• A
  • A
  • A
  • АБВ
  • АБВ
  • АБВ
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Введение в квантовую теорию

2019/2020
Учебный год
RUS
Обучение ведется на русском языке
6
Кредиты
Статус:
Дисциплина общефакультетского пула
Когда читается:
3, 4 модуль

Программа дисциплины

Аннотация

Квантовая теория поля представляет собой набор идей и методов, объединяющий три главные концепции сюжета современной физики: квантовую теорию, понятие поля и принцип относительности. Именно квантовая теория поля привел к возникновению новых связей между физикой и математикой. Можно было бы подумать, что столь мощный и широко используемый предмет очень сложен и труден для понимания. На самом деле основные понятия и техники квантовой теории поля довольно просты и интуитивно понятны. Квантовое поле — это ансамбль бесконечного числа взаимодействующих гармонических осцилляторов. Возбуждения этих осцилляторов отождествляются с частицами. Квантовая теория поля — единственная подтвержденная экспериментом теория, способная объяснить взаимодействие микрочастиц при низких энергиях. В курсе будут доступно для неспециалистов рассмотрены основные проблемы квантовой теории. Мы будем смело прибегать к аналогиям при обсуждении этих проблем.
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • цель курса состоит в том, чтобы начав с самых азов и обсуждая основные концепции, построить формализм, необходимый для построения стандартной модели фундаментальных взаимодействий.
Результаты освоения дисциплины

Результаты освоения дисциплины

  • Понимает основы квантовой теории
  • Владеет концепцией квантовой теории
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Классическая теория - Гамильтонов подход
    Классическая теория на примере электромагнитной волны. Электромагнитная волна — набор гармонических осцилляторов. Гамильтонов подход.
  • Наш мир не классический
    Gedanken эксперименты со светом — прохождение через поляризатор и фотоэффект. Вывод: наш мир не классический. Соотношения неопределенности.
  • Состояния физической системы в квантовой теории
    Состояния физической системы в квантовой теории. Собственные состояния. Принцип суперпозиции. Вероятность перехода из одного состояния в другое (амплитуда перехода). Пространство состояний — гильбертово пространство.
  • Операторы в квантовой теории
    Наблюдаемые в квантовой теории — операторы на гильбертовом пространстве. Действие оператора на собственные состояния. Требование самосопряженности оператора. Измерение наблюдаемой как задача на собственные значения. Определение среднего значения и дисперсии наблюдаемой.
  • Неопределённость и измеримость
    Соотношение неопределенности и одновременная измеримость физических величин. Канонические коммутационные соотношения. Каноническое квантование в квантовой теории. Полный набор наблюдаемых.
  • Динамика в квантовой теории
    Уравнение Шредингера. Гамильтониан как наблюдаемая, определяющая динамику в квантовой теории. Задача на собственные значения и собственные состояния гамильтониана как задача, решающая вопрос о динамике произвольного состояния в квантовой механике.
  • Квантование гармонического осциллятора
    Операторы рождения и уничтожения. Энергетический спектр и собственные состояния.
  • Когерентные состояния
    Когерентные состояния как минимизирующие соотношение неопределенности. Динамика когерентного состояния. Разложение единицы для когерентных состояний. Предельный переход к классической теории.
Элементы контроля

Элементы контроля

  • неблокирующий Первая контрольная работа
  • неблокирующий Вторая контрольная работа
  • неблокирующий Третья контрольная работа
  • неблокирующий Коллоквиум
    устный
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • Промежуточная аттестация (4 модуль)
    0.25 * Вторая контрольная работа + 0.25 * Коллоквиум + 0.25 * Первая контрольная работа + 0.25 * Третья контрольная работа
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • - Блохинцев Д.И. — Основы квантовой механики - Издательство "Лань" - 2004 - ISBN: 978-5-8114-0554-1 - Текст электронный // ЭБС Лань - URL: https://e.lanbook.com/book/619
  • Фейнмановские лекции по физике. Вып.8,9: Квантовая механика, Фейнман Р., Лейтон Р., 2013

Рекомендуемая дополнительная литература

  • - Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. — Теоретическая физика Т.3. Квантовая механика (нерелятивистская теория) - Издательство "Физматлит" - 2001 - ISBN: 5-9221-0057-2 - Текст электронный // ЭБС Лань - URL: https://e.lanbook.com/book/2380
  • Фейнмановские лекции по физике. Вып.3: Излучение. Волны. Кванты, Фейнман Р., Лейтон Р., 2014