Materia

Contenido de XSL

Física estadística cuántica y materia condensada

Datos generales de la materia

Modalidad
Presencial
Idioma
Inglés

Profesorado

NombreInstituciónCategoríaDoctor/aPerfil docenteÁreaEmail
BLANCO REY, MARIAUniversidad del País Vasco/Euskal Herriko UnibertsitateaPersonal Doctor InvestigadorDoctoraNo bilingüeFísica de la Materia Condensadamaria.blanco@ehu.eus
SIEWERT , JENSUniversidad del País Vasco/Euskal Herriko UnibertsitateaVisitante IkerbaskeDoctorNo bilingüeQuímica Físicajens.siewert@ehu.eus

Competencias

DenominaciónPeso
Que los estudiantes sean capaces de resolver problemas estándar y avanzados de física estadística cuántica, en el contexto de materia condensada70.0 %
Que los estudiantes sean capaces de conocer, de sintetizar y de exponer cuestiones complejas de física estadística cuántica, en el contexto de materia condensada15.0 %
Que los estudiantes sean capaces de buscar y encontrar información adicional, sintetizar y exponer temas de mediana complejidad en física estadística cuántica, con especial énfasis en materia condensada15.0 %

Tipos de docencia

TipoHoras presencialesHoras no presencialesHoras totales
Magistral304070
Seminario101020
P. de Aula102535

Sistemas de evaluación

DenominaciónPonderación mínimaPonderación máxima
Examen escrito67.0 % 67.0 %
Trabajos Prácticos33.0 % 33.0 %

Convocatoria ordinaria: orientaciones y renuncia

En caso de que las condiciones sanitarias impidan la realización de

una evaluación presencial, se activará una evaluación no presencial de

la que será informado el alumnado puntualmente.

Temario

- Second quantization: Second quantization. Harmonic oscillator. Displaced harmonic oscillator. Non-interacting Fermion and Boson fields. Application in some simple examples with exact solutions. Numerical solution of simple Hamiltonians.

- Green’s function approach: Interaction representation and perturbative expansion. Wick’s theorem. Feynman diagrams. Self-energy operator. Dyson equation.

- Green’s function at finite temperature: Retarded and advanced Green’s functions. Matsubara frequencies and Matsubara summations. Response function. Analytic continuation methods.

- Application to an exactly solvable problem: Potential scattering.

- Strongly correlated systems: Hubbard’s Hamiltonian and Green’s-function based approximations (equation of motion, Hubbard-I, DMFT). Effective low-energy models (Löwdin’s downfolding). t-J model.

- Magnetic excitations: Heisenberg Hamiltonian. Magnons.

- Phenomenology of superconductivity: Superconducting materials - absence of low-energy excitations; isotope effect; the Meissner-Ochsenfeld effect; perfect diamagnetism; type I and type II superconductivity. London theory, flux quantization and Ginzburg-Landau equations.

- Electrons in metals: Non-interacting Fermi gas; second quantization for fermions; distribution function for non-interacting Fermi gas; electron-phonon interaction; repulsive and attractive electron-electron interaction.

- The BCS theory of superconductivity: Mean-field Hamiltonian; Cooper pairs; the BCS wave function; energy gap and quasiparticle states; the critical temperature; electron tunneling between normal and superconducting metals.

- The Josephson effect: Cooper-pair tunneling between superconductors.

Inhomogeneous superconductors: Bogolubov-deGennes equations; Andreev reflection; Andreev bound states.

Bibliografía

Bibliografía básica

- N.W. Ashcroft and N.D. Mermin, Solid State Physics (Saunders College Publishing, Fort Worth, 1976)

- Henrik Bruus, Many-body quantum theory in condensed matter physics: an introduction. Oxford University Press, 2004.

- Patrick Fazekas, Lecture Notes on Electron Correlation and Magnetism, World Scientific, 1999.

- P.G. de Gennes, Superconductivity of Metals and Alloys, Benjamin 1966.

- Ottfried Madelung, Introduction to Solid-State Theory, Springer, 2012.

- Gerald D. Mahan, Many-Particle Physics (3rd Edition). Springer Science 2000

- M. Tinkham, Introduction to Superconductivity, 2nd Edition, McGraw-Hill 1996.

- Robert M. White, Quantum Theory of Magnetism, Springer, 2007.

- J.M. Ziman, Principles of the Theory of Solids (Cambridge University Press, Cambridge, 1972).



Contenido de XSL

Sugerencias y solicitudes