Quantum Electrodynamics

2023/2024

Academic Year

RUS

Instruction in Russian

6

ECTS credits

Delivered at:

Department of Physics

Course type:

Compulsory course

When:

1 year, 1, 2 module

Программа дисциплины

Аннотация

Дисциплина направлена на приобретение обучающимися знаний, умений и навыков в области релятивисткой квантовой механики. Курс поможет сформировать необходимый теоретический фундамент для работы с классической и квантовой теорией поля, физикой элементарных частиц, квантовой хромодинамикой и другими науками, которые опираются на квантовую электродинамику. Для освоения учебной дисциплины «Квантовая электродинамика» требуется знание математического анализа, линейной алгебры, общей физики, теоретической механики, квантовой механики, классической электродинамики, специальной теории относительности, а также полезно знание статистической физики.

Цель освоения дисциплины

• Формирование у студентов теоретических знаний и практических навыков в области взаимодействия заряженных частиц с электро-магнитным полем с учетом релятивистских и квантовых эффектов.

Планируемые результаты обучения

• Знание определения и свойств диаграмм Фейнмана; Знание эффекта Комптона; Умение доказывать релятивистская инвариантность фейнмановской теории рассеяния; Навык работы с диаграмной техникой;
• Знание правил коммутации; Знание уравнения Дирака и его вывода исходя из фундаментальных положений квантовой механики и специальной теории относительности; Умение преобразовывать волновые функции электрона при преобразованиях Лоренца; Навыки работы с гамма-матрицами.
• Знание Преобразования C, P, T для электронов в электромагнитном поле; Знание лагранжиана электрона и электромагнитного поля; Умение преобразования пропагаторов при калибровочных преобразованиях; Навыки работы с фотонными пропагаторами;
• Навык работы с радиационными поправками; Знание тонкой и сверхтонкой структуры одноэлектронных атомов.

Содержание учебной дисциплины

• Тема 1.Уравнение Дирака и алгебра гамма-матриц
• Тема 2. Квантование поля и основные уравнения КЭД
• Тема 3. Теория возмущений в КЭД и диаграммы Фейнмана
• Тема 4. Основы теории перенормировки в КЭД

Элементы контроля

• Домашнее задание
  Домашнее задание выдается студентам в одном варианте и состоит из 2 задач. Каждой задаче присвоен свой балл. Срок выполнения домашнего задания - 2 недели. Форма представления обучающимися домашнего задания -представленные в письменном виде решения задач.
• Экзамен
  Экзамен проверяет освоение учащимся материала курса, а так же умение самостоятельно пользоваться полученными знаниями. Экзаменационный билет состоит из двух вопросов из списка вопросов к экзамену. После ответа на вопросы экзаменатор задаёт дополнительные вопросы и, в случае успешного ответа на них, задачу. Ответ на дополнительные вопросы не предполагает трудоёмких вычислений или длинных рассуждений и проверяет общее знание курса. На подготовку ответа выделяется 2,5 часа.

Промежуточная аттестация

• 2023/2024 учебный год 2 модуль
  0.5 * Домашнее задание + 0.5 * Экзамен

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Sadovskii, M. V. (2013). Quantum Field Theory. De Gruyter.

Рекомендуемая дополнительная литература

• Igor N. Toptygin. (2013). Foundations of Classical and Quantum Electrodynamics. Wiley-VCH.

Авторы

• Спицина Кристина Станиславовна
• Журихина Валентина Владимировна