Физика низких температур

2022/2023

Учебный год

RUS

Обучение ведется на русском языке

6

Кредиты

Кто читает:

Базовая кафедра физики низких температур Института физических проблем им. П.Л. Капицы РАН

Статус:

Курс по выбору

Когда читается:

4-й курс, 1-3 модуль

Преподаватели

Сосин Сергей Сергеевич

Суровцев Евгений Владимирович

Программа дисциплины

Аннотация

Курс «Физика низких температур» посвящен теоретическим основам рассмотрения квантовых макроскопических эффектов. Основой курса является последовательное изложение теории Ферми-жидкости Ландау и теории бозе-эйнштейновской конденсации, а также теории фазовых переходов II рода. Курс предполагает активное освоение студентами описания коллективных квантовых эффектов в системах, состоящих из большого количества частиц. Будут приведены экспериментальные примеры универсального критического поведения различных конденсированных сред.

Цель освоения дисциплины

• формирование у студентов профессиональных компетенций, связанных с использованием современных теоретических представлений в области физики низких температур
• освоение основных концепций описания макроскопических квантовых эффектов
• развитие навыков анализа различных квантовых эффектов в макроскопических и мезоскопических системах.

Планируемые результаты обучения

• Знать о существовании топологического перехода Березинского-Костерлица-Таулеса
• Понимать специфику низкоразмерных систем и возникающих в них явлений
• Приобрести знания об описании критических явлений с помощью гипотезы масштабной инвариантности, навыки решения задач.
• Приобрести знания основных теоретических концепций и методов, применяемых в теории фазовых переходов II рода в различных конденсированных средах.
• Приобрести знания основных теоретических концепций и методов, применяемых в теории Ферми-жидкости, для описания эффекта конденсации Бозе-Эйнштейна
• Приобрести опыт чтения научной литературы по физике низких температур
• Уметь применять методики теоретического расчета термодинамических величин и структуры основного состояния для макроскопических систем
• Уметь применять распределение Гиббса для решения задач

Содержание учебной дисциплины

• Распределение Гиббса
• Идеальные ферми- и бозе-газы. Ферми-жидкость.
• Фазовые переходы II рода
• Масштабная инвариантность
• Низкоразмерные системы
• Примеры экспериментального исследования фазовых превращений в конденсированных средах

Элементы контроля

• Самостоятельная работа
  Описание: Включает домашние задания, выступления и активность на семинаре
• Контрольная работа
  Оценивается экспертным мнением преподавателя с учтом полноты решения задач и корректности решений.
• Экзамен
  Проводится в устной форме, билет содержит 2 вопроса. При неудовлетворительной промежуточной оценке за любую часть курса итоговая оценка не может быть выше неудовлетворительно(3).
• Экзамен
  Проводится в устной форме, билет содержит 2 вопроса. Студенты, у которых 0.5 Опромежут1,2 + 0.5 Онакопл3= 10, освобождаются от второго устного экзамена и получают итоговую оценку 10. Студенты c оценкой 0.5 Опромежут1,2 + 0.5 Онакопл3= 8 или 9 могут отвечать только на половину билета (1 вопрос по выбору) на втором устном экзамене.

Промежуточная аттестация

• 2022/2023 учебный год 2 модуль
  0.5 * Экзамен + 0.5 * Контрольная работа
• 2022/2023 учебный год 3 модуль
  0.5 * Экзамен + 0.25 * Самостоятельная работа + 0.25 * Контрольная работа

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. - Курс теоретической физики. Статистическая физика - Издательство "Физматлит" - 2001 - ISBN: 978-5-9221-0054-0 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/2230
• Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. - Теоретическая физика. Т.9 Статистическая физика. Ч. 2. Теория конденсированного состояния - Издательство "Физматлит" - 2004 - ISBN: 5-9221-0296-6 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/2235
• Теоретическая физика. Т. 5: Статистическая физика: Ч. 1, Ландау, Л. Д., 2013

Рекомендуемая дополнительная литература

• Статистическая механика : курс лекций, Фейнман, Р., 1978