Основи квантової гравітації

ID: 9393
Навчальна дисципліна професійної підготовки
Edition: 
2021.
Number of ECTS credits: 
4.50.
Final form of control: 
Test.
Number of classroom classes: 
30 лекційних та 30 практичних занять.

Мета вивчення дисципліни − формування знань з квантової теорії гравітації, які є базовими для підготовки фахівців другого (магістерського) рівня для спеціальності 104 – Фізика і астрономія та для подальшого навчання, наприклад, для вивчення  космомікрофізики. Метою курсу є також формування та розвиток теоретичних знань в галузі загальної теорії відносності, практичних розрахунків, що базуються на сучасних математичних моделях і методах.
Для досягнення цієї мети потрібно вирішити такі завдання:
-    студенти повинні ознайомитися з основними теоретичними моделями та напрямками досліджень в галузі загальної теорії відносності;
-    студенти повинні ознайомитися з фізичними моделями квантової теорії гравітації;
-    студенти повинні освоїти математичні методи загальної теорії відносності;
-  студенти повинні ознайомитися з фізичними та математичними моделями  у релятивістської космології.
 

Основні результати навчання

РН01. Використовувати концептуальні та спеціалізовані знання і розуміння актуальних проблем і досягнень обраних напрямів сучасної теоретичної і експериментальної фізики та/або астрономії для розв'язання складних задач і практичних проблем.
РН05. Здійснювати феноменологічний та теоретичний опис досліджуваних фізичних та/або астрономічних явищ, об'єктів і процесів.
РН08. Презентувати результати досліджень у формі доповідей на семінарах, конференціях тощо, здійснювати професійний письмовий опис наукового дослідження, враховуючи вимоги, мету та цільову аудиторію.
РН09. Аналізувати та узагальнювати наукові  результати з обраного напряму фізики та/або астрономії, відслідковувати найновіші досягнення в цьому напрямі,  взаємокорисно спілкуючись із колегами.
РН13. Створювати фізичні, математичні і комп'ютерні моделі природних об'єктів та явищ, перевіряти їх адекватність, досліджувати їх для отримання нових висновків та поглиблення розуміння природи, аналізувати обмеження.
РН14. Розробляти та викладати фізичні та/або астрономічні навчальні дисципліни в закладах вищої, фахової, передвищої, професійної (професійно-технічної), загальної середньої та позашкільної освіти, застосовувати сучасні освітні технології та методики, здійснювати необхідну консультативну та методичну підтримку здобувачів освіти.

Форми організації освітнього процесу та види навчальних занять

Модульні контролі, залік, лекції, практичні заняття

Тематика та види навчальних занять
1 тиждень
Лекція № 1. Діраковські  поля у викривленому просторі. 
Практичне заняття № 1. Гравітаційне поле.
2 тиждень
Лекція № 2. Узагальнена гамільтонова механіка.
 Практичне заняття № 2. Відстань і проміжки часу.
3 тиждень
Лекція № 3. Класична теорія гравітації з точки зору канонічного формалізму.
Практичне заняття № 3. Коваріантне диференціювання і зв'язок символів Крістофеля з метричним тензором.
4 тиждень
Лекція № 4. Канонічне квантування гравітації. 
Практичне заняття № 4. Рух частинки в гравітаційному полі. 
5 тиждень
Лекція №5. Представлення амплітуди переходу у вигляді континуального інтеграла.
Практичне заняття № 5. Рівняння електродинаміки при дії гравітаційного поля.  
6 тиждень
Лекція №6. Представлення амплітуди переходу у вигляді континуального інтеграла (продовження).
Практичне заняття № 6. Тензор кривизни.
7 тиждень
Лекція №7. Діаграмна техніка Фейнмана в застосуванні до теорії гравітації.
Практичне заняття № 7. Дія та тензор енергії - імпульсу для гравітаційного поля.
8 тиждень
Лекція №8. Діаграмна техніка Фейнмана в застосуванні до теорії гравітації (продовження).
Практичне заняття № 8. Рівняння Ейнштейну.
9 тиждень
Лекція №9. Діаграмна техніка Фейнмана в застосуванні до теорії гравітації (продовження).
Практичне заняття № 9. Гравітаційні поля тіл.
10 тиждень
Лекція №10. Діаграмна техніка Фейнмана в застосуванні до теорії гравітації (продовження).
Практичне заняття № 10. Гравітаційні поля тіл (продовження).
11 тиждень
Лекція №11. Про проблему "квантового народження Всесвіту".
Практичне заняття № 11. Гравітаційні хвилі.
12 тиждень
Лекція №12. Про проблему "квантового народження Всесвіту" (продовження).
Практичне заняття № 12. Гравітаційні хвилі (продовження).
13 тиждень
Лекція №13. Приклад, що має точне рішення: двовимірна квантова гравітація.
Практичне заняття № 13. Приклад, що має точне рішення: двовимірна квантова гравітація.
14 тиждень
Лекція №14. Приклад, що має точне рішення: двовимірна квантова гравітація (продовження).
Практичне заняття № 14. Приклад, що має точне рішення: двовимірна квантова гравітація (продовження).
15 тиждень
Лекція №15. Новий динамічний метод квантування гравітації.
Практичне заняття № 15. Новий динамічний метод квантування гравітації.

Самостійна робота

Підготовка до лекційних, практичних занять, підготовка до заліку

Процедура оцінювання

На протязі семестру проводяться 4 письмові опитування з лекційного курсу (по 2 в кожному семестровому модулі), кожне з яких оцінюється в 2 бали. Також проводиться 10 усно – письмових опитувань з матеріалу практичних занять (по 5 в кожному семестровому модулі). Кожне із них оцінюється в 2 балів. Ще в 20 балів оцінюється робота студентів на практичних заняттях. Також в семестрі проводяться дві модульні контрольні роботи, які оцінюються в 30 балів кожна.
Білет з модульної контрольної роботи містить два питання з лекційного курсу (10 бали кожне) і два питання за матеріалом практичних занять, які оцінюються в 5 балів кожне. 

Умови допуску до підсумкового контролю

Здобувач вищої освіти допускається до підсумкового контролю, якщо протягом семестру його робота оцінюється в 60 та більше балів.

Політика освітнього процесу

Здобувач зобов’язаний своєчасно та якісно виконувати всі отримані завдання; за необхідністю з метою з’ясування всіх не зрозумілих під час самостійної та індивідуальної роботи питань, відвідувати консультації викладача. Дотримуватись принципів академічної доброчесності.

Робота, яка виконана після встановлених викладачем термінів, не приймається.

Відсутність здобувача на екзамені або на контрольній роботі відповідає оцінці «0».

Складання/перескладання екзаменів – за встановленим деканатом розкладом.

Під час лекції здійснювати телефонні дзвінки забороняється.