• A
  • A
  • A
  • АБB
  • АБB
  • АБB
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта
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
Когда читается: 1-й курс, 1-4 модуль
Формат изучения: без онлайн-курса
Прогр. обучения: Теоретическая и математическая физика
Язык: русский
Кредиты: 5

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

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

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

Содержание учебной дисциплины

  • Тема 1.Уравнение Дирака и алгебра гамма-матриц
    Уравнение 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 КЭД
    Квантование 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 Фейнмана
    Теория 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 КЭД
    Основы теории перенормировки в КЭД. Работа с радиационными поправками. Тонкая и сверхтонкая структура одноэлектронного атома. Лэмбовский сдвиг.
Элементы контроля

Элементы контроля

  • неблокирующий Домашние задания
  • блокирующий Экзамен
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • Промежуточная аттестация (1 модуль)
    0.5 * Домашние задания + 0.5 * Экзамен
  • Промежуточная аттестация (2 модуль)
    0.5 * Домашние задания + 0.5 * Экзамен
  • Промежуточная аттестация (4 модуль)
    0.5 * Домашние задания + 0.5 * Экзамен
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • Sadovskii, M. V. (2013). Quantum Field Theory. De Gruyter.

Рекомендуемая дополнительная литература

  • Igor N. Toptygin. (2013). Foundations of Classical and Quantum Electrodynamics. Wiley-VCH.