In general, modified gravity theories are modifications or extensions of Einstein's general relativity. Some of them give rise to additional scalar degrees of freedom in Nature. If these scalar fields exist and are light enough, they should cause a gravity-like fifth force that could, in principle, exceed gravity in its strength. However, there are tight constraints on fifth forces from Solar System-based tests. Screening mechanisms are popular means for avoiding these constraints by suppressing a fifth force in regions of high environmental mass density but allowing for phenomenologically interesting effects in environments of lower densities. In this thesis, scalar field models with screening mechanisms will be discussed and some astro-and quantum physical tests for their existence presented. At first, the impact of disformally coupled symmetrons on gravitational lensing by galaxies will be evaluated. Secondly, it will be shown how fluctuations of a chameleon scalar field induce the open dynamics of a quantum test particle. For this, tools from non-equilibrium quantum field theory will be introduced, developed and applied, and a quantum master equation derived.
ZusammenfassungIn der Regel sind modifizierte Gravitationstheorien Modifikationen oder Erweiterungen von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie. Einige davon bedingen zusätzliche skalare Freiheitsgrade in der Natur. Falls solche Skalarfelder existieren und sie leicht genug sind, sollten sie eine gravitationsähnliche fünfte Kraft verursachen, welche sogar stärker als die Schwerkraft sein könnte. Jedoch schränken im Sonnensystem gemachte Beobachtungen die Existenz einer solchen Kraft stark ein. Abschirmmechanismen sind beliebte Methoden, um solche Einschränkungen zu umgehen, indem sie eine fünfte Kraft in Regionen hoher Massendichte unterdrücken, aber in Umgebungen niedrigerer Dichte phänomenologisch interessante Effekte zulassen. In dieser Arbeit werden Skalarfeldmodelle mit Abschirmmechanismen diskutiert und ein paar astro-und quantenphysikalische Tests ihrer Existenz präsentiert. Zunächst wird der Einfluss von disform gekoppelten Symmetronen auf den Gravitationslinseneffekt von Galaxien untersucht. Anschließend wird gezeigt, wie Fluktuationen eines Chamäleonskalarfeldes die offene Dynamik eines Quantentestteilchens induzieren. Dafür werden Werkzeuge aus der Nichtgleichgewichtsquantenfeldtheorie eingeführt, entwickelt und angewandt, sowie damit eine Quantenmastergleichung hergeleitet.