2019-2020 / SPAT0071-1

Introduction to quantum field theory

Durée

20h Th, 10h Pr

Nombre de crédits

 Master en sciences spatiales, à finalité3 crédits 

Enseignant

Atri Bhattacharya, Jean-René Cudell

Coordinateur(s)

Jean-René Cudell

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue anglaise

Organisation et évaluation

Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier

Horaire

Horaire en ligne

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

Ce cours consiste en un bref exposé des outils nécessaires pour comprendre la théorie quantique des champs (à l'exception de la relativité spéciale).
Table des matières
1 et 2. Introduction: phénomènes inexpliqués par la physique classique, formalisme canonique en mécanique 
3 et 4. Formalisme, espace de Hilbert, équation de continuité, équation de Schödinger, schémas de Heisenberg et Schrödinger 
5. Répétition 1 
6. L'oscillateur harmonique, les opérateurs de création et d'annihilation 
7. L'atome d'hydrogène 
8. Répétition 2 
9. Problèmes de diffusion de base 
10. Moment angulaire, ajout de moments angulaires 
11. Répétition 3. 
12. Spin 
13. Théorie des perturbations 
14. Répétition 4 
15. Théorie des perturbatisations 2 
16. Etats à plusieurs particules 
17. Répétition 5 
18. États à plusieurs particules 
19. Interactions électromagnétiques 
20.Répétition  6 

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

L'objectif du cours est d'amener les étudiants à posséder une connaissance de base de la mécanique quantique et à être capables de calculer des processus simples en utilisant le formalisme développé au cours.
À la fin du cours, les étudiants pourront: 
1) utiliser le concept de transformation canonique ;
2) résoudre des problèmes élémentaires en mécanique quantique ;
3) comprendre et utiliser le concept de spin ;
4) comprendre le concept de particules identiques et appréhender ses implications.
 

Savoirs et compétences prérequis

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

Ce cours est basé sur des exposés ex cathedra et sur des répétitions où des problèmes (voir les pages web du cours pour la liste) sont discutés, comme indiqué dans la table des matières. Les problèmes seront résolus par les étudiants, sous la direction de l'instructeur. Une préparation est fortement recommandée.  

Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance)

Des références pour chaque cours, des notes et la liste des problèmes sont disponibles sur les pages Web du cours.  

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

Livres de référence :

  • Sakurai, J. J.: Modern Quantum Mechanics
  • Messiah, A: Quantum Mechanics
  • Davydov, A.S.: Quantum Mechanics
D'autres références sont disponibles sur les pages web du cours.

Modalités d'évaluation et critères

1) 5 points : A la fin des cinq première session de discussion, un problème est distribué, à rendre à la suivante.
2) 15 points : Examen écrit, à livre ouvert, consistant en 3 problèmes, sur les 3 parties du cours, et suivi d'une brève discussion.
 

Stage(s)

Remarques organisationnelles

Le cours consistera en 20 séances d"une heure et demie (voir table des matières)

Contacts

Atri Bhattacharya (A.B.) Courriel : A.Bhattacharya@ulg.ac.be 
Jean-René Cudell (J.R.C.) Courriel : jr.cudell@ulg.ac.be Tél. : 04/3663654
Maxim Laletin (M.L.) Courriel : maxim.laletin@ulg.ac.be
Institut de physique 19A Allée du 6 août Bât B5a (4ème étage, local 4/44) Université de Liège
Pages Web : http://www.theo.phys.ulg.ac.be/wiki/Introduction_to_quantum_field_theory

Adaptation des engagements pédagogiques suite à la pandémie de COVID-19 pour la session de mai-juin

Méthodes d'apprentissage mises en œuvre : enseignement à distance

Matière de l'évaluation

Méthodes d'évaluation

Contact

Adaptation des engagements pédagogiques suite à la pandémie de COVID-19 pour la session août-sept

Matière de l'évaluation

L'examen ne devra pas être organisé en seconde session.

Méthodes d'évaluation (et plateforme utilisée)

Contact(s)

Notes en ligne

Pages web
<--Des informations supplémentaires sont disponibles ici.