Utbildning

Kursplan för Kvantmekanik

Quantum Mechanics, Advanced Course

Kursplan

  • 10 högskolepoäng
  • Kurskod: 1FA352
  • Utbildningsnivå: Avancerad nivå
  • Huvudområd(en) och successiv fördjupning: Fysik A1N
  • Betygsskala: Underkänd (U), godkänd (3), icke utan beröm godkänd (4), med beröm godkänd (5)
  • Inrättad: 2010-03-18
  • Inrättad av: Teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden
  • Gäller från: vecka 31, 2010
  • Behörighet: 120 hp med Kvantfysik eller motsvarande introduktionskurs i kvantfysik/kvantmekanik, Linjär algebra och Flerdimensionell analys.
  • Ansvarig institution: Institutionen för fysik och astronomi

Mål

Efter godkänd kurs skall studenten behärska kvantmekanikens formalism och dess experimentella och teoretiska metoder för att kunna


  • göra teoretiska studier och beräkningar med tillämpningar på atomära och subatomära fenomen

  • utvärdera experimentella resultat i kvantmekaniska termer

  • redogöra för potentiella tillämpningar i framtidens teknologier

Innehåll

Fördjupning i kvantmekanik baserat på Diracformalismen med bra- och ket-vektorer samt operatorer och observabler. Rums- och impulsrepresentationerna. Schrödinger- och Heisenbergbild. Harmoniska oscillatorn med skapelse- och förintelseoperatorer. Operatorer för translation, tidsutveckling och rotation. Kvantisering och addition av impulsmoment. Tensoroperatorer. Symmetrier och gaugetransformationer. Tidsoberoende och tidsberoende störningsteori. Grundläggande spridningsteori. Tillämpningar inom kärn- och partikelfysik samt inom neutron och synkrotronljusspridning och dess betydelse inom modern materialanalys.
Grundläggande tolkning av kvantmekaniken med dess experimentella verifikation via Bell's olikhet och brott mot Einsteins lokala realism och teorier med dolda variabler. Sammanflätade tillstånd. Kvantteknologi nu och i framtidens teknologier, främst kvantinformation och kvantoptik (kvantbitar, kvantdatorer baserad på kvantmekanikens inneboende parallellitet, kvantalgoritmer för t.ex. kryptering och sökning i databaser, kvantstyrning).

Laborationer / miniprojekt inom exempelvis:
1. Spektroskopi på molekyler (t.ex. med ESCA).
2. Simulering och grafisk visualisering med MATLAB av spridningsprocesser.
3. Kvantteknologi.
4. Numerisk lösning av atomär radiella vågfunktion med MATLAB.

Undervisning

Föreläsningar och lektionsövningar. Gästföreläsningar om kvantmekanik i nya teknologier.
Laborationer / miniprojekt i anslutning till ovanstående teoretiska moment.

Examination

Skriftlig tentamen vid kursens slut med teori- och räkneuppgifter (7 hp). För godkännande fordras även godkända laborationer / projekt (3 hp).

Litteratur

Litteraturlista

Gäller från: vecka 05, 2013

  • Sakurai, J. J.; Napolitano, Jim Modern quantum mechanics

    2. ed.: Reading, Mass.: Addison-Wesley, cop. 2011

    Se bibliotekets söktjänst

    Obligatorisk

Versioner av litteraturlistan