• FY8302 Kvanteteorien for faste stoffer

Fakta FY8302
Navn Kvanteteorien for faste stoffer
Obligatorisk for Ingen
Foreleser Asle Sudbø
Lab Nei
Eksamen Hjemmeeksamen
Lærebok Kompendium
Øvinger Frivillige
Nettside Ingen

Kvanteteorien for faste stoffer kan regnes som en introduksjon til kondenserte mediers teori, dvs. lavenergi-kvantefeltteori for faste stoffer og kvante-væsker. Faget begynner med annenkvantisering med spesiell anvendelse på fri-elektrongass eller ionegitter, deretter beskrivelse av ferromagnetiske og antiferromagnetiske materialer ved hjelp av denne formalismen. Sentralt i faget er Fermi-væske-bildet, der et system av vekselvirkende partikler kan erstattes av en grunntilstand med eksitasjoner av ikke-vekselvirkende kvasipartikler. Videre behandles fononer (gittervibrasjoner) og vekselvirkning mellom fononer og elektroner, noe som så brukes kvalitativt for å forklare superledning, og så også mer kvantitativt gjennom BCS-teorien. Andre temaer som er berørt er Green's-funksjoner, perturbasjonsteori, faseoverganger, fasekoherens og litt vortex-fysikk.

Anbefalte forkunnskaper inkluderer TFY4205 Kvantemekanikk, TFY4210 Kvanteteori for mangepartikkelsystemer, TFY4230 Statistisk fysikk, og når Asle Sudbø foreleser TFY4210 Kvanteteori for mangepartikkelsystemer dekkes faktisk første delen av faget også her. Faget kan også betraktes som teoretisk utdypning av deler av TFY4220 Faste stoffers fysikk og [[TFY4245 Faststoff-fysikk, videregående kurs]]. Ingen av disse fagene er imidlertid nødvendige å ha på forhånd, men det er fordel å ha kontroll på den statistiske mekanikken involvert. En blir gjennom faget mer fortrolig med det resiproke rom, kan etter hvert Fourier-tranformere seg frem og tilbake i søvne, og lærer mer om hvorfor ulike kondenserte systemer oppfører seg som de gjør. Kvanteteorien for faste stoffer gir også en introduksjon til kvantefeltteori, og selv om konteksten er kondenserte medier så er en del av pensum likt som i FY3464 Kvantefeltteori I, særlig perturasjonsteori og Feynman-diagrammer. En naturlig fortsettelse av faget utgjøres av FY8305 Funksjonalintegralmetoder i kondenserte fasers fysikk. (Merk at bl.a. Kondo-problemet og metall-isolator-overgangen bare er pensum i sistnevnte, til tross for at studiehåndboken hevder at de behandles også i Kvanteteorien for faste stoffer.)

Faget er både opplistet som doktorgradsfag og som fordypningsemne TFY18 for 5. klasse teknisk fysikk. Undervisningsform er ordinært veiledet egenstudium, og eksamen har vært i form av en 4-5-dagers hjemmeeksamen. Pensum er definert av et håndskrevet kompendium ved Asle Sudbø. Det finnes mange bøker som dekker pensum mer eller mindre godt, bl.a. kan Bruus & Flensberg: "Many-body quantum theory in Condensed Matter Physics" nevnes som et ganske moderne og lettfattelig alternativ.