МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
школа естественных наук ДВФУ
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (РПУД)
Квантовая теория поля
Направление подготовки 011200.68 Физика
ОП – Теоретическая физика Форма подготовки - очная/
Школа естественных наук ДВФУ
Кафедра теоретической и экспериментальной физики
курс 1 семестр 2
лекции 18 (час.)
практические занятия _ час.
лабораторные работы _ час.
всего часов аудиторной нагрузки 18 (час.)
самостоятельная работа 54 (час.)
контрольные работы (количество)
зачет _ семестр
экзамен 2 семестр
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (приказ Минобрнауки от 18 ноября 2009 № 637 ).
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры теоретической и экспериментальной физики «26» июня 2012 г., протокол №17
Заведующий кафедрой д.ф.-м.н., профессор Белоконь В.И.
Составитель д.ф.-м.н., профессор Молочков А.В.
Оборотная сторона титульного листа РПУД
I. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 20___ г. № ______
Заведующий кафедрой _______________________ В.И. Белоконь
(подпись) (И.О. Фамилия)
II. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 20___ г. № ______
Заведующий кафедрой _______________________ В.И. Белоконь
(подпись) (И.О. Фамилия)
Аннотация
Рабочая программа дисциплины «Квантовая теория поля» для студентов, обучающихся по направлению магистерской подготовки 011200.68 – Физика по образовательной программе «Теоретическая физика» составлен в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования третьего поколения.
Дисциплина «Квантовая теория поля» входит в вариативную часть общенаучного цикла.
Преподавание дисциплины связано с другими курсами государственного образовательного стандарта: «Специальный физический практикум», «Философские вопросы естествознания», «Современные проблемы физики», «Методы квантовой теории поля», «Квантовая теория поля на решетке».
Цель - дать изложение основ квантовой теории поля и научить пользоваться основным аппаратом физики высоких энергий.
Задачи:
Изучить коммутационные соотношения для различных типов полей.
Изучить правила Фейнмана.
Изучить каноническое квантование различных полей.
Дать формулировку квантовой теории поля на языке континуальных интегралов.
Изучить квантование на основе функциональных интегралов.
Дисциплина направлена на формирование следующих компетенций выпускника:
ОК-1 – способность демонстрировать углубленные знания в области математики и естественных наук;
ОК-5 – способность порождать новые идеи;
ОК-7 – способность адаптироваться к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности, к изменению социокультурных и социальных условий деятельности;
ОК-10 – способность использовать базовые знания и навыки управления информацией для решения исследовательских профессиональных задач, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны;
ПК-1 – способность свободно владеть фундаментальными разделами физики, необходимыми для решения научно-исследовательских задач (в соответствии со своей магистерской программой);
ПК-2 – способность использовать знания современных проблем физики, новейших достижений физики в своей научно-исследовательской деятельности;
ПК-5 – способность использовать свободное владение профессионально-профилированными знаниями в области информационных технологий, современных компьютерных сетей, программных продуктов и ресурсов Интернет для решения задач профессиональной деятельности, в том числе находящихся за пределами профильной подготовки;
ПК-6 – способность свободно владеть разделами физики, необходимыми для решения научно-инновационных задач (в соответствии с профилем подготовки);
ПК-7 – способность свободно владеть профессиональными знаниями для анализа и синтеза физической информации ( в соответствии с профилем подготовки);
ПК-8 – способность проводить свою профессиональную деятельность с учетом социальных, этических и природоохранных аспектов;
ПК-9 – способность организовать и планировать физические исследования;
ПК-10 – способность организовать работу коллектива для решения профессиональных задач.
