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    Theoretische Physik IV

    Teaching

    Vorlesungen und Seminare

    WS 2021/2022

    Prof. Dr. B. Trauzettel

    2 Std., Mo 12:00-14:00 Uhr, Seminarraum SE 2 (Physik)
    2 Std., Di   14:00-16:00 Uhr, Seminarraum SE 2 (Physik)

    Themen

    1. Basics and motivation
    2. Quantum circuits
    3. Quantum Fourier transform
    4. Quantum search algorithms
    5. Quantum noise and operations
    6. Quantum error-correction
    7. Entropy and information
    8. Quantum information theory
     

    Literatur

    [1] Nielsen & Chuang, Quantum Computation and Quantum Information

    [2] Williams, Explorations in Quantum Computing

    Vorlesungswebseite bei WueCampus

     

     

    Prof. Dr. Ewelina Hankiewicz

    2 Std., Mo 10:00-12:00 Uhr, Hörsaal HS 3 (Nat. wiss.-HS-Bau)
    2 Std., Do  10:00-12:00 Uhr, Hörsaal HS 3 (Nat. wiss.-HS-Bau)

    Übungsgruppen:

    Gruppe 1: Mo, 8-10 Uhr, Seminarraum SE 3 (Physik)
    Gruppe 2: Mo, 14-16 Uhr, Seminarraum SE 1 (Physik)
    Gruppe 3: Do, 14-16 Uhr, Seminarraum SE 4 (Physik)
    Gruppe 4: Di, 12-14 Uhr, Seminarraum SE 7 (Physik)

    Links zu WueStudy:

    Vorlesung: https://wuestudy.zv.uni-wuerzburg.de/qisserver/pages/cm/exa/coursemanagement/basicCourseData.xhtml?_flowId=searchCourseNonStaff-flow&_flowExecutionKey=e2s17

    Übungen: https://wuestudy.zv.uni-wuerzburg.de/qisserver/pages/cm/exa/coursemanagement/basicCourseData.xhtml?_flowId=searchCourseNonStaff-flow&_flowExecutionKey=e2s19

    Link zu WueCampus: https://wuecampus2.uni-wuerzburg.de/moodle/course/view.php?id=48748

    Themen

    I. Klassische Thermodynamik

    Thermodynamische Potentiale, Hauptsätze der Thermodynamik, Carnot-Maschinen

    II. Mathematische Grundlagen der Statistischen Mechanik

    III. Allgemeine Grundlagen der Statistischen Mechanik

    Mikrokanonisches, Kanonisches und Grosskanonisches Ensemble

    Information und Entropie

    IV. Klassische Statistische Mechanik

    Boltzmann-Statistik

    Herleitung der Thermodynamik

    V. Quantentheorie und Statistische Mechanik

    Bose-Einstein-Statistik

    Fermi-Dirac-Statistik

    VI. Phasenübergänge

    Übungsblätter:

     

    Literatur:

    1. Kerson Huang, Statistical Mechanics, Wiley
    2. Franz Schwabl, Statistische Mechanik, Springer
    3. Walter Greiner, Ludwig Neise, Horst Stöcker, Thermodynamik und statistische Mechanik, Harry Deutsch
    4. Wolfgang Nolting, Grundkurs Theoretische Physik 6: Statistische Physik, Springer
    5. Matthias Bartelmann, Björn Feuerbacher, Timm Krüger, Dieter Lüst, Anton Rebhan, Theoretische Physik 4 / Thermodynamik und Statistische Physik, Springer

    Prof. Dr. E. Hankiewicz

    (Raum und Zeit werden noch bekannt gegeben)

    SS 2021

    Prof. Dr. B. Trauzettel

    2 Std., Mo 10:00-12:00 Uhr, zoom
    2 Std., Mi  10:00-12:00 Uhr, zoom

    Themen

    1. Particularities of Fermions in 1D
    2. Bosonization
    3. Luttinger liquids
    4. Spin 1/2 chains
    5. Interacting Fermions on a lattice
    6. Boundaries and isolated impurities

    Literatur

    [1] T. Giamarchi, Quantum Physics in One Dimension (Oxford, 2004)
    [2] A.O. Gogolin, A.A. Nersesyan, A.M. Tsvelik, Bosonization and Strongly Correlated Systems (Cambridge, 1999)
    [3]  J. von Delft, H. Schoeller, Bosonization for Beginners -- Refermionization for Experts, arXiv:cond-mat/9805275

     

    Vorlesungswebseite bei WueCampus

    Prof. Dr. E. Hankiewicz

    2 Std., Mi  10 - 12 Uhr, M1 - SE M1.030.020
    2 Std., Mi  14 - 16 Uhr, M1 - SE M1.030.020
    2 Std., Fr   12 - 14 Uhr, M1 - SE M1.030.020

    Themen

    1. Transport in Metallen
    2. Diagrammatische Strörungstheorie in der Festkörperphysik
    3. Fermi Flüssigkeitstheorie
    4. Kondo Effekt
    5. 2D Elektronenflüssigkeiten in starken Magnetfeldern 
    6. Supraleitung

