Kvantna statistička fizika

Izbornik predmeta

Glavni izbornik

Kvantna statistička fizika

Šifra: 51567
ECTS: 5.0
Nositelji:
Prijava ispita: Studomat
Opterećenje:

1. komponenta

Vrsta nastaveUkupno
Predavanja 30
Auditorne vježbe 15
* Opterećenje je izraženo u školskim satima (1 školski sat = 45 minuta)
Opis predmeta:
CILJEVI PREDMETA: Glavni cilj kolegija Kvantna statistička fizika je upoznavanje studenata s metodologijom rješavanja kvantnomehaničkih problema mnoštva čestica. Studenti bi trebali ovladati formalizmom druge kvantizacije na operativnoj razini te ga primijeniti kod kvantizacije klasičnih polja, npr. polja pomaka ili elektromagnetskog polja. Nadalje, studenti bi trebali savladati osnovne dijagramatske tehnike rješavanja čestičnih propagatora i propagatora polja u međusobnoj interakciji (dijagramatski račun). Očekuje se da će svladavanjem navedenih tehnika rješavanja kvantnomehaničkih problema mnoštva čestica studenti mogli razumijeti i rješavati složene probleme poput vlastite energije kvantnomehaničkih stanja koja se raspadaju ili zasjenjenja Coulombske interakcije u plinu fermiona.

ISHODI UČENJA NA RAZINI PROGRAMA KOJIMA PREDMET DOPRINOSI:

1. ZNANJE I RAZUMJEVANJE:
1.2. pokazati temeljito poznavanje naprednih metoda teorijske fizike, a posebno klasične mehanike, klasične elektrodinamike, statističke fizike i kvantne fizike;
1.3. pokazati temeljito poznavanje važnijih fizikalnih teorija što uključuje njihovo značenje, eksperimentalnu motivaciju i potvrdu, logičku i matematičku strukturu i povezane fizikalne pojave;
1.4. navesti i opisati najsuvremenije znanstvene spoznaje u području svoje specijalizacije;

2. PRIMJENA ZNANJA I RAZUMJEVANJA:
2.1. razviti način razmišljanja koji omogućava postavljanje modela ili prepoznavanje i primjenu postojećih modela u traženju rješenja za konkretne fizikalne i analogne probleme;
2.2. prepoznati analogije u situacijama koje su fizikalno različite, kao i u situacijama analognim fizikalnima te iskoristiti poznata rješenja u novim problemima;
2.3. primijeniti standardne metode matematičke fizike, posebno matematičke analize i linearne algebre te odgovarajuće numeričke metode kod rješavanja fizikalnih problema;

3. STVARANJE PROSUDBI:
3.2. razviti osjećaj osobne odgovornosti kroz samostalni odabir izbornih sadržaja ponuđenih u studijskom programu

4. KOMUNIKACIJSKE SPOSOBNOSTI:
4.2. prilagoditi prezentaciju vlastitih rezultata istraživanja, kako ekspertima u području, tako i široj publici;
4.3. koristiti engleski jezik kao jezik struke pri komunikaciji, korištenju literature i pisanju znanstvenih i stručnih radova;

5. SPOSOBNOST UČENJA:
5.1. samostalno koristiti stručnu literaturu i ostale relevantne izvore informacija što podrazumijeva dobro poznavanje engleskog kao jezika struke

OČEKIVANI ISHODI UČENJA NA RAZINI PREDMETA:

Nakon položenog kolegija Kvantna statistička fizika student će biti sposoban:
* Primjeniti formalizam druge kvantizacije na rješavanje složenijih kvantnomehaničkih problema (npr. kvantizacija elektromagnetskog polja);
* Konstruirati propagator (Greenovu funkciju) čestičnog polja ili polje interakcije (elektromagnetsko polje, fononi);
* Riješiti Dysonovu jednadžbu za propagator fermiona u sustavu sa fermion-fermion interakcijom;
* Riješiti Dysonovu jednadžbu za propagator fermiona u sustavu sa fermion-bozon(fonon) interakcijom;
* Riješiti Dysonovu jednadžbu za propagator zasjenjene kulonske interakcije za degenerirani fermionski plin;

SADRŽAJ PREDMETA:

1. Druga kvantizacija (3 sata).
2. Kvantizacija polja pomaka i elektromagnetskog polja (6 sati).
3. Fermionske i bozonske Greenove funkcije (3 sata).
4. Slike (Scrodingerova, Heisenbergova i interakcije) i Dysonov razvoj (3 sata).
5. Račun smetnje za Greenove funkcije. Dijagramatski račun; Dysonov razvoj jednočestične Greenove funkcije, nepovezani, povezani, ireducibilni i reducibilni dijagrami, vlastita energija (6 sati).
6. Primjena ne energiju osnovnog stanja degeneriranog fermionskog plina i vlastitu energiju fermiona u Hartree-Fockovoj aproksimaciji (3 sata).
7. Dysonov razvoj i dijagramatski račun za Fermin-bozon interakciju (3 sata).
8. Elektron-fonon interakcija, vlastita energija elektrona u interakciji sa longitudinalnim optičkim (LO) fononima, polaron (6 sati).
9. Teorija linearnog odziva (Kubo formula) (3 sata).
10. Linearni odziv fermionskog plina (Linhardova funkcija) (3 sata).
11. Aproksimacija slučajnih faza (RPA), propagator zasjenjene kulonske interakcije (3 sata).
12. Jednadžbe gibanja za Greenove funkcije (3 sata).

Vježbe nadopunjuju predavanja numeričkim primjerima.

OBVEZE STUDENATA:

Pohađanje nastave i aktivno sudjelovanje na vježbama.

OCJENJIVANJE I VREDNOVANJE RADA STUDENATA:

Ispit se sastoji od pismenog i usmenog dijela. Student ima i mogućnost osloboditi se pismenog dijela ispita preko dva seminarska zadatka.
Literatura:
  1. T.D. Schultz: Quantum Field Theory and the Many-Body Problem, Gordon and Breach,
    New York, 1963
  2. A.A. Abrikosov, L.P. Gorkov, I.E. Dzyaloshinskii: Methods of Quantum Field Theory in
    Statistical Physics, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1963
  3. A Mattuck: Guide to Feynman Diagrams in the Many-Body Problem, New York, 1967
  4. A. Fetter-J. D. Walecka: Quantum Theory of Many-Particle Systems, McGraw Hill, New
    York, 1971
Preduvjeti za:
Upis predmeta :
Položen : Kvantna fizika
Položen : Statistička fizika
7. semestar Ne predaje se
Izborni predmeti - Redovni studij - Fizika; smjer: istraživački

8. semestar Ne predaje se
Izborni predmeti - Redovni studij - Fizika; smjer: istraživački
Termini konzultacija:

Obavijesti

Repozitorij

Repozitorij je prazan

Anketa

Na ovoj stranici trenutno nije odabrana niti jedna anketa!