量子场论I

课程编码：070201M04006T 英文名称：Quantum field theory I 课时：63 学分：4.00 课程属性：专业核心课 主讲教师：王青等

掌握量子场论的基本理论，及基本计算技巧

电动力学、量子力学

第一章 引言 2学时 王青
第1节 教材与书
第2节 教学大纲
第3节 作业、答疑与考试
第4节 量子系列课
第5节 量子场论在现代物理学中的地位
第二章 量子力学与狭义相对论 10学时
第1节 量子力学基本原理与希尔伯特空间
第2节 对称性(群论ABC,对称性表示,连续对称性)
第3节 狭义相对论基本原理与非齐次洛伦兹变换(狭义相对论,态矢量的洛伦兹变换)
第4节 单粒子态按非齐次洛伦兹变换和内部对称性变换分类(时空平移,时空转动,
有质量正能单粒子态,无质量正能单粒子态,空间反射,时间反演,$U(1)$内部对称性变换)
第三章 自由量子场，粒子与反粒子 20学时
第1节 多粒子态，玻色子与费米子(多粒子态,玻色子与费米子)
第2节 进态、出态与S矩阵(进态和出态,S矩阵,S矩阵的微扰展开,反应率与碰撞截面)
第3节 量子场(产生与湮灭算符,产生与湮灭算符在坐标空间的表达,平移,推进与转动)
第4节 标量量子场(反粒子的引入,标量场的分立对称性变换性质,自由标量场的场方程、哈密顿量和作用量、正则对易关系)
第5节 旋量量子场(γ矩阵,费米统计,旋量场的分立对称性变换性质,自由旋量场方程、哈密顿量和作用量、正则反对易关系)
第6节 矢量量子场(按自旋分类,矢量场的分立对称性变换性质,自由矢量场的场方程、哈密顿量和作用量、正则对易关系)
第7节 任意自旋量子场(非奇次洛伦兹群一般不可约表示、有质量、无质量、分立变换)
第四章 相互作用、格林函数与路径积分 14学时
第1节 约化公式和格林函数的极点(三种绘景及Wick定理,约化公式,格林函数的极点)
第2节 路径积分(量子场算符本征态的矩阵元,时间演化算符的矩阵元,波函数)
第3节 格林函数与顶角生成泛函(玻色场,费米场,拉格朗日体系)
第4节 λφ4理论与四费米理论(λφ4,4费米理论)
第五章 量子电动力学 15学时
第1节 理论基础(拉格朗日量,生成泛函与微扰论,格林函数的相互关联)
第2节 一圈图(光子传播子,费米子传播子,相互作用顶角)
第3节 重整化(关于重整化的一般分析,一圈图的重整化,跑动耦合常数)
第4节 基本物理过程与物理量(基本物理过程,e+e- → μ+μ-,电子磁矩)
第六章 小结 2学时
第1节 课程思路
第2节 基本假设的扩展
第3节 期末小论文选题

王青教授，清华大学博士生导师，清华大学高能物理研究中心主任，清华大学物理系高能物理核物理研究所所长，中国物理学会高能物理分会常务理事，教育部高等学校大学物理课程教学指导委员会主任委员，锦屏地下实验室的中国暗物质实验(CDEX)合作组理论负责人，《物理与工程》杂志主编，亚太物理联合会会刊(AAPPS Bulletin)编辑，2018年国家精品在线开放课程《电动力学》负责人，主要从事量子场论和基本粒子物理的研究工作，专长于手征有效理论。