    Literatur

    • Landau/Lifschitz, Band X, Physikalische Kinetik
    • Czycholl, Theoretische Festkörperphysik
    • Giuliani/Vignale, Quantum Theory of the Electron Liquid
    • Mahan, Many-Particle Physics
    • Bruus/Flensberg, Many-Body Quantum Theory in Condensed Matter Physics
    • Hewson, The Kondo Problem to Heavy Fermions

    WS 2020/2021

    Prof. Dr. B. Trauzettel

    2 Std., Mo 12:00-14:00 Uhr, zoom
    2 Std., Mi  08:00-10:00 Uhr, zoom

    Themen

    1. Basics and motivation
    2. Quantum circuits
    3. Quantum Fourier transform
    4. Quantum search algorithms
    5. Quantum noise and operations
    6. Quantum error-correction
    7. Entropy and information
    8. Quantum information theory
     

    Literatur

    [1] Nielsen & Chuang, Quantum Computation and Quantum Information

    [2] Williams, Explorations in Quantum Computing

    Vorlesungswebseite bei WueCampus

    Prof. Dr. Ewelina Hankiewicz

    2 Std., Mo 14:00-16:00 Uhr, M1 - Seminarraum M1.03.020
    2 Std., Mi  14:00-15:00 Uhr, M1 - Seminarraum M1.03.020

    Themen

    1. Topologische Halbmetalle

    – Dirac-Fermionen in Graphen. Nielsen-Ninomiya-Theorem
    – Dirac-Punkte als Monopol-Antimonopol-Paaren. Fermi-Bögen in 2D
    – Streuung von Dirac Fermionen. Klein-Tunneleffekt und Negative Brechung
    – Weyl Halbmetalle. Fermi-Bögen in 3D
    – Chirale Anomalie

    2. Zweidimensionale topologische Isolatoren

    – Quanten-Hall-Effekt. Randzustände im starken Magnetfeld
    – Thouless-Kohmoto-Nightingale-den Nijs-Theorie. Die Chern-Zahl
    – Effektives Haldane-Modell von topologischen Isolatoren
    – Bernevig-Hughes-Zhang-Modell vom Quanten-Spin-Hall-Effekt
    – Z 2 -Invariante
    – Edelstein-Effekt. Spin-Ladung-Konversion

    3. Dreidimensionale topologische Isolatoren

    – Dirac-artige Oberflächenzustände vom Kane-Hamiltonian
    – Landau-Niveaus. Halbzahliger Quanten-Hall-Effekt
    – Schwache Lokalisierung und Antilokalisierung
    – Axion-Elektrodynamik und Topologisher Faraday-Effekt

    4. Unkonventionelle und topologische Supraleitung

    – Theoretische Grundlagen der Supraleitung
    – Spin-Triplett-Paarung
    – Majorana-Randzustände. Verschiedene Modelle (Read-Green, Kitaev, hybride Strukturen etc)
    – Topologische Andreev-Zustände
    – Edelstein-Effekt. Spin-Ladung-Konversion

    Übungsblätter:

     

    Literatur

    • E. Witten, Three lectures on topological phases of matter, La Rivista del Nuovo Cimento 39, 313 (2016).
    • B. A. Bernevig, Topological Insulators and Topological Superconductors, Princeton University Press 2013.
    • G. Tkachov, Topological Insulators: The Physics of Spin Helicity in Quantum Transport, Pan Stanford Publishing 2015.
    • N.P. Armitage, E. J. Mele, Ashvin Vishwanath, Weyl and Dirac Semimetals in Three Dimensional Solids, Rev. Mod. Phys. (2017); arXiv:1705.01111.

    SS 2020

    Prof. Dr. E. Hankiewicz

    2 Std., Mi  10 - 12 Uhr, M1 - SE M1.030.020
    2 Std., Mi  14 - 16 Uhr, M1 - SE M1.030.020
    2 Std., Fr   12 - 14 Uhr, M1 - SE M1.030.020

    Themen

    1. Transport in Metallen
    2. Diagrammatische Strörungstheorie in der Festkörperphysik
    3. Fermi Flüssigkeitstheorie
    4. Kondo Effekt
    5. 2D Elektronenflüssigkeiten in starken Magnetfeldern 
    6. Supraleitung

    Literatur

    • Landau/Lifschitz, Band X, Physikalische Kinetik
    • Czycholl, Theoretische Festkörperphysik
    • Giuliani/Vignale, Quantum Theory of the Electron Liquid
    • Mahan, Many-Particle Physics
    • Bruus/Flensberg, Many-Body Quantum Theory in Condensed Matter Physics
    • Hewson, The Kondo Problem to Heavy Fermions

    Prof. Dr. E. Hankiewicz

    (Raum und Zeit werden noch bekannt gegeben)

    WS 2019/2020

    Prof. Dr. B. Trauzettel

    2 Std., Mo 12:00-14:00 Uhr, SE 2
    2 Std., Mi  08:00-10:00 Uhr, SE 2

    Themen

    1. Basics and motivation
    2. Quantum circuits
    3. Quantum Fourier transform
    4. Quantum search algorithms
    5. Quantum noise and operations
    6. Quantum error-correction
    7. Entropy and information
    8. Quantum information theory
     

