Hoppa till huvudinnehållet

SI2390 Relativistisk kvantfysik 7,5 hp

”Relativistisk kvantfysik” är en kurs där viktiga teorier för elementarpartikelfysik och symmetrier lärs ut. Under kursens gång kommer att illustreras hur relativistiska symmetrier och gaugesymmetrier kan begränsa ”möjliga” teorier. Kursen kommer att ge en introduktion till störningsteori och Feynmandiagram. Problemet med divergenser kommer att nämnas och koncepten för regularisering och renormerbarhet att illustreras.

Välj termin och kursomgång

Välj termin och kursomgång för att se information från rätt kursplan och kursomgång.

Rubriker med innehåll från kursplan SI2390 (HT 2011–) är markerade med en asterisk ( )

Innehåll och lärandemål

Kursinnehåll

I. Relativistisk kvantmekanik

Tensornotation. Casimiroperatorer. Poincarégruppen. Irreducibla representationer av partiklar. Klein-Gordon-ekvationen. Diracekvationen. Dirac-partiklars struktur. Diracekvationen: centrala potentialer. Weylekvationen. Maxwells ekvationer och kvantisering av det elektromagnetiska fältet. Introduktion till Yang-Mills-teori.

II. Introduktion till kvantfältteori

Neutrala och laddade Klein-Gordon-fält. Diracfältet. Majoranafältet. Asymptotiska fält: LSZ-formulering. Störningsteori. Introduktion till kvantelektrodynamik. Växelverkande fält och Feynmandiagram. Elementära processer i kvantelektrodynamik. Introduktion till strålningskorrektioner.

Lärandemål

Efter fullgjord kurs skall du kunna:

  • tillämpa Poincarégruppen samt klassificera partikelrepresentationer.
  • analysera Klein-Gordon-och Diracekvationerna.
  • lösa Weylekvationen.
  • känna till Maxwells ekvationer och klassisk Yang-Mills-teori.
  • kvantisera Klein-Gordon-, Dirac- och Majoranafält samt ställa upp Lagrangetätheter för dessa fält.
  • använda störningsteori inom enkla kvantfältteorier.
  • ställa upp Lagrangetätheten för kvantelektrodynamik samt analysera denna.
  • härleda Feynmanregler utifrån enkla kvantfältteorier samt tolka Feynmandiagram.
  • analysera elementära processer i kvantelektrodynamik.
  • beräkna strålningskorrektioner för elementära processer i kvantelektrodynamik.

Kursupplägg

Ingen information tillagd

Kurslitteratur och förberedelser

Särskild behörighet

Rekommenderade förkunskaper:
Kvantfysik
Relativitetsteori
Analytisk mekanik och klassisk fältteori (rekommenderad)

Rekommenderade förkunskaper

Ingen information tillagd

Utrustning

Ingen information tillagd

Kurslitteratur

Kurslitteraturen består huvudsakligen av en bok:

  • T. Ohlsson, Relativistic Quantum Physics, Cambridge (2011)

Vidare rekommenderad läsning:

  • A.Z. Capri, Relativistic Quantum Mechanics and Introduction to Quantum Field Theory, World Scientific (2002)
  • C. Doran and A. Lasenby, Geometric Algebra for Physicists, Cambridge (2003)
  • W. Greiner, Relativistic Quantum Mechanics - Wave Equations, Springer (2000)
  • F. Gross, Relativistic Quantum Mechanics and Field Theory, Wiley (1993)
  • J. Mickelsson, T. Ohlsson, and H. Snellman, Relativity Theory, KTH (2005)
  • M.E. Peskin and D.V. Schroeder, Introduction to Quantum Field Theory, Harper-Collins (1995)
  • H.M. Pilkuhn, Relativistic Quantum Mechanics, Springer (2003)
  • L.H. Ryder, Quantum Field Theory, 2nd ed., Cambridge (1996)
  • F. Schwabl, Advanced Quantum Mechanics, Springer (1999)
  • F.J. Ynduráin, Relativistic Quantum Mechanics and Introduction to Field Theory, Springer (1996)

Examination och slutförande

När kurs inte längre ges har student möjlighet att examineras under ytterligare två läsår.

Betygsskala

A, B, C, D, E, FX, F

Examination

  • INL1 - Inlämningsuppgifter, 4,5 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F
  • TEN1 - Tentamen, 3,0 hp, betygsskala: P, F

Examinator beslutar, baserat på rekommendation från KTH:s samordnare för funktionsnedsättning, om eventuell anpassad examination för studenter med dokumenterad, varaktig funktionsnedsättning.

Examinator får medge annan examinationsform vid omexamination av enstaka studenter.

Övriga krav för slutbetyg

Inlämningsuppgifter (INL1; 4,5 hp) och muntlig tentamen (TEN1; 3 hp).

Möjlighet till komplettering

Ingen information tillagd

Möjlighet till plussning

Ingen information tillagd

Examinator

Profile picture Tommy Ohlsson

Etiskt förhållningssätt

  • Vid grupparbete har alla i gruppen ansvar för gruppens arbete.
  • Vid examination ska varje student ärligt redovisa hjälp som erhållits och källor som använts.
  • Vid muntlig examination ska varje student kunna redogöra för hela uppgiften och hela lösningen.

Ytterligare information

Kurswebb

Ytterligare information om kursen kan hittas på kurswebben via länken nedan. Information på kurswebben kommer framöver flyttas till denna sida.

Kurswebb SI2390

Ges av

SCI/Fysik grundutbildning

Huvudområde

Fysik

Utbildningsnivå

Avancerad nivå

Påbyggnad

Ingen information tillagd

Kontaktperson

Tommy Ohlsson (tohlsson@kth.se)