Neue Konzepte der Theoretischen Quantenphysik
Kurze Inhaltsangabe der Vorlesung:
- Einführung: die Einteilchen- und die Vielteilchen-Schrödinger-Gleichung, der Spin und seine physikalischen Konsequenzen, Fermionen und Bosonen, Green-Funktionen
- Vielteilchentheorie: Erzeugungs- und Vernichtungsoperatoren, Observablen, Quantenfeldtheorie, Anwendungen (wechselwirkendes Fermi-Gas, wechselwirkendes Bose-Gas, ultrakalte Quantengase, 4He), Kohärente Zustände, Pfadintegrale
- Die Quantentheorie des Strahlungsfeldes: das klassische Maxwell-Feld, Lagrange- und Hamilton-Formalismus, Quantisierung des Strahlungsfeldes, Wechselwirkung des quantisierten Strahlungsfeldes mit Materie, Casimir-Effekt, Rayleigh- und Thomson-Streuung, Raman-Effekt
- Quantenoptik: Photonenstatistik, Photon antibunching, kohärente Zustände, gequetschtes Licht, Fock-Zustände, Atome in optischen Resonatoren, Quanteninformation (Kryptographie, Rechner, Teleportation)
- Methoden und Modelle der Quantenoptik: kohärente Wechselwirkungen, Operatoren, Operatoridentitäten und Basiszustände, Quantenstatistik, charakteristische Funktionen, Quasiwahrscheinlichkeitsverteilungen, dissipative Prozesse, Spin-Boson-Modell, Mastergleichungen, dressed states.
Literaturangaben:
- F. Schwabl, Quantenmechanik für Fortgeschrittene, Springer-Verlag, Berlin, 1997.
- J. J. Sakurai, Advanced Quantum Mechanics, Addison Wesley, Reading, 1967.
- S. M. Barnett, P.M. Radmore, Methods in Theoretical Quantum Optics, Oxford Univ. Press, Oxford, 2002.
- M. Fox, Quantum Optics, Oxford Univ. Press, Oxford, 2006.
- M. A. Nielsen, I. L. Chuang, Quantum Computation and Quantum Information, Cambridge Univ. Press, Cambridge, 2000.
- M. Lewenstein, A. Sanpera, V. Ahufinger, Ultracold atoms in optical lattices, Oxford Univ. Press, Oxford, 2012.
- J. W. Negele, H. Orland, Quantum Many-particle Systems, Perseus Books, New York, 1994.
- R. Loudon, The Quantum Theory of Light, Oxford Univ. Press, Oxford, 2000.