SS 2012

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Quantendynamik


Dozent : Prof. M. Thoss


Zeit und Ort der Vorlesung

Montag 14 -16 Uhr, SR 02.779
Mittwoch 14 - 15 Uhr, SR 02.779
Beginn: 16.04.12

Zeit und Ort der Übungen

Mittwoch 15 - 17 Uhr, SR 02.779
Beginn: 25.04.12

Übungsleiter:
Veronika Prucker und Susanne Leitherer

Angaben

Master-Studiengang Physik
Vorlesung: 3 SWS, Übung: 2 SWS
ECTS: 7,5 Punkte
PW M, PW C

Inhalt

In vielen Bereichen der Physik spielen dynamische Prozesse und zeitabhängige Phänomene eine wichtige Rolle. Die Beispiele reichen von der laserinduzierten Bewegung von Elektronen in Atomen, Molekülen und Festkörpern über die Dynamik von Bose-Einstein-Kondensaten ultrakalter Gase bis zu Energietransferprozessen in der Photosynthese. Dabei sind quantenmechanische Phänomene wie Tunnelprozesse und Interferenz häufig von großer Bedeutung. Mit der Entwicklung ultrakurzer Laserpulse ist es möglich geworden, auch sehr schnelle Prozesse im Femto- und Attosekundenbereich direkt zu verfolgen.

In dieser Vorlesung sollen theoretische Methoden zur Beschreibung dynamischer Prozesse in Quantensystemen erarbeitet und auftretende Phänomene anhand repräsentativer Beispiele aus der Atom-, Molekül- und Festkörperphysik untersucht werden. Ausgangspunkt ist die zeitabhängige Schrödingergleichung, welche die grundlegende Beschreibung dynamischer Prozesse in der Quantenmechanik liefert. Nach einer kurzen Wiederholung der quantenmechanischen Grundlagen und einer Diskussion von Lösungen in Form von Wellenpaketen, werden Näherungsmethoden zur Lösung der zeitabhängigen Schrödingergleichung behandelt. Anschließend sollen verschiedene fortgeschrittene quantendynamische Methoden wie Dichtematrixverfahren, Mastergleichungen und Pfadintegrale diskutiert werden, welche es erlauben, auch komplexere quantenmechanische Systeme und dissipative Phänomene wie Relaxation und Dekohärenz zu untersuchen.

Literatur

D. Tannor, Introduction to Quantum Mechanics – A Time-Dependent Perspective
J. E. Bayfield, Quantum Evolution – An Introduction to Time-Dependent Quantum Mechanics
K. Blum, Density Matrix Theory and Applications
W.P. Schleich, Quantum Optics in Phase Space
E. Fick, G. Sauermann, The Quantum Statistics of Dynamic Processes
U. Weiss, Quantum Dissipative Systems
H.-P. Breuer, F. Petruccione, The Theory of Open Quantum Systems
H. Kleinert, Pfadintegrale
W. Dittrich, M. Reuter, Classical and Quantum Dynamics – From Classical Paths to Path Integrals

 

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