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Oggetto:
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Meccanica quantistica relativistica -- Relativistic Quantum Mechanics

Oggetto:

Anno accademico 2012/2013

Codice dell'attività didattica
MFN0876
Docente
Prof. Wanda Maria Alberico (Titolare del corso)
Corso di studi
008510-101 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica Nucleare e Subnucleare e Biomedica
008510-102 Laurea Magistrale in Fisica ind. Astrofisica e Fisica Teorica
Anno
1° anno
Periodo didattico
Primo periodo didattico
Tipologia
B=Caratterizzante
Crediti/Valenza
6
SSD dell'attività didattica
FIS/02 - fisica teorica, modelli e metodi matematici
Oggetto:

Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

Comprensione delle problematiche connesse all'estensione relativistica della meccanica quantistica, soprattutto in preparazione allo studio della teoria quantistica dei campi.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Dimestichezza con le principali rappresentazioni del gruppo di Lorentz e con le principali equazioni d'onda relativistiche (Klein-Gordon e Dirac). Capacità di svolgere calcoli elementari con matrici gamma e di risolvere semplici problemi riguardanti le soluzioni libere dell'equazione di Dirac. Comprensione delle correzioni relativistiche allo spettro dell'atomo di idrogeno, e dell'origine dell'antimateria. Capacità di trovare le equazioni del moto e le correnti conservate per teorie di campo elementari.

Oggetto:

Programma

Introduzione, unità naturali.

Richiami di relatività ristretta: trasformazioni di Lorentz e loro classificazione.

Equazioni d'onda relativistiche di Klein-Gordon e Dirac.

Proprietà delle matrici gamma e loro rappresentazioni.

Forme bilineari.

Soluzioni libere dell'equazione di Dirac, antiparticelle.

Spinori di Weyl e di Dirac.

Cenni di teoria dei gruppi. I gruppi di Lorentz e Poincaré e loro rappresentazioni, simmetrie in Meccanica Quantistica.

Equazioni di Maxwell in formalismo covariante.

Interazione elettromagnetica dell'elettrone, invarianza di gauge e limite non-relativistico, momento magnetico dell'elettrone.

Sviluppo non-relativistico dell'Hamiltoniana.

Correzioni relativistiche allo spettro dell'atomo d'idrogeno.

Coniugazione di carica, parità e inversione temporale.

Neutrini, spinore di Majorana.

Teoria relativistica dei campi:

formalismo Lagrangiano e azione, equazioni del moto per campi scalari, spinoriali e elettromagnetici.

Simmetrie e teorema di Noether.

Tensore energia-impulso, campi scalari reali e complessi, interazione elettromagnetica dal principio di gauge.

Introduction, natural units.

Review of special relativity: Lorentz transformations and their classification.

Relativistic wave equations: Klein-Gordon and Dirac equations.

Properties of gamma matrices and their representations.

Bilinears.

Free solutions of Dirac equation, antiparticles.

Weyl and Dirac spinors.

Basics of group theory.

Lorentz and Poincaré groups and their representations.

Symmetries in Quantum Mechanics.

Covariant formulation of electromagnetism.

Electromagnetic interaction of relativistic electrons, gauge invariance, non-relativistic limit, magnetic moment of the electron.

Non-relativistic expansion of the Hamiltonian.

Relativistic corrections to the Hydrogen spectrum.

Parity, temporal inversion, charge conjugation.

Neutrinos, Majorana spinors.

Relativistic classical field theory:

Lagrangian formalism, action, equations of motion for scalar and spinor fields.

Symmetries and Noether theorem.

Canonical energy-momentum tensor, scalar real and complex fields, electromagnetic interaction from gauge principle.

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

E. Barone, Relatività, Bollati Boringhieri; L.H. Ryder, Quantum Field Theory, Cambridge; A. Bottino, Meccanica Quantistica Relativistica. Si veda la pagina web per informazioni più dettagliate



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Note

Propedeuticità: Meccanica Analitica e Statistica, Meccanica Quantistica I e II Modalità di frequenza: lezioni frontali, frequenza non obbligatoria Modalità d'esame: scritto, vedi pagina web per ulteriori informazioni

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Altre informazioni

http://personalpages.to.infn.it/~gambino/mqr.html
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Ultimo aggiornamento: 25/06/2013 15:31