Encabezado Facultad de Ciencias
Presentación

Física (plan 2002) 2020-2

Optativas, Temas Selectos de Física Atómica y Molecular I

Grupo 8402 9 alumnos.
Profesor Jorge Amin Seman Harutinian
Ayudante Diego Hernández Rajkov

 

Introducción a la Física de la Materia Ultrafría.

Horario: Lunes y viernes de 12h30 a 14h. Salón 2 del edificio del posgrado, en el Instituto de Física. Este edificio se encuentra a un lado de la biblioteca.

Requisitos mínimos: haber cursado las materias Introducción a la Mecánica Cuántica, Física Estadística y Matemáticas Avanzadas de la Física.

Evaluación: Tareas 50%, proyecto final 50%

Presentación: A temperaturas cercanas al cero absoluto, la materia puede formar estados cuánticos que preservan la coherencia incluso a escala macroscópica: los llamados fenómenos cuánticos macroscópicos. Tal es el caso de la superconductividad, en algunos materiales conductores, o la superfluidez, en el caso de algunos líquidos y gases. El estudio de estos fenómenos ha jugado un papel central en el desarrollo de la física contemporánea, siendo hasta el día de hoy un campo de investigación muy activo.
En este curso, exploraremos la física de los llamados “gases cuánticos”. Estudiaremos de manera detallada fenómenos como la condensación de Bose-Einstein, el gas degenerado de Fermi, así como distintas formas de superfluidez. Uno de los objetivos del curso será el de mantener una visión global del tema, buscando presentar los elementos teóricos de manera clara, pero sin perder de vista la contraparte experimental.
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Temario:

1. Conceptos básicos: ¿qué son los gases cuánticos?
2. Gas ideal de fermiones: gas degenerado de Fermi.
3. Repaso de teoría cuántica de dispersión.
4. Gas de fermiones con interacciones débiles: formación de pares fermiónicos.
5. Gas ideal de bosones: la condensación de Bose-Einstein.
6. Gas de bosones con interacciones débiles.
. . 6.1 Introducción a la teoría cuántica de muchos cuerpos.
. . 6.2 La ecuación de Gross-Pitaevskii.
. . 6.3 Superfluidez.
. . 6.4 Excitaciones cuánticas macroscópicas.
7. Otros pares fermiónicos.
. . 7.1 Pares de Cooper: introducción a la teoría BCS.
. . 7.2 Superfluidos fermiónicos fuertemente correlacionados: el cruce BEC-BCS.

Bibliografía:

  • C. Pethick & H. Smith. Bose–Einstein Condensation in Dilute Gases. Cambridge: Cambridge University Press, 2008.
  • L. Pitaevskii & S. Stringari. Bose-Einstein Condensation and Superfluidity. Oxford: Oxford University Press, 2016.
  • M. Inguscio, W. Ketterle & C. Salomon. Ultracold Fermi Gases. Proceedings of the International School of Physics "Enrico Fermi" (Book 164). IOS Press (2008).
  • A. J. Leggett. Quantum liquids: Bose condensation and Cooper pairing in condensed-matter systems. Oxford: Oxford University Press, 2006.

 


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