- Mathematical Methods for Physics
- Summary
Course Syllabus
Obiettivi
Teoria dei gruppi e applicazioni alla fisica teorica.
Contenuti sintetici
Teoria dei gruppi e delle algebre di Lie; loro rappresentazioni.
Programma esteso
Definizioni di base
- Definizione di gruppo, sottogruppo, omomorfismo, rappresentazione.
- Gruppo coniugato, sottogruppi invarianti; gruppo quoziente
Gruppi finiti
- Gruppo ciclico, gruppi diedrali, gruppo delle permutazioni
Rappresentazioni
- Rappresentazioni unitarie, classificazione, ortonormalità e completezza. Rappresentazione regolare. Rappresentazioni irriducibili di SO(3).
Gruppi di Lie
- Varietà, gruppi di Lie, algebre di Lie, generatori, mappa esponenziale.
- Esempi di gruppi di Lie: ortogonale, unitario, Lorentz, Poincaré. SU(2) e SO(3)
Algebre di Lie
- Definizioni, semplice, semi-semplice. Forma di Killing.
Classificazione delle Algebre di Lie
- Sottoalgebra di Cartan, sistemi di radici, diagrammi di Dynkin.
Prerequisiti
I corsi del triennio.
Modalità didattica
Lezione frontale (6 CFU). Questo insegnamento sara’ tenuto in inglese.
Materiale didattico
Note del docente caricate sul sito del corso.
Teoria dei gruppi:
- Wu-Ki Tung, Group Theory in Physics
- Georgi, Lie Algebras in Particle Physics
- Keski-Vakkuri-Montonen-Panero, Mathematical Methods for Physics - An Introduction to Group Theory, Topology and Geometry
- Fulton-Harris, Representation theory, Springer.
Testi addizionali:
- Gilmore, Lie Groups Lie Algebras and some of their applications, Dover.
- Gilmore, Lie Groups, Physics and Geometry, Cambridge.
- Cornwell, Group Theory in Physics, Academic Press.
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Esame orale. Domande aperte su tutti i contenuti del corso svolti a lezione.
Orario di ricevimento
Su appuntamento, scrivendo un e-mail a mattia.bruno@unimib.it
Sustainable Development Goals
Aims
Group theory and its applications to theoretical physics.
Contents
Lie groups, Lie algebras; their representations.
Detailed program
Basic definitions
- Definition of a group; subgroups, homomorphisms, representations.
- conjugate, invariant subgroups; quotient group;
Finite Groups
- Cyclic group, dihedral group, group of permutations
Representations
- Unitary representations, their classification, orthonormality and completeness, Regular representation. Irreps of SO(3)
Lie groups
- Manifolds, Lie groups, Lie algebras, generators, exponential map.
- Examples of Lie groups: orthogonal, unitary, Lorentz, Poincaré. SU(2) and SO(3)
Lie algebras
- Definition, simple and semi-simple algebras. Killing form.
Classification of Lie Algebras
- Cartan subalgebra, Root systems, Dynkin diagrams.
Prerequisites
Undergraduate degree in math or physics
Teaching form
Lessons (6 CFU), This course will be taught in English.
Textbook and teaching resource
Lecture notes uploaded on the course webpage.
Group Theory:
- Wu-Ki Tung, Group Theory in Physics
- Georgi, Lie Algebras in Particle Physics.
- Keski-Vakkuri-Montonen-Panero, Mathematical Methods for Physics - An Introduction to Group Theory, Topology and Geometry
- Fulton-Harris, Representation theory, Springer.
Further readings:
- Gilmore, Lie Groups Lie Algebras and some of their applications, Dover.
- Gilmore, Lie Groups, Physics and Geometry, Cambridge.
- Cornwell, Group Theory in Physics, Academic Press.
Semester
First semester
Assessment method
Oral exam. Open questions on all course's topics covered during the lectures.
Office hours
By appointment, by sending an e-mail to mattia.bruno@unimib.it