SISTEMAS DE MUITAS PARTÍCULAS E FENÓMENOS CRÍTICOS



Ano Lectivo: 2004/2005

Ano/Semestre: Mestrado-Doutoramento/$1^o$

Carga horária semanal: 3h T + 1 h P

Departamento de: Física

Professor responsável: Vítor J. Rocha Vieira

Objectivos:

Exposição dos princípios e métodos para a descrição e cálculo das propriedades de sistemas de muitas partículas em interacção.

Programa:

1. Segunda quantificação.

Sistemas relativistas e não relativistas de muitas partículas. Bosões e Fermiões. Números de ocupação. Correlações estatísticas. Spins.

2. Funções de correlação e suas propriedades.

Secções eficazes e susceptibilidades. Teoria da resposta linear. Tipos de função de correlação: retardada, avançada, ordenada no tempo. Rotação de Wick. Relações de Kramers-Krönig. Teorema da flutuação-dissipação. Representação espectral.

3. Integral de Caminho de Feynman e Mecânica Quântica.

Equivalência do integral de caminho de Feynman às formulações de Schrödinger e de Heisenberg. Ordenamento no tempo e comutadores. Limite clássico. Referência a processos estocásticos.

A partícula livre e o oscilador harmónico.

4. Integral de Caminho de Feynman e Teoria Quântica dos Campos.

Estados coerentes para Bosões e Fermiões. Variáveis de Grassmann. Representação holomorfa. Modelos em rede.

O oscilador harmónico.

5. Formalismo de temperatura finita e tempo imaginário. Formalismo de temperatura zero e tempo real.

Periodicidade e anti-periodicidade no tempo imaginário. Frequências de Matsubara. Diagramas de Feynman.

Referência aos formalismos de temperatura finita e tempo real.

6. Aplicações.

Aproximações de campo médio e das fases aleatórias. Soluções não triviais.

Transições de fase: simetria, fase ordenada, parâmetro de ordem, comportamento crítico.

Teoria de Stoner do magnetismo itinerante.

Outras aplicações: gás degenerado de electrões, teoria BCS da supercondutividade.

7. Métodos numéricos.

Diagonalização exacta. Matriz de transferência. Método de Lanczos. Método de Monte Carlo.


Bibliografia:

G. Baym, Lectures in Quantum Mechanics, W. A. Benjamin, New York,

1969.

A. L. Fetter e J. D. Walecka, Quantum Theory of Many-Particle Systems, MacGraw-Hill, New York, 1971.

L. S. Schulman, Techniques and Application of Path Integration, (John-Wiley, 1981).

G. Mahan, Many-Particles Physics, Plenum Press, 1990.

G. Rickayzen, Green's Functions and Condensed Matter, Academic Press, 1980.


Avaliação de Conhecimentos: Exame e problemas ou exame.

Contactos: Telefone: 218419088, e-mail: vrv@cfif.ist.utl.pt.



Vitor Rocha Vieira 2005-03-01