Videregående kvantemekanik
Overordnede kursusmål
At give en videregående forståelse for kvantemekanikkens grundbegreber og teknikker. Der lægges særlig vægt på, at de studerende bliver i stand til selvstændigt at gennemføre kvantemekaniske beskrivelser af nanostrukturer og faste stoffer.
See course description in English
Læringsmål
- Beskrive de fundamentale kvantemekaniske begreber: superpositionsprincippet, ubestemthedsrelationer, sandsynlighedsamplituder og sammenfiltring.
- Beskrive følgende matematiske begreber: Hilbertrum, selv-adjungerede og unitære operatorer, ortogonal projektioner, sammensatte systemer samt spektralteoremet.
- Forklare egenskaberne af blandede og rene kvantemekaniske tilstande og beregne målbare størrelser ved brug af disse tilstande.
- Beskrive og diskutere strukturen af et kvantemekanisk eksperiment i form af en forberedelses-, manipulations- og målingsproces.
- Definere og anvende symmetrier og gruppeteori (irreducible repræsentationer og karaktertabeller) i kvantemekanikken til analyse af kvantetilstande og klassifikation af energispektre.
- Diskutere orbital og spin angulært moment og anvende begreberne i fysiske systemer.
- Anvende stationær- og tidsafhængig perturbationsregning.
- Forklare konsekvenserne af princippet om ”uskelnelighed” af kvantepartikler.
- Beskrive sammenhængen mellem bosoner, fermioner og bølgefunktionssymmetrier samt begrebet Slater determinant.
- Definere den andenkvantiserede form af en- og to-partikel operatorer og anvende Wicks teorem
- Beskrive principperne bag tæthedsfunktionalteori.
- Diskutere og regne på moderne anvendelser af kvantemekanikken blandt andet inden for faststoffysik.
Kursusindhold
Tilstande- og tilstandsoperatoren, tilstandsblandinger og tæthedsmatricen, gruppeteori og symmetrier, angulære momenter, spin, måling, atom-felt vekselvirkning, sammenfiltrede tilstande, ladet partikel i magnetfelt, Aharonov-Bohm effekt, Zeeman effekt,
gruppe-teori (representationer og karakterer), identiske partikler, Pauli princippet, anden kvantisering, electronstrukturteori, exchange, Hartree-Fock metoden, tæthedsfunktionalteori, Hohenberg-Kohn teoremerne, Greens funktioner, superledning, Udvalgte emner inden for nyere kvantefysik.
Undervisningsform
Forelæsninger, øvelsesregning, projektopgaver.