SI3330 Termisk fältteori 7,5 hp

Thermal Field Theory

  • Utbildningsnivå

    Forskarnivå
  • Huvudområde

  • Betygsskala

    P, F

Det finns inget planerat kurstillfälle.

Lärandemål

Efter avklarad kurs ska studenten:

  • Kunna redogöra för hur en bakgrund med ändlig temperatur och densitet påverkar fältteoretiska beräkningar.
  • Behandla bosoniska och fermioniska system och kvantisering inom termisk fältteori.
  • Kunna använda sig av termisk fältteori för att beskriva spontant symmetribrott vid ändlig temperatur.

Kursens huvudsakliga innehåll

Del I:

  • Inledning. De allmänna begreppen statistisk fysik och kvantfältteori
  • Kvantisering av det bosoniska fältet vid ändlig temperatur, Matsubarafrekvenser, Feynmanregler vid ändlig temperatur
  • Kvantisering av det fermioniska fältet vid ändlig temperatur, fermioniska vägintegraler och sammanhängande tillståndsformalism
  • Kvantisering av gaugefält vid ändlig temperatur, spöken och svartkroppsstrålning, statisk avskärmning
  • Renormering och infraröda problem
  • Kollektiva exciteringar i ett plasma
  • Ekvivalens mellan realtids- och imaginärtidsformalism

Del II:

  • Linjär responsteori
  • Resummering och effektiv verkan, Daisydiagram
  • Hård termisk loopexpansion
  • Dynamisk avskärmning

Del III:

  • Spontant symmetribrott och restaurering
  • Fasövergångar och inflation
  • Transportekvationer och baryogenes, Kadanoff-Baym-ekvationer i Wignerrymden

Kursupplägg

Föreläsning I: Introduktion. Kanoniska ensembler i statistisk fysik. Vägintegralformulering av kvantmekaniken.
Föreläsning II: Formalism för imaginär tid i bosoniska system.
Tillägg I: Regularisering och renormering i kvantfältteori.
Föreläsning III: Realtidsformalism för bosoniska system.
Föreläsning IV: Fermioniska system i termisk fältteori.
Föreläsning V: Kvantisering av gaugefält i kvantfältteori och termisk fältteori.
Föreläsning VI: Seminarier.
Föreläsning VII: Spontant symmetribrott vid ändlig temperatur. Seminarium.
Tillägg II: Icke-abelska gaugefält.
Föreläsning VIII: Seminarium.
Föreläsning IX: Seminarium. Kvant-Boltzmannekvationer från realtidsformalism.
Diskussion av inlämningsuppgifter.

Behörighet

Kursen är främst avsedd för forskarstuderande med intresse för teoretisk fysik och kosmologi. Grundläggande kunskaper i statistisk mekanik och kvantfältteori förutsätts.

Litteratur

  • M. Le Bellac, Thermal field theory, Cambridge University Press, 1996
  • J. I. Kapusta, Finite-temperature field theory, Cambridge University Press, 1989

Examination

  • INL1 - Inlämningsuppgift, 7,5, betygsskala: P, F

Krav för slutbetyg

Inlämningsuppgifter.

Ges av

SCI/Fysik

Kontaktperson

Mattias Blennow (emb@kth.se)

Examinator

Mattias Blennow <emb@kth.se>

Versionsinformation

Kursplan gäller från och med VT2019.
Examinationsinformation gäller från och med VT2019.