Fortgeschrittenen-Praktikum in Astronomie und Astrophysik

• Röntgen-CCD (CCD, Astronomie/HEA, Thomas Schanz Raum A107, Laptop-Ausgabe Raum A107)
  Bestimmung von Eigenschaften eines pn-CCD im Labor, Auswertung von Messungen mit dem Röntgensatelliten XMM-Newton. Ein Video vom Versuch befindet sich zusammen mit den Daten und den Analysewerkzeugen auf dem ausgegebenen Laptop zur Durchführung zuhause.  (Versuchsanleitung; LINUX-Grundlagen; Poster (veraltet), Poster zum eRosita-Projekt).
• MCP-Detektor (MCP, Astronomie/HEA, Sebastian Diebold Raum A108/Lauro Conti Raum A110, Treffpunkt Raum A108)
  Anhand des Mikrokanalplatten-Detektors des ORFEUS-Echelle-Spektrometers werden die Funktionsweise und die Eigenschaften solcher Detektoren untersucht. (Versuchsanleitung; Poster)
• Digitalelektronik für Röntgen-/Gammadetektoren (DERG, Astronomie/HEA, Chris Tenzer Raum A107, Treffpunkt vor Raum A107)
  Aufbau einer Datenerfassungs-Elektronik mit Hilfe von programmierbaren elektronischen Bauteilen - FPGAs. (Versuchsanleitung) - Hinweis: Da der Versuch im Kellergeschoss stattfindet, empfiehlt sich auch im Hochsommer eine etwas wärmere Bekleidung!
• Photometrie und Spektroskopie (PH-SP, Astronomie/HEA, Treffpunkt Raum A107)
  Solare und stellare Spektroskopie und Farben-Helligkeits-Diagramme. (Versuchs-Anleitung, Poster)
• Radioastronomie (RADIO, Astronomie/HEA, Alejandro Guzman Raum A221, Treffpunkt vor Raum A221)
  Vermessung der Milchstrasse mit Hilfe der 21-cm-Radiostrahlung des Wasserstoffs, Erstellen der Rotationskurve sowie einer Karte unserer Milchstrasse. Versuchsanleitung englisch)
• Chaos im Planetensystem (CHAOS, Computational Physics, Christoph Schäfer, Raum C10 A40, Treffpunkt C9 G09)
  Beim klassischen N-Körper-Problem werden die Bewegungen von N Punktmassen in ihrem gemeinsamen Gravitationsfeld bestimmt. In diesem Versuch sollen verschiedene numerische Verfahren zur Lösung gewöhnlicher Differenzialgleichungen untersucht werden auf ihre Eignung zur Durchführung der Bahnintegration. (Webseite zum Versuch; LINUX-Grundlagen; Poster)
• N-Körper Simulationen mit REBOUND (NBODY, Computational Physics, Christoph Schäfer, Raum C10 A40, Treffpunkt C9 G09)
  In diesem Teil des Praktikums werden die Studenten ein vorhandenes N-Body-Softwarepaket verwenden, um verschiedene Probleme wie die Stabilität der Saturnringe und die Kirkwood-Lücken zu lösen. (Versuchsanleitung; LINUX-Grundlagen)
• Stellare Oszillationen (STOS, Computational Physics, Christoph Schäfer, Raum C10 A40)
  (Versuchsanleitung; LINUX-Grundlagen)

Die Poster zu den Versuchen wurden anlässlich der Praktikumsleitertagung im September 2008 erstellt.
 

