Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage ihr grundlegendes Wissen über die Monte Carlo Methode und deren Verwendung in Teilchensimulationen auf typische Problemstellungen der Teilchenphysik anzuwenden. Sie sind fähig neue Probleme zu analysieren, die zugrunde liegende wissenschaftliche Frage zu identifizieren, eine Simulation zu deren Beantwortung zu entwickeln, diese in den Monte Carlo Programcode Geant4 umzusetzen, und die Ergebnisse der Simulation auszuwerten.

Theorie der Monte Carlo-Methode, Monte Carlo-Simulationen in der Teilchenphysik, Anwendungsfälle für Simulationen im Rahmen von Teilchenbeschleunigern, Neutronenphysik und der Modellierung des Untergrundes für Experimente zu Suche nach Seltenen Ereignissen wie die Suche nach Dunkler Materie oder Neutrinowechselwirkungen, Entwickeln von Simulationen als virtuelle Experimente, relevante Aspekte des Softwareentwurfs und der Softwareentwicklung, Umsetzen der Simulation in Geant4 Programcode, Datenanalyse.

Die Vorlesung legt den Fokus abwechselnd auf die Vortragenden und die Studierenden, angelehnt an den „Flipped Classroom“: die Vortragenden führen in die jeweilige Thematik ein und bieten praktische Aufgaben an. Mittels der Einführung und dem angebotenen Skriptum haben die Studierenden die Möglichkeit ihre Kenntnisse zu vertiefen indem sie selbstständig Lösungen zu den Aufgaben vorbereiten. Die Lösungen werden dann im nächsten Vorlesungstermin besprochen und in Code umgesetzt. Während der Vorlesungen werden den Studierenden Laptops mit der notwendigen Software gestellt.

Grundlegende Kenntnisse in C++-Programmierung und der Benutzung eines Computers mit Linux werden vorausgesetzt.

Teilnahme an der Vorlesung und vorführen von Lösungen zu den praktischen Aufgaben.