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Complementi di meccanica quantistica

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Advanced Quantum Mechanics

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Anno accademico 2023/2024

Codice attività didattica
MFN0780
Docente
Marco Regis (Titolare)
Corso di studio
008510-101 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica Nucleare e Subnucleare e Biomedica
008510-102 Laurea Magistrale in Fisica ind. Astrofisica e Fisica Teorica
008510-105 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica del Sistema Meteoclimatico, Generale e delle Tecnologie Avanzate
Anno
1° anno
Periodo
Secondo semestre
Tipologia
B=Caratterizzante
Crediti/Valenza
6
SSD attività didattica
FIS/02 - fisica teorica, modelli e metodi matematici
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Orale
Tipologia unità didattica
corso
Prerequisiti
Meccanica quantistica non relativistica e relatività ristretta.
Non-relativistic Quantum Mechanics and special relativity
Propedeutico a
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

L'insegnamento si propone di fornire una introduzione alla Meccanica Quantistica Relativistica ed alla Teoria di Campo per la componente studentesca che non seguirà una serie di insegnamenti dedicati a questi stessi argomenti nel Corso di Laurea Magistrale. Lo scopo è quello di raggiungere una conoscenza sufficiente per comprendere le basi della fisica delle particelle ad alte energie.

The course aims at supplying an introduction to Relativistic Quantum Mechanics and Field Theory to all the students who will not attend series of courses dedicated to these topics themselves during the Master Degree. The purpose is to get a sufficient knowledge to be able to understand the basis of high-energy particle physics.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Al termine dell'insegnamento, si dovrebbe possedere una buona conoscenza del principio di gauge e del suo uso in Teoria dei Campi. Inoltre si dovrebbe saper calcolare, all'ordine perturbativo più basso, sezioni d'urto in processi di interazione elettromagnetica tra due particelle in Elettrodinamica Quantistica.

At the end of the course the student should have a good understanding of gauge principle and its use in Field Theory. Moreover, the student should be able to calculate, at the lowest perturbation order, cross sections in electromagnetic interaction processes between two particles in Quantum Electrodynamics (QED).

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Programma

Gli argomenti principali riguardano:

  • richiami di meccanica quantistica, relatività ristretta ed elettromagnetismo
  • le equazioni relativistiche delle onde: equazione di Klein-Gordon ed equazione di Dirac
  • il principio di gauge in meccanica quantistica
  • il formalismo di Lagrange-Hamilton per i campi classici ed in teoria quantistica dei campi
  • le lagrangiane ed i campi per particelle scalari, fermioni e fotoni
  • le interazioni elettromagnetiche in teoria quantistica dei campi
  • la sezione d'urto
  • le regole di Feynman per la Quanto Elettro Dinamica (QED)
  • esempi di calcolo di sezioni d'urto al prim'ordine perturbativo.

The main topics are:

  • review of quantum mechanics, special relativity and electromagnetism 
  • the relativistic wave equations: Klein-Gordon and Dirac equations
  • the gauge principle in quantum mechanics
  • the Lagrange-Hamilton formalism for classical fields and in quantum field theory
  • Lagrangians and fields for scalar particles, fermions, and photons 
  • electromagnetic interactions in quantum field theory
  • cross sections
  • Feynman rules for quantum electrodynamics (QED)
  • examples of computations of cross sections at the first perturbative order.

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Modalità di insegnamento

L'insegnamento si svolge tramite lezioni frontali tradizionali ed è totalmente in presenza (fatta salva la possibilità di seguirlo da remoto se così previsto dall'Ateneo).

The course is based on traditional blackboard lectures and will be carried out in presence (unless remote participation is allowed/required by the University)

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Esame orale finale.  Verrà richiesto di discutere gli argomenti visti a lezioni partendo dal calcolo di una sezione d'urto per processi fisici con interazioni elettromagnetiche.

Final oral examination. The exam will concern the topics discussed during the lectures and will start from the computation of a cross section concerning physical processes with electromagnetic interactions.

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Attività di supporto

Nessuna.

None.

Testi consigliati e bibliografia



Oggetto:
Libro
Titolo:  
Gauge Theories in Particle Physics: Volume I: From Relativistic Quantum Mechanics to QED
Anno pubblicazione:  
2002
Editore:  
CRC Press
Autore:  
I.J.R. Aitchison, A.J.G. Hey
ISBN  
Obbligatorio:  
No


Oggetto:
Libro
Titolo:  
Introduction to Quantum Mechanics
Anno pubblicazione:  
2018
Editore:  
Cambridge University Press
Autore:  
David J. Griffiths and Darrel F. Schroeter
ISBN  
Note testo:  
Utile per i ripassi inizali di Meccanica Quantistica
Obbligatorio:  
No
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Dispense del docente, disponibili nella sezione "materiale didattico".

Lecture notes, available in the "materiale didattico" section.



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Note

Nessuna propedeuticità obbligatoria. Frequenza non obbligatoria, ma fortemente consigliata.

No prerequisites needed. Attendance at the course is not mandatory, but strongly reccomended.

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Insegnamenti che mutuano questo insegnamento

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Orario lezioniV

GiorniOreAula
Martedì9:00 - 11:00Sala Franzinetti Dipartimento di Fisica
Giovedì9:00 - 11:00Sala Franzinetti Dipartimento di Fisica

Lezioni: dal 26/02/2024 al 07/06/2024

Registrazione
  • Aperta
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    Ultimo aggiornamento: 11/09/2023 10:11
    Location: https://www.fisicamagistrale.unito.it/robots.html
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