Prüfungsfragen AKT II

461 Technische Physik (Mas.) Atom-, Kern- und Teilchenphysik II
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Hatte heute Online-Prüfung bei Prof. Schieck. Er ist wirklich nett und die Prüfung hat knapp über 30 min gedauert

  1. Frage: (Übungsbeispiel aus irgendeinem Buch) Welche dieser Teilchen(-zerfälle/streuungen) sind möglich (Baryonenzahl, Leptonenzahl, Ladungserhaltung, Energieerhaltung und so). Hier muss man ein paar Sachen wissen, die man in der VO mehr so nebenbei aufschnappt. Zum Beispiel war ein Zerfall von Pi^0 in tau und anti-tau, der ja nicht geht weil tau viel zu schwer ist, er wollte keine Zahlenwerte aber man musste wissen, dass das tau zu schwer ist. Oder ein Zerfall, wo ein Lambda-Teilchen in zwei Mesonen zerfallen wäre, wo man wissen musste, dass das Lambda ein Baryon ist (um dann mit Baryonenzahlerhaltung argumentieren zu können). Von den möglichen Zerfällen waren dann Diagramme zu zeichnen. Das letzte war eine Elektron-Positron-Annihliation in Myon und Antimyon. Ich hab ihm zunächst das Diagramm mit Photon gezeichnet er hat gefragt ob es noch eine andere Möglichkeit gibt (Z-Boson). Dann wollte er die Abhängigkeit des Wirkungsquerschnitts von der Schwerpunktsenergie für diesen Prozess. Konnte mich nicht erinnern das schon mal gehört zu haben, also wars ein bissl holprig (der WQ fällt erstmal ab, das wusste ich noch, aber es gibt eine Resonanz wenn man in den Bereich der Z-Masse kommt (wie man ja im Z-Propagator sieht)). Er hat mich dann auf diese Lösung hingeführt.
  2. 1GeV^-2 in barn umrechnen
  3. D+ zerfällt in Anti-K^0 und branching ratio ist gegeben, aufzeichnen, dann die Frage was das branching ratio für einen Zerfall in Pi^0 wäre. Cabibbo Winkel hat er mir nicht gesagt, aber hab ich zum Glück gewusst. Die Details des Bsp wurden von meinen Vorrednern eh schon beschrieben, es war genau gleich.
  4. Die Grafik 8.3 ausm Thomson mit dem elastischen e-p Wirkungsquerschnitt erklären (wie verhält der sich als Fkt von Q^2, warum) und dann die tatsächlich gemessen Kurven von tiefinelastischer Streuung (annähernd konstant weil man an Quarks streut, Quarks punktförmig)
    Dann wollte er noch den Grund für die Skalenverletzung bei kleinen x wissen. (Da hatte er auch eine Grafik) Ich hab zuerst gesagt, dass man bei großen Q Prozesse auflöst, wo die Quarks den Impuls kurzzeitig mit Gluonen teilen, sodass pro Teilchen weniger Impuls da ist, als man erwarten würde. Das hat ihm nicht ganz gereicht und er hat mich noch sanft auf das Thema Seequarks bzw. Quark-Antiquark-Paare hingeführt, das hat ihm dann gepasst.
  5. Bild vom CMS-Detektor und überblicksmäßig alle Detektoren. Das Eisen bei der Myonenkammer hat nicht die Funktion die Myonen abzuschirmen sondern hat mit dem Magnetfeld zu tun, das hab ich zunächst falsch gesagt, war aber kein Problem.

Ich hab seine Fragen immer so mittellang beantwortet und wenns gestimmt hat, hat er nie nach Details gefragt.
Er war dann insgesamt sehr zufrieden und hab einen Einser bekommen

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Hatte heute Prüfung bei Prof. Abele über ZOOM. Die Prüfungsatmosphäre war sehr angenehm und hat 1:15 gedauert.

1.Frage war zu Diplomarbeit, wo er aber bei meiner dann keinen Konnex zur Teilchenphysik gefunden hat. Also Irrelevant
2. Frage: Standardmodell: welche teilchen- und teilchenfamilien gibt es? Zu eigenschaften eigentlich kaum was gefragt
3. Frage: Wollen Sie weiter über Leptonen oder über Quarks sprechen? → Habe ich gesagt, es sei mir egal hat er quarks genommen. Welche Teilchen sind das, die zwischen den Quarks wechselwirken und welche Eichtheorie liegt diesen zugrunde? Die Transformationen der Felder, der quarktripletts und der Ableitungen hat ihn zufrieden gestellt. Was folgt aus diesen Feldtransformationen? → Feynman-diagramme für quarks und gluonen wechselwirkungen aufzeichnen und wissen, welche Farbladungen gluonen haben.
4. Frage (da hats mich voll erwischt): Neutrino-physik. Manchmal hatte ich das gefühl er beendet die Prüfung jetz, als ich ihm die Formel für die Neutronenoszillationen der Sonnenneutrinos nicht herleiten konnte. Das wollte er aber nur wissen, weil ich ihm nicht sagen konnte, wie die Abhängigkeiten der Wahrscheinlichkeit des Übergangs von einem v_e in ein v_my aussehen. er wollte konkret den sin²(2*theta) term haben, wo auch noch die Massendifferenz vorkommt. Weitere fragen: Wie entstehen neutrinos in der Sonne, was sind die Prozesse? Welche Neutrinos hat man zuerst nachgewiesen und mit welchen Experiment? Wie hat man dann die niederenergetischen Neutrinos aus den primärprozessen nachgewiesen? Was war das besondere an dem SNO-Experiment und wie kann man anhand dessen nachweisen, dass neutrinooszillationen stattfinden müssen? Was sind die Prozesse, die im SNO-Experiment stattfinden (Feynman-Diagramme zeichnen) und welche davon können auch die my- und tau-neutrinos initiieren? Was versucht man beim Katrin-Experiment zu messen? Welches Material wird verwendet, und warum (Tritium wegen geringer Halbwertszeit und beta-Spektrum nur bis 17 keV)? Wie sollen Neutrinomassen dabei gemessen werden?
Da es mich bei den Oszillationen (PMNS hat ihn gar nicht interessiert) mega aufgstellt hat, und ich die Vorgänge im SNO-Experiment nicht gwusst hab, und ich schon dachte ich darf nochmal kommen, hat er gesagt er stellt mir eine Zusatzfrage.
5. Frage Kaonenmischung. Warum mischen Kaonen, wie funktioniert das (einfach Feynman-Box-Diagramm aufzeichnen und Vertizes mit den richtigen CKM-Matrixelementen beschriften).

Alles in allem ist er immer sehr ruhig und verständnisvoll, auch wenn man sachen gar nicht kann (wie ich bei den Neutrinos zum Beispiel), und versucht einen immer zur Lösung zu leiten. Auf manche sachen bin ich dann oft erst durch seine Hilfe gekommen. Wenn man ein bisschen zu viel spricht und er das Gefühl hat, dass man etwas nicht ganz verstanden hat bohrt er aber gerne nach. Er meinte er wollte mir eine 4 geben wegen der wirklich schwachen Leistung bei der Neutrinophysik, aber durch die Kaonen hab ich mich noch auf ein Befriedigend retten können!

Abschließend möchte ich noch sagen, dass er sehr darüber erfreut war, dass ich meine Webcam so eingerichtet hatte, dass ich vor meinem whiteboard stehen konnte, weil das eine große Zeitersparnis darstellt! Ob das nun gut oder schlecht ist, muss man für sich selbst entscheiden, da man definitiv in der selben Zeit mehr aufzeichnen kann. Das hat den positiven Effekt, dass er mittendrin sehen kann, dass mans versteht und er deshalb unterbrechen und weitermachen kann, aber auch den negativen Effekt, dass man durch die Zeitersparnis mehr aufzeichnen muss.

