AU kursuskatalog arkiv

Kvantefeltteori i krumt rum ( forår 2009 - 5 ECTS )

Rammer for udbud

• Uddannelsessprog: engelsk (eller dansk)
• Niveau: Kandidatkursus. Studiekreds
• Semester/kvarter: 4. kvarter
• Timer per uge: 4
• Deltagerbegrænsning: Ingen
• Undervisningssted: Århus
• Hovedområde: Det Naturvidenskabelige Fakultet
• Udbud ID: 13001

Formål

Forstå oprindelsen til strukturen i universet og fluktuationerne i den observerede kosmiske mikrobølge baggrundsstråling fra kvantefluktuationer i det tidlige univers.

Obligatorisk program

2 obligatoriske hjemmeopgaver

Indhold

Kvantefeltteori i krumt rum omhandler fysiske fænomener hvor både kvantemekanik og gravitation er vigtige. Dette inkluderer anvendelser for forståelsen af sorte huller og kosmologi. Forståelsen af kvantefeltteori i krumt rum er essentiel for forståelsen fænomener så som Hawking radiation og formationen af fluktuationerne i den observerede kosmiske mikrobølge baggrundsstråling (CMB) fra kvantefluktuationer af inflatonfeltet i det meget tidlige univers.

Studiet af CMB fluktuationer er et meget aktivt forskningsområde indenfor kosmologi, og kilden til hovedparten af den information vi har om det meget tidlige univers. Faktisk var det præcisions målingerne af CMB med først COBE satellitten i 1992 og senere WMAP satellitten i 2003 (og i fremtiden den Europæiske Planck satellit), der siges at være ansvarlige for at gøre kosmologi til en præcisions videnskab. Forskningen i CMB har f.eks. hjulpet os til at forstå fordelingen af forskellige typer af stof i universet. Faktisk, så har det indenfor de sidste par år overraskende vist sig at 70% af universet består af en type stof med en meget mærkelig tilstandsligning - kaldet mørk energi - om hvilket vi i høj grad mangler basal teoretisk forståelse. Dette er relateret til det notoriske kosmologiske konstant problem.

Målet med kurset er at give en god teoretisk base for videre eventyr indenfor kosmologi og astropartikkel fysik, områder hvor kosmologi og astropartikkel fysik gruppen i Århus (CAPPA) er meget aktiv både på den teoretiske og mere fænomenologiske side.

Faglige forudsætninger

Grundlæggende kendskab til generelrelativitetsteori er påkrævet.
Grundlæggende kendskab til kvantefeltteori er anbefalet men ikke påkrævet.

Underviser

Martin S. Sloth

Undervisnings- og arbejdsform

Studiekreds. Forelæsninger

Litteratur

Hoved tekstbog:

• Viatcheslav Mukhanov, Sergei Winitzki, Introduction to Quantum Effects in Gravity (Cambridge University Press, 2007)

Andet relevant materiale:

• Birrell and Davis, Quantum fields in curved space (Cambridge University Press, 1982)
• Robert M. Wald, Quantum Field Theory in Curved Spacetime and Black Hole Thermodynamics (Chicago Lectures in Physics)
• Antonio Riotto, Inflation and the Theory of Cosmological Perturbations (ICTP)Summer School on Astroparticle Physics and Cosmology) http://arxiv.org/abs/hep-ph/0210162

Kursushjemmeside

http://www.phys.au.dk/~sloth/qftcs/qftcs.html

Eksamensterminer

Eksamen: 4. kvarter

Udbyder

Institut for Fysik og Astronomi

Tilmelding til undervisning

Tilmelding på Institut for Fysik og Astronomi

Læringsmål

Når kurset er færdigt forventes den studerende at kunne:

• gengive grundlæggende elementer i teorien for kvantefeltteori i krumt rum.
• anvende kvantefeltteori i krumt rum på en række fysiske eksempler.
• danne sig en kvalitativ eller kvantitativ forståelse af ny forskningslitteratur på området.
• opsøge uddybende litteratur og på egen hånd opnå dybere indsigt i kvantefeltteori krumt rum og anvendelser deraf.

Bedømmelse

• Hj.opg., bedømt efter 7-skala med intern censur
5 xxxxx

To obligatoriske hjemmeopgaver som bedømmes efter 7-trinsskalaen. Der gives en samlet karakter. Intern censur.