Fortgeschrittene Themen in der QFT: von nicht-perturbativen Phänomenen zu Gravitation
Advanced Topics in QFT: from non-perturbative phenomena to gravity
Modul NAT3005
Basisdaten
NAT3005 ist ein Semestermodul in auf das unregelmäßig angeboten wird.
Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.
- Spezifischer Spezialfachkatalog Kern-, Teilchen- und Astrophysik
- Komplementärer Spezialfachkatalog Physik der kondensierten Materie
- Komplementärer Spezialfachkatalog Biophysik
- Komplementärer Spezialfachkatalog Applied and Engineering Physics
- Spezialisierung im Elitemasterstudiengang Theoretische und Mathematische Physik (TMP)
Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.
| Gesamtaufwand | Präsenzveranstaltungen | Umfang (ECTS) |
|---|---|---|
| 300 h | 90 h | 10 CP |
Inhaltlich verantwortlich für das Modul NAT3005 ist Andreas Weiler.
Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen
Inhalt
- Solitons in 2D (kink), 3D (vortices), 4D (monopoles)
- Introduction to homotopy theory and homotopy groups
- The U(1) problem and the strong CP problem
- Anomalies and zero modes
- Instantons and t'Hooft operator
- QFT in curved space-time
- Unruh effect
- Hawking effect
- Entanglement entropy
Lernergebnisse
- non-perturbative phenomena in QFT relevant for the theta-vacuum
- the violation of anomalous global symmetries by instantons and sphalerons
- the quantum theory of inflation
- Particle physics in the presence of strong gravitational fields (e.g. near black holes)
Voraussetzungen
Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise
Lehrveranstaltungen und Termine
| Art | SWS | Titel | Dozent(en) | Termine | Links |
|---|---|---|---|---|---|
| VO | 4 | Advanced Topics in QFT: from non-perturbative phenomena to gravity | Weiler, A. |
Di, 10:00–12:00, PH 3343 Do, 12:00–14:00, PH 3343 sowie einzelne oder verschobene Termine |
|
| UE | 2 | Exercise to Advanced Topics in QFT: from non-perturbative phenomena to gravity |
Leitung/Koordination: Weiler, A. |
Do, 15:15–17:15, PH-Cont. C.3202 Do, 16:00–18:00, PH-Cont. C.3202 |
Lern- und Lehrmethoden
Medienformen
Literatur
- S. Weinberg - Quantum Field Theory (1 & 2)
- Rajamaran - Solitons and Instantons
- L. Parker/D. Toms, Quantum Field Theory in Curved Spacetime, Cambridge Monographs on Mathematical Physics
- Coleman - Aspects of Symmetry
- Schwartz - Quantum Field Theory and the Standard Model
- N.D. Birrell/P.C.W. Davies, Quantum fields in curved space, Cambridge Monographs on Mathematical Physics
- V.F. Mukhanov/S. Winitzki, Quantum Effects in Gravity, Cambridge University Press
Modulprüfung
Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen
There will be an oral exam of 30 minutes duration. Therein the achievement of the competencies given in section learning outcome is tested exemplarily at least to the given cognition level using comprehension questions and sample calculations.
For example an assignment in the exam might be:
- Explain the relationship between anomalous currents and instantons
- What are zero modes? What is the t'Hooft operator?
- What is the theta vacuum?
- What is a homotopy group and why is it important for gauge theories?
- What is the Unruh/Hawking effect and how do you calculate it?
Participation in the exercise classes is strongly recommended since the exercises prepare for the problems of the exam and rehearse the specific competencies.
There will be a bonus (one intermediate stepping of "0,3" to the better grade) on passed module exams (4,3 is not upgraded to 4,0). The bonus is applicable to the exam period directly following the lecture period (not to the exam repetition) and subject to the condition that the student passes the mid-term of passing the voluntary test exam during the semester
Wiederholbarkeit
Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten.