Questo corso e' la naturale prosecuzione del corso di Fisica Quantistica del terzo anno della laurea triennale. Le applicazioni della meccanica quantistica a sistemi di interesse fisico richiedono lo sviluppo di tecniche che consentono la trattazione di molti gradi di liberta'. Lo scopo del corso e' quello di introdurre tali tecniche e mostrarne l'utilizzo, dapprima in un contesto non relativistico, e infine nella estensione relativistica della teoria.
Fornire allo studente le basi dell’elettrodinamica relativistica e familiarizzarlo con meccanica la quantistica dei sistemi di molti corpi trattati nell’ambito della seconda quantizzazione
Lo studente consolidera' e approfondira' le sue nozioni di meccanica quantistica ordinaria.
Successivamente si impadronira' del formalismo della seconda quantizzazione e imparera' ad applicarlo alle principali situazioni fisiche di interesse: i sistemi a molti corpi e la teoria quantistica relativistica.
In particolare, verra' affrontato il problema della quantizzazione del campo elettromagnetico, e della descrizione quantistica relativistica delle particelle nei casi piu' semplici.
Fisica classica
Meccanica quantistica non relativistica
Teoria della relativita' ristretta
Lezioni frontali alla lavagna, 6 ore a settimana.
1. Seconda quantizzazione
- Il principio di indistinguibilita' delle particelle identiche. - Seconda quantizzazione di un sistema di bosoni identici. - Seconda quantizzazione di un sistema di fermioni identici. - Teoria delle perturbazioni nel formalismo della seconda quantizzazione. • Esempi.
2. I fononi
- Oscillatori accoppiati 1D. Modi normali.
- Quantizzazione.
3. Il campo elettromagnetico
- Il campo EM classico. Modi normali. - Quantizzazione del campo elettromagnetico.
- Stati coerenti - Interazione radiazione materia. - Emissione e assorbimento della radiazione.
- Scattering Thompson.
4. Teoria di campo classica
- Simmetrie e leggi di trasformazione dei campi. - Il teorema di Noether e le leggi di conservazione
5. I campi quantistici a spin 0 e 1/2
- Il campo scalare reale di Klein-Gordon. - Il campo complesso di Klein-Gordon. Particelle e antiparticelle.
- Il campo di Dirac.
6. Le interazioni tra i campi quantistici
- Interazione di Yukawa e interazione elettromagnetica. - La regola d’oro di Fermi. LSZ. Rappresentazione di interazione.
- Sezioni d’urto e decadimenti.
Landau, Lifsitz 2 - Teoria dei campi
Landau, Lifsitz 3 - Meccanica quantistica
Landau, Lifsitz 4 - Teoria quantistica relativistica
Gerry, Knight - Introductory Quantum Optics, Cambridge
Becchi, Ridolfi - An Introduction to relativistic processes and the standard model of electroweak interactions
Becchi - Appunti di fisica teorica
Maiani - Meccanica quantistica relativistica e introduzione alla teoria dei campi
Ricevimento: Gli studenti possono avere un colloquio col docente in qualunque momento; e' opportuno un accordo via e-mail.
GIOVANNI RIDOLFI (Presidente)
NICOLA MAGGIORE
NICODEMO MAGNOLI
SIMONE MARZANI
24 settembre 2018
FISICA TEORICA
Scritto e orale
La prova scritta consistera' nella soluzione di due esercizi. La prova orale avra' la durata di circa mezz'ora.
