Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage,

• Partitionsfunktionen von freien Skalar-, Fermion- und Eichtheorien zu berechnen (Pfadintegralquantisierung);
• ihre thermodynamischen Eigenschaften und Propagatoren zu bestimmen (Matsubara-Formalismus, Realzeitformalismus);
• Feynman-Regeln auf thermische Feldtheorien (für Loop-Korrekturen) anzuwenden und Störungstheorie mithilfe von IR-Resummation und des 1PI-Formalismus umzustrukturieren;
• die Eigenenergien auf 1-Loop-Ebene mithilfe von Hard Thermal Loop (HTL-) Näherungen zu berechnen. Konkretes Beispiel: Photonenpolarisationstensor und sich daraus ergebende Dispersionsrelationen
• Pfadintegrale nichtthermischer Feldtheorien aufzuschreiben (Schwinger-Keldysh-Zeitkontur);
• die klassisch-statistische Näherung aus der vollen Quantenfeldtheorie abzuleiten;
• den 2PI-Formalismus zu verwenden, um exakte Feldgleichungen für Propagatoren abzuleiten und alternative Näherungsschemata zu nutzen

1. Einführung: Statistische Quantenmechanik, relativistische Thermodynamik, Propagatoren für Vielteilchensysteme, Störungstheorie, Matsubara-Formalismus und Schwinger-Keldysh-Formalismus, Skalare, Fermionen und Eichtheorien bei endlicher Temperatur: 2. Aktuelle Anwendungen: 2.1. Kollektive Phänomene im relativistischen Plasma: Quasiteilchenspektrum im Elektronplasma und Quark-Gluon-Plasma, Verbesserung der Störungstheorie; 2.2. Phasenübergänge: Spontane Symmetriebrechung und Symmetrierestoration bei hohen Temperaturen, effektives Potential; 2.3. nicht-thermische Quantenfeldtheorie, klassisch-statistische Näherung, 2PI Formalismus und exakte Bewegungsgleichungen.

• Tafelvortrag;
• ggf. Präsentation von Folien / Bildern;
• freiwillige Übungsaufgaben zur Vertiefung des Lehrstoffs.

Die Vorlesung folgt überwiegend dem Vorlesungsskript von A. Schmitt und A. Rebhan. Darüber hinaus ist das Vorlesungsskript / Buch von M. Laine und A. Vuorinen sehr nützlich, um das Verständnis von thermischer Feldtheorie zu verbessern. Der Teil zur nichtthermischen Feldtheorie basiert größtenteils auf einem Vorlesungsskript von J. Berges.

Links zu den Skripten und weitere Informationen und Ankündigungen erfolgen auf http://www.itp.tuwien.ac.at/Homepage_Kirill_Boguslavski.

Schriftliche Prüfung am Ende des Semesters oder mündliche Prüfung nach Vereinbarung.

Ein Skriptum zur Lehrveranstaltung ist erhältlich. siehe http://www.itp.tuwien.ac.at J. Kapusta: Finite-temperature Field Theory (Cambridge Univ. Press): M. Le Bellac: Thermal Field Theory (Cambridge Univ.Press).

Rudimentäre Kenntnisse in Quantenfeldtheorie wünschenswert aber nicht notwendig