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);
• Feynman-Regeln auf thermische Feldtheorien (für Loop-Korrekturen) anzuwenden und Störungstheorie mithilfe von IR-Resummation und des 1PI-Formalismus umzustrukturieren;
• Pfadintegrale nichtthermischer Feldtheorien aufzuschreiben (Schwinger-Keldysh-Zeitkontur);
• Realzeitmethoden anwenden (Realzeitformalismus, klassisch-statistische Theorie, 2PI-Formalismus), um Observablen zu berechnen;
• die Selbstenergien auf 1-Loop-Ebene mithilfe von Hard Thermal Loop (HTL-) Näherungen zu berechnen. Konkretes Beispiel: Photonenpolarisationstensor und sich daraus ergebende Dispersionsrelationen.

1. Einführung:
   (Anwendungen, statistische Quantenmechanik, relativistische Thermodynamik)
2. Pfadintegrale, Z, W:
   (erzeugende Funktionale, 1PI effektive Wirkung)
3. Materie und Wechselwirkungen:
   (Skalarfeldtheorie, Matsubara-Formalismus, Symmetriewiederherstellung, Störungstheorie, Infrarot-Resummationen, Fermionenfelder)
4. Echtzeit- und Nichtgleichgewichtsquantenfeldtheorie:
   (Schwinger-Keldysh-Pfadintegral, Propagatoren, Echtzeitformalismus, Methoden: Echtzeitstörungstheorie, klassisch-statistische Theorie, Kadanoff-Baym / 2PI-Gleichungen)
5. Eichfelder, Hard-Thermal-Loop-Theorie (HTL):
   (Lagrangians von QED und QCD, Pfadintegralquantisierung, Propagatoren, HTL-Selbstenergien, kollektive Anregungen)

• Tafelvortrag / Zoom;
• evtl. freiwillige Übungsaufgaben zur Vertiefung des Lehrstoffs.

Dies ist ein Einführungskurs in die thermische und nichtthermische Quantenfeldtheorie.

Registrierungsmodalitäten: Die Registrierung erfolgt in TISS. (Die Registrierung ist unverbindlich und führt nicht zur automatischen Ausstellung eines Zertifikats.)

Weitere Informationen, Ankündigungen und Links zu den Zoom-Vorlesungen sowie zu meinem (handgeschriebenen) Skript finden Sie auf TUWEL.

Die Vorlesung folgt teilweise dem Skript von A. Schmitt und A. Rebhan. Darüber hinaus sind das Skript von M. Laine und A. Vuorinen sowie das Buch von M. Peskin und D. Schroeder sehr nützlich, um das Verständnis der (thermischen) Quantenfeldtheorie zu verbessern. Der Teil zur Echtzeit-Feldtheorie basiert auf dem Reviewartikel von J. Ghiglieri, A. Kurkela, M. Strickland und A. Vuorinen sowie auf dem Skript von J. Berges.

Links zu den Skripten:

• A. Schmitt (überarbeitet von A. Rebhan), Thermal field theory (Skript auch auf TUWEL verlinkt), die Vorlesung wird die meisten Themen dieses Manuskripts behandeln, jedoch in einer anderen Reihenfolge (und einige Teile werden gestrichen);
• M. Laine und A. Vuorinen, Basics of Thermal Field Theory, detailliertere Lecture Notes, einige Themen der Vorlesung werden dieser Arbeit folgen;
• M. Peskin und D. Schroeder, An Introduction to Quantum Field Theory, für funktionale Methoden (Pfadintegrale, effektive Wirkung von Z, W, 1PI) siehe Kapitel 9 und 11;
• J. Ghiglieri, A. Kurkela, M. Strickland und A. Vuorinen, Perturbative Thermal QCD: Formalism and Applications, Themen wie Echtzeit- und HTL-Formalismen basieren auf Kapiteln 2 - 4 dieses Reviewartikels;
• J. Berges, Introduction to Nonequilibrium Quantum Field Theory, behandelt Themen zu 2PI und zur Nichtgleichgewichtsfeldtheorie.

Mündliche Prüfung nach Vereinbarung.

Rudimentäre Kenntnisse in Quantenfeldtheorie wünschenswert aber nicht notwendig