Mauro Donegà: Katalogdaten im Herbstsemester 2018 |
| Name | Herr Dr. Mauro Donegà |
| Adresse | Inst. f. Teilchen- und Astrophysik CERN, 32-4-C16 Route de Meyrin 1211 Genève 23 SWITZERLAND |
| Telefon | +41 44 633 92 58 |
| mdonega@ethz.ch | |
| URL | https://people.phys.ethz.ch/~mdonega/ |
| Departement | Physik |
| Beziehung | Dozent |
| Nummer | Titel | ECTS | Umfang | Dozierende | |
|---|---|---|---|---|---|
| 402-0000-09L | Physikpraktikum 3   Nur für Physik BSc (Studienreglement 2016) bzw. Interdisziplinäre Naturwissenschaften BSc (Physikalisch-Chemische Fachrichtung) | 7 KP | 1V + 1U + 13P | M. Donegà, S. Gvasaliya | |
| Kurzbeschreibung | Das Praktikum ist die Grundschulung für selbständiges Experimentieren. Dazu gehören Planung, Aufbau, Durchführung, Auswertung und Interpretation physikalischer Experimente inklusive Messgenauigkeiten, sowie ein schriftlicher Bericht des gesamten Experiments in wissenschaftlicher Form. Schriftliche Anleitungen der einzelnen Versuche sind vorhanden. | ||||
| Lernziel | Die Studierenden lernen anspruchsvollere Experimente selbständig durchzuführen und wissenschaftlich korrekt zu dokumentieren. Dabei werden die folgenden Punkte betont: - Verständnis von komplexeren physikalischen Phänomenen - Strukturierte Herangehensweise an Experimente mit anspruchsvollen Instrumenten - Praktische Aspekte des Experimentierens und Messmethoden - Lernen und Anwenden von relevanten statistischen Methoden der Datenauswertung - Interpretation der Messungen und Messungenauigkeiten - Beschreiben des Experiments und der Resultate in wissenschaftlicher Form, in Analogie zu wissenschaftlichen Publikationen - Ethische Aspekte der experimentellen Forschung und wissenschaftlicher Kommunikation Das Experimentieren im Labor wird ergaenzt duch eine Reihe von obligatorischen Vorlesungen während dem Semester. Darin werden die wichtigsten Elemente der Statistik vermittelt, um die korrekte Auswertung der Experimente zu gewährleisten. Die Vorlesungen werden unter anderem die folgenden Themen behandeln: - Kombinatorik, Wahrscheinlichkeitsverteilungen, Fehlerfortpflanzung, Schätzen von Parameter (Regression, "Least Square" Methode, Maximum Likelihood Methode). | ||||
| Inhalt | Experimente aus den folgenden Bereichen stehen zur Auswahl: Grundlegende Themen aus Mechanik, Optik, Thermodynamik, Elektromagnetismus und Elektronik; sowie zentrale Themen aus Teilchen- und Kernphysik, Quantenelektronik, Quantenmechanik, Festkörperphysik und Astrophysik. | ||||
| Skript | Anleitung zu den Versuchen (in englischer Sprache) | ||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Aus einer Vielfalt von über 50 Versuchen müssen 4 Versuche aus verschiedenen Themenbereichen durchgeführt und mit einem wissenschaftlich verfassten Bericht abgeschlossen werden. | ||||
| 402-0240-00L | Fortgeschrittenes Experimentieren II Voraussetzung: "Fortgeschrittenes Experimentieren I" abgeschlossen. Wenn Sie Fortgeschrittenes Experimentieren I noch nicht belegt hatten, schreiben Sie sich bitte dafür zuerst ein. Bitte belegen Sie diese Veranstaltung im Rahmen Ihres Bachelor-Studiums höchstens einmal! Für die Anrechnung anstelle eines Proseminars oder einer Semesterarbeit wenden Sie sich bitte an das Studiensekretariat. | 9 KP | 19P | M. Donegà, S. Gvasaliya | |
| Kurzbeschreibung | Das Praktikum ist die Grundschulung für selbständiges Experimentieren. Dazu gehören Planung, Aufbau, Durchführung, Auswertung und Interpretation physikalischer Experimente inklusive Messgenauigkeiten, sowie ein schriftlicher Bericht des gesamten Experiments in wissenschaftlicher Form. Schriftliche Anleitungen der einzelnen Versuche sind vorhanden. | ||||
| Lernziel | Die Studierenden lernen anspruchsvollere Experimente selbständig durchzuführen und wissenschaftlich korrekt zu dokumentieren. Dabei werden die folgenden Punkte betont: - Verständnis von komplexeren physikalischen Phänomenen - Strukturierte Herangehensweise an Experimente mit anspruchsvollen Instrumenten - Praktische Aspekte des Experimentierens und Messmethoden - Lernen und Anwenden von relevanten statistischen Methoden der Datenauswertung - Interpretation der Messungen und Messungenauigkeiten - Beschreiben des Experiments und der Resultate in wissenschaftlicher Form, in Analogie zu wissenschaftlichen Publikationen - Ethische Aspekte der experimentellen Forschung und wissenschaftlicher Kommunikation Das Experimentieren im Labor wird ergaenzt duch eine Reihe von obligatorischen Vorlesungen während dem Semester. Darin werden die wichtigsten Elemente der Statistik vermittelt, um die korrekte Auswertung der Experimente zu gewährleisten. Die Vorlesungen werden unter anderem die folgenden Themen behandeln: - Kombinatorik, Wahrscheinlichkeitsverteilungen, Fehlerfortpflanzung, Schätzen von Parameter (Regression, "Least Square" Methode, Maximum Likelihood Methode). | ||||
