量子力学的前沿问题  021M2018H

学期:2017—2018学年(春)第二学期 | 课程属性:一级学科普及课 | 任课教师:王正川
授课时间: 星期五, 第5、6、7节
授课地点: 教1-115
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16
课程编号: 021M2018H 课时: 40 学分: 2.0
课程属性: 一级学科普及课 主讲教师:王正川
英文名称: Frontier Problems in Quantum Mechanics

教学目的、要求

本课程为理论物理及相关专业的研究生的专业课,使研究生在学习了量子力学的基础上能迅速进入物理上比较前沿的一些领域,以期对他们即将进行的科研工作有所帮助。全课程紧紧围绕量子力学的基本原理及其在各种情形下的具体形式展开,使学生学过之后能够及时了解前沿研究领域的相关动态。

预修课程

量子力学

教 材

自编

主要内容

引言 (1学时)
第一章  量子力学中的几何相位
Aharonov-Bohm 效应(1学时, 教学重点),Aharonov-Casher 效应(1学时),Berry 相位(2学时, 教学重点),Aharonov-Anandan 相位(1学时, 教学难点),Lewis相位(1学时), 几何相位微分几何解释(2学时, 教学难点).
第二章  纠缠态及其在量子信息论中的应用
密度矩阵(2学时, 教学重点),自旋为1/2的二粒子的自旋纠缠态(1学时, 教学重点),光子偏振态与双光子纠缠态(1学时), Einstein-Podolsky-Rosen(EPR)佯谬(1学时, 教学重点),Bell不等式与实验检验(1学时, 教学重点),Schrödinger猫态及其在介观尺度上的实现(1学时),量子不可克隆定理(1学时, 教学重点),量子不可删除定理(1学时),量子远程通讯(1学时, 教学重点),量子计算基本原理(2学时, 教学难点).
第三章  Bose-Einstein凝聚
Bose-Einstein凝聚(1学时),序参量与非对角长程序(1学时, 教学难点),对称自发破缺和相位相干性(1学时, 教学难点),弱相互作用Bose气体-均匀凝聚体(2学时, 教学重点),弱相互作用Bose气体-非均匀凝聚体(1学时, 教学重点),各向异性势阱中的Bose-Eintein凝聚(2学时),涡旋及Bose-Einstein凝聚体的稳定性(1学时)。
第四章 量子Hall效应
经典Hall效应(1学时),Landau能级(1学时, 教学重点),磁通量子化(1学时),整数量子Hall效应(2学时, 教学重点),分数量子Hall效应(2学时, 教学重点),整数与分数量子Hall效应的统一理解(2学时, 教学难点), 量子Hall效应的整体相图(1学时)。

教学手段与方法:课堂讲授,板书加PPT

考核方式: 开卷笔试

参考文献

1.	张礼、葛墨林,《量子力学的前沿问题》,清华大学出版社,北京,2000。 
2.	曾谨言,《量子力学》卷II,科学出版社,北京,1995。
3.	A. Shapere and F. Wilczel (eds.), Geometric phase in physics, World scientific, Singapore,1989.
4.	M. A. Nielsen and I. L. Chuang, Quantum computation and Quantum information, Cambridge university press, 2000.