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Prüfung Abele:
-Fragen verwandt mit Diplomarbeit: Wechselwirkungen Photonen mit Materie (Compton, Photoeffekt mit Energie- und Z-Abhängigkeit, Paarbildung - wann und wie tritt sie auf?) - das ist sicher keine Standardfrage, ich hatte vorher aber erwähnt dass ich mit Röntgenstrahlung und Radionukliden arbeite); Bethe-Bloch Formel: Was sagt sie aus, Erklärung des Verlaufes des Graphen mit wichtigsten Abhängigkeiten, warum über beta*gamma, nicht explizite Formel verlangt; Wu-Experiment; alles relativ ausführlich
-Leptonenuniversalität, wie berechnet man ein Matrixelement, was steckt drinnen (qualitativ), Vertexfaktor, Myon-Zerfall, mögliche Zerfälle für Tau (elektronisch, myonisch, in Pionen) und Zusammenhang mit Leptonenuniversalität, alles mit Feynman-Diagrammen
-Grundlegende Ansätze für Fermi-Theorie, Zusammenhang mit der schwachen Kopplung (kurz)

Wirklich ein sehr netter Prüfer, wobei er halt auch so etwas wie die Tau/Myon-masse und -lebensdauer gefragt hat, auch die Masse des Protons, Elektrons, Z, W, branching ratios bei den tau-Zerfällen, aber ich glaube das war eher als Denkanstoß gedacht und das waren jedenfalls keine knock-out Fragen.

Ich habe geschaut dass ich immer viel rede, so sind wir glaube ich auch dann bei der Schwachen WW stehen geblieben und haben Quarks, Starke WW, Higgs, Symmetrien etc gar nicht erst angeschnitten.

Alles Gute für eure Prüfung!

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Ich hatte gerade Prüfung bei Prof. Abele. Dass es Prof. Abele wird wusste ich schon seit Dienstag als ich den Zoom-Link bekommen habe (Titel AKT2 Pruefung Prof. Abele).

Sehr nette Prüfungsatmosphäre. Ich hatte das Gefühl er hat keine Standardfragen sondern er wartet wie sich das Gespräch entwickelt was natürlich vom Prüfling genutzt werden kann um auf sattelfeste Kapitel hinzuschwenken. Ich war gut vorbereitet, deswegen kann ich leider nicht sagen, wie er reagiert wenn etwas gar nicht stimmt.

Ich hatte das Gefühl er will einen Kontext zu aktueller Forschung herstellen.

Meine Fragen:
Standardmodell - Teilchenfamilien (was wechselwirkt durch welche WW)
Spin von Fermionen → magnetisches Moment → weiter zu g-2 Myonen Experiment und dessen Ergebnisse (Standardmodell sagt anscheinend falsches magnetisches Moment des Myons voraus, vgl. auch Brookhaven Experiment 2001)
Danach habe ich gefragt ob es nicht auch bei CERN neue Ergebnisse in Sachen Leptonenuniversalität gibt (B-Mesonen Zerfall) → danach hat er mir einiges dazu erklärt (Vermutung dass es rechtshändiges Austauschteilchen der schwachen Wechselwirkung mit sehr hoher Masse gibt)
Myonzerfall: Feynman-Diagramm, Formel in natürlichen Einheiten mit Fermikonstanten; Wie hängt die Zerfallsrate von der Masse ab (m^5),
Tauzerfall: welche Zerfallskanäle sind möglich (elektronisch, myonisch, pionisch (d und anti u)
V-A Theorie: wie kommt man durch V-A Strom darauf, dass es linkshändige Teilchen sein müssen (Projektor im Vertex Faktor), aber warum muss dann auch der andjungierte Spinor linkshändig sein und nicht nur der Spinor auf den der PL Operator direkt wirkt? (Anschreiben von adjungierten Spinor als Linearkombination von psiR und psiL und dann ausmultiplizieren und mit selber Argumentation wie bei QED koppelt nur LL, RR für Teilchen und LR, RL für Antiteilchen und Teilchen → nur linkshändiger adjungierter Spinor bleibt übrig.
Propagator für schwache WW aufschreiben (dann hat er mir erklärt wie das neue Austauschboson integriert wird); Achtung dass ihr da auch den longitudinalen Polarisations-Term im Propagator berücksichtigt.
Wie würde eine rechtshändige Kopplung aussehen → V+A Theorie
Danach was ist eine Eichsymmetrie → Lagrangedichte muss invariant unter Eichtransformation sein
Was bedeutet das für U(1) → Vektorfeld A_mu wird benötigt, dass auf gewisse Weise unter Eichtransformation transformiert. Diese Transformation und die kovariante Ableitung (minimale Kopplung) anschreiben.
Weiter zu SU(2) Symmetrien, was sind die Generatoren (Pauli Matrizen), wie sieht der lokale Symmetrieoperator aus (U(x)=exp(isum(alphasigma))); Transformation der Eichfelder (U(x)WmuU^t(x) -dmu(U(x))U^t(x). Kovariante Ableitung dmu → dmu + ig_2/2Wmu, wobei Wmu=sum(Wmu^isigma_i)
Wissen, dass das selbe für SU(3) gilt aber mit den 8 Gell-Mann-Matrizen als Generatoren.
Worauf wirkt SU(2) Symmetrie (Raum der Leptonendubletts)


Ich glaub das war alles; Eichsymmetrien sind ihm wichtig, ansonsten ist es wahrscheinlich gut zumindest über die neuen Experimente Bescheid zu wissen (also zu wissen, dass es sie gibt). Leider scheint es keine Standardfragen zu geben, aber ich glaube wenn man geschickt ist, kann man das Prüfungsgespräch in eine angenehme Richtung lenken.

Viel Erfolg bei der Prüfung!

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Gerade Prüfung bei Professor Schieck gehabt.
Hingegen aller Erwartungen hat er mich nicht SI in natürliche Einheiten umrechnen lassen. Er hat mich den Zerfall eines Teilchens X → pi^0 + mu^+ + v_mu gefragt. Dabei hatte er eine Liste von „Checkpoints“ wie Ladungserhaltung, Leptonenzahl, Strangeness, Isospin etc. mit der man X bestimmen sollte. Wichtig ist, dass man sich einigermaßen mit dem pi^0 Teilchen auskennt (scheinbar ein Boson), weiß was der W propagator in dem Beispiel macht und was über den Isospin sagen kann. Man sollte sich daher wirklich etwas genauer mit den Feynman Diagrammen und Teilchenzerfällen beschäftigt haben.
Die nächste Frage war über Teilchen Detektoren. Er hat mir dazu ein Bild eines Detektors gezeigt und ich sollte erklären wie dieser funktioniert. Beim Pixel Detektor hat er genauer nachgefragt, man sollte sich also gut an Physik 2 zurück erinnern und auch ein wenig über Halbleiter wissen (p-n Dotierung etc.). Weiter bin ich dann auch nicht gekommen weil die Zeit um war.
Prof. Schieck fragt teils genau nach, benotet dafür aber nett. Ich hätte mir selbst eine 4-5 gegeben, Schieck hat mir mit einem zugedrückten Auge ne 3 gegeben.
Viel Glück!

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Hallo zusammen!
Nachdem mir der Thread sehr geholfen hat möchte ich kurz meine Prüfung bei Prof Schieck rekapitulieren.
Im großen und ganzen war es nicht viel anderes wie bei den Anderen.

