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Vorlesung von PD Dr. Marcus Kasner im Wintersemester 2022/23
Fortgeschrittene Theorie der Supraleitung und Suprafluidität
Vorlesung: Freitag, 8.30-10.00 Uhr
Beginn erst am Freitag, dem 28. Oktober 2022
Ort: Raum Phys 02.114, Theoretische Physik
Übungen sind nicht vorgesehen
Supraleitung und Suprafluidität stellen makroskopische Quantenphänomene, die sich auf den ersten Blick wesentlich unterscheiden. So treten sie in ganz unterschiedlichen Systemen auf und sind mit verschiedenen Teilchenarten verbunden. Auf der anderen Seite ergibt sich eine gemeinsame Sicht, wenn man die Verbindung der Suprafluidität mit der Bose-Einstein-Kondensation (BEC) betont und die Cooper-Paar-Bildung als eine Art von Pseudo-Bose-Einstein-Kondensation ansieht.
Die Vorlesung behandelt auf der Basis quantenfeldtheoretischer Methoden der Vielteilchenphysik die theoretische Erklärung einer Reihe von Phänomenen der Supraleitung als auch der Suprafluidität, um sich sich dann der Frage zu widmen, worin deren Gemeinsamkeiten und Zusammenhang besteht. Dabei konzentrieren wir uns auf die konventionelle Supraleitung.
Themen:
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Quantenfeldtheoretische Formulierung der BCS-Supraleitung
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Ableitung der Ginzburg-Landau-Gleichungen aus der mikroskopischen BCS-Theorie
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Konventionelle Supraleiter im elektromagnetischen Feld: Meißner-Effekt und der verschwindende Widerstand eines Supraleiters bei Anwesenheit von Störstellen
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Der Anderson-Higgs-Mechanismus
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Quantenfeldtheoretische Beschreibung der Suprafluidität
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BCS-BEC-Crossover
Literatur:
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A.A.Abrikosov, L.P.Gor'kov, I.E.Dzyaloshinski: Methods of quantum field theory in statistical physics, Dover, New York, 1963.
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J.R.Schrieffer, Theory of Superconductivity, Addison-Wesley, Redwood City, 1964.
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A.J.Leggett: Quantum Liquids - Bose Condensation and Cooper Pairing in Condensed-Matter Systems, Oxford Univ. Press, 2006.
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A.Schmitt: Introduction to Superfluidity. Field-theoretical approach and applications, Springer-Verlag, Berlin, 2015.
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