Inhalt der Vorlesung (3 SWS):
Eigenschaften von Atomkernen, Kernmodelle, Radioaktiver Zerfall, Streuexperimente und Kernreaktionen, Beschleuniger, Wechselwirkung von Strahlung und Teilchen mit Materie, Detektoren, Symmetrien, Quantenzahlen und Erhaltunssätze, Quarkmodell und starke Wechselwirkung, schwache Wechselwirkung, Kernspaltung und -fusion, bildgebende Verfahren in der Medizin
Am 14.11.2024 findet die Vorlesung im Rahmen des Hochschultags 2024 statt.
Contents:
Properties of nuclei, nuclear models, radioactive decays, scattering experiments and nuclear reactions, accelerators, interaction of radiation an particles with matter, detectors, symmetries, quantum numbers and conservation laws, constituent quark model and strong interaction, nuclear fission and fusion, imaging methods in medical science.
- Lehrende/r: Alfons Khoukaz
Content:
- Characterization of condensed matter
- Types of bonding
- Crystal symmetry
- Born-Oppenheimer approximation
- Bloch theorem
- Electronic structure
- Lattice vibrations
- Thermal properties
- Elementary excitations and quasiparticles
Inhalt:
- Charakterisierung kondensierter Materie
- Bindungstypen
- Kristallsymmetrie
- Born-Oppenheimer-Näherung
- Bloch-Theorem
- elektronische Struktur
- Gitterschwingungen
- thermische Eigenschaften
- elementare Anregungen und Quasiteilchen
- Lehrende/r: Tilmann Kuhn
Inhalt:
1. Einführung
Astronomische Beobachtungen
Allgemeine Relativitätstheorie
2. Kosmologie
Das expandierende Universum
Das frühe Universum
Primordiale Nukleosynthese
Mikrowellenhintergrundstrahlung
3. Astrophysik und Astroteilchenphysik
Sternenentwicklung
Elementsynthese
Dunkle Materie
Das nicht-thermische Universum
Gravitationswellen
- Lehrende/r: Alexander Kappes
- Lehrende/r: Simone Schültingkemper
Die Geschichte der Menschheit und die Bewältigung jetziger und zukünftiger Herausforderungen ist eng mit der kontinuierlichen Entwicklung von neuen und verbesserten Materialien verknüpft. So wurden in der Steinzeit (bis etwa 2200 v. Chr.), Bronzezeit (ca. 2200 bis 800 v. Chr.), und Eisenzeit (800 v. Chr. bis 0 v. Chr.) Werkzeuge überwiegend aus Stein, Bronze (Kupfer-Zinn Legierung) bzw. Eisen hergestellt. Eisenschwerter mit überlegenen Eigenschaften gegenüber anderen Schwertern sind aus der Geschichte bekannt und deren Glorifizierung wird in Fantasyfilmen gerne herausgestellt. Die Entwicklung unserer Gesellschaft ist jedoch auch heute durch Materialien mit besonderen Eigenschaften geprägt. Dabei sind neben den Eigenschaften von Materialien auch die Prozesse zu deren Herstellung und der wiederholten Nutzung von Rohstoffen von eminenter Wichtigkeit. Neben den besonderen Eigenschaften des Stahls, einer Mischung aus Eisen und Kohlenstoff, die es ermöglichen große Bauwerke von mehreren hundert Metern zu errichten, sei als weiteres Beispiel Silizium genannt, dass als Ausgangsmaterial für die Herstellung elektronischer Bauelemente entscheidend die digitale Revolution unserer Gesellschaft eingeleitet hat. Aber was bestimmt genau die besonderen makroskopischen Eigenschaften eines Materials, wie z.B. deren Härte oder elektrische Leitfähigkeit? Wie beeinflussen Herstellungsprozesse die Eigenschaften und welche materialphysikalischen Prozesse und Phänomene sind für Herstellung und Recycling entscheidend? Viele dieser Aspekte liegen verborgen in der mikroskopischen Struktur des Materials und verschließen sich einer einfachen Betrachtung von außen. In diesem Seminar werden wir am Beispiel von Stahl, einem modernen Material mit größter Bedeutung für die Weltwirtschaft und die ökologische Bilanz der Industrienationen, die mikroskopischen Ursachen für die besonderen Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und Methoden zu deren Analyse an Hand von ausgewählten Publikationen beleuchten und diskutieren, um aus dem Verständnis des Mikrokosmos dieser Materialklasse grundlegende Prinzipien für die Entwicklung neuartiger Materialien mit gewünschten Eigenschaften ableiten zu können.
- Lehrende/r: Hartmut Bracht
- Lehrende/r: Sergii Divinskyi
- Lehrende/r: Harald Rösner
- Lehrende/r: Martin Salinga
- Lehrende/r: Simone Schültingkemper
- Lehrende/r: Marilena Tatiana Tomut
- Lehrende/r: Gerhard Wilde
Phase Change Materials are currently researched for their potential employment in brain-inspired computing both in electronic and photonic hardware. To fully master their utilization in such applications, though, a comprehensive understanding of their multifaceted physical properties is crucial. Hence, a variety of relevant physical properties are treated in recent scientific publications on this class of materials.
This opens a unique opportunity for a seminar in which students can deepen their understanding of central concepts in solid-state physics by seeing them applied in current real-world research. These are for example: structure and bonding in solids, methods of structure determination, reciprocal lattice, lattice vibrations (phonons), thermal properties of solids, electronic properties of metals and semiconductors, band structures, semiconductor interfaces, optical properties of solids.
While in each session only two students will be responsible for giving a presentation, all students will prepare to actively participate in the following scientific discussion by reading the central scientific publication of that appointment themselves. This way, the participants have repeatedly the chance to train their skills in familiarizing themselves with a physics topic based on original literature. As virtually all current research results in Physics are published in English (both in written articles and at scientific conferences), this also determines the language of this seminar.
The seminar's scope will range from ab-initio (density-functional-theory-based) molecular dynamics, via electronic characterization of nanostructures, pulsed laser excitation, non-linear dynamics, ultra-fast phase transitions, glass formation, all the way to applications in novel computing schemes. This seminar is ideal for students at the beginning of their Physics Master's Program, but can also be interesting to ambitous Bachelor students in Physics in their final year. In the Physics Master's Program this course can serve as a seminar in the "Specialization Module: Materials Physics". Since the course will help students to achieve in-depth knowledge of the structure of matter including its study with state-of-the-art experimental and computational methods, it can also be credited as "Seminar zur Stuktur der Materie".
Finally, participation in this seminar provides students with a good idea of what topics they could investigate in a later thesis project (Bachelorarbeit, Master thesis, etc.) as this field is actively researched at the University of Münster. In fact, this seminar can function as a bridge from general studies to more specialized research providing an optimal preparation for a later Bachelor or Master thesis in this context (AG Salinga, CRC Intelligent Matter).
- Lehrende/r: Simone Schültingkemper
- Lehrende/r: Simone Schültingkemper