Master

In der Fachlichen Vertiefungsphase müssen aus folgenden 6 Modulen 3 Module ausgewählt werden:

• Nanosysteme
• Kollektive Phänomene
• Quantenmaterie
• Extraterrestrische Physik
• Astrophysik und Planetologie
• Geophysik

In jedem der Module sind 15 LP zu erbringen, insgesamt also 45 LP.

Dazu sind pro Modul 2 Vorlesungen und ein Seminar oder Praktikum zu belegen. Das Angebot in den jeweiligen Modulen ist dem Modulhandbuch, dem Master-Angebot und dem Vorlesungsverzeichnis zu entnehmen.

Die Veranstaltungen können über 2 Semester verteilt werden.

In den jeweiligen Veranstaltungen müssen Studienleistungen erbracht werden. Das Modul wird dann i.d.R. durch eine Mündliche Modulabschlussprüfung beendet.
Bitte beachten Sie die Belegungslogik der einzelnen Module (s. Modulhandbuch)

Lehrveranstaltungen

• Entstehung von Planetensystemen (V + Ü)
• Astrophysikalisches Praktikum (P)
• Physik der Galaxien (VÜ)
• Stellare Astrophysik (VÜ)
• Planetologie (VÜ)
• Asteroiden (V + Ü)
• Kometen und Transneptunische Objekte (TNOs) (V + Ü)

Qualifikationsziele

Die Studierenden lernen die empirischen und theoretischen Grundlagen der modernen Planetenwissenschaften sowie der Astrophysik kennen. Darüber hinaus sollen sie anhand eigener Laborexperimente den modernen Zweig der Laborastrophysik kennen lernen. Dies befähigt sie dazu, für eine gegebene Problemstellung selbstständig eine geeignete Methodenkombination auszuwählen, die Messungen durchzuführen und auszuwerten. Des Weiteren erhalten sie das Grundlagenwissen, welches benötigt wird, um Methoden der Planetologie und Astrophysik weiterentwickeln zu können.

Inhalte

Behandelt werden Methoden, Modelle und Ergebnisse der modernen Planetologie und Astrophysik, welche folgende Schwerpunkte umfassen: Erkundung planetarer Körper, physikalischer Aufbau und Dynamik der Planeten, kleine Körper im Sonnensystem, interplanetares Medium, planetare Magnetosphären, Entstehung des Sonnensystems, Erkundung stellarer Objekte und Galaxien, Entstehung von Sternen, Aufbau und Entwicklung von Sternen, interstellares Medium, Galaxien, Allgemeine Relativitätstheorie und Kosmologie. Das Praktikum umfasst Aufbau und Durchführung eigener Laborexperimente zur Lösung planetologischer oder astrophysikalischer Fragestellungen. 

Lehrveranstaltungen

• Kosmologie (V + Ü)
• Physik planetarer Magnetosphären (V + Ü)
• Fortgeschrittene Methoden der Experimentalphysik: Daten- und Signalanalyse (V + Ü)
• Praktikum Weltraumphysik und -technik (P)
• Allgemeine Relativitätstheorie (V + Ü)

Qualifikationsziele

Die Studierenden lernen die empirischen und theoretischen Grundlagen der modernen extraterrestrischen Physik und ihrer aktuellen Forschungsergebnisse kennen. Darüber hinaus sollen sie anhand eigener Experimente Methoden der numerischen Simulation, fortgeschrittener Datenanalyseverfahren und Weltraummesstechnik  kennen lernen. Dies befähigt sie dazu, für eine gegebene Problemstellung selbstständig eine geeignete Methodenkombination auszuwählen, die Messungen durchzuführen und auszuwerten. Des Weiteren erhalten sie das Grundlagenwissen, welches benötigt wird, um Konzepte und Methoden der extraterrestrischen Physik weiterentwickeln zu können.

Inhalte

Behandelt werden die grundlegenden theoretischen und experimentellen physikalischen Eigenschaften von Weltraumplasmen und ihrer theoretischen Beschreibung. Diese Grundlagen sollen dann zur vertieften Darstellung der inneren Dynamik planetarer Körper und ihrer Wechselwirkung mit extraterrestrischen Plasmen benutzt werden. Folgende Schwerpunkte umfasst dieses Modul: Plasmamodelle, Stabilität von Plasmen, Wellen in Plasmen, Dynamotheorie, numerische Simulation von Plasmen, Wechselwirkung von Plasmen mit planetaren Körpern, Messverfahren der Weltraumplasmaphysik. Das Praktikum umfasst Aufbau/Durchführung eigener numerischer Experimente, die Interpretation weltraumphysikalischer Messreihen mit Methoden der modernen Datenanalyse sowie Experimente zur Lösung weltraumphysikalischer Fragestellungen.

Lehrveranstaltungen

• Hydrogeophysik (V + Ü)
• Geophysikalisches Geländepraktikum (P)
• Fortgeschrittene Methoden der Experimentalphysik: Daten- und Signalanalyse (V + Ü)
• Angewandte Geophysik (V + Ü)

Qualifikationsziele

Die Studierenden lernen die theoretischen Grundlagen der Physik der festen Erde, sowie praktische Aspekte und Anwendungsmöglichkeiten der Methoden der Angewandten Geophysik kennen. Dies befähigt sie dazu, für eine gegebene Problemstellung selbständig eine geeignete Methodenkombination auszuwählen, die Messungen durchzuführen und auszuwerten. Des weiteren erhalten sie das Grundlagenwissen welches benötigt wird, um Methoden weiterentwickeln zu können.

