Магистратура
2020/2021
Квантовая электродинамика
Лучший по критерию «Полезность курса для Вашей будущей карьеры»
Лучший по критерию «Полезность курса для расширения кругозора и разностороннего развития»
Лучший по критерию «Новизна полученных знаний»
Статус:
Курс обязательный
Направление:
03.04.02. Физика
Кто читает:
Департамент физики
Когда читается:
1-й курс, 1-4 модуль
Формат изучения:
без онлайн-курса
Преподаватели:
Офенгейм Дмитрий Дмитриевич
Прогр. обучения:
Теоретическая и математическая физика
Язык:
русский
Кредиты:
5
Контактные часы:
90
Программа дисциплины
Аннотация
Целями изучения дисциплины «Квантовая электродинамика» является приобретение обучающимися знаний, умений и навыков в области релятивисткой квантовой механики. Основная задача курса – сформировать необходимый теоретический фундамент для возможности работы с классической и квантовой теорией поля, физикой элементарных частиц, квантовой хромодинамикой и другими науками, которые опираются на квантовую электродинамику. В рамках курса подробно рассматриваются уравнения для частиц со спином 0 и ½. Анализируется уравнение Дирака с учетом взаимодействия частиц. Особое внимание уделяется релятивистской теории рассеяния. Курс насыщен большим количеством примеров из разных разделов физики, иллюстрирующих эффекты, которые предсказывает квантовая электродинамика.
Цель освоения дисциплины
- Целями освоения дисциплины «Квантовая электродинамика» являются формирование у студентов теоретических знаний и практических навыков в области взаимодействия заряженных частиц с электро-магнитным полем с учетом релятивистских и квантовых эффектов. Для освоения учебной дисциплины «Квантовая электродинамика» требуется знание математического анализа, линейной алгебры, общей физики, теоретической механики, квантовой механики, классической электродинамики, специальной теории относительности, а также полезно знание статистической физики.
Планируемые результаты обучения
- Знание правил коммутации; Знание уравнения Дирака и его вывода исходя из фундаментальных положений квантовой механики и специальной теории относительности; Умение преобразовывать волновые функции электрона при преобразованиях Лоренца; Навыки работы с гамма-матрицами.
- Знание Преобразования C, P, T для электронов в электромагнитном поле; Знание лагранжиана электрона и электромагнитного поля; Умение преобразования пропагаторов при калибровочных преобразованиях; Навыки работы с фотонными пропагаторами;
- Знание определения и свойств диаграмм Фейнмана; Знание эффекта Комптона; Умение доказывать релятивистская инвариантность фейнмановской теории рассеяния; Навык работы с диаграмной техникой;
- Навык работы с радиационными поправками; Знание тонкой и сверхтонкой структуры одноэлектронных атомов.
Содержание учебной дисциплины
- Тема 1.Уравнение Дирака и алгебра гамма-матрицУравнение Дирака и алгебра гамма-матриц. Правила антикоммутации. Преобразование волновых функций электрона при преобразованиях Лоренца. Работа с гамма-матрицами.
- Тема 2. Квантование поля и основные уравнения КЭДКвантование поля и основные уравнения КЭД. Свойства CPT преобразований для дираковских частиц. Проблема CPT инвариантности в теории Дирака. Вторично квантованное дираковское поле. Работа с матрицей плотности в теории Дирака.
- Тема 3. Теория возмущений в КЭД и диаграммы ФейнманаТеория возмущений в КЭД и диаграммы Фейнмана. Определение и свойства диаграмм Фейнмана. Эффект Комптона. Релятивистская инвариантность фейнмановской теории рассеяния. Диаграммная техника.
- Тема 4. Основы теории перенормировки в КЭДОсновы теории перенормировки в КЭД. Работа с радиационными поправками. Тонкая и сверхтонкая структура одноэлектронного атома. Лэмбовский сдвиг.
