120282

Kvantna teorija polja

Da

6.0

30

15

15

Fakultet za fiziku

6.0

15(V) + 30(P) + 15(S)

prof. dr. sc. Predrag Dominis Prester

Filip Reščić, mag. phys. (V, S)
prof. dr. sc. Predrag Dominis Prester (P, S)

Ciljevi predmeta:
Objasniti kvantnu teoriju polja na uvodnoj/srednjoj razini. Cilj kolegija je objasniti formalizam dovoljno široko i tako dati osnovu koja se može upotrijebiti u različitim područjima u kojima kvantna polja igraju važnu ulogu.

Sadržaj predmeta:
1. Bozonska polja: klasična polja, kanonska kvantizacija polja, slobodno Klein-Gordonovo polje, čestice kao pobuđenja polja, antičestice, kvantizacija elektromagnetnog polja
2. Fermionska polja: spin 1/2 polja, Diracova jednadžba, kvantizacija slobodnih spin-1/2 polja, diskretne simetrije, veza između spina i statistike
3. Polja u međudjelovanju: procesi, S-matrica i udarni presjeci, Feynmanovi dijagrami, osnovni procesi u teorijama s spin-0, spin-1/2 i spin-1 poljima elektrodinamici i Yukawa teoriji
4. Simetrije i njihov lom: Noetherin teorem, spontani lom simetrije, osnove teorije supravodljivosti, Poincareova simetrija
5. Uvod u teoriju renormalizacije: Casimirov efekt, pelje i beskonačnosti, renormalizacija polja i konstanti vezanja, efektivni naboj i potencijal

Predrag Dominis Prester: Kvantna teorija polja
Michael E. Peskin, Daniel V. Schroeder (1995): An Introduction to Quantum Fields

Mathew D. Schwartz (2014): Quantum Field Theory and The Standard Model
Steven Weinberg (2005): Quantum Theory of Fields, Volume 1

1. Razumijevanje kvantne teorije polja na nivou koji omogućava primjene na pojave i procese u širokom opsegu, od fizike čvrstog stanja do fizike elementarnih čestica.
2. Steći znanja i kompetencije potrebne za razumijevanje naprednih primjena kvantne teorije polja.
3. Razvijati opće kompetencije vezane uz analitičko postavljanje i rješavanja složenih problema primjenom naprednih matematičkih metoda.

TjedanDatumSatiTema
1.3.3.2022.2

1) Uvodne napomene: Polja i zašto ih kvantizirati. Problemi s jednočestičnom kvantnom mehanikom.

2) Klasična teorija polja: Lokalnost. Relativističke teorije polja. Lagrangeov formalizam.

4.3.2022.2Simetrije i Noetherin teorem. Kanonski formalizam. Vježbe: primjeri i zadaci.
2.10.3.2022.2Vakuum. Simetrije i njihov lom. Greenove funkcije.
11.3.2022.2Feynmanovi dijagrami u klasičnoj teoriji polja. Vježbe: primjeri i zadaci.
3.17.3.2022.23) Osnove kvantne teorije polja: Kanonska kvantizacija. Klein-Gordonovo polje. Fockov prostor stanja.
18.3.2022.2Kompleksno Klein-Gordonovo polje. Antičestice. Vježbe: primjeri i zadaci.
4.24.3.2022.2Međudjelovanje s klasičnim vanjskim izvorom. Procesi. Udarni presjeci i širine raspada.
25.3.2022.2S-matrica i vremensko uređenje. LSZ redukcijska formula. Vježbe: primjeri i zadaci.
5.31.3.2022.2Feynmanov propagator skalarnog polja. Feynmanova pravila.
1.4.2022.2Primjena na procesima. Vježbe: primjeri i zadaci.
6.7.4.2022.24) Simetrije i spin: Simetrije i reprezentacije. Ireducibilne unitarne reprezentacije Poincareove grupe. Masivno spin-1 polje.
8.4.2022.2Bezmaseno spin-1 polje. Baždarna invarijantnost. Maxwellova teorija. Vježbe: primjeri i zadaci.
7.14.4.2022.2Skalarna kvantna elektrodinamika. Primjeri procesa. Wardovi  identiteti. Higgsov mehanizam.
15.4.2022.2Primjena na supravodljivost. Vježbe: primjeri i zadaci.
8.21.4.2022.2Spin-1/2. Spinori i spinorna rješenja. Weylova, Diracovo i Majorana polja. Spinorna rješenja. Kiralnost, helicitet i spin.
22.4.2022.2Vježbe: primjeri i zadaci.
9.28.4.2022.2Kvantizacija slobodnih spin-1/2 polja. Spin-statistika teorem.
29.4.2022.2Yukawa teorija. Vježbe: primjeri i zadaci.
10.5.5.2022.2Spinorna kvantna elektrodinamika.
6.5.2022.2Primjeri procesa. Vježbe: primjeri i zadaci.
11.12.5.2022.25) Osnove renormalizacije: Opća razmatranja vezana uz regularizaciju i beskonačnosti. Casimirov efekt. Primjer renormalizacije konstante vezanja.
13.5.2022.2Kontračlanovi. Vježbe: primjeri i zadaci.
12.19.5.2022.2Regulariziranje i računanje integrala u dijagramima s petljama. Dimenzijska regularizacija.
20.5.2022.2Polarizacija vakuuma. Vježbe: primjeri i zadaci.
13.26.5.2022.2Renormalizacija električnog naboja.
27.5.2022.2Osnove renormalizacijske grupe. Vježbe: primjeri i zadaci.
14.2.6.2022.2Anomalni magnetni moment. g-faktor elektrona na jednoj petlji.
3.6.2022.2Vježbe: primjeri i zadaci.
15.9.6.2022.26) Dopunsko gradivo (koliko vrijeme dopusti): Renormalizacija mase.
10.6.2022.2Uvod u opću teoriju renormalizacije.

Aktivnost koja se ocjenjujeUdio aktivnosti u ECTS bodovimaMaximalan broj bodova
Kolokviji470
   
   
Završni ispit230

ODRŽAVANJE NASTAVEVrijemeUčionica
PredavanjaČetvrtkom od 14-16hO-152
VježbePetkom od 10-11hO-161
Seminar / praktikumPetkom od 11-12hO-161