Guido Drexlin, Institut für Experimentelle Kernphysik Astroteilchenphysik I WS 2013/14 G. Drexlin (EKP) https://neutrino.ikp.kit.edu/personal/drexlin/home KIT University of the State of Baden-Württemberg and National Research Center of the Helmholtz Association www.kit.edu
Astroteilchenphysik Definition Astroteilchenphysik = Verbindung zwischen Mikro- und Makrokosmos c 0 Teilchenphysik c 0 Kosmologie Astroteilchenphysik Astrophysik 2 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Astroteilchenphysik Definition Astroteilchenphysik = Verbindung zwischen Mikro- und Makrokosmos von den Quarks zum Kosmos 10-15 m - 10 26 m 3 Quarks in einem Proton 10 11 Galaxien im Kosmos 3 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Astroteilchenphysik Definition Astroteilchenphysik = Verbindung zwischen Mikro- und Makrokosmos von Neutralinos zur Dunklen Materie Teilchentheorie Astronomie SUSY-Neutralino Dunkle Materie im Kosmos 4 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Astroteilchenphysik Definition Astroteilchenphysik = Verbindung zwischen Mikro- und Makrokosmos von der Neutrino-Masse zu Kernkollaps-SNae Experimentelle Techniken Astrophysik Neutrino-Messenger Supernova-Explosionen 5 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Astroteilchenphysik Definition Astroteilchenphysik = Verbindung zwischen Mikro- und Makrokosmos von Cosmic Rays zu SNR s Luftschauerpropagation Kosmische Beschleuniger 6 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Astroteilchenphysik Querverbindungen - I SNIIa SNIae & dunkle Energie, SNae & CR s Pulsar CR SNR WD SNIa 7 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Astroteilchenphysik Querverbindungen II WIMPs c Indirekte Suche nach Dunkler Materie: WIMP Annihilation im galaktischen Zentrum & Gammas aus SNR s c galaktisches Zentrum SNR IACT 8 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Astroteilchenphysik Querverbindungen III Universum Galaxis Kern Atom Quarks 9 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Astroteilchenphysik fundamentale Fragen Universum Galaxis Kosmische Strahlung: - welches sind die Quellen & wie propagiert sie? - welche Mechanismen beschleunigen sie? Kern Gamma Ray Burst Atom SN Shockfront Quarks 10 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Astroteilchenphysik Methoden Universum Galaxis Kosmische Strahlung: - Luftschauer- Experimente - Gamma- Teleskope - Neutrino- Teleskope - Satelliten- Experimente 11 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Astroteilchenphysik fundamentale Fragen Universum Galaxis Neutrino- Eigenschaften Kern Atom Quarks 12 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Astroteilchenphysik Methoden Universum Galaxis Neutrino- Eigenschaften - ß-Zerfalls- Experimente - 0nßß-Zerfalls- Experimente - n-oszillations- Experimente Kern Atom Quarks 13 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Astroteilchenphysik fundamentale Fragen Universum Galaxis Dunkle Materie: - woraus besteht die nicht-baryonische Materie? - wie wurde sie erzeugt, wie wechselwirkt sie, kann man sie im Labor erzeugen? Kern Atom Quarks 14 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Astroteilchenphysik Methoden c 0 Universum Galaxis c 0 Dunkle Materie: - direkte Nachweis- Experimente (Streuung) - indirekte Nachweis- Experimente (Annihilation) - LHC- Experimente Kern Atom Quarks 15 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Kann ich auch mal ins Ausland? Astroteilchenphysik: ein internationales Umfeld EW-III CMS, AMS-02 KATRIN KATRIN AUGER Unterstützung durch 16 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Vorlesung Astroteilchenphysik I Struktur 8 ECTS Vorlesung: - 15 Vorlesungen im WS 2013/14-2 SWS = 4 ECTS Punkte 4 ECTS WS2013/14 Übungen Kosmologie 1 SWS - 6-7 Übungsblätter - 2h alle zwei Wochen 2 ECTS - Termin: Mi. 14:00-15:30 (ab 06.11.) - Ort: kleiner HS B - Leitung: Nancy Wandkowsky (@kit.edu) - Kriterien: a) Anwesenheit b) Teilaufgaben vorrechnen - Aufgaben: email Verteiler: atp-vorlesung-drexlin@lists.kit.edu KIT Listservers zum Anmelden: https://www.lists.kit.edu/wws/info/atp-vorlesung-drexlin 17 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Vorlesung Astroteilchenphysik I Struktur 8 ECTS Blockübungen (in vorlesungsfreier Zeit) - Ort: SR am Campus Nord - 1 SWS = 2 ECTS Punkte 2 ECTS WS2013/14 18 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Astroteilchenphysik I, II & Kosmologie Kosmologie 6 ECTS WS2013/14 Big Bang, kosmologische Modelle, Entwicklung des Universums Astroteilchenphysik I WS2013/14 Einführung & Grundlagen, Experimentelle Methoden, Dunkles Universum Kosm. Strahlung WS2013/14 galaktisch/extragalaktisch, Nachweis, Quellen 6 ECTS 8 ECTS 6 ECTS ATP II : Teilchen & Sterne SS2014 Neutrinos, Stellare Endphasen, Multi-Messenger-Methoden Gammastrahlung SS2014 galaktisch/extragalaktisch, Nachweis, Quellen 6 ECTS 6 ECTS 19 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Masterstudium & ATP Welche Fächerkombination? Vertiefungsfach (VF) 20 ECTS - mündliche Prüfung ~ 45-50 min. - modulübergreifende Themen, Stoff über alle gewählten Fächer Ergänzungsfach (EF) 14 ECTS - mündliche Prüfung ~ 30-45 min. - modulübergreifende Themen, Stoff über die gewählten Fächer 20 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Masterstudium & ATP Welche Fächerkombination? die Vorlesungen ATP I, II können auch kombiniert werden mit - Kosmologie - Messmethoden & Techniken der Experimentalphysik - Beschleunigerphysik - Elektronik - Datenanalyse - Detektoren - 21 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Was kann ich bei ATP im Master lernen? Moderne MC-Methoden Moderne Detektoren Moderne Technologien 22 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Astroteilchenphysik Word Cloud 23 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Astroteilchenphysik I : Gliederung 1. Einführung 1.1 Teilchenstrahlung aus dem Universum 1.2 Teilchenstrahlung aus dem Labor 2. Experimentelle Methoden 2.1 Multi-Messenger-Methoden 2.1.1 Luftschauer-Experimente 2.1.2 Gamma-Teleskope 2.1.3 Neutrino-Teleskope 2.2 Suche nach seltenen Ereignissen 2.2.1 Untergrundprozesse 2.2.2 Abschirm-Methoden 2.2.3 Zerfallsketten 24 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Astroteilchenphysik I : Gliederung 3. Dunkles Universum 3.1 Einführung 3.2 WIMP-Kandidaten 3.3 Neutralino-Suche am LHC 3.4 indirekte Nachweismethoden 3.4.1 Gammas und Positronen 3.4.2 Neutrinos 3.5 direkte Nachweismethoden 3.5.1 Reaktionskinematik 3.5.2 kryogene Bolometer 3.5.3 Flüssig-Edelgas-Detektoren 3.6 Axionen 3.7 Dunkle Energie experimentelle Ansätze 25 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Astroteilchenphysik II : Gliederung 4. Neutrinos 4.1 Einführung: Historie & Grundlagen, n Quellen 4.2 n-oszillationen: Übersicht 4.3 solare & atmosphärische Neutrinos 4.4 Beschleuniger- und Reaktor-Neutrinos 4.5 Neutrinomassen: ß-Zerfallskinematik & Suche nach dem 0nßß 5. Stellare Evolution 5.1 Entstehung & Entwicklung von Sternen 5.2 Weiße Zwerge & SNIae 5.3 SNIIae: Mechanismus, Neutronensterne & Pulsare 5.4 Supernova-Neutrinos 6. Gravitationswellen 6.1 astrophysikalische Quellen 6.2 Nachweis von Gravitationswellen: Laser-Interferometer 26 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Astroteilchenphysik Literatur (D) H.V. Klapdor, K. Zuber Claus Grupen Peter Schneider A. Unsöld, B. Baschek Teilchenastrophysik Astroteilchenphysik Extragalaktische Astronomie Der neue Kosmos Teubner Verlag (1997) Springer Verlag (2000) und Kosmologie Springer Verlag (2007) Überblick über Status & Das Universum im Licht Springer Verlag (2007) 7. Auflage, Einführung in offene Probleme der der kosmischen Strahlung Galaxien, Galaxienhaufen, klassische Astronomie & Teilchenastrophysik Beschleunigung, primäre Kosmologie, Universum bei Astrophysik, Kosmologie dt. Originalausgabe & sekund. kosm. Strahlung hoher Rotverschiebung (neue Auflage in 9/2014!) 