ementa da disciplina - dfnae

UERJ
3) UNIDADE
1) ANO
2004
EMENTA DA DISCIPLINA
2) SEM
2
4) DEPARTAMENTO
Departamento de Física Nuclear e Altas Energias
6) NOME DA DISCIPLINA
( ) obrigatório
7) CH
8)CRÉD
( ) isolada
60h
04
Introdução à Teoria
(X) eletiva
Quântica de Campos
INSTITUTO DE FÍSICA
5) CÓDIGO
FIS 04-02249
9) CURSO (S)
Física Bacharelado
10) DISTRIBUIÇÃO DE CARGA HORÁRIA
TIPO DE AULA
SEMANAL
SEMESTRAL
TEÓRICA
4
60h
PRÁTICA
LABORATÓRIO
ESTÁGIO
TOTAL
11) PRÉ-REQUISITO (A): Mecânica Quântica I
11) PRÉ-REQUISITO (B): Mecânica Quântica I A
4
60h
12) CÓDIGO
FIS 04-02356
12) CÓDIGO
FIS 04-07173
13) OBJETIVO: Ao final do período, o aluno deverá ser capaz de conhecer os axiomas
fundamentais da teoria quântica dos campos e aplicá-los ao estudo de campos vetoriais
(eletromagnético), escalares e spinoriais.
14) EMENTA
Quantização canônica, quantizacão de campos relativísticos livres: campo escalar, quantização de
campos relativísticos livres: campo spinorial, teoria de perturbação para campos em interação,
quantização do campo de radiação, introdução à eletrodinâmica quântica e quantização pela
integral de caminho (introdução).
I. Quantização Canônica
1.1. Revisão de Mecânica Quântica.
1.2. Quantização do oscilador harmônico simples.
1.3. Quantização de sistema de N osciladores independentes. Férmions e Bósons.
1.4. Quantização de Corda não reativística unidimensional: revisão de teoria clássica
de campos, modos normais, comutadores canônicos do campo e espaço de
Fock para fonons.
1.5. O sistema de muitas partículas não relativísticas e quantização canônica do
campo de Schrödinger.
II. Quantização de Campos Relativísticos Livres: Campo Escalar.
2.1. Equação de Klein-Gordon.
2.2. Norma conservada.
2.3. Limite não relativístico.
2.4. Campo escalar complexo e invariância U(1).
2.5. Quantização canônica do campo escalar.
2.6. Conjugação de carga. Partícula e anti-partícula.
2.7. Espaço de Fock para bósons.
2.8. Quantização sobre a frente de onda de luz (Dirac).
III. Quantização de Campos Relativísticos Livres: Campo Spinorial
3.1. Equação de Dirac para campo spinorial.
3.2. Norma conservada.
3.3. Propriedades das matrizes gama de Dirac. Representações de Dirac-Pauli e de Majorana.
3.4. Invariância relativística da equação de Dirac.
3.5. Invariantes bilineares.
3.6. Conjugação de carga.
3.7. Soluções em ondas planas.
3.8. Quantização canônica e anti-comutador.
3.9. Espaço de Fock para férmions.
3.10. Limite não relativístico.
3.11. Quantização em duas e três dimensões.
3.12. Quiralidade e férmions sem massa. Invariância U (1)5 .
IV. Teoria de Perturbação para Campos em Interação
4.1. Quantização do oscilador simples com força externa. Matriz-S com formulação de
Heinsenberg e na formulação de interação.
4.2. Expansão de Dyson-Wick para campos bosônico e fermiônico em interação.
4.3. Matriz de espalhamento.
4.4. Teorema de Wick. Propagaddor de Feynman.
4.5. Regras de Feynman no espaço de momentum e cálculo de amplitudes
invariantes de espalhamentos e decaimentos.
4.6. Taxa de decaimentos. Seções de choque. Espaço de fase covariante.
V. Quantização do Campo de Radiação
5.1. Forma relativística das equações de Maxwell.
5.2. Lagrangeana relativística e invariância de "gauge".
5.3. Lagrangeana e Hamiltoniana no "gauge" de Coulomb.
5.4. Quantização canônica do campo eletromagnético livre no "gauge" de Coulomb.
5.5. Polarização, momento angular e spin do foton.
5.6. Propagador de Feynman para foton.
VI. Introdução à Eletrodinâmica Quântica
6.1. O acomplamento mínimo e regras de Feynman.
6.2. Espalhamento com campo externo.
6.3. Espalhamento eletron-eletron e eletron-pósitron.
6.4. Espalhamento Compton e teorema de baixa energia.
6.5. Desvio de Lamb.
VII. Quantização pela Integral de Caminho (Introdução)
7.1. Mecânica Quântica não-relativística.
7.2. Oscilador Harmônico simples.
7.3. Campo escalar.
15) BIBLIOGRAFIA
1. S.J. Chang, "Introduction to Quantum Field Theory", (World Scientific, Singapore, 1990).
2. F. Gross, "Relativistic Quantum Mechanics and Field Theory", (John Wiley, New York,
1993).
3. S. Weinberg, "Quantum Field Theory", Vol. 1, (Cambridge University Press, Cambridge,
1995).
PROFESSOR PROPONENTE
DATA
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ASSINATURA/MAT
CHEFE DO DEPARTAMENTO
Arnaldo José Santiago
DATA
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RUBRICA
DIRETOR
José Soares Barbosa
DATA
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RUBRICA