Uniwersytet Warszawski - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Wstęp do kwantowej teorii układów wielu cząstek

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 1102-341
Kod Erasmus / ISCED: 13.203 Kod klasyfikacyjny przedmiotu składa się z trzech do pięciu cyfr, przy czym trzy pierwsze oznaczają klasyfikację dziedziny wg. Listy kodów dziedzin obowiązującej w programie Socrates/Erasmus, czwarta (dotąd na ogół 0) – ewentualne uszczegółowienie informacji o dyscyplinie, piąta – stopień zaawansowania przedmiotu ustalony na podstawie roku studiów, dla którego przedmiot jest przeznaczony. / (0533) Fizyka Kod ISCED - Międzynarodowa Standardowa Klasyfikacja Kształcenia (International Standard Classification of Education) została opracowana przez UNESCO.
Nazwa przedmiotu: Wstęp do kwantowej teorii układów wielu cząstek
Jednostka: Wydział Fizyki
Grupy: Astronomia, I stopień; przedmioty do wyboru
Astronomia, studia indywidualne; przedmioty do wyboru
Fizyka, I st. studia indywidualne; przedmioty do wyboru
Fizyka, I stopień; przedmioty do wyboru
Punkty ECTS i inne: 6.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.

zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Rodzaj przedmiotu:

fakultatywne

Skrócony opis:

Wykład mechanika kwantowa I dostarcza teoretycznych narzędzi do badania jednocząstkowych układów kwantowych. Wiele ważnych problemów spotykanych w fizyce dotyczy kwantowych układów wielu cząstek, których składniki są silnie skorelowane poprzez wzajemne oddziaływania.

Pełny opis:

Wykład miałby służyć jako wprowadzenie dla studentów, wybierających zarówno specjalizację doświadczalną jak i teoretyczną, do zagadnień i opisu kwantowych układów złożonych z dużej liczby oddziałujących cząstek (fermionów lub bozonów). W oparciu o analizę wielocząstkowych funkcji falowych (funkcja falowa Hartree-Focka, BCS, Laughlina, Gutzwillera) oraz rachunku zaburzeń studenci zostaną zaznajomieni z podstawowymi i najważniejszymi koncepcjami współczesnej fizyki materii skondensowanej. Na poziomie informacyjnym omawiamy pojęcia: kwazicząstek, spontanicznego złamania symetrii, renormalizacji oraz ogólną koncepcję emergencji. Wykład (wraz z ćwiczeniami) zawiera praktyczne wprowadzenie do drugiej kwantyzacji i przestrzeni Focka oraz elementy teorii funkcjonału gęstości. Z pewnością będzie on przydatny dla studentów wybierających się później na fizykę ciała stałego, fizykę jądrową, biofizykę, czy fizykę chemiczną (chemia kwantowa), a częściowo także dla przyszłych studentów fizyki cząstek elementarnych lub astrofizyki.

Program:

1. Wprowadzenie: statystyka cząstek, symetria funkcji falowej, formalizm liczby obsadzeń (druga kwantyzacja).

2. Kryształy: porządek i kolektywne wzbudzenia bozonowe (fonony) w przybliżeniu harmonicznym.

3. Gaz słabo oddziałujących bozonów: kondensat Bosego-Einstein i nadciekłość w przybliżeniu średniego pola i przy użyciu transformacji Bogoliubowa.

4. Opis gazu elektronowego: przybliżenie Hartree-Focka, ekranowanie, koncepcja kwazicząstek.

5. Elementy teorii nadprzewodnictwa: funkcja falowa BCS i transformacje kanoniczne, efekt Meissnera i kwantowanie strumienia magnetycznego.

Opis przygotował Jakub Tworzydło, styczeń 2008

(Zmiany przygotował Krzysztof Wohlfeld, wrzesień 2019)

Literatura:

1. J. Zaanen "The classical condenstates".

2. D I. Khomskii "Basic Aspects of the Quantum Theory of Solids: Order and Elementary Excitations".

3. H. Bruus, K. Flensberg "Many-body quantum theory in condensed matter physics".

4. A. Fetter, J.D. Walecka "Quantum theory of many-particle systems".

5. G. D. Mahan "Many-Particle Physics".

6. J. Spałek "Wstęp do fizyki materii skondensowanej".

7. R. D. Mattuck "A guide to Feynman diagrams in the many-body problem".

8. P.W. Anderson "Basic notions of condensed matter physics".

9. X-G Wen "Quantum Field Theory of Many-Body Systems".

Efekty uczenia się:

* student zna podstawy formalizmu liczby obsadzeń

* potrafi zastosować ten formalizm do modelowego opisu prostych układów

* potrafi wyjaśnić znane zjawiska wielociałowe: gaz elektronowy, nadprzewodnictwo, kondensat Bosego-Einsteina, ułamkowy kwantowy efekt Halla

Metody i kryteria oceniania:

Zaliczenie ćwiczeń = Z1 punktów:

-- przede wszystkim: jedno lub dwa kolokwia (do decyzji w trakcie zajęć),

-- w mniejszym stopniu: aktywność na zajęciach.

Zaliczenie kursu:

-- obowiązkowy egzamin (pisemny),

-- do egzaminu można przystąpić jedynie po uprzednim zaliczeniu ćwiczeń czyli uzyskaniu co najmniej 50% punktów Z1,

-- egzamin przede wszystkim z zadań,

-- podczas egzaminu można uzyskać Z2 punktów (makysmalnie tyle samo co z ćwiczeń),

-- podczas egzaminu można posiadać jedną stronę A4 zawierającą notatki z kursu,

-- końcowa ocena z przedmiotu na podstawie łącznej liczby punktów (Z1+Z2)/2,

-- zaliczenie przedmioty po uzyskaniu co najmniej 50% punktów.

Możliwe zaliczenie przedmiotu przy maksymalnie 3 usprawiedliwionych nieobecnościach podczas ćwiczeń.

Kolokwium poprawkowe jest tożsame z egzaminem w I. terminie. Egzamin w II. terminie jest przeprowadzony na tych samych zasadach jak egzamin w I. terminie.

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2021/22" (zakończony)

Okres: 2021-10-01 - 2022-02-20
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Krzysztof Wohlfeld
Prowadzący grup: Adam Kłosiński, Krzysztof Wohlfeld
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2022/23" (w trakcie)

Okres: 2022-10-01 - 2023-01-29
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Krzysztof Wohlfeld
Prowadzący grup: Krzysztof Wohlfeld, Jerzy Wojtkiewicz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Wykład - Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski.
ul. Banacha 2
02-097 Warszawa
tel: +48 22 55 44 214 https://www.mimuw.edu.pl/
kontakt deklaracja dostępności USOSweb 6.8.0.0-7338adbcb (2022-10-06)