    Literatur

    [1] Nielsen & Chuang, Quantum Computation and Quantum Information
     

    Vorlesungswebseite bei WueCampus

    Prof. Dr. Ewelina Hankiewicz

    2 Std., Mo 14:00-16:00 Uhr, M1 - Seminarraum M1.03.020
    2 Std., Mi  14:00-15:00 Uhr, M1 - Seminarraum M1.03.020

    Themen

    1. Topologische Halbmetalle

    – Dirac-Fermionen in Graphen. Nielsen-Ninomiya-Theorem
    – Dirac-Punkte als Monopol-Antimonopol-Paaren. Fermi-Bögen in 2D
    – Streuung von Dirac Fermionen. Klein-Tunneleffekt und Negative Brechung
    – Weyl Halbmetalle. Fermi-Bögen in 3D
    – Chirale Anomalie

    2. Zweidimensionale topologische Isolatoren

    – Quanten-Hall-Effekt. Randzustände im starken Magnetfeld
    – Thouless-Kohmoto-Nightingale-den Nijs-Theorie. Die Chern-Zahl
    – Effektives Haldane-Modell von topologischen Isolatoren
    – Bernevig-Hughes-Zhang-Modell vom Quanten-Spin-Hall-Effekt
    – Z 2 -Invariante
    – Edelstein-Effekt. Spin-Ladung-Konversion

    3. Dreidimensionale topologische Isolatoren

    – Dirac-artige Oberflächenzustände vom Kane-Hamiltonian
    – Landau-Niveaus. Halbzahliger Quanten-Hall-Effekt
    – Schwache Lokalisierung und Antilokalisierung
    – Axion-Elektrodynamik und Topologisher Faraday-Effekt

    4. Unkonventionelle und topologische Supraleitung

    – Theoretische Grundlagen der Supraleitung
    – Spin-Triplett-Paarung
    – Majorana-Randzustände. Verschiedene Modelle (Read-Green, Kitaev, hybride Strukturen etc)
    – Topologische Andreev-Zustände
    – Edelstein-Effekt. Spin-Ladung-Konversion

    Übungsblätter:

     

    Literatur

    • E. Witten, Three lectures on topological phases of matter, La Rivista del Nuovo Cimento 39, 313 (2016).
    • B. A. Bernevig, Topological Insulators and Topological Superconductors, Princeton University Press 2013.
    • G. Tkachov, Topological Insulators: The Physics of Spin Helicity in Quantum Transport, Pan Stanford Publishing 2015.
    • N.P. Armitage, E. J. Mele, Ashvin Vishwanath, Weyl and Dirac Semimetals in Three Dimensional Solids, Rev. Mod. Phys. (2017); arXiv:1705.01111.

    SS 2019

    Prof. Dr. B. Trauzettel

    2 Std., Di  10:00-12:00 Uhr, Nat. wiss. HS-Bau - HS 3
    2 Std., Do 10:00-12:00 Uhr, Nat. wiss. HS-Bau - HS 3

    Themen

    1. Funktionalanalysis
      1. Der Hilbertraum (Vektorräume, Vollständigkeit, lineare Operatoren, Tensorprodukt)
      2. Distributionen
    2. Funktionentheorie
      1. Komplexe Funktionen
      2. Differentiation im Komplexen
      3. Integration im Komplexen
      4. Reihenentwicklung, Residuensatz
      5. Differentialgleichungen im Komplexen

    Literatur

    • Großmann, Funktionalanalysis
    • Fischer & Kaul, Mathematik für Physiker, Band 2
    • Fischer & Lieb, Funktionentheorie
    • Freitag & Busam, Funktionentheorie

     

    Hier finden Sie den Link zum Wuecampus2-Kursraum.

    Prof. Dr. E. Hankiewicz

    (Raum und Zeit werden noch bekannt gegeben)

    Prof. Dr. E. Hankiewicz

    2 Std., Mi  10 - 12 Uhr, M1 - SE M1.030.020
    2 Std., Mi  14 - 16 Uhr, M1 - SE M1.030.020
    2 Std., Fr   12 - 14 Uhr, M1 - SE M1.030.020

    Themen

    1. Transport in Metallen
    2. Diagrammatische Strörungstheorie in der Festkörperphysik
    3. Fermi Flüssigkeitstheorie
    4. Kondo Effekt
    5. 2D Elektronenflüssigkeiten in starken Magnetfeldern 
    6. Supraleitung

    Literatur

    • Landau/Lifschitz, Band X, Physikalische Kinetik
    • Czycholl, Theoretische Festkörperphysik
    • Giuliani/Vignale, Quantum Theory of the Electron Liquid
    • Mahan, Many-Particle Physics
    • Bruus/Flensberg, Many-Body Quantum Theory in Condensed Matter Physics
    • Hewson, The Kondo Problem to Heavy Fermions