TEORIA QUANTISTICA DEI CAMPI (Mod.1)

Lo studente deve acquisire familiarità con la formulazione di prima quantizzazione della meccanica quantistica relativistica, con il tipo di problemi ai quali può essere applicata e con le difficoltà intrinsecamente legate a questa formulazione della teoria quanto-relativistica. Inoltre, deve apprendere come la quantizzazione del campo elettromagnetico permette di introdurre in maniera naturale i fotoni come “quanta” del campo. L’obiettivo è di utilizzare questo primo esempio per introdurre la nozione centrale della teoria quantistica dei campi : ogni particella elementare è il “quanto” di un dato campo. Inoltre, lo studente dovrà imparare che solo attraverso la quantizzazione del campo elettromagnetico è possibile descrivere fenomeni elementari come il semplice decadimento di un atomo da uno stato eccitato allo stato fondamentale. Infine, lo studente verrà introdotto alle problematiche più profonde delle teorie di campo, che nel corso saranno trattate sull’esempio dell’interazione della particella carica col proprio campo di radiazione.

Richiami di meccanica quantistica e di teoria della relatività - Meccanica quantistica relativistica - Equazioni di Klein-Gordon, di Dirac, Di Weyl, di Majorana - Problemi legati alla formulazione “one-particle” della meccanica quantistica relativistica – Richiami di elettromagnetismo classico – Quantizzazione del campo elettromagnetico - Spazio di Fock : fotoni come quanti del campo elettromagnetico – Emissione e assorbimento di fotoni da parte di un atomo – Diffusione di fotoni da parte di elettroni – Decadimento e calcolo della vita media di stati atomici eccitati – Problemi del l’elettrodinamica classica e quantistica - Interazione di una particella carica col proprio campo di radiazione : rinormalizzazione della massa – Spostamento di Lamb dei livelli energetici dell’atomo d’idrogeno.

1) Michele Maggiore, A Modern Introduction to Quantum Field Theory, Oxford Master Series in Physics. 2) M.E.Peskin, An Introduction To Quantum Field Theory,Frontiers in Physics. 3) S.Weinberg, The Quantum Theory of Fields, Volume 1: Foundations, Cambridge University Press.