Studiehandboken 06/07 del 4 - KTH

KTH Studiehandbok 2006-2007
5A1392 Mångpartikelfysik
Poäng/KTH Credits 5
ECTS-poäng/ECTS Credits 7.5
Kursnivå/Level
D
Betygsskala/Grading, KTH 3, 4, 5
ECTS-betygsskala/Grading, ECTS
A-F
Valfri för/Elective for
KOMF(F4)
Språk/Language
Engelska / English
Kurssida/Course Page
http://courses.theophys.kth.se/5A1392
Many Particle Physics
Kursansvarig/Coordinator
Mats Wallin, wallin@theophys.kth.se
Tel. 5537 8475
Kursuppläggning/Time Period 3
Föreläsningar 30 h
Läskurs vid fåtal deltagare.
Kortbeskrivning
Kursen lägger grunden till den moderna teorin för kondenserad materia. Här
studeras de problem som inte kan analyseras genom att utgå från egenskaper
hos enkla atomer i ett material, utan de kollektiva fenomen som supraledning,
vilka uppstår när ett mycket stort antal atomer kopplas samman. I tidigare
kurser inom kvantmekanik studeras system med ett mycket litet antal partikar.
Inom statistisk mekanik analyseras system med väldigt många ickeväxelverkande
bosoner och fermioner. Målsättningen för denna kurs är att
studera system med ett stort antal växelverkande kvantmekaniska partiklar.
Kursens mål är att ge grundläggande förtrogenhet med ett antal metoder som
utvecklats för att behandla mångpartikelsystem. De främsta tillämpningarna
som tas upp är supraledning och elektron gasen.
Mål
Efter avslutad kurs ska du kunna:
• använda andrakvantiseringsformuleringen av kvantfältteori
• använda Greenfunktionsteknik
• använda Feynman diagram
• behärska teorierna för elektrongasen, supraledning (BCS teori), samt
för supervätskor
• behärska den teoretiska grunden för magnetism
Kursinnehåll
Andrakvantisering, BCS teori och supraledning, Greensfunktioner och
fältteori, Feynman diagram, Fermi system, Linjär respons och kollektiva
moder, Bose system samt RKKY växelverkan.
Förkunskaper
God kännedom om kvantmekanik och statistisk mekanik.
Kursfordringar
Inlämningsuppgifter (INL1, 5 poäng).
Kurslitteratur
A. Fetter och J. Walecka, Quantum theory of many particle systems, McGraw-
Hill 1971.
A. A. Abrikosov, L. P. Gorkov och I. Y. Dzyaloshinskii, Quantum field
theoretical methods in statistical physics, Pergamon, 1965.
Aim
The course gives the basis for modern
condensed matter theory. Problems are
studied that cannot be analyzed by
starting from the properties of single
atoms in a material, but from collective
phenomena like superconductivity,
which emerges when a large number of
atoms are coupled together. In earlier
courses in quantum mechanics, systems
with a very small number of particles
are treated. In statistical mechanics
systems with many non-interacting
bosons and fermions are studied. The
aim in this course is to study a large
number of interacting quantum
mechanical particles. The goal is to give
basic knowledge about a number of
methods that have been developed to
treat many particle systems. The most
important applications are
superconductivity and the electron gas.
Syllabus
Second quantization, BCS theory and
super conductivity, Greens functions
and field theory, Feynman diagrams,
Fermi systems, Linear response and
collective modes, Bose systems and
RKKY interaction.
Prerequisites
Good knowledge about all compulsory
physics courses and statistical
mechanics, 5A1350 or 5A1390.
Requirements
Hand in problems (INL1, 5 credits).
Required Reading
A. Fetter and J. Walecka, Quantum
theory of many particle systems,
McGraw-Hill 1971.
A. A. Abrikosov, L. P. Gorkov and I. Y.
Dzyaloshinskii, Quantum field
theoretical methods in statistical
physics, Pergamon, 1965.
64
5A Fysik