Inhalte

Es werden die vorhandenen Grundlagen zur Physik der festen Erde erweitert und ergänzt. Darauf aufbauend werden Methoden der Angewandten Geophysik behandelt, mit einem Schwerpunkt auf der Hydrogeophysik, d.h. Methoden die sich zur Erkundung von Grundwasser im weitesten Sinne einsetzen lassen. Konkret werden die klassischen Verfahren Seismik, Gleichstromgeoelektrik, Elektromagnetische Induktionsmethoden und Magnetik behandelt, ggf. ergänzt durch innovative Verfahren, die im Fokus der Forschung stehen, wie z.B. Induzierte Polarisation und Nuklearmagnetische Resonanz. Neben den theoretischen Grundlagen und der Durchführung im Gelände werden auch Inversionstechniken, Methoden der Zeitreihenanalyse und Möglichkeiten der geologischen Interpretation gelehrt.

Lehrveranstaltungen

• Fortgeschrittene Methoden der Festkörperphysik (V + Ü)
• Physikalische Grundlagen der Spintronik (V + Ü)
• Supraleitung (V + Ü)
• Phys Seminar: Kollektive Phänomene (S)
• Kollektive Phänomene in Festkörpern (V)
• Spektroskopien für Festkörper und Nanomaterialien (VÜ)
• Spezielle Kapitel zum Magnetismus der Kondensierten Materie (VÜ)
• Einführung in die Elektronenmikroskopie (V)
• Halbleiteroptik (V + Ü)

Qualifikationsziele

Die Studierenden lernen weiterführende Konzepte und Methoden in der modernen Beschreibung kollektiver Eigenschaften und Phänomene der kondensierten Materie sowie makroskopischer Quantenphänomene.

Inhalte

Behandelt werden Austausch, Magnetische Ordnung, Molekularfeldmodelle, Supraleitung, Makroskopische Quanteneffekte, Quantenflüssigkeiten, Phasenübergänge und Symmetriebrechung, Aspekte der Vielteilchenphysik, Quantenoptik.

Lehrveranstaltungen

• Fortgeschrittene Methoden der Festkörperphysik (V + Ü)
• Halbleiteroptik (V + Ü)
• Nanoelektronik (VÜ)
• Wachstum von dünnen Schichten (VÜ)
• Phys Seminar: Physik der Nanostrukturen (S)
• Physikalische Grundlagen der Spintronik (V + Ü)
• Energie und Ressourcen (VÜ)
• Spektroskopien für Festkörper und Nanomaterialien (VÜ)
• Nanostrukturen auf Oberflächen (V)
• Nano-Quantenoptomechanik (OVÜ)
• Oberflächenphysik und experimentelle Methoden (VÜ)
• Quantenphänomene in Halbleiter-Nanostrukturen (V)
• Einführung in die Elektronenmikroskopie (V)
• Gravitationswellendetektion (V + Ü)
• Grundlagen der Nanooptik (OV + OÜ)
• Seminar Nanoskopische Systeme (S)

Qualifikationsziele

Die Studierenden erwerben ein detailliertes Verständnis von Festkörper-Nanosystemen in verschiedenen Formen. Dazu gehört vertieftes Grundlagenwissen zur Festkörperphysik sowie der quantitative Umgang mit den strukturellen, elektronischen und optischen Eigenschaften von Nanostrukturen. Die Kenntnis und der Umgang mit der experimentellen Methodik zur Untersuchung von Nanostrukturen gehört ebenfalls zu den Zielen dieses Moduls.

Inhalte

Behandelt werden allgemeine vertiefte Grundlagen der Festkörperphysik, Eigenschaften und Anwendungen von Halbleiter-Nanostrukturen, Quanteneffekte in  niederdimensionalen Strukturen, Herstellung und Eigenschaften dünner Schichten, Nanoelektronik und molekulare magnetische Systeme.

Lehrveranstaltungen

• Elektronische Korrelation (S)
• Quantenmaterie (V + Ü)
• Quantenmechanik 2 (VÜ)
• Dynamik von Fermiflüssigkeiten in einer Dimension (VÜ)
• Online-Seminar: Starke Korrelationen und moderne Methoden der Vielteilchenphysik (OS)
• Quantenoptik (VÜ)
• Einführung in Tensornetzwerke (VÜ)
• Online-Seminar: Tensornetzwerke (OS)
• AG-Seminar: Quantum Matter (S)
• Quantenfeldtheorie (VÜ)
• Quantenfeldtheorie 2 (VÜ)

Qualifikationsziele

Die Studierenden erwerben ein detailliertes Verständnis der theoretischen Grundlagen der Quantenphysik der Materie sowie deren Anwendung auf aktuelle Fragestellungen mittels moderner Techniken. Damit sollen die Studierenden zu selbständiger Problemlösung unter Zuhilfenahme aktueller Literatur befähigt werden sowie eigenständig theoretische Methoden weiter zu entwickeln.

Inhalte

Streutheorie, 2te Quantisierung, Strahlungsfeld, relativistische QM, Feldtheorie

Raumgruppen, Gitter und Gitterdynamik, Bandstrukturen, Vielteilchenphysik, Statistik des Festkörpers, Elementare Anregungen 

Supraleitung, Magnetismus, Bose-Einstein-Kondensation, Responsefunktionen

Transporttheorie, niederdimensionale Systeme, Quanteninformation

* Änderungen vorbehalten. Bitte verfolgen Sie zusätzlich die Aktualisierungen der entsprechenden Institute aus den verschiedenen Fakultäten. Ergänzungen zu Stundenplänen, wie weitere Veranstaltungen oder Details, finden Sie in Stud.IP sowie in TUConnect.