27 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Astroteilchenphysik Literatur (GB) Donald H. Perkins L. Bergström, A. Goobar Claus Grupen H.V. Klapdor, K. Zuber Particle Astrophysics Cosmology & Particle Astroparticle Physics particle astrophysics Oxford (2009), 2 nd Ed., 360 S. Astrophysics Springer Springer Verlag (2005) IoP Publishing (1997) Quarks & Leptons, expand. 2 nd Ed, (2004), 364 S. The Universe in the engl. Übersetzung der Universe, conservation rules advanced undergraduate light of cosmic rays dt. Originalausgabe, for dark matter, dark energy, level, technical appendices engl. Übersetzung der junior postgraduates & particles and the cosmos basic facts of the universe dt. Originalausgabe cosmology researchers 28 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Astroteilchenphysik in Deutschland Astroteilchenphysik im Fokus 29 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Astroteilchenphysik weltweit - Fachartikel de.arxiv.org ATP-preprints in: astro-ph (Astrophysik) hep-ex, nucl-ex (Experiment) hep-ph (Phänomenologie) 30 24.10.2013 G. Drexlin VL01
1. Einführung Teilchenstrahlung aus dem Universum und dem Labor Gammas Neutrinos Cosmic Rays Gravitationswellen 31 24.10.2013 G. Drexlin VL01
1.1 Teilchenstrahlung aus dem Universum Teilchenstrahlung aus dem (nicht-thermischen) Universum Geladene kosmische Strahlung - Quellen: kosmische Beschleuniger (galaktisch, extragalaktisch) großflächige Luftschauer-Arrays 32 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Hochenergie-Gammas aus dem Universum Teilchenstrahlung aus dem (nicht-thermischen) Universum Gamma-Strahlung im GeV-TeV Bereich - Quellen: kosmische Beschleuniger (galaktisch, extragalaktisch) Cherenkov- Teleskope 33 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Hochenergie-Neutrinos aus dem Universum Teilchenstrahlung aus dem (nicht-thermischen) Universum Neutrino-Strahlung im PeV Bereich - Quellen: kosmische Beschleuniger (galaktisch, extragalaktisch) Neutrino- Teleskope 34 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Hochenergie-Messenger-Methoden Teilchenstrahlung aus dem (nicht-thermischen) Universum Multi-Messenger-Methoden: Messung von Quellen mit allen Teilchenarten - Gammas - Neutrinos - geladene Teilchen 35 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Hochenergie-Messengers Teilchenstrahlung aus dem (nicht-thermischen) Universum Multi-Messenger 36 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Hochenergie-Messengers aus DMA Teilchenstrahlung aus dem (nicht-thermischen) Universum Messengers (g s, n s, e + ) von WIMP-Annihilation im GeV-TeV Bereich - Quellen: Annihilation im galaktischen Zentrum, Sonneninnern, Zwerggalaxien Gamma- Teleskop im All 37 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Gravitationswellen aus dem Universum Teilchenstrahlung aus dem (nicht-thermischen) Universum Gravitationswellen im Frequenzbereich 1 10.000 Hz - Quellen: Binärsysteme, Supernovae, Verschmelzung kompakter Objekte Laser- Interferometer 38 24.10.2013 G. Drexlin VL01
kev/mev-neutrinos aus der Erde Teilchenstrahlung (nicht-thermisch) aus der Erde ß-Zerfälle instabiler Kerne - Neutrino-Quellen: Erdkruste Erdmantel Erdkern 100 t Szintillator Mantel Kern PMTs Untergrundlabore 39 24.10.2013 G. Drexlin VL01
GeV-PeV-Neutrinos aus der Atmosphäre Teilchenstrahlung (nicht-thermisch) aus der Atmosphäre Zerfälle instabiler Pionen und Myonen - Neutrino-Quellen: dünne Schicht in oberer Atmosphäre CCreaction µ 42 40 24.10.2013 G. Drexlin VL01
Dunkelmaterie-WIMPs aus dem Universum Teilchenstrahlung aus dem (thermischen) Universum Dunkelmaterie-WIMPs aus der Galaxis (kev-energien) - Quellen: thermische Relikte aus dem Big Bang im galakt. Gravitationspotenzial DM- Detektor 41 24.10.2013 G. Drexlin VL01
MeV-Neutrinos aus Sternen Neutrinos aus dem (thermischen) Universum Mittelenergetische Neutrinos im MeV-Bereich - Quellen: thermische Prozesse in Sonne (Fusion) und Supernovae (PNS) Wasser-Cherenkov-Detektor 42 24.10.2013 G. Drexlin VL01