FY553: Det mørke univers og (neurale) netværk

Det Naturvidenskabelige Studienævn

Undervisningssprog: Engelsk
EKA: N500058102
Censur: Intern prøve, en bedømmer
Bedømmelse: Bestået/Ikke bestået
Udbudssteder: Odense
Udbudsterminer: Sommerkursus (efterår)
Niveau: Bachelor

STADS ID (UVA): N500058101
ECTS-point: 5

Godkendelsesdato: 31-03-2022


Varighed: 1 semester

Version: Godkendt - aktiv

Kommentar

Kurset er en del af 'Summer School' og er også for udenlandske studerende, afholdes i ugerne 32-33.

Indgangskrav

Ingen

Faglige forudsætninger

Studerende, der følger kurset, forventes at 

  • Have kendskab til klassisk mekanik og grundlæggende kendskab til speciel relativitetsteori
  • Have grundlæggende kendskab til differentialregning og en smule kendskab til Python

Formål

Vores univers rummer et fascinerende mysterium: Den 'mørke del' af universet inkluderer mørkt stof, som kan være nye elementarpartikler. Kurset vil give en introduktion til mørkt stof, og vi vil tale om nogle af de ting, mørkt stof kunne være.

I anden del af kurset knytter vi an til neurale netværk, som har udviklet sig til et stærkt redskab til at takle grundlæggende problemer i fundamental fysik, herunder strukturen af den mørke sektor. Endelig vil anvendelsen af neurale netværk til hyperspektral billedrekonstruktion blive udforsket.

Kurset vil linke en teoretisk gennemgang af nogle af de mest spændende åbne problemer i fundamental fysik med anvendelser i computer science, som er relevante for studerende med forskellige baggrunde i fysik, computer science og matematik.

Kompetencerne som de studerende opnår i kurset er:

  • Numeriske og analytiske metoder i teoretisk fysik
  • At forstå centrale dele af moderne teoretisk fysik, særligt åbne problemer i astrofysik og strukturen af rum-tid

Kurset har til formål at sætte den studerende i stand til at forstå og forbinde koncepter på tværs af fysikemner, og opnå generelle problemløsningsevner, analytisk tænkning og en god forståelse af komplekse problemer.
Kurset bygger oven på den viden, der er erhvervet i klassisk mekanik og speciel relativitetsteorikurser, f.eks. FT500 og FY546.  

I forhold til uddannelsens kompetenceprofil har kurset eksplicit fokus på at:

  • Give kompetence til at forstå komplekse problemer og udvikle metoder til at løse dem
  • Give færdigheder til at løse problemer i teoretisk fysik
  • Give viden om grundlæggende statistik

Målbeskrivelse

For at opnå kursets formål er det læringsmålet for kurset, at den studerende demonstrerer evne til at:            

  • Anvende numeriske og analytiske metoder til at konstruere og analysere netværk. 
  • Bruge frekventistisk og bayesiansk inferens på simple regressionsproblemer
  • Demonstrere viden om den grundlæggende evidens for mørkt stof. 
  • Konstruere simple neurale netværk og anvende dem til klassifikation af regressionsproblemer i kontekst af mørkt stof-fysik, såvel som rekonstruktion af hyperspektrale kuber.
  • Opnå viden om programmering i Python.
  • Opnå viden om konstruktion af neurale netværk i Keras, en deep learning API.
  • Opnå viden og forståelse af neurale netværk og deres anvendelse, specielt for mørkt stof-fysik og hyperspektral billedrekonstruktion.

Indhold

Kurset indeholder følgende faglige hovedområder: 

  • Mørkt stofs astrofysik.
  • Begreberne frekventistisk og Bayesiansk inferens
  • Grundlæggende om neurale netværk
  • Programmering i Python og Keras

Litteratur

Se itslearning for pensumlister og yderligere litteraturhenvisninger

Eksamensbestemmelser

Eksamenselement a)

Tidsmæssig placering

Efterår

Udprøvninger

Projekt

EKA

N500058102

Censur

Intern prøve, en bedømmer

Bedømmelse

Bestået/Ikke bestået

Identifikation

Fulde navn og SDU brugernavn

Sprog

Følger, som udgangspunkt, undervisningssprog

Hjælpemidler

Oplyses på kurset

ECTS-point

5

Uddybende information

Projektet udarbejdes i undervisningen. 
Reeksamen afholdes 3-4 uger efter kursets afslutning og består af ien mundtlig eksamen (via Zoom for exchange studerende).

Vejledende antal undervisningstimer

36 timer per semester

Undervisningsform

På naturvidenskab er undervisningen tilrettelagt efter trefasemodellen dvs. intro, trænings- og studiefasen.

  • Introfase 18 timer 
  • Træningsfase 18 timer, heraf eksaminatorier 10 timer og øvelser i programmering og dataanalyse: 8 timer 

Aktiviteter i studiefasen:

  • Udarbejdelse af projekt udvalgt blandt kursets emner

Ansvarlig underviser

Navn E-mail Institut
Mads Toudal Frandsen frandsen@cp3.sdu.dk Fysik

Yderligere undervisere

Navn E-mail Institut By
Michael Lomholt mlomholt@sdu.dk Fysik
Wei-Chih Huang huang@cp3.sdu.dk Fysik

Skemaoplysninger

Administrationsenhed

Fysik, kemi og Farmaci

Team hos Uddannelsesjura & Registratur

NAT

Udbudssteder

Odense

Anbefalede studieforløb

Profil Uddannelse Semester Udbuds periode

Overgangsordninger

Overgangsordninger beskriver, hvordan et kursus erstatter et andet kursus, når der ændres i et studieforløb.
Hvis der er lavet en overgangsordning for et kursus vil den fremgå af oversigten.
Se overgangsordninger for alle kurser på Det Naturvidenskabelige Fakultet.