Irakasgaiaren azalpena eta testuingurua

Este curso explora los aspectos cuánticos esenciales para comprender fenómenos en el universo temprano, así como la evolución cuántica de los agujeros negros. Comienza con una revisión de la relatividad general y de la teoría cuántica de campos en espacios curvos, donde se reexaminan conceptos fundamentales, como el de partícula en un universo en expansión, demostrando así la posibilidad de creación de partículas en este contexto. Posteriormente, estas técnicas se aplican al análisis de las fluctuaciones cuánticas en el universo inflacionario, particularmente en el cálculo de las perturbaciones del fondo cósmico de microondas y del espectro de ondas gravitacionales. Se estudia también los procesos que dan lugar a la radiación de Hawking y sus implicaciones para la evaporación de agujeros negros. Finalmente, se explora la hipótesis que describe la creación del universo a partir de una fluctuación cuántica, así como sus posibles implicaciones observacionales.

Irakasgaia ikastean lortuko diren emaitzak

Ezagutzak edo edukiak:

RCO1. Ikaslea mundu kuantikoaren oinarriak azaltzeko gai izango da, oinarrizko mailan zein maila teknikoan.

RCO2. Ikasleak mekanika kuantikoari buruzko oinarrizko literatura ezagutuko du eta ikerketari lotutako artikuluei probetxu aterako die.

RCO3. Ikaslea gai izango da fisika kuantikoko ikerketaren testuinguruan ideia eta aplikazio originalak garatzen hasteko.

RCO4. Ikaslea gai izango da banaka ikertzeko, modu argi eta egituratuan laburbiltzeko eta aurkezteko master programa honen esparruan landutako mekanika kuantikoaren jakintza arloekin lotutako gai konplexuak.

RCO5. Ikaslea gai izango da ikuskatuta berak sortutako lan bat idazteko eta defendatzeko, inpaktu handiko datu baseetan indexatutako aldizkarietan argitaratzeko eskatzen diren kalitate estandarrak betetzeko.

RCO8. Ikaslea gai izango da oinarrizko literatura ezagutzeko eta Eremu Kuantikoen Teoriaren arloan arazo estandarrak ebazteko.

RCO10. Ikaslea gai izango da mekanika kuantikoak Eremuen eta Partikulen Fisikaren arloetan dituen aplikazioen oinarrizko literatura ezagutzeko.



Gaitasunak:

RC1. Ikasleak ideien garapenean eta/edo aplikazioan originalak izateko oinarri edo aukera ematen duten ezagutzak izan eta ulertuko ditu, askotan ikerketaren testuinguruan.

RC2. Ikasleak eskuratutako ezagutzak eta arazoak ebazteko gaitasuna aplikatzeko gai izango da, inguru berrietan edo oso ezagunak ez diren arloetan, bere ikerketa arloarekin lotutako testuinguru zabalagoetan (edo diziplina anitzeko testuinguruetan).

RC3. Ikasleak ezagutzak integratzeko eta informazio osatugabe edo mugatutik abiatuta iritziak formulatzeko konplexutasunari aurre egiteko gai izango da, informazio horrek bere ezagutzen eta iritzien aplikazioari lotutako erantzukizun sozial eta etikoei buruzko gogoetak barne hartzen baditu.

RC4. Ikaslea gai izango da bere ondorioak eta ezagutzak eta horien arrazoiak azaltzeko publiko espezializatuari eta espezializatu gabeko publikoaren, argi eta anbiguetaterik gabe.

RC5. Ikasleak neurri handi batean autozuzenduta edo modu autonomoan ikasten jarraitzea ahalbidetuko duten ikaskuntza gaitasunak izango ditu.





Trebetasunak:



RHE1. Ikasleak iturri bibliografikoetan bilatzeko tresnak erabiltzen jakingo du.

RHE2. Ikasleak ikerketa artikuluak irakurtzeko eta bere lanera gehitzeko gaitasun kritikoa izango du.

RHE3. Ikaslea hitzkuntza ofizialetako batean eta ingelesez berak egindako lan bat idazteko eta aurkezteko gai izango da.

RHE4. Ikasleak argi eta eraginkortasunez kontzeptu eta emaitza zientifikoak helarazteko gaitasuna izango du, publiko espezializatuari zein espezializatu gabeko publikoari, aurkezpen eta argitalpenen bidez.

RHE5. Ikasleak gaitasuna izango du modu autonomoan ikasteko eta aurrerapen zientifiko eta teknologikoen inguruan eguneratuta egoteko.





RHT1. Ikasleak mekanika kuantikoaren oinarrizko printzipioak ulertu eta aplikatuko ditu, zientzia kuantikoko oinarrizko ikerketaren esparruko arazoak aztertu eta ebazteko.

RHT3. Ikaslea probetxuz sartu ahal izango da oinarrizko ikerketa proiektu batean edo ikerketa proiektu aplikatu batean, eta alderdi kuantikoak eta diziplina anitzeko inguruneetan arazoak ebazteko alderdiak aplikatzeko.

RHT4. Ikaslea gai izango da oinarrizko fisika ikertzeko tresna eta teknika egokiak ebaluatzeko eta hautatzeko.

Irakasgai-zerrenda

Review of General Relativity and Cosmology.

Review on Quantum Field theory in flat space.

Quantum Fields and Vacuum state, Quantum vacuum fluctuations, Particle interpretation of Quantum fields.

Quantum Fields in a curved background.

Particle creation in a curved background.

Quantum Fields in Expanding universe.

Quantum fields in the de Sitter Universe. Massless and massive scalar fields.

Applications to Early Universe Cosmology.

Scalar Field Inflation; Density Perturbations during Inflation; Connection with Cosmic Microwave Background Observations.

Gravitational Waves: Cosmological tensor perturbations generated during Inflation.

Unruh effect.

Accelerated observers. Unruh temperature.

Hawking Radiation.

Thermodynamics of Black Holes.

Quantum Tunneling and Quantum Cosmology.

Bubble nucleation; Phase transitions.

Wheeler DeWitt Equation; Boundary conditions for the Universe; Wave function of the Universe; Creation of the universe from Nothing.

Bibliografia

Oinarrizko bibliografia

S. Carroll, Spacetime and Geometry

S. Weinberg, Gravitation and Cosmology

S. W. Hawking and G. Ellis, The large scale structure of spacetime

S. Weinberg, Cosmology

V. Mukhanov, Physical Foundations of Cosmology

A.Liddle, Cosmological Inflation and Large Scale Structure

Birrell and Davies, Quantum Fields in Curved Space

V. Mukhanov and S. Winitzki, Introduction to Quantum Effects in Gravit

C. Kiefer, "Quantum Gravity" ; Chapter 8, entitled "Quantum Cosmology" .

Gehiago sakontzeko bibliografia

The paper entitled "The Origin of Structure in the Universe" by

J.J. Halliwell and S.W. Hawking. Published in Phys.Rev.D 31 (1985), 1777, Adv.Ser.Astrophys.Cosmol. 3 (1987), 277-291

DOI: 10.1103/PhysRevD.31.1777