu aktuellen Themen der Physik mit reellen Photonen Titel: Seminar zu aktuellen Themen der Physik mit reellen Photonen Veranstaltungsart: Arbeitsgruppen-Seminar (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Master-Studiengang Physik Zulassung zur Masterprüfung Quantenmechanik, Vertiefungsfach Kern- und Teilchenphysik oder Vertiefungsfach Astroteilchenphysik Behandlung aktueller Probleme elektromagnetisch induzierter Prozesse der Kern-, Teilchenund Astrophysik Heranführung der Studierenden an aktuelle Forschungsthemen Erfolgreiche Teilnahme, Seminarvortrag, unbenotet. 1 Semester, im Winter- und Sommersemester ca. 12 P. Grabmayr

5.2 Arbeitsgruppen-Seminare 180 5.2.11 Seminar über spezielle Themen der Atomoptik Titel: Seminar über spezielle Themen der Atomoptik Veranstaltungsart: Arbeitsgruppen-Seminar (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Master-Studiengang Physik Zulassung zur Masterprüfung Vertiefungsfach Quantenmaterie: Supraleitung, kalte Atome, Quantenoptik, optisches Kühlen und atomare Quantengase Diskussion aktueller Themen aus dem Gebiet der Atomoptik Heranführung der Studierenden an die aktuelle Forschung Erfolgreiche Teilnahme, Seminarvortrag, unbenotet. 1 Semester, im Winter- und Sommersemester ca. 12 J. Fortágh

5.2 Arbeitsgruppen-Seminare 181 5.2.12 Seminar über spezielle Themen der Quantenoptik Titel: Seminar über spezielle Themen der Quantenoptik Veranstaltungsart: Arbeitsgruppen-Seminar (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Master-Studiengang Physik Zulassung zur Masterprüfung Vertiefungsfach Quantenmaterie: Supraleitung, kalte Atome, Quantenoptik Diskussion aktueller Themen aus dem Gebiet der Quantenoptik Heranführung der Studierenden an die aktuelle Forschung Erfolgreiche Teilnahme, Seminarvortrag, unbenotet. 1 Semester, im Winter- und Sommersemester ca. 12 C. Zimmermann

5.2 Arbeitsgruppen-Seminare 182 5.2.13 Aktuelle Themen der Physik von Josephson-Kontakten Titel: Aktuelle Themen der Physik von Josephson-Kontakten Veranstaltungsart: Arbeitsgruppen-Seminar (1 SWS) Aufwand: 60 Stunden Leistungspunkte: 2 Master-Studiengang Physik Zulassung zur Masterprüfung Vertiefungsfach Quantenmaterie: Supraleitung, kalte Atome und Quantenoptik oder Nanostrukturen und Grenzflächen Behandlung aktueller Probleme der Physik von Josephson-Kontakten: Herstellung und Charakterisierung, Josephson-Fluxonen und ihre Dynamik, fraktionale Fluxonen, Josephson- Vortex-Ratschen, absolut negativer Widerstand in Josephson-Kontakten Heranführung der Studierenden an aktuelle Forschungsthemen auf dem Gebiet der Josephson- Kontakte Erfolgreiche Teilnahme, Seminarvortrag, unbenotet. 1 Semester, 2-stündig, alle zwei Wochen; im Winter- und Sommersemester (auch in der vorlesungsfreien Zeit) ca. 15 T. Gaber, E. Goldobin, R. Kleiner

5.2 Arbeitsgruppen-Seminare 183 5.2.14 Aktuelle Themen der Physik von supraleitenden Nanostrukturen Titel: Aktuelle Themen der Physik von Supraleiter-Nanostrukturen Veranstaltungsart: Arbeitsgruppen-Seminar (1 SWS) Aufwand: 60 Stunden Leistungspunkte: 2 Master-Studiengang Physik Zulassung zur Masterprüfung Vertiefungsfach Quantenmaterie: Supraleitung, kalte Atome und Quantenoptik oder Nanostrukturen und Grenzflächen Behandlung aktueller Probleme der Physik von Supraleiter-Nanostrukturen: Herstellung und Charakterisierung, Pinning und Dynamik von Abrikosov-Vortices, künstliche Pinning-Arrays supraleitende Nanobrücken und Nano-Kontakte, nanosquids Heranführung der Studierenden an aktuelle Forschungsthemen auf dem Gebiet der supraleitenden Nanostrukturen Erfolgreiche Teilnahme, Seminarvortrag, unbenotet. 1 Semester, 2-stündig, alle zwei Wochen; im Winter- und Sommersemester (auch in der vorlesungsfreien Zeit) ca. 15 M. Kemmler, R. Kleiner, D. Kölle

