289652 Theorie der Phasenübergänge (V) (WiSe 2008/2009)

Phasenübergänge sind durch eine qualitative Änderung der
makroskopischen Eigenschaften physikalischer Systeme gekennzeichnet
und treten in allen Bereichen der Natur auf. Wichtige Beispiele
innerhalb der Physik umfassen das Schmelzen von Feststoffen, den
Übergang eines Materials vom normalleitenden zum supraleitenden
Zustand oder den Übergang zum Quark-Gluon-Plasma bei hohen
Temperaturen. Phasenübergänge spielen aber auch außerhalb der Physik
eine große Rolle, so etwa bei der Ausbreitung von Epidemien. Ein
Großteil von Phasenübergängen ist durch eine abrupte Änderung
makroskopischer Eigenschaften der Systeme charakterisiert. Daneben
treten aber auch Übergänge auf, bei denen sich (einige) dieser
Eigenschaften kontinuierlich am Phasenübergangspunkt ändern
(sog. kritische Phänomene). Solche Übergänge zeichnen sich durch ein
universales Skalenverhalten aus, so dass sich Systeme, die sich auf
mikroskopischer Ebene grundlegend unterscheiden, in ähnlicher Weise
verhalten.

Die Vorlesung führt in die Theorie der Phasenübergänge und kritischen
Phänomene ein. Dabei stehen verschiedene theoretische Konzepte und
Methoden zur Beschreibung der physikalischen Eigenschaften von
Phasenübergängen im Vordergrund. Folgende Inhalte sind geplant:

• Thermodynamische Beschreibung von Phasenübergängen
• Modellsysteme und exakte Aussagen
• Molekularfeld- und Landautheorie
• Skalenhypothese und Renormierungsgruppentheorie
• Kinetische Aspekte bei abrupten Phasenübergängen
• Selbsorganisierte Kritikalität

Teilnahmevoraussetzungen, notwendige Vorkenntnisse

Die Vorlesung richtet sich an fortgeschrittene Studenten der Physik
mit Vorkenntnissen aus den Vorlesungen zur theoretischen Physik
(insbesondere zur statistischen Mechanik).