Behörighetskrav

120 hp inom teknik/naturvetenskap. Inklusive: Kvantmekanik eller Kvantfysik. Genomgången kurs: Analytisk mekanik eller Mekanik III Engelska 6. (Med en svensk kandidatexamen uppfylls kravet på engelska.)

Mål

Efter godkänd kurs ska studenten kunna:

• förklara begreppet kvantfält och dess mångfald av relationer till speciell relativitetsteori, symmetrier och bevarandelagar,
• relatera begrepp och metoder inom störningsteori till Feynmandiagram,
• översätta Feynmandiagram till matematiska uttryck för spridningsamplituder och tvärsnitt för växelverkningar mellan mikroskopiska partiklar,
• generalisera beskrivningen i termer av Feynmandiagram till nya teorier, dvs. utveckla nya Feynmanregler,
• tillämpa funktionalintegraler som matematiskt verktyg,
• kontrastera mätbara och icke­mätbara storheter inom renormeringsteori,
• beskriva de grundläggande aspekterna på relationen mellan renormering och en möjlig mikroskopisk teori bortom kvantfältteori,
• planera, genomföra och dokumentera, inom ramen för inlämningsuppgifter, komplexa matematiska beräkningar och lösningar på fysikaliska problem på ett sätt som integrerar den uppnådda förståelsen med materialet från föreläsningar, läroböcker och andra källor funna på egen hand,
• diskutera och förklara lösningar på fysikaliska och matematiska problem under föreläsningar och lektioner.

Innehåll

Orsakerna till utvecklingen av kvantfältteori i ett begreppsmässigt och vetenskapshistoriskt sammanhang och möjliga begränsningar i en kvantfältteoretisk beskrivning. Formalismen inom kvantfältteori: kvantisering av fält; fältteoretisk beskrivning av identiska partiklar; Klein-­Gordon­ekvationen; Lagrangeformalismen för fält; symmetrier, Noethers teorem och bevarandelagar; Poincaré-­invarians och relaterade diskreta symmetrier; Lorentz­gruppen och dess representationer; Dirac-­ och Majoranafält; vägintegraler (funktionalintegraler); spridningsteori; störningsteori och Feynmandiagram; introduktion till begreppet renormering. Kursen ger den matematiska och teoretiska bakgrunden till aktuella forskningsproblem inom kärn-­ och partikelfysik. Den tillhandahåller också grundläggande kunskaper om funktionalintegraler som används inom ett brett fält av modern forskning, från partikelfysik till finansiell matematik.

Undervisning

Föreläsningar, lektioner och inlämningsuppgifter med återkoppling

Examination

Inlämningsuppgifter under kursens gång. Aktivt deltagande vid föreläsningar och lektioner.

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.