Θεωρητική Φυσική

Ακαδ. Έτος: 2010- 2011, Χειμερινό εξάμηνο
Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών,9ο εξάμηνο

Παρακολούθηση, Βασική βιβλιογραφία, Σχετική βιβλιογραφία

ΓΕΝΙΚΑ ΓΙΑ ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ

Σκοπός του Μαθήματος: Εισαγωγή στη Σχετικιστική Κβαντομηχανική (εξίσωση Klein-Gordon, κβαντική ηλεκτροδυναμική με βαθμωτά πεδία, εξίσωση Dirac, κβαντική ηλεκτροδυναμική, δεύτερη κβάντωση)

Παρακολούθηση-Ωρες διδασκαλίας: αίθουσα σεμιναρίων, 3ος όροφος, νέα πτέρυγα του κτηρίου Φυσικής.

• Τρίτη 8:45 - 10:30
• Παρασκευή 8:45 - 10:30

Κατά τη διάρκεια του εξαμήνου θα δοθούν σειρές ασκήσεων που θα πρέπει (προαιρετικά) να επιστρέφονται μέσα σε 2 εβδομάδες. Η παράδοση ασκήσεων συνεισφέρει πάντα θετικά στη τελική βαθμολογία του μαθήματος. Όλες οι ασκήσεις των φυλλαδίων θα λύνονται στον πίνακα μετά την παρέλευση των 2 εβδομάδων. Οι ασκήσεις που παραδίδουν οι φοιτητές δεν επιστρέφονται.

Είναι πολύ χρήσιμο να εγγραφείτε ως χρήστες του μαθήματος στην ιστοσελίδα του μαθήματος στο mycourses.ntua.gr. Κάντε logon με το όνομα χρήστη/password που χρησιμοποιήτε για να βλέπετε το email σας στο ΕΜΠ. Με τον τρόπο αυτό θα λαμβάνετε στην ηλεκτρονική διεύθυνση που θα δηλώσετε όλες τις σημαντικές ανακοινώσεις σχετικά με το μάθημα.

Βασική Βιβλιογραφία:
• Θα δοθεί το βιβλίο: "Σχετικιστική Κβαντομηχανική", Σ. Τραχανά, Παν. Εκδόσεις Κρήτης.
• Θα χρησιμοποιηθεί εκτενώς και το βιβλίο "Quarks and Leptons", F. Halzen and A. Martin, J. Wiley & Sons. (επικοινωνήστε με τον διδάσκοντα για το συγκεκριμένο βιβλίο)
Σχετική βιβλιογραφία:
• Gauge Theories in Particle Physics, 2 τόμοι, I.J.R. Aitchison and A.J.G. Hey, Taylor & Francis Group.
• Introduction to Elementary Particles, David Griffiths, Wiley-VCH.
• Relativistic Quantum Mechanics, James D. Bjorken and Sidney D. Drell.
• Relativistic Quantum Fields, James D. Bjorken and Sidney D. Drell.
• An Introduction To Quantum Field Theory (Frontiers in Physics), Michael E. Peskin and Dan V. Schroeder, Westview Press.
• Field Theory: A Modern Primer, P. Ramond

Παραδόσεις

Τρίτη 5/10: Γενική εισαγωγή
Παρασκευή 8/10: Εξίσωση Schroedinger. Πυκνότητα και ρεύμα πιθανότητας. Τετραδυανύσματα. Εξίσωση Klein-Gordon. Αρνητικές ενέργειες. Η προσέγγιση του Dirac και η προσέγγιση των Feynman-Stueckelberg. Αντισωματίδια.