5.2 Arbeitsgruppen-Seminare 184 5.2.15 Aktuelle Themen der Physik von supraleitenden Quanteninterferometern (SQUIDs) Titel: Aktuelle Themen der Physik von supraleitenden Quanteninterferometern (SQUIDs) Veranstaltungsart: Arbeitsgruppen-Seminar (1 SWS) Aufwand: 60 Stunden Leistungspunkte: 2 Master-Studiengang Physik Zulassung zur Masterprüfung Vertiefungsfach Quantenmaterie: Supraleitung, kalte Atome und Quantenoptik oder Nanostrukturen und Grenzflächen Behandlung aktueller Probleme der Physik von SQUIDs: Herstellung und Charakterisierung, SQUID-Ausleseverfahren und Rauscheigenschaften (thermisches Rauschen und 1/f- Rauschen), Vortexabbildung in SQUIDs mittels Tieftemperatur-Rasterelektronenmikroskopie Heranführung der Studierenden an aktuelle Forschungsthemen auf dem Gebiet der Grundlagen und Anwendungen von SQUIDs Erfolgreiche Teilnahme, Seminarvortrag, unbenotet. 1 Semester, 2-stündig, alle zwei Wochen; im Winter- und Sommersemester (auch in der vorlesungsfreien Zeit) ca. 15 T. Gaber, M. Kemmler, D. Kölle

5.2 Arbeitsgruppen-Seminare 185 5.2.16 Aktuelle Themen der Supraleitung und des Magnetismus in Übergangsmetalloxiden Titel: Aktuelle Themen der Supraleitung und des Magnetismus in Übergangsmetalloxiden Veranstaltungsart: Arbeitsgruppen-Seminar (1 SWS) Aufwand: 60 Stunden Leistungspunkte: 2 Master-Studiengang Physik Zulassung zur Masterprüfung Vertiefungsfach Quantenmaterie: Supraleitung, kalte Atome und Quantenoptik, kondensierte Materie oder Nanostrukturen und Grenzflächen Behandlung aktueller Probleme der supraleitenden und magnetischen Eigenschaften in Übergangsmetalloxiden: Heteroepitaxie dünner Schichten und deren Charakterisierung, Herstellung und Charakterisierung von Josephson-Kontakten aus Kuprat-Supraleitern, unkonventionelle Supraleitung in Kupraten, Tunnelmagnetwiderstand in Manganat-Systemen, lokaler Magnetotransport und dessen Abbildung mittels Tieftemperatur-Rasterlasermikroskopie (TTRLM), Kuprat-Manganat-Hybridsysteme, intrinsischer Josephson-Effekt in anisotropen Kupratsupraleitern und darauf basierende Bauelemente, THz-Emission in intrinsischen Josephson-Kontakten und ortsaufgelöste Analyse mittels TTRLM Heranführung der Studierenden an aktuelle Forschungsthemen auf dem Gebiet der supraleitenden und magnetischen Übergangsmetalloxide Erfolgreiche Teilnahme, Seminarvortrag, unbenotet. 1 Semester, 2-stündig, alle zwei Wochen; im Winter- und Sommersemester (auch in der vorlesungsfreien Zeit) ca. 15 C. Back, R. Kleiner, D. Kölle

5.2 Arbeitsgruppen-Seminare 186 5.2.17 Aktuelle Probleme der theoretischen Festkörperphysik Titel: Aktuelle Probleme der Theoretischen Festkörperphysik Veranstaltungsart: Arbeitsgruppen-Seminar (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Master-Studiengang Physik Zulassung zur Masterprüfung Quantenmechanik, Vertiefungsfach Kondensierte Materie oder Nanostrukturen und Grenzflächen Behandlung aktueller Probleme der theoretischen Festkörperphysik Heranführung der Studierenden an aktuelle Forschungsthemen Erfolgreiche Teilnahme, Seminarvortrag, unbenotet. 1 Semester, im Winter- und Sommersemester ca. 12 T. Dahm, M. Liu, N. Schopohl

5.2 Arbeitsgruppen-Seminare 187 5.2.18 Elektronenmikroskopie und Spektroskopie für die Materialforschung Titel: Elektronenmikroskopie und Spektroskopie für die Materialforschung Veranstaltungsart: Arbeitsgruppen-Seminar (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Master-Studiengang Physik Zulassung zur Masterprüfung Vertiefungsfach Kondensierte Materie elastische Streuung, kinematische Beugungstheorie, dynamische Beugungstheorie, dynamische Beugungstheorie an Nanostrukturen und Kristallbaufehlern, Kristallbaufehleranalyse, inelastische Streuung, Bethe Theorie, Anwendung der Elektronen-Energieverlust- Spektroskopie und EDX-Spektroskopie für die Untersuchung von Nanostrukturen Heranführen der Studierenden an die Vorgehensweise zur Untersuchung von Kristallbaufehlern und Nanostrukturen mittels Transmissionselektronenmikroskopie Erfolgreiche Teilnahme, Seminarvortrag, unbenotet. 1 Semester, im Winter- und Sommersemester ca. 15 O. Eibl

5.2 Arbeitsgruppen-Seminare 188 5.2.19 Seminar über spezielle Themen der Computational Physik Titel: Seminar über spezielle Themen der Computational Physik Veranstaltungsart: Arbeitsgruppen-Seminar (2 SWS) Aufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 Master-Studiengang Physik Zulassung zur Masterprüfung Vertiefungsfach Quantenmaterie: Supraleitung, kalte Atome, Quantenoptik Diskussion aktueller Themen aus dem Gebiet der Computational Physik und der kalten Atome Heranführung der Studierenden an die aktuelle Forschung Erfolgreiche Teilnahme, Seminarvortrag, unbenotet. 1 Semester, im Winter- und Sommersemester ca. 12 T. Judd