| Inhalt | Experimente aus den folgenden Bereichen stehen zur Auswahl: Grundlegende Themen aus Mechanik, Optik, Thermodynamik, Elektromagnetismus und Elektronik; sowie zentrale Themen aus Teilchen- und Kernphysik, Quantenelektronik, Quantenmechanik, Festkörperphysik und Astrophysik. | ||||
| Skript | Anleitung zu den Versuchen (in englischer Sprache). | ||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Aus einer Vielfalt von über 50 Versuchen müssen 4 Versuche aus verschiedenen Themenbereichen durchgeführt und mit einem wissenschaftlich verfassten Bericht abgeschlossen werden. | ||||
| 402-0241-00L | Fortgeschrittenes Experimentieren I WICHTIG: Diese Lehrveranstaltung darf nur einmal in Rahmen des Bachelor-Studiums belegt werden. | 9 KP | 1V + 1U + 17P | M. Donegà, S. Gvasaliya | |
| Kurzbeschreibung | Das Praktikum ist die Grundschulung für selbständiges Experimentieren. Dazu gehören Planung, Aufbau, Durchführung, Auswertung und Interpretation physikalischer Experimente inklusive Messgenauigkeiten, sowie ein schriftlicher Bericht des gesamten Experiments in wissenschaftlicher Form. Schriftliche Anleitungen der einzelnen Versuche sind vorhanden. | ||||
| Lernziel | Die Studierenden lernen anspruchsvollere Experimente selbständig durchzuführen und wissenschaftlich korrekt zu dokumentieren. Dabei werden die folgenden Punkte betont: - Verständnis von komplexeren physikalischen Phänomenen - Strukturierte Herangehensweise an Experimente mit anspruchsvollen Instrumenten - Praktische Aspekte des Experimentierens und Messmethoden - Lernen und Anwenden von relevanten statistischen Methoden der Datenauswertung - Interpretation der Messungen und Messungenauigkeiten - Beschreiben des Experiments und der Resultate in wissenschaftlicher Form, in Analogie zu wissenschaftlichen Publikationen - Ethische Aspekte der experimentellen Forschung und wissenschaftlicher Kommunikation Das Experimentieren im Labor wird ergaenzt duch eine Reihe von obligatorischen Vorlesungen während dem Semester. Darin werden die wichtigsten Elemente der Statistik vermittelt, um die korrekte Auswertung der Experimente zu gewährleisten. Die Vorlesungen werden unter anderem die folgenden Themen behandeln: - Kombinatorik, Wahrscheinlichkeitsverteilungen, Fehlerfortpflanzung, Schätzen von Parameter (Regression, "Least Square" Methode, Maximum Likelihood Methode). | ||||
| Inhalt | Experimente aus den folgenden Bereichen stehen zur Auswahl: Grundlegende Themen aus Mechanik, Optik, Thermodynamik, Elektromagnetismus und Elektronik; sowie zentrale Themen aus Teilchen- und Kernphysik, Quantenelektronik, Quantenmechanik, Festkörperphysik und Astrophysik. | ||||
| Skript | Anleitung zu den Versuchen (in englischer Sprache) | ||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Aus einer Vielfalt von über 50 Versuchen müssen 4 Versuche aus verschiedenen Themenbereichen durchgeführt und mit einem wissenschaftlich verfassten Bericht abgeschlossen werden. | ||||
| 402-0740-00L | Experimental Foundations of Particle Physics | 8 KP | 3S | M. Backhaus, M. Donegà | |
| Kurzbeschreibung | The Standard Model of particle physics is a monumental achievement of human ingenuity. While typically approached from the theoretical side, in this proseminar we will collect the experimental evidence upon which the Standard Model has been built. | ||||
| Lernziel | This course integrates knowledge of all detector components (tracking, calorimetry, trigger) in discussing the experiments as a whole. It is meant to be complementary to the "Experimental Methods" course 402-0725-00L which introduces different detector technologies. It also augments the particle physics master curriculum and is meant to be followed in parallel to PPP I (402-0891-00L) or PPP II (402-0702-00L). | ||||
| Inhalt | The course will not follow the historical trajectory of experimental particle physics. It will instead try to give a modern view of the results of the experiments and show where they fit in the theoretical construction. The students will read the original papers collected in the seminal text by Cahn and Goldhaber. The theory will be distilled to the very basics using the textbook by Bettini. Introductory material: - Review of basic relativistic kinematics (Lorentz transformations, invariant mass, etc..) - Passage of particles through matter: Bethe Bloch dE/dx, bremsstrahlung, photon interactions, electromagnetic showers, hadronic showers, Cherenkov radiation, Transition Radiation Experimental papers discussed in the course: - Deep Inelastic scattering - J/psi and tau discovery - strong interaction: gluons and jets (anti-k_t jet clustering) - parity violation, neutrino observation, neutrino helicity - neutral current, W/Z discovery - number of neutrino families, muon pair production asymmetry, W+W- production - top/bottom discoveries - Higgs discovery and properties - CP violation in the kaon system - Neutrino oscillations The course is completed with in class detector demonstrations: - cloud chamber - cosmics rays with plastic scintillators - cerenkov light in water - silicon detectors | ||||
