Teaching

Prof. Dr. B. Trauzettel

Vorbesprechung: 17.10.24, 16 Uhr, Seminarraum TP 4 (M1 Gebäude)

Die Themen der Seminarvorträge werden in der Vorbesprechung an die Studierenden verteilt.

Im Oberseminar beschäftigen wir uns mit offenen Quantensystemen. Das sind Quantensysteme, die an ihre Umgebung koppeln. Dadurch erfahren sie Dekohärenz und einen Übergang in einen klassischen Zustand. Das theoretische Verständnis von offenen Quantensysteme ist wichtig, um stabile Quantencomputer zu bauen.

Prof. Dr. E. Hankiewicz

(Raum und Zeit werden noch bekannt gegeben)

Prof. Dr. E. Hankiewicz

2 Std., Mi  10 - 12 Uhr,  SE 2 (Physik)
2 Std., Mi  12 - 14 Uhr,  SE 2 (Physik)
2 Std., Do 16 - 18 Uhr,  SE 2 (Physik)

Themen

1. xxxx
2. xxxx
3. xxxx
4. Kxxxx
5. xxxx
6. xxxx

Literatur

• Landau/Lifschitz, Band X, Physikalische Kinetik
• Czycholl, Theoretische Festkörperphysik
• Giuliani/Vignale, Quantum Theory of the Electron Liquid
• Mahan, Many-Particle Physics
• Bruus/Flensberg, Many-Body Quantum Theory in Condensed Matter Physics
• Hewson, The Kondo Problem to Heavy Fermions

Dr. Viktoriia Kornich

2 Std., Di  10 - 12 Uhr,  SE 5 (Physik)
1 Std., Do 10 - 11 Uhr,  SE 5 (Physik)

Themen

1. History of superconductivity and overview of the phenomenon.
2. Bose-Einstein condensation
3. Normal metals
4. Electrodynamics of superconductors
5. Ginzburg-Landau theory
6. Superfluid
7. Electron-phonon interaction
8. Cooper instability
9. BCS theory
10. Josephson effect
11. Unconventional superconductors

Literatur

• G. Mahan, ``Many-Particle Physics'' (Springer, New York, 2000)
• M. Tinkham, ``Introduction to superconductivity'' (McGraw-Hill, 1996)
• H. Bruus and K. Flensberg, ``Many-Body Quantum Theory in Condensed Matter Physics'' (Oxford University Press, 2004)
• A. Altland and B. Simons, ``Condensed Matter Field Theory'' (Cambridge University Press, 2010)

Prof. Dr. E. Hankiewicz

2 Std., Mi  10 - 12 Uhr, M1 - SE M1.030.020
2 Std., Mi  14 - 16 Uhr, M1 - SE M1.030.020
2 Std., Fr   12 - 14 Uhr, M1 - SE M1.030.020

Themen

1. Transport in Metallen
2. Diagrammatische Strörungstheorie in der Festkörperphysik
3. Fermi Flüssigkeitstheorie
4. Kondo Effekt
5. 2D Elektronenflüssigkeiten in starken Magnetfeldern 
6. Supraleitung

Literatur

• Landau/Lifschitz, Band X, Physikalische Kinetik
• Czycholl, Theoretische Festkörperphysik
• Giuliani/Vignale, Quantum Theory of the Electron Liquid
• Mahan, Many-Particle Physics
• Bruus/Flensberg, Many-Body Quantum Theory in Condensed Matter Physics
• Hewson, The Kondo Problem to Heavy Fermions

Prof. Dr. E. Hankiewicz

(Raum und Zeit werden noch bekannt gegeben)

Dr. Viktoriia Kornich

Mi  10 - 13 Uhr,  HS5 (Nat. wiss. HS-Bau)

Prof. Dr. B. Trauzettel

2 Std., Di, 08:15 - 10:00 Uhr, Zuse-HS (Informatik)

Themen

1. Grundlagen: Zahlen und Vektoren
2. Einführung: Differentialrechnung
3. Einführung: Integralrechnung
4. Elemente der Linearen Algebra
5. Funktionen mehrerer Veränderlicher

