6 ECTS | |
30 P + 30 A | |
5% primjene e-učenja | |
Odjel za fiziku (Sceduly) |
Nositelji: Ilja Doršner, Toni ŠćulacSuradnici: |
Ciljevi predmeta |
Cilj predmeta je da se studenti upoznaju s metodama teorije grupa u primjeni na opis i proučavanje simetrija fizikalnih sistema. |
Uvjeti (kompetencije) za upis predmeta |
Nema |
Očekivani ishodi učenja |
Nakon usvajanja gradiva od studenta se očekuje da zna: |
- definirati temeljne pojmove teorije grupa; |
- navesti najvažnije konačne i kontinuirane grupe; |
- primijeniti alate teorije grupa na razlaganje reducibilnih reprezentacija konačnih |
grupa; |
- opisati postupak traženja direktnog produkta reprezentacija Liejeve grupe; |
- objasniti vezu između grupa permutacije i reprezentacija unitarnih grupa; |
- opisati Lorentzovu grupu i njene reprezentacije |
Sadržaj predmeta |
1. Simetrija fizikalnih sistema, zakoni održanja, klasifikacija stanja. Osnovi teorije |
grupa. Aksiomi grupe, generatori i definirajuće relacije, Cayleyeve tablice, |
podgrupe, Lagrangeov teorem. |
2. Normalna podgrupa, faktor-grupa. Relacije ekvivalencije, klase konjugiranih |
elemenata. Reprezentacije grupe. Dihedralna grupa. |
3. Morfizmi grupa. Direktna suma i direktni produkt grupa, poludirektni produkt |
grupa. Operatori projekcije. Schurova lema. Operacije s reprezentacijama. |
4. Karakter reprezentacije. Reprezentacije direktnog produkta grupa. Grupa |
permutacija - ciklusi, transpozicije, klase konjugiranih elemenata. Reprezentacije |
grupe permutacija. |
5. Simetrizatori i antisimetrizatori, grupna algebra grupa permutacija. |
Kvantnomehaničke primjene: n-elektronski sistem i Sn. Izgradnja antisimetričnih |
valnih funkcija iz prostornih i spinskih valnih funkcija. |
6. Youngove sheme. |
7. Neprekidne grupe i njihove reprezentacije. Liejeve grupe, neprekidnost i |
analitičnost strukturnih funkcija. |
8. Primjeri Liejevih grupa važnih za fiziku. Osobine i primjeri Liejevih algebri - SO(n), |
SU(n). |
9. Reprezentacije Liejeve grupe i njene Liejeve algebre, strukturne konstante. |
Ireducibilne reprezentacije Liejeve algebre grupe rotacija. Kanonska baza. |
Casimirov operator. |
10. Direktni produkt reprezentacija Liejeve grupe - operatori, matrice, generatori |
reprezentacije. Razlaganje direktnog produkta na ireducibilne reprezentacije za |
SU(2). Clebsch-Gordanovi koeficijenti. |
11. Težinski dijagrami. (Izborna pravila. Ireducibilni tenzorski operatori, WignerEckartov teorem.) Unitarne grupe u fizici čestica. Izospin, grupa SU(2). |
Hipernaboj, SU(3). |
12. Reprezentacije unitarnih grupa, veza sa grupom permutacija, Youngovi tabloi. |
13. Lorentzova grupa i njene reprezentacije. Homogene i nehomogene Lorentzove |
transformacije. Svojstva i ireducibilne reprezentacije Lorentzove i Poincaréove |
grupe, veza sa klasičnim i kvantnim poljima. |
Vrste izvođenja nastave |
- Predavanja - Vježbe - Samostalni zadaci |
Obveze studenata |
Pohađati barem 70% predavanja i 70% vježbi. |
Praćenje rada studenata (ECTS) |
- Pohađanje nastave (2) - Kolokviji (0.2) - Usmeni ispit (1) - Pismeni ispit (0.1) - Independent work (2.7) |
Ocjenjivanje i vrjednovanje rada studenata |
Dva kolokvija.Završni ispiti. |
Obvezna literatura |
H. F. Jones, Groups, Representations and Physics, 2 nd edition, IOP Publishing, 1998 |
J. F. Cornwell, Group Theory in Physics, An Introduction, Academic Press, 1997 |
Izborna literatura |
W. Greiner, B. Müller, Quantum Mechanics - Symmetries, Second Edition, |
Springer Verlag, 1994 |
M. Hamermesh, Group Theory and Its Application to Physical Problems, Dover, |
1989 |
Načini praćenja kvalitete |
Statistika ispitnih rezultata i studentsko evaluiranje putem anonimne ankete na kraju izvedbe predmeta. Anketa se provodi prema pravilniku Sveučilišta u Splitu. |
Izvedba |
Sveučilišni diplomski studij • Fizika; smjer: Astrofizika i fizika elementarnih čestica (obvezni 1. sem.) • Fizika; smjer: Računarska fizika (izborni 1. sem.) |
Napomene: Vrste nastave (tip): (P) Predavanja; (S) Seminari; (A) Auditorne vježbe; (PK) Vježbe u praktikumu; (L) Laboratorijske vježbe; (M) Metodičke vježbe; (TJ) Vježbe tjelesnog odgoja; (T) Terenske vježbe. Prije početka nastave moguće su rošade izvođača nastave u svrhu optimizacije opterećenja. Prikazana je testna verzija automatskog generiranja informacija. |