Proseminare und Semesterarbeiten

Ziel dieser Arbeit ist es, das Experimentieren in einem Forschungsumfeld zu erlernen, sowie die gewonnenen Daten zu analysieren und zu interpretieren. Die Ergebnisse
werden in einem schriftlichen Bericht und einer Präsentation zusammengefasst.

Studierende können ein Projekt finden, indem sie sich direkt an die Forschunggruppen wenden, mit denen sie zusammenarbeiten möchten.
Einige Gruppen haben Projekte auf ihren Websites veröffentlicht. Die Websites der Gruppen finden Studierende auf der Homepage des Instituts für Physik (D-PHYS) unter Forschung. Alle Professor: innen der Fachbereiche Physik und Mathematik, ausserordentliche Professor: innen und ausgewählte weitere Personen können als Betreuende fungieren. Eine vollständige Liste der zugelassenen Betreuungspersonen finden Sie  bei der Anmeldung.

Anmeldung: Wählen Sie in myStudies unter Projekt-, Master und Studienarbeiten die Option 402-0218-BSL Research Project und wählen Sie eine Betreuungsperson aus. Projekte können nach Absprache mit den Betreuungspersonen jederzeit im Semester begonnen werden, müssen jedoch vorgängig von ihnen bestätigt werden!

Proseminare beinhalten das angeleitete Selbststudium wissenschaftlicher Artikel und fortgeschrittener Lehrbücher der theoretischen Physik. Die Ergebnisse werden in einem schriftlichen Bericht und einer Präsentation vorgestellt. Im Frühjahrssemester werden in der Regel drei Proseminare mit begrenzter Teilnehmerzahl angeboten (maximal ca. 30 Studierende pro Thema). In der Regel ist eines der Themen auch für Bachelor-Studierende geeignet. Die Studierenden werden per E-Mail über die separate Anmeldung informiert. Bitte beachten Sie, dass Proseminarplätze begehrt sind. Weitere Informationen zu den Proseminaren finden Sie auf der Website des Instituts für Theoretische Physik (auf Englisch). Das Proseminar im Herbstsemester wird in der Regel vorrangig für Master-Studierende angeboten.

Anmeldung: Bitte melden Sie sich erst dann für das Proseminar an, nachdem Sie einen Platz zugewiesen erhalten haben. Wählen Sie dann unter Projekte/Arbeiten/Studienarbeiten in myStudies das Forschungsprojekt 402-0218-BSL sowie die vereinbarte Betreuungsperson aus.

Dieser Laborkurs dient der Vertiefung der experimentellen Fertigkeiten in einem Umfeld, das realen Forschungsbedingungen nahekommt. Dazu gehören die Konzeption und Durchführung von Experimenten, Messungen, die Datenanalyse unter Berücksichtigung von Messunsicherheiten sowie die Interpretation der Ergebnisse. Die experimentellen Arbeiten müssen in einem schriftlichen Bericht abgeschlossen werden. Die Studierenden führen Experimente durch, die von verschiedenen Forschungsgruppen des Departements angeboten werden. In vielen Fällen befinden sich die Versuchsaufbauten tatsächlich in Forschungslabors.

Folgende Aspekte stehen im Vordergrund:

• Verständnis physikalischer Phänomene
  
• Anwendung einer strukturierten Herangehensweise bei Experimenten mit komplexen Versuchsanordnungen
• Einsatz relevanter statistischer Methoden zur Datenanalyse
• Interpretation von Messungen und Unsicherheiten
• wissenschaftlich korrekte Darstellung von Experimenten und Ergebnissen
• Beachtung ethischer Aspekte der Forschung und der wissenschaftlichen Kommunikation

Wir bieten fortgeschrittene Experimente zu folgenden Themen an: Kern- und Teilchenphysik, Quantenelektronik, Festkörperphysik und Astrophysik.

Voraussetzungen: Die Physikpraktika P1 und P2 müssen erfolgreich abgeschlossen worden sein.

Anmeldung: Die Anmeldung erfolgt durch die Belegung von 402-0000-15L In-Group Projects in myStudies.

Weitere Informationen sind auf der Physikpraktika-Webseite zu finden.