| Literatur | Cahn, Goldhaber "Experimental Foundations of Particle Physics" (2nd edition), Cambridge University Press Bettini, “Introduction to Elementary Particle Physics” Cambridge University Press | ||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Recommended: Phenomenology of Particle Physics I (or II) (in parallel) | ||||
| 402-0899-65L | Higgs Physics | 6 KP | 2V + 1U | M. Donegà, M. Grazzini | |
| Kurzbeschreibung | The course introduces the theory and phenomenology of the recently discovered Higgs boson. With this course the students will receive a detailed introduction to the physics of the Higgs boson in the Standard Model. They will acquire the necessary theoretical background and learn about the main experimental methods used for the discovery of the Higgs boson. | ||||
| Lernziel | With this course the students will receive a detailed introduction to the physics of the Higgs boson in the Standard Model. They will acquire the necessary theoretical background to understand the main production and decay channels of the Higgs boson at high-energy colliders, and the corresponding experimental signatures. | ||||
| Inhalt | Theory part: - the Standard Model and the mass problem: WW scattering and the no-lose theorem - the Higgs mechanism and its implementation in the Standard Model - radiative corrections and the screening theorem - theoretical constraints on the Higgs mass; the hierarchy problem - Higgs production in e+e- collisions - Higgs production at hadron colliders - Higgs decays to fermions and vector bosons - Higgs differential distributions, rapidity distribution, pt spectrum and jet vetoes - Higgs properties and beyond the Standard Model perspective - Outlook: The Higgs sector in weakly coupled and strongly coupled new physics scenarios. Experimental part: Introductory material: - basics of accelerators and detectors - reminders of statistics: likelihoods, hypothesis testing - reminders of multivariate techniques: Boosted Decision Trees and Neural Networks Main topics: - pre-history (pre-LEP) - LEP1: measurements at the Z-pole - Electroweak constraints - LEP2: towards the limit mH<114 GeV - TeVatron searches - LHC: -- main channels overview -- dissect one analysis -- combine information from all channels -- differential measurements -- off-shell measurements | ||||
| Literatur | - Higgs Hunter's Guide (by S.Dawson, J. Gunion, H. Haber and G. Kane) - A. Djouadi, The Anatomy of electro-weak symmetry breaking. I: The Higgs boson in the standard model, Phys.Rept. 457 (2008) 1. - PDG review of "Passage of particles through matter" http://pdg.lbl.gov/2014/reviews/rpp2014-rev-passage-particles-matter.pdf - PDG review of "Accelerators" http://pdg.lbl.gov/2014/reviews/rpp2014-rev-accel-phys-colliders.pdf - "The searches for Higgs Bosons at LEP" M. Kado and C. Tully, Annu. Rev. Nucl. Part. Sci. 2002. 52:65-113 - "Combination of Tevatron searches for the standard model Higgs boson in the W+W- decay mode" HWW TeVatron combination - http://arxiv.org/abs/1001.4162 - "Evidence for a particle produced in association with weak bosons and decaying to a bottom-antibottom quark pair in Higgs boson searches at the TeVatron" http://arxiv.org/abs/1207.6436 - "Higgs Boson Studies at the Tevatron" http://arxiv.org/abs/1303.6346 - “Asymptotic formulae for likelihood-based tests of new physics” Cowan, Cranmer, Gross, Vitells http://arxiv.org/abs/1007.1727 - "Precise determination of the mass of the Higgs boson and tests of compatibility of its couplings with the standard model predictions using proton collisions at 7 and 8 TeV" https://arxiv.org/abs/1412.8662 - "Measurement of the Higgs boson mass from the H→γγ and H→ZZ∗→4ℓ channels with the ATLAS detector using 25 fb−1 of pp collision data" http://arxiv.org/abs/1406.3827 - "Combined Measurement of the Higgs Boson Mass in pp Collisions at √s=7 and 8 TeV with the ATLAS and CMS Experiments" http://arxiv.org/abs/1503.07589 - "Measurements of the Higgs boson production and decay rates and constraints on its couplings from a combined ATLAS and CMS analysis of the LHC pp collision data at √s=7 and 8 TeV" https://arxiv.org/abs/1606.02266 - "Projections of Higgs Boson measurements with 30/fb at 8 TeV and 300/fb at 14 TeV" https://twiki.cern.ch/twiki/bin/view/CMSPublic/HigProjectionEsg2012TWiki | ||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Prerequisites: Quantum Field Theory I, Phenomenology of Particle Physics I | ||||