Les laboratoires de recherche  LabEx ENS-ICFP  Institut de Physique Théorique Philippe Meyer  
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Le département de physique Recherche Enseignement Diffusion des connaissances
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    Faculty : Adel BILAL
    Tutor : Guillaume BOSSARD
    Condensed Matter Physics : Option
    Macroscopic Physics and Complexity : Option
    Quantum Physics : Option
    Theoretical Physics : Compulsory
    ECTS credits : 6
    Language of instruction : English
    Web site :

    Course summary

    This course provides a detailed and in depth introduction to quantum field theory. Starting from its foundations, this course will provide the formalism and calculational techniques to understand and evaluate amplitudes and S-matrix elements up to one-loop in theories involving fields of different spins. The scope covered by these lectures corresponds roughly to the first volume of Weinberg’s "Quantum field theory".

    Prerequisites

    The students are supposed to be well acquainted with non-relativistic quantum mechanics and the formalism of special relativity. Some prior contact with the Dirac equation is helpful but not necessary.

    Table of contents

    1. Recap of quantum mechanics and Poincaré invariance, little group and one-particle states
    2. Multi-particle states, bosons and fermions, S-matrix
    3. Computing the S-matrix in perturbation theory, transition rates, cross-sections, cluster decomposition
    4. Quantum fields : construction of the scalar, vectorial and Dirac fields, Feynman propagators
    5. spin-statistics theorem and CPT
    6. Feynman rules for S-matrix elements and n-point Green functions, reduction formula
    7. Canonical formalism, symmetries and conserved currents
    8. Quantum electrodynamics
    9. Functional integral formulation, generating functionals
    10. Full propagators, vertex functions, Ward identities, introduction to renormalization
    11. One-loop computations in phi4-theory and QED, beta functions and g-2 computation
    12. Elements of general renormalization theory
    13. Elements of non-abelian gauge theories : Faddeev-Popov quantization, ghosts, BRST symmetry.

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