Kernphysik-Versuche für den Studiengang Master Astro and Particle Physics:

• Magnetische Kernresonanz (NMR, Physikalisches Institut, Katharina Kilgus, Tel. 77081, Büro D4 P30; Treffpunkt D3 P14)
  Basisexperimente mit gepulster NMR unter Verwendung von flüssigen und festen Proben, die die grundlegenden Prinzipien der Magnetresonanzspektroskopie (MRS) und der Kernspintomographie veranschaulichen (MRI). (Versuchsanleitung)
• Mößbauer-Effekt (NMR, Physikalisches Institut, Marc Breisch, Tel. 76276, Büro D2 P11; Treffpunkt D2 P40)
  Der Mößbauer-Effekt oder rückstoßfreie Kernresonanzabsorption erlaubt die Untersuchung winziger Änderungen der Kernenergieniveaus. In diesem Experiment werden die Hyperfeinaufspaltung, die isomere Verschiebung und die Quadrupolaufspaltung gemessen. (Versuchsanleitung)
• Neutronenaktivierung (NAK, Physikalisches Institut, N/N; Treffpunkt D2 P40)
  Untersuchung des radioaktiven Zerfalls verschiedener Materialien, die zuvor mit einer Neutronenquelle aktiviert wurden (wie bei der zerstörungsfreien Materialprüfung) und Analyse der Korrelation zwischen Zerfalls- und Aktivierungszeiten. (Versuchsanleitung)

Alle Studierende müssen fünf Versuche erfolgreich absolvieren, um das Praktikum abzuschließen.

Studierende des Schwerpunktfachs Astronomie und Astrophysik führen in der Regel vier Versuche im Bereich Astronomie und einen Versuch im Bereich Computational Physics durch. Im Bereich Astronomie ist der Versuch Photometrie und Spektroskopie obligatorisch.

Studierende des Studiengangs Master Astro and Particle Physics müssen mindestens drei Versuche in den Bereichen Astronomie und Computational Physics und mindestens einen Versuch im Bereich Kernphysik durchführen.

Die Einteilung in Gruppen (in der Regel zwei Personen) und die Zuordnung zu den Versuchen erfolgt einige Tage vor Beginn des Praktikums. Präferenzen bezüglich Gruppenpartner/in und Versuchen sollten direkt bei der Anmeldung via Ilias oder vorab per Mail geäußert werden und werden nach Möglichkeit berücksichtigt.

• Es wird erwartet, dass die Versuchsanleitungen bis zum Praktikumstag von den Teilnehmern gelesen worden sind. Dies wird anhand eines mündlichen Testats vor Versuchsbeginn überprüft. Einige Anleitungen enthalten im Theorieteil zur Vorbereitung des Versuchs Aufgaben, deren Lösungen am Versuchstag vorzulegen sind. Im Falle einer unzureichenden Vorbereitung können Studierende vom Versuch ausgeschlossen werden.
• Erfolgreiche Teilnahme am Basismodul "Astronomie und Astrophysik" (Studiengang Bachelor) oder Student/in des Master of Science Astro and Particle Physics.
• Programmiergrundkenntnisse:
  Für die Versuche in Computational Physics wird erwartet, dass die Studenten kleine Programme selbst schreiben können, z.B. in C oder FORTRAN. Online-Tutorien gibt es bei den Hinweisen zu den Programmierversuchen. Bei Fragen und Problemen dazu steht C. Schäfer zur Verfügung.
• Die Auswertung der Astronomie-Versuche wird in der Regel mit der Programmier- und Interpretersprache IDL vorgenommen werden. Die notwendigen Schritte werden in den Anleitungen erläutert.
• Für einzelne Versuche sind Grundkenntnisse in LINUX erforderlich.
• Für den Versuch MCP-Detektor sind Excel-Kenntnisse hilfreich, aber nicht Voraussetzung.
• Die Versuchsanleitung zum Versuch MCP-Detektor enthält am Ende ein Kapitel mit allgemeingültigen Hinweisen zur Anfertigung der Protokolle. Es ist erforderlich, diese Hinweise vor Beginn des Praktikums zu lesen und anschließend auch zu beherzigen!
• Die Programmierversuche finden im Computerraum der Theoretischen Physik statt (CIP-Pool, Morgenstelle D2A38, Rechnerzugang mit dem üblichen ZDV-Login).