135.006 Thermische Quantenfeldtheorie
Diese Lehrveranstaltung ist in allen zugeordneten Curricula Teil der STEOP.
Diese Lehrveranstaltung ist in mindestens einem zugeordneten Curriculum Teil der STEOP.

2020S, SV, 2.0h, 3.0EC

Merkmale

  • Semesterwochenstunden: 2.0
  • ECTS: 3.0
  • Typ: SV Spezialvorlesung

Lernergebnisse

Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage,

  • Partitionsfunktionen von freien Skalar-, Fermion- und Eichtheorien zu berechnen (Pfadintegralquantisierung);
  • ihre thermodynamischen Eigenschaften und freien Propagatoren zu bestimmen (z. B. durch Umformulierung von Matsubara-Frequenzsummen unter Verwendung von Konturintegralen);
  • Feynman-Regeln auf thermische Feldtheorien (für Loop-Korrekturen) anzuwenden und Störungstheorie mithilfe 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);
  • den 2PI-Formalismus zu verwenden, um exakte Feldgleichungen für Propagatoren abzuleiten und alternative Näherungsschemata zu nutzen;
  • kinetische Theorien (Boltzmann-Gleichungen) zu formulieren, um nichtthermische Dynamik näherungsweise zu beschreiben.

Inhalt der Lehrveranstaltung

1. Einführung: Statistische Quantenmechanik, relativistische Thermodynamik, Propagatoren für Vielteilchensysteme, Störungstheorie, Matsubara-Formalismus und Schwinger-Keldysh-Formalismus, 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. (fällt wahrscheinlich weg) Phasenübergänge im Standardmodell der Elementarteilchenphysik: Spontane Symmetriebrechung und Symmetrierestoration bei hohen Temperaturen, effektives Potential; 2.3. (wahrscheinlich statt 2.2) 2PI Formalismus und nicht-thermische Quantenfeldtheorie, kinetische Theorien.

Methoden

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

Prüfungsmodus

Schriftlich und Mündlich

Weitere Informationen

Die Vorlesung folgt überwiegend den Vorlesungsskripten von Prof. A. Schmitt und Prof. A. Rebhan. Der Teil zur nicht-thermischen Feldtheorie wird anderen Quellen folgen, deren Referenzen zeitlich bekannt gegeben werden.

Vortragende

Institut

LVA Termine

TagZeitDatumOrtBeschreibung
Mi.14:00 - 16:0004.03.2020 - 24.06.2020Sem.R. DB gelb 07 Thermische Quantenfeldtheorie
Thermische Quantenfeldtheorie - Einzeltermine
TagDatumZeitOrtBeschreibung
Mi.04.03.202014:00 - 16:00Sem.R. DB gelb 07 Thermische Quantenfeldtheorie
Mi.11.03.202014:00 - 16:00Sem.R. DB gelb 07 Thermische Quantenfeldtheorie
Mi.18.03.202014:00 - 16:00Sem.R. DB gelb 07 Thermische Quantenfeldtheorie
Mi.25.03.202014:00 - 16:00Sem.R. DB gelb 07 Thermische Quantenfeldtheorie
Mi.01.04.202014:00 - 16:00Sem.R. DB gelb 07 Thermische Quantenfeldtheorie
Mi.22.04.202014:00 - 16:00Sem.R. DB gelb 07 Thermische Quantenfeldtheorie
Mi.29.04.202014:00 - 16:00Sem.R. DB gelb 07 Thermische Quantenfeldtheorie
Mi.06.05.202014:00 - 16:00Sem.R. DB gelb 07 Thermische Quantenfeldtheorie
Mi.13.05.202014:00 - 16:00Sem.R. DB gelb 07 Thermische Quantenfeldtheorie
Mi.20.05.202014:00 - 16:00Sem.R. DB gelb 07 Thermische Quantenfeldtheorie
Mi.27.05.202014:00 - 16:00Sem.R. DB gelb 07 Thermische Quantenfeldtheorie
Mi.03.06.202014:00 - 16:00Sem.R. DB gelb 07 Thermische Quantenfeldtheorie
Mi.10.06.202014:00 - 16:00Sem.R. DB gelb 07 Thermische Quantenfeldtheorie
Mi.17.06.202014:00 - 16:00Sem.R. DB gelb 07 Thermische Quantenfeldtheorie
Mi.24.06.202014:00 - 16:00Sem.R. DB gelb 07 Thermische Quantenfeldtheorie

Leistungsnachweis

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

LVA-Anmeldung

Nicht erforderlich

Curricula

Literatur

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).

Vorkenntnisse

Rudimentäre Kenntnisse in Quantenfeldtheorie wünschenswert aber nicht notwendig

Sprache

bei Bedarf in Englisch