Name des Moduls | [117500] Particles in Strong Electromagnetic Fields | Bezeichnung des Moduls | PAFMO250 |
Studiengang | [128] - Physik | ECTS Punkte | 4 |
Arbeitsaufwand für Selbststudium | 75 | Häufigkeit des Angebotes (Modulturnus) | jedes 2. Semester (ab Sommersemester) |
Arbeitsaufwand in Präsenzstunden | 45 | Dauer des Moduls | 1 |
Arbeitsaufwand Summe (Workload) | 120 | ||
Modul-Verantwortliche/r | Prof. Dr. Matt Zepf |
Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform) | Numerisches Projek oder mündliche Prüfung (100%) |
Empfohlene Literatur |
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Unterrichtssprache | Englisch |
Voraussetzung für die Zulassung zum Modul | Keine |
Empfohlene bzw. erwartete Vorkenntnisse | Grundkenntnisse Elektrodynamik, Quantenmechnik und spezielle Relativitätstheorie |
Art des Moduls (Pflicht-, Wahlpflicht- oder Wahlmodul) | 128 M.Sc. Physik Vertiefung „Optik”: Wahlpflichtmodul 628 M.Sc. Photonics: Wahlpflichtmodul |
Zusammensetzung des Moduls / Lehrformen (V, Ü, S, Praktikum, …) | Vorlesung: 2 SWS Übung: 1 SWS |
Inhalte |
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Lern- und Qualifikationsziele | This course is devoted to the dynamics of charged particles in extremely strong electromagnetic fields, with a focus on ultraintense laser fields. Starting with motion of electrons in constant magnetic and electric fields, the course continues with the electron motion in laser pulses of high intensity when the particle motion becomes relativistic, as well as when radiation back-reaction and quantum effects become relevant. The radiation spectra produced by electrons in extreme motion will be calculated for several of the most important cases: synchrotron radiation, Thomson scattering, and undulator radiation. The theory of radiation reaction on electron motion will be developed, and various models for the practical calculation of these effects will be discussed. The last part of the course will be devoted to discuss QED effects in strong laser fields: stochasticity in radiation reaction, electron-positron pair production in strong fields, and QED cascades. The analytical framework will be complemented with the help of numerical simulations. |