  1. Natürliche Einheiten: 1Gev^-2 in barn. Also die 197 MeV fm = h_quer c = 1 und 1barn=10^-28 m^2 sollte man wissen und dann ein bisschen Algebra beherrschen :wink:

  2. Zerfall X → pi^0 mu^+ nu_mu: Wie jemand schon erwähnt hat, er hat eine Liste: Ladungserhaltung, Baryonenzahl, Leptonenzahl, Strangeness, Spin,… Wir haben ein bisschen über den Spin geredet, Mesonen (Quark-Antiquark-Zustand) können ja die Quarkspins zu einem Singulet koppeln (Pseudoskalare Mesonen, z.b. Pion, K) oder den Triplet (ergibt die Vektor Mesonen, z.b. K*) Er wollte wissen ob das K* (er hat gesagt es hat eine Masse von 890MeV) noch anders zerfallen kann (außer schwach). Ja, über die starke WW, bildet also ein Gluon das in ein Quark-Antiquark Paar zerfällt (Pi^0)
    Das X Teilchen stellte sich also als K^+ heraus (Überraschung!): Feynman Diagram aufzeichnen

  3. D^+ Meson (er sagt es besteht aus c und d quer) zerfällt in ein Kaon oder ein Pion: Feynman Diagramme aufzeichnen. Er sagt das BR für den Zerfall in ein Kaon ist 9%, wie kann man das BR für den Zerfall in ein Pion ausrechnen. Also hab ich erzählt dass die Prozesse fast identisch sind, nur eine anderen Vertexfaktor. Hab gesagt dass die Masseneigenzustände (die man messen kann) nicht gleich der schwachen Flavour Eigenzuständen sind (CKM Matrix) und dass deshalb das BR nur vom Verhältnis der CKM Matrixelemente abhängt. Genauer gesagt von den Quadraten! Er fragte ob ich ungefähr weiß wie groß diese sind. Ich habs ungefähr gewusst aber auch dass die nur sin bzw. cos vom Cabibbo Winkel sind (13°).

  4. Fig 8.3. aus dem Thomson (p183), er wollte erst mal wissen woher die 1/Q^6 abhängigkeit kommt. Ich war mir vorher nicht ganz sicher, dann hab ich erzählt dass die Formfaktoren eine „Lorentz form“ oder Dipolform haben und somit mit 1/Q^4 abnehmen und das andere 1/Q^2 kommt halt irgendwie aus der Rosenbluth-Formel, dass hat ihm auch gereicht (Ich glaube die Erwähnung der Rosenbluthformel hats gemacht). Dann halt noch interpretieren, also hab ich über Punktförmige Teilchen erzählt und dass (zumindest für kleine Q^2) die Formfaktoren die Fourier Trafo der Ladungs- bzw mag Moment-Verteilung sind, und man sieht halt dass die gestreuten Elektronen an punktförmigen Teilchen streuen.

  5. Fig 8.14 aus dem Thomson (p200), er wollte wissen was das x ist und warum für kleine x das F_2 nicht konstant ist (so oder so ungefähr). Hab ihm erzählt dass das x angibt wie elastisch die Streuung ist, er wollte wissen wie mans noch interpretieren kann, wusste ich nicht aber es ist der Bruchteil des Impulses des Hadron-Systems. Ich wusste nicht genau was da passiert oder warum aber ich wusste dass es was mit den See-Quarks zu tun hat und hab das einfach mal gesagt und er wollte noch wissen wie die entstehen. Paarproduktion über starke WW.

Er hat noch ein Bild von einem Detektor offen gehabt aber er wir waren ein bisschen langsam und er musste in die nächste Prüfung.
Zusammenfassend sei gesagt es hilft wenn man sich ein bisschen auskennt, aber es hilft auch sehr viel wenn man schon weiß welche Fragen kommen :wink:

LG

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Hallo zusammen! Hier die Prüfungsfragen von meiner Prüfung mit Professor Schieck:

  1. Zeichne das Feynmandiagramm der e^(-) e^(+) → γ → μ^(-) μ^(+) Annihilation. Berechne das Matrixelement Mfi über die Feynmanregeln. Was sind Helizitätseigenzustände? Wie berechnet man das unpolarisierten Matrixelement <|M|^2> ( spin averaged matrix element squared). Wie berechnet man aus dem unpolarisierten Matrixelement <|M|^2> den unpolarisierten Wirkungsquerschnitt σ? Welche Abhängikeit hat der Wirkungsquerschnitt bezüglich der Mandelstamvariable s? Kann der selbe Prozess auch über die schwache WW erfolgen? (ja: e^(-) e^(+) → Z → μ^(-) μ^(+)). Warum weist der gesamte Wirkungquerschnitt der e^(-) e^(+) → μ^(-) μ^(+) Annihilation einen Pol bei s = mZ^2 auf? (Siehe Kapitel 16.1 Thomson)

  2. Rechne 1 (ħc/GeV)^2 in nanobarn um. Setze diese Beziehung in den Wirkungsquerschnitt σ der e^(-) e^(+) → γ → μ^(-) μ^(+) Annihilation ein, sodass man s in GeV einsetzen kann und σ in nanobarn erhält.

  3. Warum sind nach dem Quark Modell keine Baryonen mit Spin 1 möglich? Warum sind nach dem Quarkmodell keine Anitbaryonen mit Ladung Q=+2 möglich? Welche Ladungen Q sind für Mesonen mit Strangeness S=-1 möglich?

  4. Erkläre Abb. 8.3 Thomson: Erkläre den Verlauf des differentiellen Wirkungsquerschnitts der relativistischen elastischen Elektron-Proton Streuung anhand der Rosenbluthformel. Welche Form haben die Formfaktoren GE(Q^2) und GM(Q^2). Welchen Verlauf hat daher der differentielle Wirkungsquerschnitt für hohe Q^2 (dσ/dΩ ~ 1/Q^6). Wie können die Formfaktoren für kleines |Q^2| interpretiert werden? Was folgt daher für die Form des Protons? ( → exponentiell abfallende Ladungsverteilung)
    Was kann man hingegen aus den annähernd Q^2 unabhängigen Strukturfunktionen F1(x,Q^2) und F2(x,Q^2) der tiefinelastischen Elektron-Proton Streuung schließen? (-> Streuung an punktförmigen Konstituenten des Protons).
    Wie nennt man die Unabhängigkeit der Strukturfunktionen von Q^2? (Bjorken Skalierung)
    Wie hängen im Quark-Partonenmodell die Strukturfunktionen F1(x,Q^2) und F2(x,Q^2) von den Partonverteilungsfunktionen des Protons ab? Erkläre hier explizit die Bedeutung der Variable x (-> Impulsbruchteil des getroffenen Quarks im Breit Bezugssystem).

5)Erkläre Abb 8.14 Thomson. Erkläre warum für große und sehr kleine x Werte eine Verletzung der Bjorken Skalierung zu beobachten ist:
Erwähne explizit dass mit hohen Q^2 Werten Seequarks auf kleinen Substrukturen aufgelöst werden. Warum haben Seequarks eher kleine x Werte? Wie verändert sich daher die Partonverteilungsfunktion für große Q^2(Abb. 8.15 Thomson).

Formeln wurde keine gefragt. Professor Schieck prüft das Verständnis ab. Jedoch ist es extrem hilfreich wenn man die wichtigsten Formeln kann wie z.B. den Wirkungsquerschnitt der e^(-) e^(+) → γ → μ^(-) μ^(+) Annihilation und die Rosenbluthformel. Wonach er schon fragt sind die wichtigsten Zahlenwerte (ungefähre Massen der Teilchen, Wert der Feinstrukturkonstante, … ). Diese benötigt man außerdem um einige beiläufig gestellte Fragen zu beantworten.

Einge Prüfungsfragen die anderen Kollegen gestellt wurden sind aus dem Buch „1000 solved problems in modern physics“ von Ahmad Kamal.
Z.B. haben Kollegen die Augaben 10.1, 10.2, 10.76, 10.90 aus dem Buch gestellt bekommen. Es kann daher nicht schaden sich diese Aufgaben anzusehen.

Meine Lernunterlagen habe ich zu einem Skriptum zusammengefasst. Dieses kann unter https://1drv.ms/f/s!AnAoEdzrjlYHq9l8bMdUfRU9Gkzl7A abgerufen werden.

