     Deutsches Elektronen-Synchrotron
     DESY, Zeuthen

Prof. Dr. habil. Johannes Blümlein

Homepage am DESY

Quantenfeldtheorie und Einführung in die Elementarteilchen-Theorie

Vorlesung und Übung am Institut für Physik der Universität Potsdam im HS 2011/12

Beginn der Vorlesung: HS 2010, 4 std. (Haus 28, Raum 2.28.0.102) (Die, 8:15-11:30)
Übung: (2h; F. Wißbrock; Montag: 18:00; 1.4.31 Seminarraum E3, Bereich Physik, FU Berlin)

Allgemeine Informationen:

Die Vorlesung setzt den Abschluss des Kurses: Quantenmechanik I voraus.
Ausgewählte Lehrbuch-Literatur wird jedem Studenten unentgeltlich zur Verfügung gestellt und ist durch DESY-Bibliotek ausleihbar.
Informationen zu den Credit Points werden in der Vorlesung erteilt. Diese werden durch den Besuch der Vorlesung, der Übungen, Lösung von

Übungsaufgaben

(50 % der Punkte Minimum) sowie einen abschliessenden Vortrag (30 min) erworben.
Die Vortragsthemen entstammen der Elementarteilchenphysik und dienen der Erweiterung des Lehrstoffes. Die Themen werden jeweils im November ausgewählt. Ich biete Ihnen je 2 Konsultationen an.

Wir bieten eine Exkursion zum Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) in Hamburg an, um den Grossbeschleuniger HERA, verschiedene andere Beschleunigeranlagen, Teilchen-Detektoren und Fertigungsstrecken für neue Beschleuniger-Cavities und Detektoren zu besichtigen. Die Exkursion schliesst eine umfassende Einführung in die Forschung bei DESY ein.

Literaturempfehlungen:

lit.pdf (19 k)

Hauptkapitel:

I. Geschichtlicher Überblick: Entwicklung der Elementarteilchenphysik und der Quantenfeldtheorie

II. Skalare Felder

- Klassische Feldtheorie, Noethertheorie, Bewegungsgleichungen
- Kanonische Quantisierung des Skalarfeldes
- Quantensymmetrien
- Das neutrale freie Skalarfeld
- Das geladene freie Skalarfeld
- Teilchen und Greenfunktionen
- Wechselwirkende Felder und Teilchen-Streuung
- Pfad-Integral Formalismus
- Feynman Regeln
- Streuquerschnitte für skalare Teilchen

III. Teilchen mit Spin

- Fermionen: Relativistische Theorie (Pauli-, Dirac-, Weyl-Gleichungen; Rechnung mit Dirac-Matrizen; Phasensymmetrie)
- Abelsche Vektorfelder und Eichsymmetrie: Photon
- Kanonische Quantisierung des Dirac-Feldes
- Pfad-Integrale für Fermionfelder (Rechnen mit Grassmann Variablen; Feynman Regeln)
- Proca Feld (Helizitäszustände)
- Quantisierung Abelscher Vektorfelder und Quanten Elektrodynamik
- Nicht-Abelsche Eichtheorien: Yang-Mills Felder
- Faddeev-Popov Geister
- Slavnov-Taylor Identitäten
- Feynman Regeln für Yang-Mills Felder
- Störungstheorie

IV. Renormierung von Quantenfeldtheorien

- Renormierbare und nicht-renormierbare Feldtheorien
- Schleifen-Integrale und Regularisierung in D-Dimensionen
- Renormierung in der Quanten Elektrodynamik
- Dyson-Ward Beweis
- Pfad Integrale, Ward-Takahashi Identität
- Becchi-Rouet-Stora Transformation
- Bogolyubov-Parasyuk-Hepp-Zimmermann Beweis der Renormierung von Quantenfeld-Theorien
- Die Renormierungsgruppe: Callan-Symanzik Gleichungen, laufende Kopplungen und Massen

Diplom- und Doktorarbeiten bei DESY, Theoretische Physik:

Themen zu Diplomarbeiten auf dem Gebiet der Theoretischen Elementarteilchenphysik können bei mir erfragt werden. Diplomarbeiten, und bei besonderer Eignung auch Doktorarbeiten, werden bei DESY, in Zusammenarbeit mit deutschen Partneruniversitäten, durchgeführt.

Frühere Vorlesungen:

Quantenfeldtheorie und Einführung in die Elementarteilchen-Theorie: HS 2010/11
Quantenfeldtheorie und Einführung in die Elementarteilchen-Theorie: HS 2009/10
Quantenfeldtheorie und Einführung in die Elementarteilchen-Theorie: HS 2008/09
Quantenfeldtheorie und Einführung in die Elementarteilchen-Theorie: HS 2007/08
Quantenfeldtheorie und Einführung in die Elementarteilchen-Theorie: HS 2006/07
Quantenfeldtheorie und Einführung in die Elementarteilchen-Theorie: HS 2005/06
Einführung in die Elementarteilchen-Theorie: HS 2004/05
Siehe auch meine Dortmunder Vorlesungen: TU Dortmund

Disclaimer

Johannes Bluemlein, Last modified: Sat Apr 14 10:08:00 CEST 2007