ФИЗИКА ОТКРЫТЫХ КВАНТОВЫХ СИСТЕМ

Министерство образования Российской Федерации
Нижегородский государственный университет им. Н.И.Лобачевского

"УТВЕРЖДАЮ"
Декан радиофизического факультета
профессор ___________ С.Н.Гурбатов

УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
курса
"ФИЗИКА ОТКРЫТЫХ КВАНТОВЫХ СИСТЕМ"
для направления подготовки 511500 - Радиофизика
(цикл общепрофессиональных дисциплин магистерской подготовки)
Н.Новгород - 2001

1. Организационно-методический раздел.

    Курс "Теория открытых квантовых систем" предназначен для подготовки магистров радиофизики. Он базируется на знаниях студентов, приобретенных в курсах теории вероятностей, термодинамики и статистической физики, статистической радиофизики, квантовой механики.
    Цель курса - сформировать у студента современное представление об основных методах квантовой статистической физики, а также о применении этих методов для решения задач квантовой радиофизики, нелинейной оптики, физики конденсированного состояния.
    Основное внимание в данном курсе уделяется изложению физических основ теории флуктуаций, подробному выяснению следствий из основных физических принципов - микроскопической обратимости во времени, распределении Гиббса, принципа причинности. Особое внимание уделяется взаимосвязи между динамическими и флуктуационными характеристиками квантовых систем в форме флуктуационно-диссипационных соотношений.

2. Содержание курса.

I. ФИЗИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ В ТЕОРИЮ ТЕПЛОВЫХ ФЛУКТУАЦИЙ В МАКРОСКОПИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ.

Основы классического и квантового статистического описания систем. Физическая природа тепловых флуктуаций и процессов диссипации.

II. ОСНОВНЫЕ СТАТИСТИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ И ИХ СЛЕДСТВИЯ.

Временные характеристики флуктуации (классическая область). Временные характеристики флуктуации (квантовая область). Спектральные характеристики флуктуации. Корреляция флуктуации нескольких величин. Микроскопическая обратимость во времени и ее следствия. Распределение Гиббса. Физические следствия для флуктуаций.

III. ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМ.

Поведение системы при наличии произвольного возмущения. S-матрица. Линейные и нелинейные временные характеристики сред при динамических возмущениях. Обобщенные восприимчивости и их свойства. Некоторые методы расчета кинетических коэффициентов (коэффициентов переноса).

IV. ВЫВОД СТОХАСТИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ ДЛЯ ОТКРЫТЫХ СИСТЕМ. ПРОСТЫЕ МОДЕЛИ ФИЗИЧЕСКИХ СИСТЕМ.

Осциллятор, взаимодействующий с термостатом. Нелинейное стохастическое уравнение для открытой динамической системы. Гауссова модель термостата. Броуновское движение двухуровневой системы. Феноменологическая теория флуктуаций и флуктуационно-диссипационная теорема (ФДТ). ФДТ и соотношения взаимности Онсагера.

3. Распределение часов курса по темам и видам работ.

N п/п	Наименование тем и разделов	Всего часов	Аудиторные занятия	Самостоятельная работа
N п/п	Наименование тем и разделов	Всего часов	Лекции	Самостоятельная работа
	I	6	4	2
	II	13	8	5
	III	17	10	7
	IV	19	12	7
	ИТОГО:	55	34	21

4. Формы текущего, промежуточного и итогового контроля.

Итоговый контроль: зачет (экзамен)в конце 9-го семестра.

5. Учебно-методическое обеспечение курса.

5.1. Рекомендуемая литература (основная).

Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. Ч.I.М. Наука, 1976, 584 стр.
Левин М.Л., Рытов С.М. Теория равновесных тепловых флуктуаций в электродинамике. М. Наука, 1967.
Бочков Г.Н., Ефремов Г.Ф. Нелинейные стохастические модели процессов и систем. Учебное пособие. Горький, ГГУ, 1978, 114 стр.
Ефремов Г.Ф. Стохастические уравнения для открытых квантовых систем. Учебное пособие. Горький, ГГУ, 1982, 120 стр.

Составитель программы:
профессор Г.Ф. Ефремов