281032 Materie bei hohen Temperaturen und Dichten (V) (SoSe 2002)

Materie unter extremen Bedingungen, d.h. Materie bei hohen Temperaturen und/oder hoher Dichte, existierte im frühen Universum, existiert in Sternen (Neutronensternen) und kann experimentell in Schwerionenkollisionen erzeugt werden. Zur Beschreibung derart extremer Zustände der Materie kommen Konzepte der Statistischen Physik (Phasenübergänge, spontane Symmetriebrechung), der Elementarteilchenphysik (Higgs Mechanismus, Gold-stone Bosonen) sowie der Physik der kondensierten Materie (Fermi-Flüssigkeit, Supraleiter) zum tragen. Ziel der Vorlesung ist es, neben diesen theoretischen Grundlagen, auch häufig diskutierte Modelle sowie numerische und analytische Methoden einzuführen und ihre Rele-vanz für die Beschreibung der Physik heisser und/oder dichter Materie aufzuzeigen.

Insbesondere sollen Phasenübergänge diskutiert werden, die in Elementarteilchenmaterie auftreten können. Neben Grundlagen der Theorie der Phasenübergänge (Renormierungs-gruppentheorie) werden dazu auch approximative Verfahren (Mean-field Theorie, Epsilon-Entwicklung) eingeführt, die auch in anderen Bereichen der Statistischen Physik breite An-wendungsfelder haben. Ferner sollen die grundlegenden Strukturen der Theorien der star-ken und schwachen Wechselwirkung besprochen werden, die die Thermodynamik von Elementarteilchenmaterie wesentlich mitbestimmen: Higgs-Mechanismus, Confinement, chirale Symmetriebrechung, Goldstone-Bosonen.

Requirements for participation, required level

Die Vorlesung richtet sich an Hörer nach dem Vordiplom. Vorausgesetzt werden Kenntnisse der Vorlesung "Statistische Mechanik". Ferner sind Grundkenntnisse zur starken und elektroschwachen Wechselwirkung, z.B. aus der Vorlesung. "Elementarteilchenphysik", hilfreich. Zur Vertiefung der in dieser Vorlesung diskutierten Themen aus den Bereichen der Statistischen Physik und der Teilchenphysik wäre es sinnvoll, sicherlich aber nicht notwendig, die ebenfalls im SS2002 stattfindende Vorlesung über Gittereichtheorien zu hören.

Bibliography

· E.V. Shuryak, The QCD Vacuum, Hadrons and the Superdense Matter,
World, Scientific 1988.
· H. Heiselberg, M. Hjorth-Jensen, Phases of dense matter in Neutron Stars, Physics Reports 328 (2000) 237
· L.P. Csernai, Introduction to Relativistic Heavy Ion Collisions, John Wiley & Sons 1934