Квантовая теория поля в искривленном пространстве-времени


Лектор — профессор Ю. В. Грац
(10 семестр, 32 часа)
  1. 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.
  2. 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.
  3. Квантованные поля в пространствах с границами. Эффект Казимира. Излучение частиц движущейся границей. Квантовая теория поля в пространстве Риндлера.
  4. 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.
  5. Расходимости вакуумного среднего ТЭИ в искривленном пространстве. Эффективное действие. Анализ расходимостей. Методы регуляризации. Конформные аномалии.
  6. 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.
  7. Эффект Хокинга. Решение Шварцшильда. Черные дыры. Рождение частиц при гравитационном коллапсе. Вечные черные дыры.
  8. Топологические дефекты. Механизм Киббла. Космические струны: кривизна без кривизны. Теоретико-полевые эффекты в конических пространствах. Монополи, текстуры.
Литература
  1. Н. Биррелл, П. Девис. Квантованные поля в искривленном пространстве-времени. — М.: Мир, 1984.
  2. Б.С. ДеВитт. Динамическая теория групп и полей. — М.: Мир, 1987.
  3. Черные дыры. Сборник статей. — М.: Мир, 1978.
  4. Общая теория относительности. Сборник статей под редакцией С. Хокинга и В. Израэля. — М.: Мир, 1983.
  5. S.A. Fulling. Aspects of Quantum Field Theory in Curved Space-Time. – Cambridge University Press, 1989.
  6. R.M. Wald. Quantum Field Theory in Curved Space-Time and Black Hole Thermodynamics. – The University of Chicago Press, 1994.
  7. L.E. Parker, D.J. Toms. Quantum Field Theory in Curved Space-Time. – Cambridge University Press, 2009.
  8. А.А. Гриб, С.Г. Мамаев, В.М. Мостепаненко. Квантовые эффекты в интенсивных внешних полях. — М.: Атомиздат, 1980.
  9. M. Bordag et al. Advances in the Casimir Effect, Oxford University Press, 2009.
  10. Д.В. Гальцов. Частицы и поля в окрестности черных дыр. — М.: Изд-во МГУ, 1986.
  11. С. Вейнберг. Гравитация и космология. – М.: Мир, 1975
  12. Ч. Мизнер, К. Торн, Дж. Уилер. Гравитация. – М.: Мир, 1987.