One-Dimensional Physics: From Quantum Wires to Quantum Field Theory

Vorlesung im Vertiefungsgebiet "Theoretische Physik" (Modul Phy-Ma-Vert)

Diese Vorlesung richtet sich vor allem an Studierende im Master und Doktoranden, kann aber auch gegen Ende des Bachelor-Studiums besucht werden. Ein gutes Verständnis der Grundlagen von Quantenmechanik und Festkörperphysik wird vorausgesetzt. Die Vorlesung wird in englischer Sprache gehalten.

Inhalt: Inhalt der Vorlesung ist die theoretische Beschreibung eindimensionaler Systeme und deren physikalischen Besonderheiten. Wir werden zum Beispiel verstehen, dass diese sich dramatisch von zwei- und dreidimensionalen Systemen unterscheiden, etwa weil Spin und Ladung eines Elektrons in einer Dimension getrennt werden können. Weiterhin werden wir verstehen, in welcher Hinsicht Bosonen, Fermionen und Spins in einer Dimension das Gleiche sind. Die Vorlesung beinhaltet darüber hinaus eine Einführung in die feldtheoretische Beschreibung eindimensionaler Systeme, sowie zur Renormierungsgruppe. Genauere Planung:

1) Examples for one-dimensional physics
2) Phenomeonological bosonization
3) Quantum anomalies and normal ordering
4) Luttinger liquids, and formal bosonization
5) Spin charge seperation
6) Renormalization group and sine-Gordon terms
7) Jordan-Wigner transformation of spin chains
8) Applications of bosonization and Luttinger liquid physics: impurities in quantum wires, conductance quantization, quantum Hall physics in coupled wires

Termin: Montag, 6. DS, BZW/A120 und Mittwoch, 5. DS, SE2/122/U

1. Vorlesung: Montag, 03.04.2017, 6. DS, BZW/A120

Format: 3 SWS Vorlesung / 1 SWS Übung (Studierende die diese Vorlesung im Rahmen des Moduls Phy-Ma-Vert belegen müssen in den Übungen im Schnitt 50% der Punkte erreichen).

Übungsblätter:

1) Übungsblatt 1
2) Übungsblatt 2
3) Übungsblatt 3
4) Übungsblatt 4
5) Übungsblatt 5

Literatur:

1) T. Giamarchi, Quantum Physics in One Dimension
2) A. O. Gogolin, A. A. Nersesyan, A. M. Tsvelik, Bosonization and Strongly Correlated Systems
3) J. von Delft, H. Schoeller, Bosonization for Beginners - Refermionization for Experts, arXiv:cond-mat/9805275
4) D. Sénéchal, An introduction to bosonization, arXiv:cond-mat/9908262
5) J. W. Negele, H. Orland, Quantum Many-Particle Systems

Kontakt: bei Fragen zur Vorlesung können Sie sich gerne an Tobias Meng wenden.