Квантовая теория поля в искривленном пространстве-времени
Лектор — профессор Ю. В. Грац
(10 семестр, 32 часа)
- Введение. Качественный анализ влияния нетривиальной структуры пространства-времени на классические и квантовые процессы. Эффективная гравитация в пространстве Минковского. Неинерциальные наблюдатели: горизонт событий в пространстве Минковского. Гидродинамические черные дыры и эффект Хокинга.
- Теория поля в пространстве Минковского (краткий обзор). Канонический формализм в КТП. Канонический и метрический тензоры энергии-импульса (ТЭИ). Расходимость вакуумного среднего ТЭИ. Перестановочные функции и функции Грина. Швингеровское представление для причинной функции Грина. Температурные функции Грина.
- Квантованные поля в пространствах с границами. Эффект Казимира. Излучение частиц движущейся границей. Квантовая теория поля в пространстве Риндлера.
- КТП в искривленном пространстве-времени. Поля спина 0, 1/2 и 1 в искривленном пространстве. Конформная инвариантность. Глобальная гиперболичность, задача Коши. Квантование полей во внешнем гравитационном поле. Выбор вакуумного состояния. Преобразования Боголюбова.
- Расходимости вакуумного среднего ТЭИ в искривленном пространстве. Эффективное действие. Анализ расходимостей. Методы регуляризации. Конформные аномалии.
- Рождение частиц при космологическом расширении. Рождение частиц при изотропном расширении. Связь динамики и статистики: скалярное поле. Влияние анизотропии расширения на процесс рождения, возможные физические следствия. Рождение гравитонов, конформная неинвариантность уравнений гравитационного поля.
- Эффект Хокинга. Решение Шварцшильда. Черные дыры. Рождение частиц при гравитационном коллапсе. Вечные черные дыры.
- Топологические дефекты. Механизм Киббла. Космические струны: кривизна без кривизны. Теоретико-полевые эффекты в конических пространствах. Монополи, текстуры.
Литература
- Н. Биррелл, П. Девис. Квантованные поля в искривленном пространстве-времени. — М.: Мир, 1984.
- Б.С. ДеВитт. Динамическая теория групп и полей. — М.: Мир, 1987.
- Черные дыры. Сборник статей. — М.: Мир, 1978.
- Общая теория относительности. Сборник статей под редакцией С. Хокинга и В. Израэля. — М.: Мир, 1983.
- S.A. Fulling. Aspects of Quantum Field Theory in Curved Space-Time. – Cambridge University Press, 1989.
- R.M. Wald. Quantum Field Theory in Curved Space-Time and Black Hole Thermodynamics. – The University of Chicago Press, 1994.
- L.E. Parker, D.J. Toms. Quantum Field Theory in Curved Space-Time. – Cambridge University Press, 2009.
- А.А. Гриб, С.Г. Мамаев, В.М. Мостепаненко. Квантовые эффекты в интенсивных внешних полях. — М.: Атомиздат, 1980.
- M. Bordag et al. Advances in the Casimir Effect, Oxford University Press, 2009.
- Д.В. Гальцов. Частицы и поля в окрестности черных дыр. — М.: Изд-во МГУ, 1986.
- С. Вейнберг. Гравитация и космология. – М.: Мир, 1975
- Ч. Мизнер, К. Торн, Дж. Уилер. Гравитация. – М.: Мир, 1987.
© Кафедра теоретической физики физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, 2006