Das P+ bietet motivierten und interessierten Studierenden ein projektbasiertes Physik-Laborpraktikum, in dem sie ihre eigenen Physikversuche planen, durchführen und aus-werten können. Das forschende Lernen in kleinen Gruppen fördert zusätzliche Kompetenzen in den Bereichen interdisziplinäres Denken, Projektmanagement, Team-arbeit und kritische Bewertung der eigenen Projekte.

• Im P+ führen die Studierenden in Sechsergruppen 6 Experimente durch, die weitgehend frei gestaltet werden können. Die Gruppen werden während des gesamten Semesters von hochmotivierten Hilfsassistierenden begleitet. Zusätzlich betreut ein erfahrener Assistent mehrere Gruppen gleichzeitig.
• Es steht eine Sammlung von Experimentideen zur Verfügung, und bestehende Aufbauten können modifiziert oder angepasst werden. Eine kleine Werkstatt kann zudem zur Realisierung einfacher Konstruktionen genutzt werden (z. B. 3D-Druck, Löten usw.).
• Für jedes Experiment sind zwei Wochen vorgesehen. In der ersten Woche werden die Experimentideen und die zugrunde liegende Physik innerhalb der Gruppe besprochen und gemeinsam mit den Assistierenden ein Projektplan entwickelt. Anschliessend wird ein Versuchsaufbau geplant und gebaut. In der zweiten Woche wird das Experiment gemäss dem Projektplan durchgeführt.

Voraussetzung: Das Physikpraktikum P1 muss erfolgreich abgeschlossen worden sein.

Anmeldung: Wählen Sie in myStudies die LE 402-0000-14L P+: Projektbasiertes Physikpraktikum.

Weitere Informationen sind auf der Physikpraktika-Webseite zu finden.

Dieser praxisorientierte Kurs vermittelt die Grundlagen für selbstständiges Experimentieren. Dazu gehören die Planung, Vorbereitung, Durchführung, Auswertung und Interpretation physikalischer Experimente unter Berücksichtigung der Messgenauigkeit sowie die Erstellung eines schriftlichen Berichts über den gesamten Versuchsablauf in wissenschaftlicher Form. Die Studierenden lernen, anspruchsvollere Experimente selbstständig durchzuführen und diese wissenschaftlich korrekt zu dokumentieren.

Folgende Punkte werden besonders hervorgehoben:

• Verständnis komplexerer physikalischer Phänomene
• Strukturierte Herangehensweise an Experimente mit anspruchsvollen Instrumenten
• Praktische Aspekte des Experimentierens und der Messmethoden
• Erlernen und Anwenden relevanter statistischer Methoden der Datenauswertung
• Interpretation von Messungen und Messungenauigkeiten
• Beschreibung des Experiments und der Ergebnisse in wissenschaftlicher Form, analog zu wissenschaftlichen Publikationen
• Ethische Aspekte der experimentellen Forschung und der wissenschaftlichen Kommunikation

Es stehen Experimente aus den folgenden Bereichen zur Auswahl: Grundlegende Themen aus Mechanik, Optik, Thermodynamik, Elektromagnetismus und Elektronik sowie zentrale Themen aus Teilchen- und Kernphysik, Quantenelektronik, Quantenmechanik, Festkörperphysik und Astrophysik.

Voraussetzung: Physikpraktikum P3 muss erfolgreich abgeschlossen sein.

Anmeldung: Die Anmeldung erfolgt durch die Belegung der LE 402-0000-10 Physikpraktikum P4 in myStudies.

Weitere Informationen finden Sie auf der Physikpraktika-Webseite.

Die Studierenden nehmen an unseren laufenden Forschungs- und
Entwicklungsaktivitäten für das elektromagnetische Kalorimeter (ECAL) des
CMS-Experiments am CERN teil und führen dabei eine Aufgabe oder ein kleines Projekt durch. Dadurch können die Studierenden ein tiefgreifendes Verständnis für die Komplexität gross angelegter Teilchenphysik-Experimente entwickeln, einschliesslich des Detektorkonzepts, der Ausleseelektronik sowie Aspekte der Datenerfassung und -analyse, je nach der jeweiligen Aufgabe. Typische Aufgaben umfassen die Vorbereitung des Messaufbaus, Messungen, Tests, Datenerfassung, Datenanalyse und -interpretation oder einen Teil davon. Die Studierenden erwerben Programmierkenntnisse in Python und/oder C++ sowie im ROOT-Analyseframework des CERN für die Datenanalyse und -darstellung. Abschliessend präsentieren die Studierenden ihre Ergebnisse mündlich und erstellen einen schriftlichen Bericht in Publikationsqualität.

