Quantenfeldtheorie
Quantum Field Theory

Modul PH2041

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Modulversion vom WS 2017/8 (aktuell)

Von dieser Modulbeschreibung gibt es historische Versionen. Eine Modulbeschreibung ist immer so lange gültig, bis sie von einer neuen abgelöst wird.

verfügbare Modulversionen
WS 2017/8WS 2016/7WS 2015/6WS 2013/4WS 2010/1

Basisdaten

PH2041 ist ein Semestermodul in Englisch oder Deutsch auf Master-Niveau das im Wintersemester angeboten wird.

Die Gültigkeit des Moduls ist von WS 2017/8 .

Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.

GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
300 h 110 h 10 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2041 ist Martin Beneke.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

  • Funktionale (Pfadintegral) Quantisierung bosonischer und fermionischer Felder
  • Greensche Funktionen
  • Störungstheoretische Entwicklung, Feynman-Diagramme
  • Teilchenzustände, LSZ Reduktion und Wirkungsquerschnitte
  • Eichinvarianz und Quantisierung nichtabelscher Eichtheorien
  • Ward-Takahashi-Identitäten
  • Berechnung von Schleifen und Ultraviolettregularisierung
  • Effekte nach führender Ordnung in Eichtheorien (z.B. anomales magnetisches Moment, Infrarotdivergenzen und weiche Bremsstrahlung)
  • Effektive Feldtheorien
  • Renormierungsgruppe, laufende Kopplungen und Massen

Lernergebnisse

Nach erfolgreichem Absolvieren dieses Moduls, sind die Studierenden in der Lage,

  • Greensche Funktionen störungstheoretisch zu bestimmen, einschliesslich Schleifenkorrekturen, und diese zur Berechnung von Hochenergiereaktionsraten anzuwenden;
  • nichtabelsche Eichtheorien zu quantisieren und auch dort Baum- und Schleifenprozesse zu berechnen,
  • die Konzepte der Regularisierung und Renormierung zu verstehen und diese in Rechnungen anzuwenden;
  • störungstheoretische Rechnungen durch Benutzung der Renormierungsgruppe zu verbessern,
  • effektive Feldtheorien zu konstruieren.

Voraussetzungen

keine Angabe

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VO 5 Quantum Field Theory Beneke, M. Dybalski, W. Mo, 12:00–14:00, PH HS3
Mi, 12:00–14:00, PH HS3
Mi, 14:00–16:00, PH HS3
UE 1 Zentralübung zu Quantenfeldtheorie Vaudrevange, P.
Leitung/Koordination: Beneke, M.
Mi, 14:00–16:00, PH HS3

Lern- und Lehrmethoden

Es werden Hausaufgaben zur Übung und zur Vertiefung des Stoffs ausgegeben.

Medienformen

Tafelvortrag, bei Bedarf ergänzt durch Folien/Präsentationen.

Literatur

  • Peskin & Schroeder, "An Introduction to Quantum Field Theory"
  • Itykson & Zuber, "Quantum Field Theory"
  • Bailin & Love, "Introduction to Gauge Field Theories"

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Das Erreichen der Lernergebnisse wird anhand einer schriftlichen Prüfung von 180 Minuten Länge bewertet. Die Teilnahme am Übungsbetrieb wird dringend empfohlen.

Auf die Note einer bestandenen Modulprüfung in der Prüfungsperiode direkt im Anschluss an die Vorlesung (nicht auf die Wiederholungsprüfung) wird unter folgenden Bedingungen ein Bonus (eine Zwischennotenstufe "0,3" besser) gewährt (4,3 wird nicht auf 4,0 aufgewertet):

  1. Es wurden 50% der Aufgaben auf den Übungsblättern bearbeitet und
  2. mindestens drei Teilaufgaben an der Tafel vorgerechnet und
  3. regelmäßige aktive Teilnahme in den Übungsgruppen.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten.

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.