Vær opmærksom på at dette website indeholder et arkiv med historiske data. Det aktuelle kursuskatalog findes på kursuskatalog.au.dk

AU kursuskatalog arkiv

[Forside] [Hovedområder] [Perioder] [Udannelser] [Alle kurser på en side]

Kvantegasser (Q4) ( forår 2010 - 5 ECTS )

Rammer for udbud

  • Uddannelsessprog: engelsk (eller dansk)
  • Niveau: Kandidatkursus
  • Semester/kvarter: 4. kvarter
  • Timer per uge: 7
  • Deltagerbegrænsning: Ingen
  • Undervisningssted: Århus
  • Hovedområde: Det Naturvidenskabelige Fakultet
  • Udbud ID: 22136

Formål

I dette kursus vil vi gennemgå den basale teori for ultra-kolde kvantegasser i rimelig detalje, men vi vil også beskrive nogle af de mere avancerede fænomener og eksperimenter. Kurset vil gøre de studerende i stand til at læse originalartikler inden for emnet.

Indhold

Ultra-kolde gasser af atomer og molekyler har vist sig at have utrolig mange spændende egenskaber. Kvantefænomener som Bose-Einstein kondensation og Fermi-degeneration kan således studeres i meget ren form, såvel eksperimentelt som teoretisk.
Kurset vil behandle følgende emner:

  • Basal spredningsfysik for kolde atomer
  • Middelfeltsteori: Gross-Pitaevskii ligningen for et Bose-Einstein kondensat
          o       Grundtilstandsløsninger
          o       Tidsafhængige løsninger
          o       Kvantemekaniske hvirveltilstande
  • Kvantekorrektioner til middelfeltsteori: Bogoliubov approksimationen
  • Superfluiditet
  • Interferens og korrelationer
  • Kontrol af vekselvirkningen med Feshbach resonanser
  • Bose-Einstein kondensater i periodiske potentialer - optiske gitre
  • Fermi gasser

For alle emnerne gælder, at en tilfredsstillende beskrivelse kan opnås uden brug af hverken avanceret matematik eller tunge computerberegninger. Det betyder, at vi i kurset vil kunne udlede de fleste resultater "fra bunden".

Bemærk også, at der på instituttet er en gruppe (Quantum Gas Lab), der arbejder med ultra-kolde gasser, og vi vil naturligvis inddrage deres eksperiment, hvor det er relevant.

Læringsmål

Når kurset er færdigt forventes den studerende at kunne:

  • Beskrive de i kurset opstillede modeller til en kvalitativ eller kvantitativ forklaring af fænomener indenfor kvantegassers fysik
  • Forklare modellernes gyldighedsområde
  • Anvende disse modeller til at løse teoretiske opgaver om kvantegasser
  • Argumentere for brugen af specifikke resultater og metoder i opgaveløsning
  • Relatere forskellige kvantegas-fænomener til hinanden
  • Forudsige det kvalitative udfald af kvantegas-tankeeksperimenter

Faglige forudsætninger

Atom- og molekylfysik, kvantemekanik.

Underviser

Nicolai Nygaard, nygaard@phys.au.dk
Uffe V. Poulsen, uvp@phys.au.dk

Undervisnings- og arbejdsform

Forelæsninger og øvelser, 7 timer ugentligt

Litteratur

Noter

Kursushjemmeside

http://www.aula.au.dk/index.php?category=NATFYS

Eksamensterminer

Eksamen: 4. kvarter

Reeksamen: Efter aftale med faglærer

Udbyder

Institut for Fysik og Astronomi

Tilmelding til undervisning

Via selvbetjeningen på http://mit.au.dk/

Bedømmelse

  • Mundtlig, bedømt efter 7-skala med intern censur
    • 5 xxxxx

Der afholdes en mundtlig prøve. Prøven er individuel. Eksaminationstiden er 20 minutter. Medvirken af intern censor. Der gives én karakter efter 7-skalaen ud fra en helhedsvurdering af præstationen ved den mundtlige prøve