Τρίτη 12/10: Μη σχετικιστική θεωρία διαταραχών. Πιθανότητα μετάπτωσης ανά μονάδου χρόνου, ρυθμός μετάπτωσης. Προσέγγιση 2ης τάξης. Γενίκευση για aντισωματίδια.
Παρασκευή 15/10: (δεν έγινε παράδοση)

Τρίτη 19/10: Η εξίσωση Klein-Gordon κια το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Ελάχιστη αντικατάσταση. Η Klein-Gordon με πεδίο Coulomb.
Παρασκευή 22/10: (δεν έγινε παράδοση)

Τρίτη 26/10: Το "ηλεκτρόνιο" σε ηλεκτρομανητικό πεδίο. Σκέδαση ηλεκτρονίου-ποζιτρονίου χωρίς spin. Ενεργός διατομή.
Παρασκευή 29/10: Ρυθμός διάσπασης σωματιδίου. Σκέδαση "ηλεκτρονίου"-"ηλεκτρονίου". Σκέδαση "ηλεκτρονίου"-"ποζιτρονίου". Οι σταθερές του Mandelstam.

Τρίτη 2/11: Σκέδαση "ηλεκτρονίου"-"μιονίου". Φυσικές περιοχές των s,t,u. Λύσεις ασκήσεων.
Παρασκευή 5/11: Ο διαδότης: από τη μη σχετικιστικό στον σχετικιστικό φορμαλισμό. Η εξίσωση Dirac. Πίνακες γ και ιδιότητές τους. Συναλλοίωτη μορφή της εξίσωσης Dirac.

Τρίτη 9/11: Διατηρήσιμο ρεύμα. Spinor ελεύθερου σωματιδίου.
Παρασκευή 12/11:(δεν έγινε παράδοση)

Τρίτη 16/11: (δεν έγινε παράδοση)
Παρασκευή 19/11: Λύσεις ασκήσεων. Η εξίσωση του Dirac και η εξίσωση του Pauli. Αντισωματίδια. Ο spinor του ποζιτρονίου.

Τρίτη 23/11: Το ρεύμα για το ποζιτρόνιο. Νορμαλισμός των spinor. Σχέσεις πληρότητας. Διγραμμικές ποσότητες. Αναλοιώτητα της εξίσωσης Dirac σε μετασχηματισμούς Lorentz.
Παρασκευή 26/11: Φερμιόνια με μηδενική μάζα. Majorana spinor. Αλληλεπίδραση φερμιονίου με ηλεκτρομαγνητικό πεδίο.

Τρίτη 30/11: Λύση ασκήσεων. Σκέδαση ee→ee. Η άθροιση των spin στην ενεργό διατομή σε χαμηλές ενέργειες.
Παρασκευή 3/12: (δεν έγινε παράδοση)

Τρίτη 7/12: (δεν έγινε παράδοση)
Παρασκευή 10/12: (δεν έγινε παράδοση)

Τρίτη 14/12: (δεν έγινε παράδοση)
Παρασκευή 17/12: Σκέδαση ee→ee. Η άθροιση των spin στην ενεργό διατομή. Ίχνη πινάκων γάμμα. Η ενεργός διατομή στο σύστημα Κ.Μ. για μεγάλες ενέγειες. Διατήρηση της χειραλικότητας στις υψηλές ενέργειες.

Τρίτη 21/12: Σύνοψη για σκεδάσεις ee→ee, μμ. Η σκέδαση eμ→eμ στο Σύστημα Εργαστηρίου.
Τετάρτη 22/12: Το διάνυσμα πόλωσης του φωτονίου. Διαδότες για spin=0,1/2,1. Σκέδαση Compton.

Τρίτη 11/1: Η δομή των αδρονίων. Σκέδαση Rutherford. Ελαστική σκέδαση ep. Παράγοντες μορφής. Ανώμαλη μαγνητική ροπή του πρωτονίου.
Παρασκευή 14/1: Ανελαστική σκέδαση ep. Βάθμιση Bjorken και το πρότυπο των παρτονίων.

Τρίτη 18/1: Λύσεις ασκήσεων
Παρασκευή 21/1: Λύσεις ασκήσεων