Viel Glück bei der Prüfung

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Prüfung bei Abele

Elementarteilchen und deren eigenschaften
Über gluonen zu Eichinvarianzen allgemein: was ist das, welche zu welcher WW, wie schauen sie allg aus, sind die von schwacher WW und qed unabhängig? → Elektroschwache WW

Tau Zerfall, auf was kann man damit schließen
Dann noch das Matrixelement vom mü zerfall mit Feynman regeln aufschreiben → vgl zur Fermitheorie, warum ist die schwache WW so schwach (Masse der Eichbosonen)

Wie können Ein U und ein d über ein W wechselwirken (aufzeichnen) → Matrixelemente aus CKM

Was ist ein Neutron? Quark Parton Modell

Dann haben wir über seine Forschung zu reden begonnen, er hat paar verständnisfragen dazu gestellt (da war ich ein bisschen überfordert, hat er mir aber nicht krumm genommen)

Prüfungsdauer 40 min, keine mathematischen details,entspannte Atmosphäre :slight_smile:

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Ich hatte auch am 3.12. bei Prof. Abele Prüfung. Hat ca. 50 Minuten gedauert, und wir haben uns über folgendes unterhalten:

  • Thema meiner Masterarbeit, bzw hat er dann geschaut wie er das auf die AKT VO ummünzen kann. War nicht so wahnsinnig viel dabei, ist dann auf Bethe-Bloch hinausgelaufen. Wie sind ungefähr die Abhängigkeiten, für welches βγ erreicht der Energieverlust sein Minimum?
  • SRT: Was ist ein 4er Vektor, ein paar Bsp hinschreiben, explizit den Impuls 4er Vektor angeben. Aus dem Quadrat folgt die relativistische Energie-Impuls-Beziehung, über das Korrespondenzprinzip daraus dann die Klein-Gordon-Gleichung.
  • Dirac-Gleichung; Wie schaut sie aus, was ist das Ψ für ein Objekt, wie interpretiert man seine Komponenten, wie erzeugt man aus dem Ψ einen 4er Teilchenstrom, welche Lorentz-invarianten Bilinearformen gibt es. Tatsächlich hat er dann das Stichwort V-A Theorie erwähnt, mich dazu allerdings gar nichts gefragt.
  • Eichinvarianz; Was ist das? Kurz die Diracgleichung und das Transformationsverhalten des Ψ, des Eichfelds und die Kopplung des Eichfelds an die Diracgleichung angegeben, war für ihn ausreichend.
  • Zum Schluss noch ein Feynman-Diagramm zeichnen und erklären

War eine sehr angenehme Atmosphäre insgesamt! Und wenn man lange genug zu den Basics reden kann, hat es auf mich gewirkt, als wolle er die komplexeren Theman gar nicht unbedingt anscheiden.

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Liebe Leute,
Hier die Fragen meiner Prüfung vor einigen Wochen bei Prof. Schieck:

  • Zeichnen Sie ein Feynman-Diagramm zum Prozess e-e+ → µ-µ+. Was sind die wesentlichen Beiträge zum Wirkungsquerschnitt, ohne explizite
    Formel?
  • Der gesamte Wirkungsquerschnitt lautet 4pia^2 /3s. Berechnen Sie den Wert von 4pia^2 in barn!
  • Ein Plot von einem Wirkungsquerschnitt für e-e+ über Energie, ähnlich zu Abbildung 9.4 in Povh: Teilchen und Kerne, 7. Auflage. Die Kurve fällt
    mit der Energie ab, abgesehen von einem ausgeprägten peak bei 90 GeV. Daneben steht Z^0 geschrieben. Interpretieren Sie die Form der
    Kurve, insbesondere den peak! Beschreiben Sie den Propagatorterm für massive Austauschteilchen. Welcher Fall tritt für m^2 >> q^2 ein?
  • 3 kurze Fragen: Gibt es ein Baryon mit Spin 1? Gibt es ein Antibaryon mit Ladung +2? Gibt es ein Meson mit Ladung +1 und Strangeness -1? Wieso
    oder wieso nicht?
  • Figure 8.3 in Thomson: Modern Particle Physics, 2013. Wirkungsquerschnitte von ep-Streuung über Q^2. Woher kommt die Q^-6 Abhängigkeit
    im elastischen Wirkungsquerschnitt? Was ist die Bedeutung dieses starken Abfalls und wieso sind die inelastischen Wirkungsquerschnitte
    annähernd konstant? Fangfrage: wieso haben die Kurven keine Abhängigkeit von E3?
  • Figure 8.14 in Thomson: Modern Particle Physics, 2013. Strukturfaktor F2 über Q^2 für verschiedene Bjorken-x. Wieso hängt F2 hier doch von
    Q^2 ab, für kleine x? Welche Bedeutung hat x im Rahmen des Quark-Proton Modells? Für besonders kleine x streut das Elektron an bestimmten
    Teilchen im Proton, wie werden sie genannt? Zeichnen Sie ein Feynman-Diagramm für diesen Prozess.
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Hi, hier ein kurzer Bericht zu meiner Prüfung bei Prof Abele:

Wie vielmals erwähnt extrem angenehme Atmosphäre - ich hatte einen frühen Termin und mir wurde sogar ein Kaffee angeboten :smiley:

  • Einleitend Frage zur Diplomarbeit: Er hat einfach mal ganz allgemein gefragt welche WW im Standardmodell es gibt.
    Beliebiges Feynman-Diagram aufzeichnen und die Vertizes/Propagator/Ströme erklären und anschreiben.
    Werte der Kopplungskonstanten der verschiedenen WW

  • Schwache Wechselwirkung: Vertexfaktor, warum resultiert daraus die ‚linkshändige‘/V-A Sruktur der schwachen WW.
    Welche (lorenztinvarianten) Bilinearformen gibt es (Skalar, Pseudoskalar, Vektor, Axialvektor).
    Ist eine V+A WW denkbar - ja wäre zb mit einem Austauschteilchen sehr hoher Masse möglich.
    Warum ist die schwache WW ‚so schwach‘. Propagator → massenabhängigkeit.
    Zusammenhang Kopplungskonstante g_W und Fermikonstante G_F.
    Wie kommt man zu Werten für die Fermikonstanten und sind diese unterschiedlich für verschiedene Leptonen? ->Leptonischer tau/myon-Zerfall in Elektron: Zerfallsrate proportional zu G^E G^{\mu} m^5. Bei Kenntnis des branching ratios für die Tau-Zerfälle kann man das Verhältnis der Kopplungskonstanten extrahieren.

  • Elektroschwache WW: U(1)xSU(2) Symmetrie und Symmetriebrechung (nur qualitativ). Explizit wollte er aber die Transformation der kovarianten Ableitung und der Felder. W± und Z-Bosonen aus Linearkombination der Komponenten vom Eichfeld W. Zusammenhang Photonen- und W/Z-Felder → Weinbergwinkel (entspricht Mischungswinkel). Linearkombination der Komponenten mit sin bzw cos vom Weinbergwinkel gewichtet.

  • Mögliche u und d Quark WW: hier wollte er nur ein paar Mögliche WW mit dem jeweiligen Element der CKM-Matrix.
    Warum wird hier die Mischung nicht auch einfach über den Mischwinkel angegeben (er hat einen Vergleich zum Weinbergwinkel gezogen), sondern über V_{ud} bzw V^*_{ud}? → CKM in Wolfenstein-Parametrisierung → komplexe Anteile (diese verursachen CP-Verletzung)

Hat ziemlich genau eine Stunde gedauert, wobei die Zeit sehr schnell verging weil es ein sehr angenehmes flüssiges Gespräch war. Benotung ist sehr fair und studierendenfreundlich :slight_smile:

Alles Gute!

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Liebe Kollegen,

Ich hatte vor nicht allzu langer Zeit AKTII Prüfung bei Prof. Schieck, hier mein Eindruck:

Gleich vorweg: Die Atmosphäre war sehr angenehm und respektvoll, Prof. Schieck hat immer wieder unbeirrt kleine Fehler ausgebessert, und Schritte in die richtige Richtung vorgeschlagen wenn ich grad keine Ahnung hatte. Die Prüfung hat in etwa eine Stunde gedauert – wobei es wäre vielleicht schneller gegangen, wenn man weniger überlegen hätte müssen ^^

Die erste Frage war den Wirkungsquerschnitt von sigma = 0.2 GeV-2 in natürlichen Einheiten in Barn bn, also SI System umzurechnen. Dafür notwendig ist nur 1 = h_bar c = 200 MeVfm und etwas herumrechnen, wobei mir der fm vergessen hatte (wurde ergänzt), und ich mich höchst blamabel verhaspelt hab ständig, das hat Prof. Schieck geduldig ertragen.

