Jörg R. Hörandel Homepage Joerg R. Hoerandel

Institut für Experimentelle Kernphysik
Dr. J.R. Hörandel
Prof. Dr. J. Blümer

Einführung in die Astroteilchenphysik

WS 2003/2004

Themen:

1Einführung und thematische Übersicht
2Entdeckung der kosmischen Strahlung (KS)
2.1Freiballon Experimente
2.2Entdeckung neuer Teilchen
2.3Beobachtung von Luftschauern
3Nachweis und grundlegende Eigenschaften der KS bis zu einigen TeV
3.1Nachweis von Teilchen und Gammastrahlung mit Ballon und Satellitenexperimenten
3.2Energiespektrum am oberen Rand der Atmosphäre
3.3Element- und Isotopenzusammensetzung
4Propagation im interstellaren Medium
4.1Diffusions- und Leaky Box Modell
4.2Durchlaufene Materiedicke
4.3Radioaktive Isotope und "Alter" der KS
4.4Antiteilchen in der KS
5Quellen und Beschleunigung der KS
5.1Energetik
5.2Fermi-Mechanismus und Schockbeschleunigung
5.3Galaktische Quellen: Supernovae, Pulsare, ...
5.4Extragalaktische Quellen: Aktive Galaxien Kerne (AGN)
6Nachweis und Grundlegende Eigenschaften der KS bei Energien oberhalb 10 TeV
6.1Entstehung und Eigenschaften von Luftschauern
6.2Nachweismethoden: Teilchen, Cherenkovlicht, Fluoreszenslicht
6.3Das "Knie" der KS
6.4Die höchstenergetischen Teilchen
7Hochenergetische Gammastrahlung
7.1Entstehung und Wechselwirkungsmechanismen
7.2Nachweis: Satellitenexperimente und atmosphärische Cherenkov-Teleskope
7.3Diffuse Gamma-Strahlung
7.4Punktquellen: Supernovae und AGN-Beobachtungen
8Neutrino-Astronomie
8.1Atmosphärische Neutrinos
8.2Galaktische und extragalaktische Punktquellen
8.3Nachweis
9Zusammenfassung

Termine:

Begleitend zur Vorlesung (2 SWS) werden Übungen (1 SWS) angeboten. Die Veranstaltungen finden an folgenden Terminen statt
Mittwoch 14:00 - 15:30Freitag 14:00 - 15:30
kl. HS A kl. HS A
Vorlesung15. Okt Vorlesung 17. Okt
Vorlesung22. Okt Übungen24. Okt
Vorlesung29. Okt Vorlesung 31. Okt
Vorlesung 5. Nov Übungen 7. Nov
Vorlesung12. Nov Vorlesung 14. Nov
Vorlesung19. Nov Übungen21. Nov
Vorlesung14. Jan Übungen16. Jan
Vorlesung21. Jan Vorlesung 23. Jan
Vorlesung28. Jan Übungen30. Jan
Vorlesung 4. Feb Vorlesung 6. Feb
Vorlesung11. Feb Übungen13. Feb

Übungsblätter:

1. Übungsblatt; Besprechung am 24. Oktober 2003
2. Übungsblatt; Besprechung am 7. November 2003
3. Übungsblatt; Besprechung am 21. November 2003
4. Übungsblatt; Besprechung am 16. Januar 2004
5. Übungsblatt; Besprechung am 30. Januar 2004
6. Übungsblatt; Besprechung am 13. Februar 2004

Hinweise:

Die Vorlesung mit Übungen kann mit der Vorlesung Neutrinophysik (2 SWS) und begleitenden Übungen (1 SWS) als physikalisches Nebenfach mit 6 SWS für die Diplom-Prüfung kombiniert werden.

Ergänzend wird das Hauptseminar Teilchenastrophysik und Kosmologie angeboten.

Literatur:

H.V. Klapdor-Kleingrothaus, K. Zuber Teilchenastrophysik Teubner Studienbücher EUR 39.90
T.K. Gaisser Cosmic Rays and Particle Physics Cambridge University Press ca. USD 30.-
M.S. Longair High Energy Astrophysics (Volume 1+2) Cambridge University Press ca. USD 40.- je Band
V.S. Berezinsky Astrophysics of Cosmic Rays Elsevier Science, North-Holland ca. USD 240.-

Jörg R. Hörandel