Prüfungsfragen AKT II

MaryJane
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Re: Prüfungsfragen AKT II

Beitrag von MaryJane »

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 ;)

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 ;)

LG

ronnyx6
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Re: Prüfungsfragen AKT II

Beitrag von ronnyx6 »

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

ParryHotter
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Re: Prüfungsfragen AKT II

Beitrag von ParryHotter »

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 :)

Brötzi
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Re: Prüfungsfragen AKT II

Beitrag von Brötzi »

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.

commanderspice
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Registriert: 03.12.2015, 17:38

Re: Prüfungsfragen AKT II

Beitrag von commanderspice »

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 4pi*a^2 /3s. Berechnen Sie den Wert von 4pi*a^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.

Lorenz L
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Registriert: 27.10.2014, 19:00

Re: Prüfungsfragen AKT II

Beitrag von Lorenz L »

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 :D

- 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 :)

Alles Gute!

imrahil
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Registriert: 24.10.2017, 15:38

Re: Prüfungsfragen AKT II

Beitrag von imrahil »

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?

DevilsPringles
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Re: Prüfungsfragen AKT II

Beitrag von DevilsPringles »

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-prec ... he-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!

Telekinesemann
Beiträge: 1
Registriert: 13.11.2011, 16:26

Re: Prüfungsfragen AKT II

Beitrag von Telekinesemann »

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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