Die zweite Frage: Ein unbekanntes Teilchen zerfällt schwach: X → pi0 + mu+ + muoneutrino. Dazu gabs eine Liste mit etlichen Quantenzahlen; welche sind erhalten, welche nicht? Von der nicht zwingend erhaltenen Leptonenzahl in der Schwachen Wechselwirkung ausgehend haben wir dann über Neutrinos geplaudert; warum sie eine Masse haben müssen, Oszillationen, Masseneigenzustände. Dann Nautrino Detektion in Homestead Mine, und Superkamiokande über die Cherenkov Strahlung und was sagt der entstehenden Muonen/Elektronen aus (wann entsprechen die Spinoren den Helizitätseigenzuständen?). Wieder zurück: Was sagt die Baryonenzahl zum gegebenen Zerfall? Von der Ladung des Pions aus hab ich dann mal das JP=0- Mesonen Oktett aufgezeichnet, und die drei Achsen erklärt. Warum kann ich ein Quantensystem überhaupt in Observablen darstellen, warum hier genau diese 3? Da haben wir dann ein wenig über die SU(3) Gruppe, ihre Generatoren und Algebra geredet und sind bei Kommutationsrelationen gelandet. Beim Gesamtspin gings darum wie werden Spins in der QM kombiniert im Vergleich zu anderen Quantenzahlen, und welche Möglichkeiten zur Spin Einstellung gibts dann für das X. Anschließend: Wie könnte ich denn seine Energie abschätzen? Teilchen erkannt und noch das Feynman Diagramm dazu gezeichnet. Aber: Warum kann das X kein K*+ gewesen sein–Selber Quark content, aber höhere Energie–wie zerfiele denn das? Welche anderen Zerfallsprozesse kämen da noch in Frage, wie unterscheiden die sich (Kopplungskonstanten)? Wieder mit Feynman Diagramm für einen Starken Zerfall als Beispiel.

Dritte Frage: Elastische Streuung Elektron am Proton; Ein Diagramm eines Wirkungsquerschnitts mit nach Rosenbluth erwarteten Ergebnissen und Messwerten. Warum widersprechen die sich? Da haben wir über Rutherford, Mott und Rosenbluth geplaudert. Was unterscheidet die, welche Situation beschreiben die, und wo kommt auf einmal das theta her? Was ist überhaupt die Idee des Formfaktors mit Definition über Fouriertransformierte der Ladungsverteilung. Warum brauch ich bei Rosenbluth 2 und wieso heißt Gm magnetisch? Welche Ladungsverteilungen führen zu welcher „Form“ von Formfaktor? ich hab da F(Q2) gegen Q2 zeichnen für Punktförmig, Exp, Gauß, Dipol usw.

Vierte Frage: Höhere Energie, Inelastische Streuung: Neues Diagramm, Strukturfaktor F2(x,Q) gegen Q2 für unterschiedliche x. Was sind die Strukturfaktoren und was bedeutet das Bjorken x? Warum steigt F2 mit Q2 bei geringem x und sinkt bei hohem x? Da hab ich über verschiedenen beteiligten Prozesse bei der Streuung in Abhängigkeit der Energie erzählt (Compton bis Pair Production), was ist hier dominant? Was sagt das über das Proton aus, an was genau wird da gestreut?

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Hi!

Nachdem ich nun endlich meine positive AKT 2 Note erhalten habe, habe ich mich dazu entschlossen einen detaillierteren Erfahrungsbericht von meinen beiden Antritten zu geben. Ich denke dass man von einem Bericht einer negativen Prüfung auch einiges lernen kann (which pitfalls to avoid), darum werde ich auch diesen so genau ich kann (Ist doch schon 1 1/2 Jahre her) beschreiben.


Antritt Abele (Dez.20):

Mein Antritt bei Abele war damals wegen Covid über Zoom - Er hat gesagt er würde mir normalerweise einen Kaffee anbieten, aber ich müsste halt heute ausnahmsweise ohne einen auskommen.

1.Zuerst wollte er mit mir über meine Projektarbeit in Gammaspektroskopie sprechen - so eine Arbeit habe ich nie gemacht - da hat er sich wohl vertan. Ich habe ihm das mitgeteilt und er hat es dann auch bleiben gelassen und ist direkt zu den Elementarteilchen übergegangen. Diese und ihre Eigenschaften (Masse, Ladung, Spin, etc.) sollte man natürlich alle kennen. Ich konnte nicht alle Quarkmassen auswendig - da hat er sich ein bisschen drauf aufgehängt, hat es aber nach ein paar Aushilfsversuchen sein lassen.

2.Er hat mich gefragt ob ich ihm lieber etwas über Quarks oder Leptonen erzählen möchte - war mir egal - also hat er für mich Quarks ausgesucht. Hier hat er nur Basics gefragt: Woraus bestehen Mesonen, Baryonen? Warum beobachtet man keine freien Quarks (Hadronisierung)? Ein bisschen was zur running coupling constant und aus welcher Eichsymmetrie sich die starke WW ableiten lässt (SU3 als Stichwort hat ihm gereicht).

3.Danach Rosenbluthformel - Die wollte er auswendig wissen, was ich gekonnt habe (Kann man sich über ihre Bestandteile merken: Rutherford-Term, Mott-Term, usw.). Er wollte dann mehr über die Rutherford Streuung wissen - hatte ich mir für die Prüfung nicht wirklich angeschaut, konnte ihm aber das Experiment grundlegend erklären. Ich habe dann falsch gesagt, dass eines der Erkentnisse des Rutherford Experiments die Ausdehnung des Kerns von 10^-15 m war - er hat mich gefragt warum das nicht stimmt (Energie der Alphteilchen zu gering um so feine Strukturen aufzulösen). Das habe ich ihm gesagt, worauf er wissen wollte warum die Alpha-Energie so gering ist (Alpha Teilchen kommen aus einem Zerfall). Das konnte ich ihm leider nicht sagen - Er hat gesagt ich soll ihm ein Coulomb Potential aufzeichnen - Ich wusste nicht was er meint - Er hat versucht mir ein paar Hints zu geben - Hat nicht funktioniert - Schließlich hat er mir angesagt was ich zeichnen soll. Was er wollte war das Kernpotential mit gebundenen Zuständen + dem Energiewall den ein Teilchen beim Zerfall überwinden muss - die Teilchenenergie ist dann nicht höher als der Energiewall. Die Höhe des Walls wollte er dann auch noch wissen - Habe ein paar MeV geraten - Hat ihm gepasst.
Alles in allem war er hier nicht wirklich zufrieden. Wir haben mehr als 20min nur über Rutherford geredet, wobei er auch sehr viel geredet hat. Wenn man in die Situation kommt, dass er zu erzählen beginnt, sollte man versuchen die Prüfung irgendwie voranzutreiben - Gründe dafür am Ende.

4.Weiter gings mit Tiefinelastischer Streuung. Er wollte wissen was bei hohen Q^2 bei e-p Streuung passiert (Proton bricht auf, man sieht einen Quark-Jet, elastischer WQ sinkt mit Q^6, inelastischer WQ von Q^2 unabhängig). Habe ich ihm so gesagt - Er wollte mehr zu der Q^2 Unabhängigkeit wissen. Habe das Stichwort Bjorken Scaling fallen lassen und ihm die Callan-Gross Beziehung aufgeschrieben. Er hat mich nach der Bedeutung der beiden gefragt (Elastische Streuung an Spin 1/2 Punktteilchen). Konnte ich ihm nicht sagen, was ihm gar nicht gefallen hat. Er ist dann direkt zur nächsten Frage übergegangen.

