Quantenfeldtheorie in gekrümmter Raumzeit
Quantum Field Theory in Curved Space-Time

Modul PH2156

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.

Basisdaten

PH2156 ist ein Semestermodul in Englisch auf Master-Niveau das unregelmäßig angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Allgemeiner Spezialfachkatalog Physik
  • Spezifischer Spezialfachkatalog Kern-, Teilchen- und Astrophysik

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 90 h 10 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2156 ist Martin Beneke.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Classical fields in curved space-time
Field quantization in curved space-time and particle production
Quantum fluctuations in de Sitter space and inflation
Hawking radiation
Back-reaction, effective action and in-in formalism
Metric fluctuations and quantum corrections to inflation
Quantum field theory in extra dimensions [optional]

Lernergebnisse

The specifics of field quantization in curved space-time compared to Minkowski space-time;
Basic mathematical formalism;
Applications to the physics of black holes, the early universe, and extra dimensions

Voraussetzungen

Quantization of fields in Minkowski space-time (Quantum Field Theory);
Basic knowledge of classical General Relativity is helpful. With the literature mentioned below, the course may be attended without a course on General Relativity.

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VU 5 Quantum Field Theory in Curved Space-Time Beneke, M. einzelne oder verschobene Termine
sowie Termine in Gruppen

Lern- und Lehrmethoden

Blackboard lecture;
Homework exercises preceded by a tutorium.

Medienformen

Blackboard, website.

Literatur

[1] N.D. Birrell/P.C.W. Davies, "Quantum fields in curved space", Cambridge Monographs on Mathematical Physics
[2] V.F. Mukhanov/S. Winitzki, "Quantum Effects in Gravity", Cambridge University Press
[3] L. Parker/D. Toms, "Quantum Field Theory in Curved Spacetime", Cambridge Monographs on Mathematical Physics
[4] To review the basics of General Relativity: Chapter 2 of S. Weinberg "Gravitation and Cosmology"

[5] Journal Papers

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

In einer mündlichen Prüfung wird das Erreichen der Lernergebnisse durch Verständnisfragen und Beispielaufgaben bewertet.

Die Prüfung kann in Übereinstimmung mit §12 (8) APSO auch schriftlich abgehalten werden, in diesem Fall ist der Richtwert für die Prüfungsdauer 90 Minuten.

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.