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  6. 1st year
  1. Mathematical Methods for Physics
  2. Summary
Insegnamento Course full name
Mathematical Methods for Physics
Course ID number
2425-1-F1701Q098
Course summary SYLLABUS

Course Syllabus

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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

ISTRUZIONE DI QUALITÁ
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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

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Key information

Field of research
FIS/02
ECTS
6
Term
First semester
Activity type
Mandatory to be chosen
Course Length (Hours)
42
Degree Course Type
2-year Master Degreee
Language
English

Students' opinion

View previous A.Y. opinion

Bibliography

Find the books for this course in the Library

Enrolment methods

Course enrol confirmation
Manual enrolments
Self enrolment (Student)

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