Literatur

[1] Papula; Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler 1+2

[2] Lang, Pucker; Mathematische Methoden in der Physik

[3] Altland, von Delft; Mathematics for Physicists

Vorlesungswebseite bei WueCampus

Prof. Dr. E. Hankiewicz

2 Std., Mo 10 - 12 Uhr, Seminarraum SE 2 (Physik)
2 Std., Do 12 - 14 Uhr, Seminarraum SE 2 (Physik)
2 Std., Do 16 - 18 Uhr, Seminarraum SE 2 (Physik)

Themen

1. Recap second quantization
2. Bloch theory of solids including topological insulators
3. Weak and strong electron-electron interactions (mean field theory, RPA, Hubbard model)
4. Quantum magnetism

Literatur

• Landau/Lifschitz, Band X, Physikalische Kinetik
• Czycholl, Theoretische Festkörperphysik
• Giuliani/Vignale, Quantum Theory of the Electron Liquid
• Mahan, Many-Particle Physics
• Bruus/Flensberg, Many-Body Quantum Theory in Condensed Matter Physics
• Hewson, The Kondo Problem to Heavy Fermions

Dr. Viktoriia Kornich

Di  10 - 12 Uhr,  SE5 (Physik)
Do 10-11 Uhr,  SE5 (Physik)

Prof. Dr. B. Trauzettel

2 Std., Di, 08:15 - 10:00 Uhr, Zuse-HS (Informatik)

Themen

1. Lineare Algebra
2. Vektoranalysis: Differentialrechnung
3. Vektoranalysis: Integralrechnung
4. Fouriertransformation
5. Differentialgleichungen

Literatur

[1] Papula; Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler 1+2

[2] Lang, Pucker; Mathematische Methoden in der Physik

[3] Altland, von Delft; Mathematics for Physicists

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Dr. V. Kornich

Prof. Dr. B. Trauzettel

Vorbesprechung: 21.04.2023, 10 Uhr, Seminarraum TP 4 (M1 Gebäude)

Die Themen der Seminarvorträge werden in der Vorbesprechung an die Studierenden verteilt.

Vorträge:  13./14.07.2023, Seminarraum TP 4 (M1 Gebäude)

Prof. Dr. E. Hankiewicz

2 Std., Mi  10 - 12 Uhr, M1 - SE M1.030.020
2 Std., Mi  14 - 16 Uhr, M1 - SE M1.030.020
2 Std., Fr   12 - 14 Uhr, M1 - SE M1.030.020

Themen

1. Transport in Metallen
2. Diagrammatische Strörungstheorie in der Festkörperphysik
3. Fermi Flüssigkeitstheorie
4. Kondo Effekt
5. 2D Elektronenflüssigkeiten in starken Magnetfeldern 
6. Supraleitung

Literatur

• Landau/Lifschitz, Band X, Physikalische Kinetik
• Czycholl, Theoretische Festkörperphysik
• Giuliani/Vignale, Quantum Theory of the Electron Liquid
• Mahan, Many-Particle Physics
• Bruus/Flensberg, Many-Body Quantum Theory in Condensed Matter Physics
• Hewson, The Kondo Problem to Heavy Fermions

Prof. Dr. E. Hankiewicz

(Raum und Zeit werden noch bekannt gegeben)

Prof. Dr. B. Trauzettel

2 Std., Di, 08:15 - 10:00 Uhr, Zuse-HS (Informatik)

Themen

1. Grundlagen: Zahlen und Vektoren
2. Einführung: Differentialrechnung
3. Einführung: Integralrechnung
4. Elemente der Linearen Algebra
5. Funktionen mehrerer Veränderlicher

