Θεωρητική Φυσική

Ακαδ. Έτος: 2011- 2012, 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.

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 8/11: Εξίσωση Schroedinger. Πυκνότητα και ρεύμα πιθανότητας. Τετραδιανύσματα. ΑΣΚΗΣΕΙΣ
Παρασκευή 11/11: Εξίσωση Klein-Gordon. Αρνητικές ενέργειες. Η προσέγγιση του Dirac και η προσέγγιση των Feynman-Stueckelberg. Αντισωματίδια. Μη σχετικιστική θεωρία διαταραχών. Πιθανότητα μετάπτωσης ανά μονάδου χρόνου, ρυθμός μετάπτωσης. Προσέγγιση 2ης τάξης. Γενίκευση για aντισωματίδια. ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Τρίτη 15/11: (Τριήμερο επετείου Πολυτεχνείου. Δεν έγινε παράδοση)
Παρασκευή 18/11: Η εξίσωση Klein-Gordon και το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Τρίτη 22/11: Λύσεις ασκήσεων. Η εξίσωση Klein-Gordon και το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Ελάχιστη αντικατάσταση. Η Klein-Gordon με πεδίο Coulomb. Σκέδαση "ηλεκτρονίου"-"μιονίου". ΑΣΚΗΣΕΙΣ
Παρασκευή 25/11: Η ενεργός διατομή. ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Τρίτη 29/11: Λύσεις ασκήσεων. Ρυθμός διάσπασης σωματιδίου. Σκέδαση "ηλεκτρονίου"-"ηλεκτρονίου". Σκέδαση "ηλεκτρονίου"-"ποζιτρονίου" (crossing). Αναλλοίωτες μεταβλητές. ΑΣΚΗΣΕΙΣ
Παρασκευή 2/12: Λύσεις ασκήσεων. Περιοχές των τιμών s,t,u για σκέδαση "ηλεκτρονίου"-"μιονίου". Η ενεργός διατομή της σκέδασης "ηλεκτρονίου"-"ηλεκτρονίου" ως συνάρτηση των s,t,u.

Τρίτη 6/12: (δεν έγινε μάθημα)
Παρασκευή 9/12: Λύσεις ασκήσεων. Ο διαδότης από την μη σχετικιστική στη σχετικιστική διατύπωση.

Τρίτη 13/12: Εξίσωση Dirac. Η συναλλοίωτη μορφή της Dirac και οι πίνακες γ. Το ρεύμα. ΑΣΚΗΣΕΙΣ
Παρασκευή 16/12: Spinor του ελεύθερου σωματίδιου. Σπιν. Ελικότητα. Spinor σε χωρικές στροφές. ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Τρίτη 20/12: Λύσεις αρνητικής ενέργειας. Η εξίσωση Dirac και η εξίσωση Pauli για ηλεκτρόνιο σε μαγνητικό πεδίο. Η κυματοσυνάρτηση του ποζιτρονίου. ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Τρίτη 10/1: Σχέσεις πληρότητας για τα spinors. Προβολικοί τελεστές. Διγραμμικές αναλλοίωτες ποσότητες. ΑΣΚΗΣΕΙΣ
Παρασκευή 13/1: Φερμιόνια με μηδενική μάζα. Majorana spinors

Τρίτη 17/1: (δεν έγινε μάθημα)
Παρασκευή 20/1: Ηλεκτροδυναμική σωματιδίων με spin=1/2.Ηλεκτρόνιο και ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Σκέδαση e-e--->e-e- σε χαμηλές ενέργειες. ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Τρίτη 24/1: Λύσεις ασκήσεων. Σκέδαση e-μ--->e-μ-. Θεωρήματα ιχνών και γ πίνακες. Σκέδαση e+e--->μ+μ-. Διατήρηση της ελικότητας σε υψηλές ενέργειες. ΑΣΚΗΣΕΙΣ
Παρασκευή 27/1:Λύσεις ασκήσεων. Διατήρηση της ελικότητας σε υψηλές ενέργειες. ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Τρίτη 31/1: Λύσεις ασκήσεων. Η σκέδαση e-μ--->e-μ- στο σύστημα εργαστηρίου. Κινηματική.ΑΣΚΗΣΕΙΣ
Παρασκευή 3/2: Φωτόνιο και διάνυσμα πόλωσης. Διάνυσμα πόλωσης για spin=1 και M≠0. Ο διαδότης του βαθμωτού σωματιδίου, του ηλεκτρονίου,του φωτονίου και του σωματιδίου με spin=1 και M≠0. Σκέδαση Compton e-γ-->e-γ. ΑΣΚΗΣΕΙΣ