Suchergebnis: Katalogdaten im Frühjahrssemester 2012

Physik Master Information
Wahlfächer
Physikalische und mathematische Wahlfächer
Auswahl: Theoretische Physik
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
402-0886-00LEinführung in die QuantenchromodynamikW6 KP2V + 1UM. Spira
KurzbeschreibungEinführung in die theoretischen Aspekte der Quantenchromodynamik, der Theorie der starken Wechselwirkung.
LernzielGrundwissen über perturbative und nicht-perturbative Aspekte der Quantenchromodynamik, das ausreicht, um einfache Berechnungen durchzuführen und die aktuelle Literatur zu verstehen.
InhaltQCD-Lagrangedichte und Feynman-Regeln; laufende QCD-Kopplung und asymptotische Freiheit; Partonmodell; Altarelli-Parisi-Gleichungen; Jets; grundlegende Prozesse; experimentelle Tests an Lepton- und Hadron-Kollidern; Gittereichtheorien; Stromalgebra
402-0888-00LField Theory in Condensed Matter PhysicsW6 KP2V + 1UC. Mudry
KurzbeschreibungThe topics covered in this class are: superfluidity in weakly interacting Bose gas, the random phase approximation to the Coulomb interaction in the Jellium model, superconductivity within the random phase approximation, the renormalization group analysis of non-linear-sigma models and of the Kosterlitz-Thouless transition.
Lernziel
InhaltIn this class I will show, by examples, how field theory can describe some important phenomena in condensed matter physics. The transition from a discrete to a continuum description is illustrated with the one-dimensional Harmonic chain both in classical and quantum mechanics in Lecture 1. Spontaneous symmetry breaking is introduced with the phenomenon of superfluidity for a weakly interacting Bose gas in Lecture 2. Lectures 3 and 4 deal with the physics of screening in the Jellium model for electrons at the level of the random phase approximation. Superconductivity is described within the mean-field and random-phase approximation in Lectures 5 and 6. The Caldeira-Leggett model for dissipation, in the context of a Josephson junction, is treated in Lectures 7 and 8. Classical non-linear-sigma models are introduced in Lecture 9 and their beta functions are calculated explicitly for the O(N)/O(N-1) target manifold in the 2+epsilon expansion in Lectures 9 and 10. The Kosterlitz-Thouless phase transition is discussed in a one-loop renormalization group analysis in Lecture 11. Lecture 12 is devoted to bosonization in (1+1)-dimensional space time.
402-0848-00LAdvanced Field TheoryW6 KP2V + 1UA. Gehrmann-De Ridder
KurzbeschreibungThe course treats the following topics in quantum field theory:

-Chiral symmetry and chiral perturbation theory
-Effective Field Theories
-Axial anomaly
-Topological objects in Field Theory and the early universe
LernzielThe course aims to provide an introduction to selected advanced topics in Quantum Field Theory.
Voraussetzungen / BesonderesPrerequisite: Quantum Field Theory I