5.Myonenzerfall aufzeichnen. Not my finest moment - habs auch mit Hilfe von Abele nicht hinbekommen. Konnte ein bisschen mit Leptonenzahlerhaltung argumentieren - habe mir aber Feynmandiagramme zu wenig angeschaut (Ein grober Fehler) und habe mich damit aufgehalten mich selbst zu fragen welcher Mandelstam Channel dieser Zerfall ist (Antwort: gar keiner - es ist ein Zerfall). Mein Tipp hier (abgesehen von Feynmandiagramme gut anschauen): Kapitel 12.1 aus dem Thomson (Leptonenuniversalität) sollte man ihm genauso durchrechnen können - dann ist man hier auf der sicheren Seite.

6.Als letztes hat er mich noch widerwillig gefragt ob ich eine bestimmte Theorie zur schwachen WW kenne - habe ihm V-A Theorie gesagt - hat ihm gepasst - aber die Stunde war dann auch schon rum.

Er hat gesagt: „Naja … weit sind wir nicht gekommen - ich muss Ihnen leider mit dieser Leistung ein Nicht Genügend geben.“
Alles in allem würde ich sagen: fair enough. Ich bin jedoch im Nachhinein ein kleines bisschen verärgert dass er fast ein Drittel der Prüfung mit Erklären verbracht hat und dann am Ende sagt, dass wir nicht weit gekommen sind. Wie oben erwähnt sollte man schauen, dass man, wenn er anfängt übermäßig viel zu erzählen, irgendwie aus der Situation rauskommt und die Prüfung fortsetzt.
Weiters hat Abele die Tendenz off-topic zu gehen - ist wohl der Tatsache geschuldet, dass er versucht die Prüfung wie eine Konversation zu gestalten um es dem Prüfling angenehmer zu machen. Hat für mich nicht wirklich funktioniert - but I appreciate the effort.




Antritt Schiek (Jun.22):

Der Antritt bei Schiek war vor Ort am HEPHY. Ich musste ein paar Minuten in der Bibliothek im ersten Stock warten - dann hat er mich abgeholt und wir sind in sein Büro gegangen. Er hatte einen Stoß leeres Papier, einen Stoß Papier mit Graphen und Angaben darauf, ein 3D Modell vom CMS Experiment, 2 Kugelschreiber und 2 Gläser Wasser auf seinem Tisch stehen.
Er hat mir ein leeres Blatt, einen Kugelschreiber und ein Glas Wasser gegeben, sich selber ein leeres Blatt genommen und hat mit der Prüfung begonnen (Im weiteren hat er alles was ich geschrieben habe auf seinen Zettel abgeschrieben).

1.Barn in GeV^-2: Habe mich natürlich hier Nervenbedingt gleich mal verrechnet - Er hat gesagt dass es ihm egal ist wie ich es mache, solange am Ende das richtige Ergebnis dasteht. Und nach ein bisschen herumeiern habe ich es zur Lösung hingeschafft - hat ihm gepasst.

2.Danach hat er mir eine Graphik gezeigt (letztes Bild auf https://cerncourier.com/a/the-most-precise-picture-of-the-proton/) (falls der link nicht geht einfach „weak ep scattering cc nc“ googlen) auf der Messungen von e-p Streuung über charged und neutral current zu sehen waren. Die CC Kurve gleicht sich ab einem bestimmten Wert der NC Kurve an - Schätzen sie hieraus die Masse des W-Bosons ab. Zuerst war ich ein bisschen verwirrt, aber er hat gemeint ich soll ihm einmal die Feynmandiagramme aufzeichnen und die Propagatoren hinschreiben. Habe ich gemacht - ein Diagramm für CC (über W-Boson) zwei für CC (Z-Boson und Photon). Bei den Diagrammen will er am Leptonenvertex die genauen Teilchen (e- v_e für CC und e-e- für NC), am Protonenvertex reicht ihm p nach x. Dann wollte er wissen wann die beiden Propagatoren denn ungefähr gleich werden - wenn Q >> m_w - Wo fängt denn auf dieser Graphik die CC Kurve an sich der NC Kurve anzugleichen? - bei Q^2 = 10^4 GeV - was schließen sie daraus für die W-Masse - 10^2 GeV - und wie groß ist die W-Masse? - 80 GeV - Passt nächste Frage.

3.Er hat das 3D Modell vom CMS hergenommen und ein paar kurze Fragen gestellt. Was kommt auf den Seiten hinein? (Protonen) Was passiert in der Mitte? (Sie kollidieren und die Zerfallsprodukte gehen nach außen) Warum ist das Experiment so aufgebaut? (Um alle möglichen Zerfallsprodukte bestmöglich detektieren zu können) Zuletzt kam die Frage warum man proton-proton und nicht proton-antiproton Kollisionen durchführt. Meine Antwort war dass Antiprotonen einfach zu schwierig herzustellen sind - Das hat ihm nicht ganz gepasst - Wir sind dann über Umwege auf die Partonverteilungsfunktionen gekommen und haben auch über das Bjorken X geredet. Offenbar lassen sich aufgrund der unterschiedlichen inneren Struktur der beiden Teilchen keine guten WQ’s erzielen? (Ich gebe zu dass ich das dann doch nicht ganz verstanden hab - aber was solls)

4.Skalenverletzung: Er hat die Graphik 8.14 aus dem Thomson rausgesucht, sich kurz angeschaut - eine wegwerfende Handbewegung gemacht (so nach dem Motto: das haben wir grad eh schon alles besprochen) - und ist zur nächsten und letzten Frage übergegangen.

5.Das X-Teilchen: Ein unbekanntes Teilchen in Ruhe zerfällt zu: X → pi_0 + my^+ + v_my. Das ist Bsp. 10.76 aus „1000 Solved Problems in Modern Physics“ von Ahmad A. Kamal (findet man als PDF bei Google). Hier soll man anhand einer Liste von Teilcheneigenschaften die Identität des X-Teilchens bestimmen. Schiek hatte hier den Isospin durchgestrichen - ich weiß aber nicht warum, da dieser bei anderen Kollegen sehrwohl auch gefragt wurde. Die anderen Größen bestricht er dann mit einem kurz durch. Es ergibt sich dann am Ende ein K+ Meson. Zum Schluss hat er mich noch gefragt ob das K* auch schwach zerfallen würde - Eher nicht, da es wahrscheinlichere Zerfallskanäle für dieses Teilchen gibt - Wie zum Beispiel? - Starker Zerfall - Passt.

Das Ganze hat ca. 35 min gedauert. War eine angenehme Prüfung, habe einen Einser bekommen.
Ich hatte das Gefühl, dass es ihm egal ist wie viel er mithelfen muss, solange am Ende das Richtige dasteht. Er scheint das auch nicht in die Benotung miteinzubeziehen. Allerdings muss man sagen, dass die Hilfe die er gibt aus kleineren detaillierteren Fragen besteht, die einen zu großen Antwort hinbewegen sollen. Sprich, man sollte den Stoff natürlich schon beherrschen.
Weiters sollte man sowohl für Schiek als auch Abele die wichtigsten Teilcheneigenschaften und Formeln (Rosenbluth, Bethe Bloch, Goldene Regel,…) auswendig parat haben.

Hope this helps!
Viel Glück bei eurer Prüfung!

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Hallo,
nachdem mir die Berichte hier geholfen haben möchte ich auch meine Erfahrung vom Juli 2022 teilen.

Prüfung bei Prof. Schieck

Start mit dem Modell des CMS-Detektors. Erklären was dort passiert, wie die Teilchen die bei den pp-Kollisionen entstehen detektiert werden - wire chamber, ECAL, HCAL, Myon. Was ist leichter zu Messen: Impuls oder Energie. Antwort: Kommt auf den Impuls bzw. die Energie der Teilchen an. Kleiner Impuls ist leichter zu messen → Krümmung der Spur im Spurdetektor ist größer. Bei großem Impuls ist es beinahe eine Gerade und somit schwerer die Krümmung zu extrahieren. Bei großen Energien ist die Statistik besser, da z.B. im ECAL die el. mag. Schauer mehr Teilchen produzieren.