СТРУКТУРА И содержание теоретической части курса
Модуль 1. Введение в квантовую теорию поля. (6 часов)
Тема 1. Релятивистские обозначения. Уравнение Клейна – Гордона (1 час)
Тема 2. Уравнение Дирака. Предсказание античастиц (1 час)
Тема 3. Конструкция спиноров Дирака: алгебра гамма-матриц (1 час)
Тема 4. Нерелятивистский предел и магнитный момент электрона (1 час)
Тема 5. Роль группы Пуанкаре оператор спина и предел нулевой массы (1 час)
Тема 6. Уравнение Максвелла и Прока (1 час)
Модуль 2. Лагранжева формулировка КТП (5 часов)
Тема 7. Лагранжева формулировка механики частиц. (1 час)
Тема 8. Действительное скалярное поле. (1 час)
Тема 9. Вариационный принцип и теорема Нётер (1 час)
Тема 10.Комплексные скалярные поля и электромагнитное поле (1 час)
Тема 11. Топология и вакуум: эффект Ааронова – Бома (1 час)
Модуль 3. Каноническое квантование. (4 часа)
Тема 12. Каноническое квантование: действительное поле Клейна – Гордона (1 час)
Тема 13. Каноническое квантование: комплексное поле Клейна – Гордона. (1 час)
Тема 14. Каноническое квантование: поле Дирака (1 час)
Тема 15. Каноническое квантование: электромагнитное поле (1 час)
Модуль 4. Континуальные интегралы в КТП (3 часа)
Тема 16. Формулировка квантовой механики на основе (1 час)функциональных интегралов (1 час)
Тема 17. Теория возмущений и S-матрица (1 час)
Тема 18. Кулоновское рассеяние (1 час)
СТРУКТУРА И содержание практической части курса
Практическая часть курса не предусмотрена учебным планом.
контроль достижения целей курса
Вопросы к экзамену:
Релятивистские обозначения.
Уравнение Клейна – Гордона
Уравнение Дирака
Предсказание античастиц
Конструкция спиноров Дирака: алгебра гамма-матриц
Нерелятивистский предел и магнитный момент электрона
Роль группы Пуанкаре оператор спина и предел нулевой массы
Уравнение Максвелла и Прока
Лагранжева формулировка механики частиц
Действительное скалярное поле
Вариационный принцип и теорема Нётер
Комплексные скалярные поля и электромагнитное поле
Топология и вакуум: эффект Ааронова – Бома
Каноническое квантование: действительное поле Клейна – Гордона
Каноническое квантование: комплексное поле Клейна – Гордона
Каноническое квантование: поле Дирака
Каноническое квантование: электромагнитное поле
Формулировка квантовой механики на основе функциональных интегралов
Теория возмущений и S-матрица
Кулоновское рассеяние
Уравнение Максвелла и дифференциальная геометрия
Поле Янга – Миллса
Геометрия калибровочных полей
Каноническое квантование: массивное векторное поле
Функциональное исчисление: дифференцирование
Другие свойства функциональных интегралов
тематика и перечень курсовых работ и рефератов
Курсовые работы не предусмотрены рабочим учебным планом.
Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Основная литература
G. Auletta, M. Fortunato, G. Parisi. Quantum Mechanics. CUP. 2009. 758 s. // http://bib.tiera.ru/b/110965
Препарата Дж. Реалистическая квантовая физика. М.: Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2005, 124 с. - http://nuclphys.sinp.msu.ru/books/ft/preparata.djvu
Цвулик А.М. Квантовая теория поля в физики конденсированного состояния: Пер. с англ. – М.: Физматлит, 2004, 320 с. - http://nuclphys.sinp.msu.ru/books/ft/rel_q1.djvu
Варшалович Д. А., Москалев А. Н., Херсонский В. К. Квантовая теория углового момента. — Л.: Наука, 2005. — 441 с. - http://bib.tiera.ru/b/34039
Тюрин А.Н. Квантование, классическая и квантовая теория поля и тэта-функции. - М.: Изд-во РХД, 2003. - 190 с.
Копытин И.В., Корнев А.С., Манаков Н.Л. Квантовая теория: Курс лекций. Ч.3. - Воронеж: ИПЦ ВГУ, 2007. - 111 с.
Зи Э. Квантовая теория поля в двух словах. – М.: Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2009. – 632 с. - http://www.ph4s.ru/books/kvanty/zi.rar
Дополнительная литература.
Райдер Л. Квантовая теория поля. – М.: Мир, 1987 – 511 с. 1
Боголюбов Н.Н. Ширков Д. В. Квантовые поля. – М.: Наука, 1993 - 333 с. 2
Блохинцев Д.И. Основы квантовой механики./ Д.И. Блохинцев. - М.:Лань, 2004 – 672 с.
|