Literatur

[1] Papula; Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler 1+2

[2] Lang, Pucker; Mathematische Methoden in der Physik

[3] Altland, von Delft; Mathematics for Physicists

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Prof. Dr. B. Trauzettel

2 Std., Di, 08:15 - 10:00 Uhr, Zuse-HS (Informatik)

Themen

1. Lineare Algebra
2. Vektoranalysis: Differentialrechnung
3. Vektoranalysis: Integralrechnung
4. Fouriertransformation
5. Differentialgleichungen

Literatur

[1] Papula; Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler 1+2

[2] Lang, Pucker; Mathematische Methoden in der Physik

[3] Altland, von Delft; Mathematics for Physicists

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Prof. Dr. E. Hankiewicz

2 Std., Mi  10 - 12 Uhr, M1 - SE M1.030.020
2 Std., Mi  14 - 16 Uhr, M1 - SE M1.030.020
2 Std., Fr   12 - 14 Uhr, M1 - SE M1.030.020

Themen

1. Transport in Metallen
2. Diagrammatische Strörungstheorie in der Festkörperphysik
3. Fermi Flüssigkeitstheorie
4. Kondo Effekt
5. 2D Elektronenflüssigkeiten in starken Magnetfeldern 
6. Supraleitung

Literatur

• Landau/Lifschitz, Band X, Physikalische Kinetik
• Czycholl, Theoretische Festkörperphysik
• Giuliani/Vignale, Quantum Theory of the Electron Liquid
• Mahan, Many-Particle Physics
• Bruus/Flensberg, Many-Body Quantum Theory in Condensed Matter Physics
• Hewson, The Kondo Problem to Heavy Fermions

Prof. Dr. E. Hankiewicz

(Raum und Zeit werden noch bekannt gegeben)

Prof. Dr. B. Trauzettel

2 Std., Di 14:00-16:00 Uhr, Seminarraum SE 2 (Physik)
2 Std., Fr 10:00-12:00 Uhr, Seminarraum SE 2 (Physik)

Themen

1. Basics and motivation
2. Quantum circuits
3. Quantum Fourier transform
4. Quantum search algorithms
5. Quantum noise and operations
6. Quantum error-correction
7. Entropy and information
8. Quantum information theory
 

Literatur

[1] Nielsen & Chuang, Quantum Computation and Quantum Information

[2] Williams, Explorations in Quantum Computing

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Prof. Dr. Ewelina Hankiewicz

2 Std., Mo 10:00-12:00 Uhr, Hörsaal HS 3 (Nat. wiss.-HS-Bau)
2 Std., Do  10:00-12:00 Uhr, Hörsaal HS 3 (Nat. wiss.-HS-Bau)

Übungsgruppen:

Gruppe 1: Mo, 8-10 Uhr, Seminarraum SE 3 (Physik)
Gruppe 2: Mo, 14-16 Uhr, Seminarraum SE 1 (Physik)
Gruppe 3: Do, 14-16 Uhr, Seminarraum SE 4 (Physik)
Gruppe 4: Di, 12-14 Uhr, Seminarraum SE 7 (Physik)

Links zu WueStudy:

Vorlesung: https://wuestudy.zv.uni-wuerzburg.de/qisserver/pages/cm/exa/coursemanagement/basicCourseData.xhtml?_flowId=searchCourseNonStaff-flow&_flowExecutionKey=e2s17

Übungen: https://wuestudy.zv.uni-wuerzburg.de/qisserver/pages/cm/exa/coursemanagement/basicCourseData.xhtml?_flowId=searchCourseNonStaff-flow&_flowExecutionKey=e2s19

Link zu WueCampus: https://wuecampus.uni-wuerzburg.de/moodle/course/view.php?id=48748

Themen

I. Klassische Thermodynamik

Thermodynamische Potentiale, Hauptsätze der Thermodynamik, Carnot-Maschinen

II. Mathematische Grundlagen der Statistischen Mechanik

III. Allgemeine Grundlagen der Statistischen Mechanik

Mikrokanonisches, Kanonisches und Grosskanonisches Ensemble

Information und Entropie

IV. Klassische Statistische Mechanik

Boltzmann-Statistik

Herleitung der Thermodynamik

V. Quantentheorie und Statistische Mechanik

Bose-Einstein-Statistik

Fermi-Dirac-Statistik

VI. Phasenübergänge

Übungsblätter:

Literatur:

1. Kerson Huang, Statistical Mechanics, Wiley
2. Franz Schwabl, Statistische Mechanik, Springer
3. Walter Greiner, Ludwig Neise, Horst Stöcker, Thermodynamik und statistische Mechanik, Harry Deutsch
4. Wolfgang Nolting, Grundkurs Theoretische Physik 6: Statistische Physik, Springer
5. Matthias Bartelmann, Björn Feuerbacher, Timm Krüger, Dieter Lüst, Anton Rebhan, Theoretische Physik 4 / Thermodynamik und Statistische Physik, Springer

Prof. Dr. E. Hankiewicz

(Raum und Zeit werden noch bekannt gegeben)

Prof. Dr. B. Trauzettel

2 Std., Mo 10:00-12:00 Uhr, zoom
2 Std., Mi  10:00-12:00 Uhr, zoom

Themen

1. Particularities of Fermions in 1D
2. Bosonization
3. Luttinger liquids
4. Spin 1/2 chains
5. Interacting Fermions on a lattice
6. Boundaries and isolated impurities

Literatur

[1] T. Giamarchi, Quantum Physics in One Dimension (Oxford, 2004)
[2] A.O. Gogolin, A.A. Nersesyan, A.M. Tsvelik, Bosonization and Strongly Correlated Systems (Cambridge, 1999)
[3]  J. von Delft, H. Schoeller, Bosonization for Beginners -- Refermionization for Experts, arXiv:cond-mat/9805275

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Prof. Dr. E. Hankiewicz

2 Std., Mi  10 - 12 Uhr, M1 - SE M1.030.020
2 Std., Mi  14 - 16 Uhr, M1 - SE M1.030.020
2 Std., Fr   12 - 14 Uhr, M1 - SE M1.030.020

Themen

1. Transport in Metallen
2. Diagrammatische Strörungstheorie in der Festkörperphysik
3. Fermi Flüssigkeitstheorie
4. Kondo Effekt
5. 2D Elektronenflüssigkeiten in starken Magnetfeldern 
6. Supraleitung

Literatur

• Landau/Lifschitz, Band X, Physikalische Kinetik
• Czycholl, Theoretische Festkörperphysik
• Giuliani/Vignale, Quantum Theory of the Electron Liquid
• Mahan, Many-Particle Physics
• Bruus/Flensberg, Many-Body Quantum Theory in Condensed Matter Physics
• Hewson, The Kondo Problem to Heavy Fermions

Prof. Dr. B. Trauzettel

2 Std., Mo 12:00-14:00 Uhr, zoom
2 Std., Mi  08:00-10:00 Uhr, zoom

Themen

1. Basics and motivation
2. Quantum circuits
3. Quantum Fourier transform
4. Quantum search algorithms
5. Quantum noise and operations
6. Quantum error-correction
7. Entropy and information
8. Quantum information theory
 

Literatur

[1] Nielsen & Chuang, Quantum Computation and Quantum Information

[2] Williams, Explorations in Quantum Computing

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Prof. Dr. Ewelina Hankiewicz

2 Std., Mo 14:00-16:00 Uhr, M1 - Seminarraum M1.03.020
2 Std., Mi  14:00-15:00 Uhr, M1 - Seminarraum M1.03.020

Themen

1. Topologische Halbmetalle

– Dirac-Fermionen in Graphen. Nielsen-Ninomiya-Theorem
– Dirac-Punkte als Monopol-Antimonopol-Paaren. Fermi-Bögen in 2D
– Streuung von Dirac Fermionen. Klein-Tunneleffekt und Negative Brechung
– Weyl Halbmetalle. Fermi-Bögen in 3D
– Chirale Anomalie