Was ist die Herausforderung bei Proton-Collider vs Elektron-Positron-Collider: Magnetfelder der Ablenkmagneten für die Kreisbahn.
Warum sind dann p-p-Maschinen bei so hohen Energien doch bevorzugt? Problem der Synchrotronstrahlung - Abhängigkeit von der Masse - größere Verluste bei Elektronen.
Was passiert eigentlich beim p-p-Stoß? Warum kann man dabei überhaupt etwas sehen? Warum ist es kein Antiproton-Proton-Beschleuniger als Analogon zum Elektron-Positron-Beschleuniger? Bei den Energien am CERN ist es eigentlich ein Gluon-Gluon-Collider. Erzeugung von Antiprotonen via starker WW, während Protonen einfach nur ionisierter Wasserstoff sind. p-Anti-p hat dadurch Probleme auf die gleiche Luminosität von p-p-Maschinen zu kommen.
Ich hab noch erwähnt, dass beim p-p-Stoß bei den Energien eigentlich die „Partonen“ bzw. die „Konstituenten“ des Proton streuen, damit ist er dann weiter zum Quark-Parton-Modell und der inelastischen e-p-Streuung.

Fragen zum F2(Q²,x), die hier schon oft erwähnte Grafik aus dem Thomson, Bjorken-Scaling und Skalenverletzung, Calen-Gross, Rosenbluth Formel, Warum der elastische WQ abfällt, etc.

Dann konnte ich mir eines von zwei Diagrammen aussuchen: Experimentelle Daten von HERA oder spontane Symmetriebrechung. Ich hab’ mich für die Symmetriebrechung entschieden. Dort gings dann um Eichtheorie, warum Teilchen in der Eichtheorie keine Massen bekommen, warum man den Higgs-Mechanismus überhaupt braucht. Wann die Symmetrie gebrochen wurde (im Frühen Universum war’s noch Symmetrisch). Der von Null verschiedene Erwartungswert des Vakuums beim Higgs-Feld. Was eine Eichsymmetrie ist, wie z.B. eine U(1) Transformation aussieht, warum ich eine Phase drann multiplizieren darf. Ob ich die Phase beobachten kann (nein). Warum nich? Man misst Betragsquadrate und dort kürzt sich die Phase raus.
Gibt’s alle Teilchen im Standardmodell? Rechts/Linkshändigkeit usw. usw.

Bis zum Higgs war ich relativ gut, mit ein paar kleinen Unsicherheiten und Hinweisen bin ich auf die Antworten gekommen. Wobei die Hinweise eigentlich mehr dazu führen, dass man genau das Stichwort fallen lässt, das er hören will. Also man muss sich schon mit der Materie auskennen.

Ich hätte mir eine Zwei (minus) gegeben, habe aber gerade noch so eine Eins bekommen.

Fazit: Die Hilfestellungen führen einen zur Antwort die er hören will, dafür muss man aber den Stoff verstanden haben. Die Benotung war sehr nett und auch die Gesprächsatmosphäre war locker und entspannt. Das Ganze hat ca. 40 Minuten gedauert.


Hoffentlich hilft’s und viel Erfolg bei euren Antritten.

LG

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Schieck, 01.02.2023
Alles was ich gefragt wurde, steht bereits hier im Forum. Noch einpaar Ergänzungen:
Higgs koppelt am liebsten ans t Quark, in Form eines virutellen Loops. Warum: weil die Wahrscheinlichkeit, dass das Higgs WW ist proportional zur Masse des Teilchens. Die Massendifferenz von Higgs und Top Quark „borgt Higgs sich aus der Umgebung“.
Proton antiproton wird eher nicht (mehr) genommen zum Kollidieren und detekieren, weil ein Antiproton in der Herstellung schwer ist. Proton kriegt man einfach aus dem Wasserstoff aus einer Flasche.
K+* ist dasselbe wie K+ aber mit höherer Energie. Davon ein Fayman Diagramm zeichnen. Hier ist zu beachten, dass in dem das Flavour an jedem vertex stimmen muss. Gluon hat nämlich immer Farbe und Antifarbe, die muss aber mit der Farbe des Kaon Teilchens, also im Diagramm, überall zusammenpassen. Das K+* zerfällt mit starkem Zerfall, weil starker Zerfall hohes Alpha hat (glaub ich). K+ kann nicht am starkem Zerfall teilnehmen, weil die Masse klein ist. Die Endprodukte vom K Zerfall sind von der Masse des Ks abhängig (bei K+ und K+*)
In dem Zusammenhang war die Frage: was ist der Unterschied zwischen Photon und Gluon: Ladung: Gluon kann 8 Ladungen haben.
Außerdem welche Farbe das Gluon und Meson hat (beide weiß)

Viel Erfolg!

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Hallo beisammen,
ähnlich wie bei den anderen beim Schieck, also hier nur ein paar Ergänzungen.

Beim GeV in barn Umrechnen will er hören das hquer*c=0.2 GeV fm

Beim Zerfall eines unbekanntes Teilchen in Pion^0, Myon und Myon-Neutrino, will er wissen wieso es ein K^+ und kein K^* ist. Antwort: K^* hat eine sehr viel höhere Masse und kann auch durch starke Wechselwirkung mittels Gluon in ein Pion und Kaon zerfallen. Wieso ist das Teilchen des hier gezeigte schwachen Zerfalls sicher ein K^+? Antwort: die Lebensdauer des starken Zerfalls sehr viel kürzer, schwacher K^*-Zerfall kommt also praktisch nicht vor.

Beim Diagramm von HERA wo neutral current und charged current einer p-e^- Streuung aufgetragen sind und man die Masse des W-Bosons sagen soll, will er dass man die Vertex-Terme vergleicht und dann draufkommt dass beim W-Boson der Faktor 1/(q^2-m^2) schlagend wird wenn q^2=m^2 ist.

Und die Bethe-Bloch-Funktion wollte er gezeichnet haben.

Viel Erfolg

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Hatte auch vor kurzem meine AKT II Prüfung beim Schieck.

Bei den Fragen hatte ich das gleiche wie hier schon berichtet wurde.

  1. barn in GeV^-2 umrechnen.
    2)das Beispiel mit X → pi0 + my+ +Myneutino, er hat mir einfach einen Zettel mit dem Screenshot der Frage aus dem Buch „1000 solved Problem in Modern Physics“ Bsp 10.76 hingelegt. Es war für mich ziemlich hilfreich, mir die Theorie zu Kapitel 10 in dem Buch mal durchzulesen.
    3)Er hat mir das 3D gedruckte Modell des CKM Detektor hingestellt und dann haben wir ein bisschen über Detektoren geplaudert.

Bei der zweiten Frage sind wir dann noch etwas in die QCD gegangen und haben uns die Farberhaltung an den Vertices angesehen wenn das X das schwere K+ ist. Da habe ich dann ein paar Fehler gemacht aber so lange man am Schluss auf das richtige kommt ist alles gut.
Er verlangt wirklich keine Formeln nur Verständnis.

