Kvantna teorija polja

Vpis v letnik študija.

Opravljena kolokvija iz vaj ali pisni izpit so pogoj za pristop k ustnemu izpitu.

Pomankljivosti relativistične kvantne mehanike in potreba po kvantni teoriji polja, kavzalnost

Klasična teorija polja, Notherjin teorem, ohranjen tok in naboj,  tenzor energije in momenta 

Kanonična kvantizacija relativisticnega prostega skalarnega polja, Klein Gordonova enačba, propagator; nerelativistični zgled z enodimenzionalno harmonsko verigo (fononi); Komleksno skalarno polje

 Transformacije vektorskih in spinorskih polj pri   Lorentzovih transformacijah (potiski, rotacije in njihove kombinacije), generatorji

Teorija prostega  spinorskega polja: Diracova enačba, klasično polje in kanonična kvantizacija, operator naboja, gibalne in vrtilne količine, spin, antidelci, propagator; razlika med Diracovimi in Majorana fermioni

Prosto elektromagnetno polje, klasična umeritvena teorija, (naiva) kvantizacija

Različne teorije polja z interakcijami med skalarji, spinorji in vektorji,  umeritvena transformacija  in interackcija v elektrodinamiki, perturbacijska teorija, interakcijska slika,  korelacijske funkcije, Wickov teorem, Feynmanova pravila

 Sipanje in  S-matrika ter povezava z korelacijskimi funkcijami (LSZ teorem), Feynmanovimi diagrami

Sipanje v najnižjem redu: primeri za kvantno elektrodinamiko, skalarno phi^4 teorijo in  interakcije med fermioni in skalarji

Popotni integral v kvantni teoriji polja na primeru teorije z skalarnimi polji; obravnava za temperaturo nič in končno temperaturo;

frekvence Matsubara; izpeljava particijske funkcije prostih bozonov za oba primera

Perturbacijski popravki na nivoju ene zanke za elektrodinamiko (lastna energija fotona in elektrona ter popravek vozlišča):  dimenzacijska regularizacija, Wickova rotacija,  renormalizacija z običajno metodo ter z metodo kontračlenov, renormalizacija polja ter n-točkovnih korelacijskih funkcij, opazljive implikacije v QED: anomalni magnetni moment,  spreminjanje sklopitve (e) z energijo, Lambov premik; LSZ teorem bolj podrobno

Enačbe renormalizacijske grupe; odvisnost sklopitvenih konstant z energijo

Prehod Kosterlitz-Thouless na primeru dvo-dimenzionalnega modela XY, prispevek vrtincev

- M. Peskin, D. Schroeder: An introduction to quantum field theory, Addison-Wesley publishing company, New York, 1995

- Claude Itzykson, Jean-Bernard Zuber: QuantumField Theory

McGraw-Hill, New York, 1987

 - A. Altland, B. Simons, Condensed Matter Field Theory, Cambridge University Press , 2010

Cilji:

Študent  spozna osnove prostih polj,  kvantizacije osnovnih polj, interakcij ter simetrijskih lastnosti kvantne teorije polja.

Kompetence:

Predmetno specifične kompetence: poznavanje in razumevanje načel teorije polja, kvantizacijskih postopkov in  načel umeritvenih teorij.

Znanje in razumevanje:

Pridobitev znanja na področjiu teoretičnih osnov fizike osnovnih delcev.

Uporaba:

S pridobljenim znanjem lahko  študent pristopi k teoretičnim nalogam iz fizike osnovnhih delcev ter primerom uporabe teorje polja v fiziki kondenzirane materije. 

Refleksija

Kritično ovrednotenje teoretičnih postopkov z uporabo relativistične teorije in kvante fizike.

Prenosljive spretnosti - niso vezane le na en predmet

Sposobnost konstrukcije teoretčnih modelov in analize fizikalnih problemov v teoriji delcev. Sposobnost aplikacije teorije polja za nerelativistične sisteme na ostalih področjih fizike.

Predavanja, vaje,  individualne naloge, konzultacije

(ocene: 5 (negativno), 6-10 (pozitivno), ob upoštevanju Statuta UL)
2 kolokvija iz vaj ali pisni izpit
Ustni izpit

Sasa Prelovsek (ime v clankih)

(1) Approximate degeneracy of J = 1 spatial correlators in high temperature QCD

C. Rohrhofer, Y. Aoki, G. Cossu, H. Fukaya, L. Glozman, S. Hashimoto, C. Lang, S. Prelovsek Phys. Rev. D 96, 094501 (2017)

(2) Ds0∗ (2317) meson and DK Scattering from Lattice QCD  D. Mohler, C.B. Lang, L. Leskovec, S. Prelovsek, R.M. Woloshyn  Phys. Rev. Lett. 111 (2013) 222001

(3) Evidence for X(3872) from DD* scattering on the lattice S. Prelovsek , L. Leskovec Phys. Rev. Lett. 111 (2013) 192001

(4) Scattering phase shifts for two particles of different mass and non-zero total momentum in lattice QCD L. Leskovec, S. Prelovsek Phys.Rev. D85 (2012) 114507

(5) Coupled channel analysis of the rho meson decay in lattice QCD C.B. Lang, D. Mohler, S. Prelovsek, M. Vidmar Phys. Rev. D84 (2011) 054503