Teoretisk kärnfysik
Theoretical Nuclear Physics

FMFN16, 7.5 högskolepoäng, A (Avancerad nivå)

Gäller för: 2025/26
Fakultet: Lunds tekniska högskola
Beslutad av: Programledning F/Pi
Beslutsdatum: 2025-04-10
Ikraftträdande: 2025-05-05

Allmänna uppgifter

Fördjupning: Avancerad nivå, kurs/er som inte kan klassificeras
Valfri för: F4, F4-tf
Undervisningsspråk: Kursen ges på begäran på engelska

Syfte

Kursens övergripande mål är att studenten efter avslutad kurs skall ha förvärvat kunskap om atomkärnors egenskaper och insikt i hur de teoretiskt modelleras. Detta innefattar allmänna kunskaper i kvantmekanisk mångpartikelteori och förmågan att kunna tillämpa den på system bestående av växelverkande partiklar. Kursens målsättning är även att leda till en utökad förmåga att tillgodogöra sig innehållet i forskningsartiklar som behandlar teoretisk modellering av kvantsystem.

Mål

Kunskap och förståelse
För godkänd kurs skall studenten

• förklara centrala modeller inom kärnfysiken
• analysera olika modeller inom kärnfysiken och redogöra för deras möjligheter och begränsningar
• förklara hur man utgående från nukleonväxelverkan kan erhålla beskrivningar av atomkärnors egenskaper
• från ett modellperspektiv beskriva fenomen som deformerade och superfluida atomkärnor.

Färdighet och förmåga
För godkänd kurs skall studenten

• avgöra vilka beräkningsmodeller som är lämpliga att använda i olika situationer
• utföra avancerade beräkningar med några olika modeller
• använda medelfältsmodeller för att beskriva deformerade atomkärnor
• använda formalismen med kvasipartiklar för att beskriva suprafluiditet
• genomföra beräkningar med hjälp av skapelse- och förintelseoperatorer.

Värderingsförmåga och förhållningssätt
För godkänd kurs skall studenten

• kunna diskutera den väsentliga informationen i enklare vetenskapliga artiklar inom ämnesområdet.

Kursinnehåll

Kursen behandlar teoretiska modeller för beskrivning av atomkärnans egenskaper. Skapelse- och förintelseoperatorer, symmetrier och egenskaper hos nukleonväxelverkan, medelfältsmodeller (Hartree-Fock), mångpartikelvågfunktioner (Slater- och Bogoliubov-determinanter, Fock-rummet), koppling av rörelsemängdsmoment (Clebsch-Gordan koefficienter), kollektiva modeller, teorin för supraledning (BCS-teori), symmetriåterställning och spridningsteori. Dessutom presenteras några forskningsfronter inom dagens kärnfysik som t.ex. snabbt roterande atomkärnor och kärnor långt från stabiblitetslinjen.

Kursens examination

Betygsskala: TH - (U, 3, 4, 5) - (Underkänd, Tre, Fyra, Fem)
Prestationsbedömning:

Kursens examination

Examination sker muntligt i form av tentamen vid kursens slut. För muntlig tentamen krävs att de obligatoriska inlämningsuppgifterna är avklarade. För studerande som ej godkänts vid ordinarie tentamen erbjuds ytterligare tentamenstillfälle i nära anslutning härtill. Slutbetyget avgörs genom betyget på den muntliga tentamen.

Om så krävs för att en student med varaktig funktionsnedsättning ska ges ett likvärdigt examinationsalternativ jämfört med en student utan funktionsnedsättning, så kan examinator efter samråd med universitetets avdelning för pedagogiskt stöd fatta beslut om alternativ examinationsform för berörd student.

Moduler
Kod: 0125. Benämning: Teoretisk kärnfysik.
Antal högskolepoäng: 7.5. Betygsskala: TH - (U, 3, 4, 5).

Antagningsuppgifter

Förutsatta förkunskaper: FMFN01 Kvantmekanik, fortsättningskurs 1.
Begränsat antal platser: Nej
Kursen överlappar följande kurser: FMF121 FMFN15

Kurslitteratur

• Nilsson, S.G och Ragnarsson, I: Shapes and shells in nuclear structure, Cambridge University Press, 1995 samt aktuellt referensmaterial.
• Gillis Carlsson and Andrea Idini: Nuclear structure theory compendium.

Kontaktinfo

Kursansvarig: Andrea Idini, Andrea.Idini@matfys.lth.se
Kursansvarig: Gillis Carlsson, gillis.carlsson@matfys.lth.se
Examinator: Gillis Carlsson, gillis.carlsson@matfys.lth.se
Hemsida: https://canvas.education.lu.se/courses/12002