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Hatte Prüfung bei Prof Schieck im Jänner 2024

Prüfung war am Hephy, war ein sehr entspanntes Prüfungsgespräch

Fragen:

  1. GeV^-2 in barn umrechnen
  2. X → pi0 + µ^+ + v_µ
    Bin mit ihm die Erhaltungsgrößen durchgegangen und hab das X als K+ identifiziert. Am Ende wollte er wissen wieso es kein K+* sein kann. Antwort K+* zerfällt durch die starke WW, K+ kann nicht durch starke WW zerfallen weil es kein leichteres Meson mit der selben Strangeness gibt in das es zerfallen könnte. Sollte das Feynman diagramm vom schwachen K±>pion+myon+neutrino Zerfall aufzeichnen und das für den starken Zerfall des K+* ->K+ (eines der quarks sendet ein Gluon aus, dass dann in ein quark antiquark Paar (zb u antiu → Pi0) zerfällt. Bei zweiterem hab ich durch Zufall ein Diagramm gezeichnet, dass zwar auf den ersten Blick richtig aussah aber falsch war. Er hat mich auf die Farbladung hingewiesen und ich hab dann bemerkt dass mein Gluon fälschlicher Weise farbneutral war. Hab dann mit ihm gemeinsam die Quarks, die schon da standen in einer anderen Kombination zu den Teilchen zusammengebaut (K+ muss das u-Quark aus dem Gluon enthalten) wodurch mein Gluon Farbladung bekam. Hab ihm dann ein paar Sachen zur Farbladung erzählt (Confinement, Farbladung der Gluonen…)
  3. HERA diagramm (Thompson Fig. 12.14), wie schon von den Kollegen hier beschrieben, feynman aufzeichnen, propagatoren aufschreiben und dann die W-masse abschätzen.
  4. CMS - Model: Er wollte wissen wieso man so ein großes Beschleunigerexperiment macht (großer Radius → große Energien) und hat mich dann gefragt welche Teilchen verwendet werden (proton proton), dann wieso nicht proton antiproton verwendet wird: Weil protonen leichter herzustellen sind (aus Wasserstoff). Hab dann zusätzlich noch Blödsinn über besseren Wirkungsquerschnitt geredet wodurch er nochmal nachgefragt hat und mich das Feynmandiagram für die Erzeugung des Higgs zeichnen hat lassen (Fig. 17.17 mit virtuellen t-quarks). Die Erklärung die er dann gegeben hat ist folgende: Bei hohen Energien wie am CERN streuen hauptsächlich die Gluonen, die Valenzquarks in den Teilchen sind ziemlich egal. Man will dass die Gluonen fusionieren und über das virtuelle t-quark-Dreieck das Higgs erzeugen. Da dazu egal ist welche Valenzquarks in den Teilchen sind nimmt man eher proton proton, da es einfacher ist als proton antiproton. Bei niedrigeren Energien (in anderen Beschleunigern) kann der Quark content wichtig sein, da kann dann proton antiproton durchaus Sinn machen.
    Zum Schluss hat er mir dann noch erzählt wie sie den CERN in Zukunft upgraden wollen um irgendwann mal 100TeV zu erreichen.

Hab einen Einser bekommen, war eine extrem angenehme Prüfung und hat ca. eine Stunde gedauert. Es hilft wenn man weiß was gefragt wird und wenn man dann auch noch halbwegs gutes Hintergrundwissen/Verständis hat, kann man seine Zwischenfragen gut beantworten.

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Hallo an alle :slight_smile:

ich hatte die Prüfung im Juni 2024 bei Professor Abele. Ich war gut vorbereitet, habe ca 2 Monate gelernt (davon 1 Monat intensiv), mit Vorlesungsbesuchen, Unterlagen und Thomson (unbedingt aus Bib ausborgen!!)
Wer die Prüfung abnimmt, wird leider erst 2 Tage davor verkündet (und auch nicht direkt: in der Mail steht nur, wo die Prüfung ist. Abele prüft am Atominstitut und Schieck am Hephy).
Abele legte mir einen leeren Zettel und Stift hin, nahm sich selbst auch einen Zettel und schrieb zwischendurch immer mit, was für Themengebiete wir ansprechen. Hier ist wichtig, immer wieder wichtige Stichworte fallenzulassen, die er dann aufschreibt.

  1. Zunächst fragte er mich nach meiner Masterarbeit, da versucht er dann typischerweise einen Zusammenhang zur Teilchenphysik herzustellen. Er war mega interessiert an meinen Tätigkeiten und es hat sich in den ersten Minuten ein total entspanntes Gespräch darüber ergeben.

  2. Wir kamen im Laufe des Gesprächs bei der QED an. Woher kommt eigentlich die WW? Stichwort: U(1)-Eichsymmetrie. Dann habe ich die Dirac-Gleichung erwähnt. Die wollte er hingeschrieben und die Terme erklärt haben. Dann habe ich ihm die Eichinvarianz im Falle der QED vorgerechnet. Wie schaut die kovariante Ableitung aus? Wie wird die Dirac-Gleichung modifiziert? Wie transformiert dann A_{my}?

  3. Darüber sind wir dann zur QCD gekommen. Nicht mein bester Moment, da ich hier nicht optimal vorbereitet war.
    wichtiges Stichwort: folgt aus SU(3)-Symmetrie. Werte der Kopplungskonstanten für schwache, e.m. und starke WW. running coupling constant, Störungstheorie ist in der QCD erst bei größeren Energien wieder möglich (weil bei kleinen Energien alpha_s ~ 1).
    Wie verhält sich die starke WW als Funktion des Abstands verglichen mit der e.m.? (em wird stärker bei kleinen Abständen, starke WW steigt mit Abstand)
    Dann wollte er noch den Plot der Kopplungsstärken über Energie. Kopplungskonstanten für em, schwach und stark auftragen, wo man dann sieht, dass die sich bei 10^19 eV schneiden (Theory of everything). Hier musste er relativ viel nachhelfen, aber gemeinsam haben wir das dann auch geschafft.

Dann meinte er, dass er (ausnahmsweise) heute den Neutronenzerfall nicht fragt.

  1. Die Prozesse der Sonne (die ersten 7 oder 8 (bis Bor)) wollte er aufgeschrieben haben. Hier musste er auch ein bisschen nachhelfen.

  2. darüber ging es dann zu den Neutrinos. Hier konnte ich ihm einen guten Überblick über die Experimente der Vergangenheit geben (Homestake Mine, Kamiokande, SNO) und schlussendlich die Lösung des „Neutrinoproblems“ - Neutrinooszillation; führt dazu dass Neutrinos Massen haben müssen. Dann haben wir noch kurz über heutige Forschung geredet und ich hab ihm noch das Hierarchieproblem aufgezeichnet (normale oder inverse Hierarchie).

Gesamtdauer: ca. 50min
Ich habe dann mit einem zugedrückten Auge sogar noch die 1 bekommen :smiley:
Zusammenfassend eine wirklich angenehme Atmosphäre und ein super lieber, wohlwollender Prüfer!

Viel Glück an alle, die es noch vor sich haben!

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Hallo,

Ich hatte letzte Woche Prüfung beim Prof. Schieck am HEPHY. Wie schon erwähnt ist die Atmosphäre sehr angenehm und er hilft auch immer ein bisschen mit, wenn man mal wo hängt.

Von den Themen her wurde ich genau das gefragt, was auch schon erwähnt wurde: GeV^-2 in barn umrechnen, Zerfall eines Teilchens X mit Erhaltungsgrößen (auch ein bisschen wie ein starker Zerfall aussehen würde für ein K+*), weiters auch die bekannten Sachen zur Streuung, also in welchem Energieregime wie gestreut wird, W-Boson-Masse abschätzen mit dem Diagram von HERA, etc.

Zusätzlich hat er mich noch gefragt, wie es mit dem Zerfall eines D+ Mesons ausschaut. Da gibt er an wie das aufgebaut ist und dass es (unter anderem) zwei Zerfallskanäle, einmal über ein Kaon und einmal über ein Pion gibt. Der Zerfall ins Kaon hat eine Wahrscheinlichkeit von ca. 9%, ist der Zerfall ins Pion dann wahrscheinlicher oder weniger warscheinlich? Ich habe zuerst den Phasenraum erwähnt, der für das Pion zwar größer ist, da weniger Masse, aber hier keine Rolle spielt. Er hat dann gesagt, ich soll mir überlegen was für Anteile das Matrixelement hat. Das hängt in diesem Fall natürlich auch vom zugehörigen CKM-Matrixelement ab, da das charm aus dem D+ sich entweder in ein strange im Kaon oder ein down im Pion umwandelt. Aus der CKM-Matrix sieht man dann, dass es viel stärker an das charm koppelt und dementsprechend ist der Zerfall ins Kaon wahrscheinlicher.

Viel Glück an alle, die die Prüfung noch machen müssen!