Recommended: Quantum Field Theory II (to be attended in parallel)
402-0462-00LAdvanced Topics in Quantum Information TheoryW6 KP2V + 1UM. Christandl, A. Imamoglu, R. Renner
KurzbeschreibungThe course covers a selection of topics that are of current interest in quantum information theory and quantum computation. Particular focus will be put on theoretical concepts that impact future implementations of quantum technologies.
LernzielThe course provides an insight into current research activities in quantum information science.
InhaltThe course covers a selection of topics that are of current interest in quantum information theory and quantum computation. Particular focus will be put on theoretical concepts that impact future implementations of quantum technologies. Topics include quantum state preparation using dissipation, quantum information in many-body systems, topological states and quantum computation, quantum simulation, and the complexity of physical systems.
Voraussetzungen / BesonderesPrerequisites are the courses Quantum Mechanics I and II. The course is complementary to the course Quantum Information Theory.
402-0812-00LComputational Statistical Physics Information W8 KP2V + 2UH. J. Herrmann
KurzbeschreibungSimulationsmethoden in der statistischen Physik. Klassische Monte-Carlo-Simulationen: finite-size scaling, Clusteralgorithmen, Histogramm-Methoden. Molekulardynamik-Simulationen: langreichweitige Wechselwirkungen, Ewald-Summation, diskrete Elemente, Parallelisierung.
LernzielDie Vorlesung ist eine Vertiefung von Simulationsmethoden in der statistischen Physik, und daher ideal als Fortführung der Veranstaltung "Introduction to Computational Physics" des Herbstsemesters mit folgenden Schwerpunkten. Klassische Monte-Carlo-Simulationen: finite-size scaling, Clusteralgorithmen, Histogramm-Methoden. Molekulardynamik-Simulationen: langreichweitige Wechselwirkungen, Ewald-Summation, diskrete Elemente, Parallelisierung.
InhaltSimulationsmethoden in der statistischen Physik.
Klassische Monte-Carlo-Simulationen: finite-size scaling, Clusteralgorithmen, Histogramm-Methoden. Molekulardynamik-Simulationen: langreichweitige Wechselwirkungen, Ewald-Summation, diskrete Elemente, Parallelisierung.
402-0810-00LComputational Quantum Physics Information W8 KP2V + 2UM. Troyer
KurzbeschreibungThis course provides an introduction to simulation methods for quantum systems, starting with the one-body problem and finishing with quantum field theory, with special emphasis on quantum many-body systems. Both approximate methods (Hartree-Fock, density functional theory) and exact methods (exact diagonalization, quantum Monte Carlo) are covered.
LernzielThe goal is to become familiar with computer simulation techniques for quantum physics, through lectures and practical programming exercises.
402-0864-00LInstantons in Condensed MatterW6 KP2V + 1UV. Geshkenbein
KurzbeschreibungSolitons
Vortices and Skyrmeons.
Instantons in Quantum Mechanics.
Macroscopic Quantum Tunneling, Josephson Junctions
Dissipative Quantum Tunneling.
Crossover from Quantum to Thermal decay
Hall Tunneling
Tunneling of the Charge Density Waves
Zero-Bias Anomaly
Instantons and Divergencies of Perturbation Theories in High Orders
Tails of Density of States in Random Potential
Lernziel
InhaltSolitons
Vortices and Skyrmeons In XY and Heisenberg Models
Instantons in 1-D Quantum Mechanics, Quantum Tunneling.
Quantum Tunneling in Higher Dimensions, Thin Wall Approximation.
Macroscopic Quantum Tunneling, Josephson Junctions
Dissipative Quantum Tunneling, Caldeira - Leggett Action
Crossover from Quantum to Thermal decay
Hall Tunneling
Tunneling of the Charge Density Waves
Zero-Bias Anomaly
Instantons and Divergencies of Perturbation Theories in High Orders
Tails of Density of States in Random Potential
402-0588-00LComplex Systems: Berechenbares Chaos in dynamischen SystemenW6 KP2V + 1UR. Stoop
KurzbeschreibungEinführung in die Theorie diskreter und kontinuierlicher ein- und mehrdimensionaler dynamischer Systeme: Ausführliche Beschreibung der theoretischen Konzepte, Simulationen in Mathematica, Anwendungen von der Elektronik bis zur Himmelsmechanik.
LernzielChaos in dynamischen Systemen ist untrennbar verbunden mit einer Nichtlinearität in diesen Systemen. Dies beschränkt die Möglichkeiten einer Voraussage des Systemverhaltens mit Mitteln der linearen Analyse erheblich. In der Vorlesung werden die handwerklichen mathematischen Hilfsmittel eingeführt, die erlauben, trotz des chaotischen Verhaltens Aussagen über das Systemverhalten zu machen. Mit Hilfe der Konzepte Lyapunov Exponent, Fraktale Dimension, Invariante Dichte, Frobenius-Perron Gleichung werden Aussagen erreicht über den Horizont der Voraussagbarkeit, die Verteilung der Zustände, die Möglichkeit, solche Systeme mit dem Computer zu simulieren und die Veränderungen, denen solche Systeme unterliegen, wenn man Systemparameter ändert.
Die Vorlesung umfasst gleichermassen analytische wie auch simulationstechnische Gesichtspunkte. Unterlegt wird die Vorlesung in allen wesentlichen Aspekten durch abgegebene Programme, verfasst in der Programmierumgebung Mathematica, zu der eine Kurzeinführung abgegeben wird.
Nach der Vorlesung sollte der Ursprung des komplexen Verhaltens einer Grundmenge von charakteristischen Systemen aus einer theoretischen und praktischen Sicht verstanden sein. Man wird in der Lage sein, neue Systeme, wie sie in allen Bereichen der heutigen Wissenschaft und Technologie auftreten, entsprechend zu analysieren.
InhaltDie Vorlesung bietet eine grundlegende Einführung in chaotische Systeme, welche keinerlei Abstriche an mathematischer Exaktheit macht. Sie umfasst einerseits in ansprechender Tiefe die klassischen theoretischen Gesichtspunkte der dynamischen Systeme, wobei alle wesentlichen Beispiele der Literatur ausführlich behandelt werden. Daneben werden modernere Fragestellungen behandelt, etwa nach der Natur der Berechenbarkeit oder der Verlässlichkeit des Computers.

Zu den Kernphänomenen werden kurze, aber vollständige Programme in der Programmiersprache Mathematica abgegeben, welche leicht zu verstehen und für das individuelle Experimentieren übernehmbar sind. Biographien von historischen Schlüsselpersönlichkeiten bereichern die Vorlesung.
SkriptEs wird ein ausführliches Skript abgegeben.
LiteraturZusätzliche und weiterführende Literatur:

R. Stoop und W.H. Steeb, Berechenbares Chaos in Dynamischen Systemen, Birkhäuser 2006.
A. Lasota and M.C. Mackey, Chaos, fractals, and noise : stochastic aspects of dynamics, Springer 1995
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