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Krümmungen und Indexsätze - auf den Spuren von Gauß-Bonnet, Cartan, Atiyah-Singer und Witten. Eine Einführung in Geometrie und Topologie für Physiker.

gauss_bonnet.pdf (4.968Mb)
634 S., 5.0 MB
634 S., 5.0 MB
Erstveröffentlichung
2017-06-30Autoren
Schiekel, Bernhard
Buch
Fakultäten
Fakultät für NaturwissenschaftenAusgabe
1. Auflage
Zusammenfassung
„Krümmungen und Indexsätze - auf den Spuren von Gauß-Bonnet, Cartan, Atiyah-Singer und Witten. Eine Einführung in Geometrie und Topologie für Physiker.“
This publication is a propaedeutic monograph about Gauss-Bonnet theorems and Atiyah-Singer indextheorems (ASI). Prerequisites are advanced undergraduate level in mathematical physics and some interest and time. Topics are the development of the notions of curvature and topological invariants through the ages and their application to physics.
The beginnings in this field were given by Euklid, Archimedes, Harriot, Girard, Newton, Frenet-Serret. Next we come to Euler with his topological invariant 'Euler charcteristic', Gauss & Bonnet with their theory of 2-dimensional surfaces and Riemann with his 'Differential Geometry'. Then the story goes on with 'Homotopy', 'Simplicial Homology', 'Singular Homology', 'Cohomology', 'Hodge theory', 'Lie-Groups', 'Fibre Bundles', 'Gauge theory', 'Characteristic Classes' until a pathintegral-proof of the ASI for the chiral euklidean Dirac-Operator á la Witten et al. We owe all this (and much more) to Élie Cartan, Poincaré, Einstein, Hopf, Brower, de Rham, Hodge, Lie, Lorentz, Dirac, Ehresmann, Yang & Mills, Chern, Weil, Pontrjagin, Todd, Hirzebruch, Atiyah & Singer and Witten.
Our motto in the words of Spivak is: „All the way with Gauss-Bonnet“.
Due to the didactical intention of this introduction all proofs are worked out in details. So, enjoy yourself! :-)
Erstellung / Fertigstellung
2017-06-30
Spätere Version(en)
http://dx.doi.org/10.18725/OPARU-17162Schlagwörter
[LCSH]: Topology | Mathematical physics | Geometry, differential[Freie Schlagwörter]: Gauss-Bonnet Theorem | Atiyan-Singer Theorem | Physics
[DDC Sachgruppe]: DDC 530 / Physics
Metadata
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Schiekel, Bernhard (2017): Krümmungen und Indexsätze - auf den Spuren von Gauß-Bonnet, Cartan, Atiyah-Singer und Witten.
Eine Einführung in Geometrie und Topologie für Physiker.. Open Access Repositorium der Universität Ulm und Technischen Hochschule Ulm. http://dx.doi.org/10.18725/OPARU-4419
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