Voraussetzungen: Die Studierenden müssen den Einführungskurs in Teilchenphysik und Teilchendetektoren erfolgreich absolviert haben. Grundkenntnisse in der Programmierung, insbesondere in Python und/oder C++, sowie Grundkenntnisse in Elektronik sind wünschenswert.

Ort und Zeit: Die Projekte finden zweimal jährlich statt, im Januar/Februar und im Juni.
Die Arbeit wird am CERN-Standort in Prévessin (Frankreich) durchgeführt. Pro Semester stehen maximal zwei Plätze zur Verfügung. Diese werden nach dem Prinzip „first come, first serve" vergeben.

Anmeldung: Bitte setzen Sie sich vor der Anmeldung mit Dr. Werner Lustermann in Verbindung. Melden Sie sich erst an, wenn Sie die ausdrückliche Zustimmung von Dr. Lustermann erhalten haben. Zur Anmeldung wählen Sie in myStudies unter Projekt-, Master und Studienarbeiten > Arbeiten > neue Arbeit anmelden und dann 402-0218-BSL Research Project aus und geben Sie Dr. Lustermann als Betreuer an.

Während der Semesterferien haben sechs Studierende die Möglichkeit, drei Wochen lang an einem praxisorientierten Kurs zur experimentellen Teilchenphysik in Heidelberg sowie am PSI teilzunehmen. Die Gruppe entwickelt und führt ein kleines, reales Experiment durch, einschliesslich des Entwurfs, des Aufbaus, der Durchführung und der Datenanalyse der Versuchsanordnung. Der Kurs umfasst einige Vorlesungen, der Schwerpunkt liegt jedoch auf den praktischen Aspekten des Experimentierens. Die Studierenden lernen alle Schritte kennen, die erforderlich sind, um in einem kleinen Team ein vollständiges Teilchenphysik-Experiment durchzuführen. Sie erwerben die Fähigkeiten, dies im Team selbstständig zu tun, einschliesslich Entwurf, Bau, Datenerfassung und -analyse.

Ort und Termin: Das Projekt wird am Paul-Scherrer-Institut (PSI) in Villingen AG und in Heidelberg in Deutschland durchgeführt, in der Regel drei Wochen während der Sommer-Semesterferien, abhängig von den verfügbaren Strahlzeiten am PSI. Die genauen Termine werden im Laufe des Semesters festgelegt.

Anmeldung: Bitte melden Sie sich frühzeitig an, da die Teilnehmerzahl begrenzt ist! Wenden Sie sich für Informationen und zur Anmeldung an . Bitte melden Sie sich erst in myStudies an, wenn Sie die Zustimmung von Prof. Sóter erhalten haben. Wählen Sie in myStudies unter Projekt-, Master und Studienarbeiten den Eintrag 402-0218-BSL Research Project aus und geben Sie Prof. Sóter als Betreuerin an.

Wenn Sie ein Semesterprojekt in Medizinischer Physik durchführen möchten, kontaktieren Sie bitte  für weitere Informationen.

Anmeldung: Wählen Sie in myStudies unter Projekt-, Master-, und Studienarbeiten die Option 402-0218-BSL Research Project. Wählen Sie eine Betreuungsperson aus, welche zur Betreuung von Projekten des D-PHYS berechtigt ist.

In der Regel wird am D-PHYS auf Bachelor-Stufe nur eine Semesterarbeit durchgeführt. Im Ausnahmefall kann eine zweite Arbeit durchgeführt werden. Sobald ein begründeter Antrag an den Studiendirektor (via des D-PHYS) eingereicht und genehmigt wurde, kann die Anmeldung erfolgen.