Kvantmekanik

10 hp

Kursplan, Avancerad nivå, 1FA352

Det finns en senare version av kursplanen.
Kod
1FA352
Utbildningsnivå
Avancerad nivå
Huvudområde(n) med fördjupning
Fysik A1N, Kvantteknologi A1N
Betygsskala
Underkänd (U), godkänd (3), icke utan beröm godkänd (4), med beröm godkänd (5)
Fastställd av
Teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden, 30 augusti 2018
Ansvarig institution
Institutionen för fysik och astronomi

Behörighetskrav

120 hp med Kvantfysik eller motsvarande introduktionskurs i kvantfysik/kvantmekanik, Linjär algebra och Flerdimensionell analys.

Mål

Efter godkänd kurs skall studenten 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).

Om särskilda skäl finns får examinator göra undantag från det angivna examinationssättet och medge att en enskild student examineras på annat sätt. Särskilda skäl kan t.ex. vara besked om särskilt pedagogiskt stöd från universitetets samordnare för studenter med funktionsnedsättning.

FÖLJ UPPSALA UNIVERSITET PÅ

facebook
instagram
twitter
youtube
linkedin