2. Zweidimensionale topologische Isolatoren

– Quanten-Hall-Effekt. Randzustände im starken Magnetfeld
– Thouless-Kohmoto-Nightingale-den Nijs-Theorie. Die Chern-Zahl
– Effektives Haldane-Modell von topologischen Isolatoren
– Bernevig-Hughes-Zhang-Modell vom Quanten-Spin-Hall-Effekt
– Z 2 -Invariante
– Edelstein-Effekt. Spin-Ladung-Konversion

3. Dreidimensionale topologische Isolatoren

– Dirac-artige Oberflächenzustände vom Kane-Hamiltonian
– Landau-Niveaus. Halbzahliger Quanten-Hall-Effekt
– Schwache Lokalisierung und Antilokalisierung
– Axion-Elektrodynamik und Topologisher Faraday-Effekt

4. Unkonventionelle und topologische Supraleitung

– Theoretische Grundlagen der Supraleitung
– Spin-Triplett-Paarung
– Majorana-Randzustände. Verschiedene Modelle (Read-Green, Kitaev, hybride Strukturen etc)
– Topologische Andreev-Zustände
– Edelstein-Effekt. Spin-Ladung-Konversion

Übungsblätter:

Literatur

• E. Witten, Three lectures on topological phases of matter, La Rivista del Nuovo Cimento 39, 313 (2016).

• B. A. Bernevig, Topological Insulators and Topological Superconductors, Princeton University Press 2013.

• G. Tkachov, Topological Insulators: The Physics of Spin Helicity in Quantum Transport, Pan Stanford Publishing 2015.

• N.P. Armitage, E. J. Mele, Ashvin Vishwanath, Weyl and Dirac Semimetals in Three Dimensional Solids, Rev. Mod. Phys. (2017); arXiv:1705.01111.

Prof. Dr. E. Hankiewicz

2 Std., Mi  10 - 12 Uhr, M1 - SE M1.030.020
2 Std., Mi  14 - 16 Uhr, M1 - SE M1.030.020
2 Std., Fr   12 - 14 Uhr, M1 - SE M1.030.020

Themen

1. Transport in Metallen
2. Diagrammatische Strörungstheorie in der Festkörperphysik
3. Fermi Flüssigkeitstheorie
4. Kondo Effekt
5. 2D Elektronenflüssigkeiten in starken Magnetfeldern 
6. Supraleitung

Literatur

• Landau/Lifschitz, Band X, Physikalische Kinetik
• Czycholl, Theoretische Festkörperphysik
• Giuliani/Vignale, Quantum Theory of the Electron Liquid
• Mahan, Many-Particle Physics
• Bruus/Flensberg, Many-Body Quantum Theory in Condensed Matter Physics
• Hewson, The Kondo Problem to Heavy Fermions

Prof. Dr. E. Hankiewicz

(Raum und Zeit werden noch bekannt gegeben)

Prof. Dr. B. Trauzettel

2 Std., Mo 12:00-14:00 Uhr, SE 2
2 Std., Mi  08:00-10:00 Uhr, SE 2

Themen

1. Basics and motivation
2. Quantum circuits
3. Quantum Fourier transform
4. Quantum search algorithms
5. Quantum noise and operations
6. Quantum error-correction
7. Entropy and information
8. Quantum information theory
 

Literatur

[1] Nielsen & Chuang, Quantum Computation and Quantum Information
 

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Prof. Dr. E. Hankiewicz

2 Std., TBA

Prof. Dr. Ewelina Hankiewicz

2 Std., Mo 14:00-16:00 Uhr, M1 - Seminarraum M1.03.020
2 Std., Mi  14:00-15:00 Uhr, M1 - Seminarraum M1.03.020

Themen

1. Topologische Halbmetalle

– Dirac-Fermionen in Graphen. Nielsen-Ninomiya-Theorem
– Dirac-Punkte als Monopol-Antimonopol-Paaren. Fermi-Bögen in 2D
– Streuung von Dirac Fermionen. Klein-Tunneleffekt und Negative Brechung
– Weyl Halbmetalle. Fermi-Bögen in 3D
– Chirale Anomalie

