SI2520 Statistisk mekanik för icke-jämviktssystem 7,5 hp

Nonequilibrium Statistical Mechanics

System som inte är i jämvikt är mycket vanligare i naturen än de som inte är det. Den här kursen ger en introduktion till idéer och angreppssätt för att studera system i statistisk mekanik som inte är i jämvikt, och som är tidsberoende. Kursen börjar med en genomgång av ursprunget till irreversibilitet och termodynamikens andra lag, som är grundläggande för jämvikts statistik mekanik. Därefter följer ett antal olika metoder för att studera icke-jämviktssituationer på olika detaljnivå. Huvuddelen av kursen behandlar effektiva beskrivningar med hjälp av stokastiska processer, som påminner om enkla slumpvandringar. För övrigt diskuteras Boltzmannekvationen, som ger en mikroskopisk beskrivning av transport i tunna gaser, och leder vidare till en hydrodynamisk beskrivning på längre längdskalor. Slutligen, behandlas den linjära regimen nära jämvikt, där man kan få den linjära responsen hos ett system från dess jämviktsfluktuationer, via fluktuations-dissipations teoremet.

Visa kursinformation utifrån vald termin och kursomgång:

Kursomgång och genomförande

Ingen kursomgång är vald

Välj termin och kursomgång ovan för att få information från rätt kursplan och kursomgång.

Kursinformation

Innehåll och lärandemål

Kursinnehåll *

  • Irreversibilitet och den andra lagen
  • Brownsk rörelese: Slumpvandringar, Langevinekvationer, Fokker-Planck ekvationer, mm.
  • Stokastiska processer i fysiken: Master ekvationer, Lösningsmetoder, mm.
  • Boltzmannekvationen: Transport, H-theoremet, Konservationslagar och hydrodynamik.
  • Linjär respons terori: Kubo formeln, Fluktuations-dissipations teoremet, Onsager relationer.

Lärandemål *

Efter kursen ska du

  • ha en bred överblick över begrepp, metoder och angreppssätt inom icke-jämvikts statistisk fysik.
  • kunna modellera nya fysikaliska situationer med hjälp av de metoder som exemplifieras i kursen.
  • kunna generalisera och tillämpa metoderna på nya problem.
  • ha fått en inblick i mer avancerade metoder som knyter an till modern forskning.

Kursupplägg

Ingen information tillagd

Kurslitteratur och förberedelser

Särskild behörighet *

Rekommenderade förkunskaper: Grundläggande statistisk fysik och lite kvantmekanik.

Rekommenderade förkunskaper

Ingen information tillagd

Utrustning

Ingen information tillagd

Kurslitteratur

Föreläsningsanteckningar kommer att finnas tillgängliga.

Examination och slutförande

Betygsskala *

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

Examination *

  • TEN1 - Tentamen, 7,5 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, 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 *

Lösning av hemtal. Doktorandstudenter får munta.

Möjlighet till komplettering

Ingen information tillagd

Möjlighet till plussning

Ingen information tillagd

Examinator

Jens Bardarson

Ytterligare information

Kurswebb

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

Kurswebb SI2520

Ges av

SCI/Fysik

Huvudområde *

Fysik

Utbildningsnivå *

Avancerad nivå

Påbyggnad

Ingen information tillagd

Kontaktperson

Jens Bardarson (bardarson@kth.se)

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.

Övrig information

Läskurs vid få deltagare.