Laboratorium Fizyki Teoretycznej

Laboratorium Fizyki Teoretycznej (LFT) poświęcone jest obliczeniom naukowym na podstawie oryginalnych prac z fizyki teoretycznej. Zajęcia będą odbywały się w pracowni komputerowej i ich uczestnicy będą wykorzystywali program Mathematica.

Laboratorium Fizyki Teoretycznej (LFT) ma na celu przygotowanie uczestników zajęć do prowadzenia obliczeń naukowych i modelowania komputerowego przy użyciu współczesnego uniwersalnego narzędzia, jakim jest programu Mathematica. Zajęcia będą odbywać się w pracowni komputerowej, co umożliwi zdobycie praktycznych umiejętności. Tematy zadań będą bezpośrednio powiązane z aktualnymi problemami fizyki teoretycznej i będą oparte na oryginalnych publikacjach naukowych. Teksty publikacji będą udostępnione uczestnikom zajęć. Do wykonania zadań będzie potrzebna pobieżna znajomość tych publikacji. Opracowanie każdego tematu będzie dużo bardziej wyczerpujące (jeden temat na dwa tygodnie) w porównaniu ze standardowymi zadaniami rozwiązywanymi na ćwiczeniach z przedmiotów kursowych.

Tematy zajęć:

1. Mechanika klasyczna

a) Chaos deterministyczny

b) Klasyczna dynamika w kontekście mechaniki kwantowej

2. Elektrodynamika

a) Wiązki fal elektromagnetycznych z orbitalnym momentem pędu

b) Zaskakujące rozwiązania równań Maxwella

3. Teoria kwantów

a) Niestandardowe metody znajdywania energii stanów związanych

b) Transport energii w warstwach monomolekularnych

4. Fizyka statystyczna

a) Symulacje Monte Carlo prostych układów fizycznych

Wymagania:

1. Znajomość mechaniki klasycznej, mechaniki kwantowej i elektrodynamiki w zakresie podstawowym.

2. Znajomość języka angielskiego umożliwiająca pełne korzystanie z programu Mathematica i z tekstów prac.

Zaliczenie pracowni odbywa się 1) na podstawie prezentacji przez uczestników LFT jednego z zagadnień wybranego z tych, które były opracowane w trakcie zajęć oraz 2) na podstawie opisów wykonanych zadań przedstawionych w formie plików programu Mathematica.

Strona internetowa:

http://www.fuw.edu.pl/~pusos/LaboratoriumFizykiTeoretycznej

Opis przygotował E. A. Bartnik i I. Białynicki-Birula, listopad 2009

1. Grzymkowski-Kapusta-Kuboszek-Słota, Mathematica 6, Wydawnictwo Skalmierski, Gliwice, 2008.

2. S. Wolfram, The Mathematica Book, Wolfram Media, 2003.

3. http://www.wolfram.com

4. R. M. May, Simple mathematical models with very complicated dynamics, Nature 261, 459 (1976).

5. E.A. Bartnik and J. M. Tuszynski, Theoretical models of energy transfer in two-dimensional molecular assemblies, Phys. Rev. E 48, 1516 (1993).

6. I. Bialynicki-Birula and Z. Bialynicka-Birula, Vortex lines of the electromagnetic field, Phys. Rev. A 67, 062114 (2003).

Pozycje 4-6 zostały podane przykładowo. Pełne teksty wszystkich prac wykorzystywanych na zajęciach zostaną umieszczone na stronie internetowej LFT.