2. Zweidimensionale topologische Isolatoren

– Quanten-Hall-Effekt. Randzustände im starken Magnetfeld
– Thouless-Kohmoto-Nightingale-den Nijs-Theorie. Die Chern-Zahl
– Effektives Haldane-Modell von topologischen Isolatoren
– Bernevig-Hughes-Zhang-Modell vom Quanten-Spin-Hall-Effekt
– Z 2 -Invariante
– Edelstein-Effekt. Spin-Ladung-Konversion

3. Dreidimensionale topologische Isolatoren

– Dirac-artige Oberflächenzustände vom Kane-Hamiltonian
– Landau-Niveaus. Halbzahliger Quanten-Hall-Effekt
– Schwache Lokalisierung und Antilokalisierung
– Axion-Elektrodynamik und Topologisher Faraday-Effekt

4. Unkonventionelle und topologische Supraleitung

– Theoretische Grundlagen der Supraleitung
– Spin-Triplett-Paarung
– Majorana-Randzustände. Verschiedene Modelle (Read-Green, Kitaev, hybride Strukturen etc)
– Topologische Andreev-Zustände
– Edelstein-Effekt. Spin-Ladung-Konversion

Übungsblätter:

Literatur

• E. Witten, Three lectures on topological phases of matter, La Rivista del Nuovo Cimento 39, 313 (2016).

• B. A. Bernevig, Topological Insulators and Topological Superconductors, Princeton University Press 2013.

• G. Tkachov, Topological Insulators: The Physics of Spin Helicity in Quantum Transport, Pan Stanford Publishing 2015.

• N.P. Armitage, E. J. Mele, Ashvin Vishwanath, Weyl and Dirac Semimetals in Three Dimensional Solids, Rev. Mod. Phys. (2017); arXiv:1705.01111.

Prof. Dr. B. Trauzettel

2 Std., Di  10:00-12:00 Uhr, Nat. wiss. HS-Bau - HS 3
2 Std., Do 10:00-12:00 Uhr, Nat. wiss. HS-Bau - HS 3

Themen

1. Funktionalanalysis
   1. Der Hilbertraum (Vektorräume, Vollständigkeit, lineare Operatoren, Tensorprodukt)
   2. Distributionen
2. Funktionentheorie
   1. Komplexe Funktionen
   2. Differentiation im Komplexen
   3. Integration im Komplexen
   4. Reihenentwicklung, Residuensatz
   5. Differentialgleichungen im Komplexen

Literatur

• Großmann, Funktionalanalysis
• Fischer & Kaul, Mathematik für Physiker, Band 2
• Fischer & Lieb, Funktionentheorie
• Freitag & Busam, Funktionentheorie

Hier finden Sie den Link zum Wuecampus2-Kursraum.

Prof. Dr. E. Hankiewicz

(Raum und Zeit werden noch bekannt gegeben)

Prof. Dr. E. Hankiewicz

2 Std., Mi  10 - 12 Uhr, M1 - SE M1.030.020
2 Std., Mi  14 - 16 Uhr, M1 - SE M1.030.020
2 Std., Fr   12 - 14 Uhr, M1 - SE M1.030.020

Themen

1. Transport in Metallen
2. Diagrammatische Strörungstheorie in der Festkörperphysik
3. Fermi Flüssigkeitstheorie
4. Kondo Effekt
5. 2D Elektronenflüssigkeiten in starken Magnetfeldern 
6. Supraleitung

Literatur

• Landau/Lifschitz, Band X, Physikalische Kinetik
• Czycholl, Theoretische Festkörperphysik
• Giuliani/Vignale, Quantum Theory of the Electron Liquid
• Mahan, Many-Particle Physics
• Bruus/Flensberg, Many-Body Quantum Theory in Condensed Matter Physics
• Hewson, The Kondo Problem to Heavy Fermions