Richiami di relatività, formalismo covariante. Campi di spostamento: fononi. Formalismo Lagrangiano e teorema di Noether. Campo di Klein Gordon. Campo elettromagnetico: fotoni e loro quantizzazione in gauge di Coulomb. Interazione radiazione-materia:emissione, assorbimento, diffusione di fotoni. Superfluidità, spettro fononico, cenni alla rottura spontanea di simmetrie. Superconduttivita'. Equazione di Dirac dell'elettrone e sue principali conseguenze e quantizzazione del campo di Dirac.
Dispense Prof. M. Ciafaloni, a cura di L. Fedeli, J. Giacomelli, L. Lolli
Prof. R. Casalbuoni, Quantum Field Theory
Libri: F. Mandl and G. Shaw, Quantum Field Theory, John Wiley and Sons 1984
J.J. Sakurai, Advanced Quantum Mechanics, Addison Wesley pub. Company, 1967
R. Casalbuoni, Introduction to Quantum Field Theory, World Scientific Publishing, Singapore 2011
S. J. Chang, Introduction to Quantum Field Theory, World Scientific 1990
K. Huang, Statistical Mechanics, Wiley 1987
E.M. Lifshitz and L.P.Pitaevskii, Landau and Lifshitz, Course of Theoretical Physics, Statistical Physics, part 2, Pergamon Press
A.L. Fetter and J.D. Walecka, Quantum Theory of Many-Particle Systems, McGraw-Hill 1971
M. Tinkham, Introduction to Superconductivity, Krieger Pub. Co., 1980.
Obiettivi Formativi
Conoscenze: Introduzione alla trattazione quantistica dei campi, quali fotoni, fononi, particelle.
Competenze acquisite: Calcolare le probabilita' di processi radiativi semplici. Spiegazione teorica di superfluidita' e superconduttivita'.
Capacità acquisite al termine del corso:
Trattazione teorica perturbativa di varie interazioni radiazione – materia e trattazione effettiva in teoria dei campi di fenomeni collettivi.
Campi di spostamento: onde elastiche e fononi
Catena lineare e onde unidimensionali Lagrangiana e Hamiltoniana
Modi propri di una catena lineare Limite Continuo
Quantizzazione della catena, fononi
Generalizzazione del modello da 1D a 3D
Breve review del formalismo covariante
Equazioni di Maxwell in forma covariante
Equazione di Lorentz
Lagrangiana di una particella relativistica in interazione elettromagnetica in forma covariante
Campo di Klein Gordon
Lagrangiana e Hamiltoniana. Sviluppo in modi propri.
Quantizzazione del campo.
Teorema di Noether e applicazioni
Campo di Dirac
Soluzioni dell'equazione libera. Proiettori a energia positiva e negativa e di spin
Proprieta' di covarianza dell'equazione di Dirac
Interazione elettromagnetica.
Sviluppo in Modi Propri e quantizzazione del campo di Dirac. Spin e Statistica.
Antiparticelle. Parita'. Coniugazione di carica.
Decadimento Higgs in due fermioni. Decadimento del mu.
Campo Elettromagnetico.
Equazioni di Maxwell, Gauge di Lorentz e di Coulomb
Lagrangiana e Hamiltoniana del campo in Gauge di Coulomb
Sviluppo in Modi Propri. Fotoni.
Stati coerenti
Effetto Casimir
Interazione Radiazione-Materia
Lagrangiana e Hamiltoniana di un sistema di cariche non relativistiche.
Rappresentazione di Interazione. Matrice S.
Regola d'oro di Fermi
La serie perturbativa della matrice di transizione
Effetto Cherenkov
Diffusione della luce: Scattering Thomson, Rayleigh e Raman
Superfluidità
Gas di bosoni liberi e condensazione di Bose Einstein.
Campo bosonico di Schrodinger
Modello di Landau Ginzburg per la superfluidita'
Rottura della Simmetria
Trasformazione di Bogoliubov
Modello di Bogoliubov (Cenni).