Ders Tanımları
PHYS 514
Bilimsel problemlerin farklı hesaplama yöntemleriyle modellenmesi. Hesaplama yönteminin probleme uyarlanması ve sık karşılaşılan nümerik sorunların çözülmesi. Normal diferansiyel denklemlere dayalı dinamik sistemler, doğrusal olmayan dinamik ve kaos, potansiyel ve alan hesapları, raslantısal sistemler, istatistik mekanik ve faz geçişleri, moleküler dinamik, hesaplamalı kuvantum mekaniği; protein katlanması, öz-düzenlilikli kritiklik, genetik algoritmalar gibi disiplinler arası konular.
PHYS 517
Serbest alanların kuantumlanması. Propagatörler. Alanların etkileşmesi ve S-matrisi. S-matrisinin halka açılımı ve Feynman diyagramları. Yol integrali yöntemleri. QED. Işımalı düzeltmeler. Renormalizasyon. Etkin alan teorileri.
PHYS 520
Optiksel mikro-kovuklar. Fabry-Perot kovuğu. Kalite faktörü. Fines. Serbest-tayf aralığı. Fısıldayan galeri kipleri. Bağlanma. Fotonik moleküller, camlar, kristaller ve meta-malzemeler.
PHYS 523
Işığın kuantum teorisi. Koherent ışık. Işığın klasik olmayan durumları. Kuantum interferometresi. Kuantum ölçümleri. Işığın maddeyle etkileşmesi. Kovuklarda kuantum elektrodinamiği. Kuantum dolanıklığı ve kuantum tele-aktarımı. Non-lineer optik. Fotonik band aralıkları. Kuantum iletişim teorisi ve kuantum hesabının temel ilkeleri.
PHYS 526
Lazerlerden piko-saniye ve femto-saniyelik pulslar elde etme tekniklerinin tekrarı. Etken ve edilgen kip kilitlenmeleri. Doyurulabilen soğurucular. Ana denklem. Kerr mercek kiplerinin kilitlenmesi teorisi. Lineer olmayan ve dispersif ortamlarda çok-kısa pulsların ilerlemesi. Çok-kısa pulsların ölçüm ve karakterizasyonu. Femto-saniye lazerlerinin spektroskopik, tıp ve sanayi uygulamaları.
PHYS 516
Temel diferansiyel geometri kavramları. Uzay-zaman metriği ve bağlantısı. Torsiyon ve eğrilik tensörleri. Einstein alan denklemleri. Gravitasyon dalgaları. Kara delikler. Büyük patlama kozmolojileri.
PHYS 519
Schrödinger denkleminin değişmezlikleri. Korunum yasaları ve spektrum dejenerelikleri. Parite ve zaman-terslenmesi simetrileri. Örgüler üzerinde ötelenme simetrileri. Kristalografik uzay grupları. SO(3) dönme grubu. Üniter dönüşümler. Çekirdek ve temel parçacıklar fiziğinde simetriler. SU(2) ve izospin. SU(3) ve acayiplik yükü.
PHYS 522
Kuantumlu atom modelleri. Spektroskopi. Işık-atom etkileşmeleri. Işımalı geçişler. Atom-atom etkileşmeleri. Atomun manyetik etkileşimleri. Molekül yapıları. Çok-elektronlu sistemler. İyonlar ve atomların tuzaklanması. Atom optiği. Bose-Einstein yoğunlaşmaları. Atomik çipler. Madde dalgaları ve tuzaklanmış iyonlarla kuantum hesabı.
PHYS 525
Fotonik gereçlerin ve aygıtların özelliklerinin ve uygulamalarının incelenmesi: yarıiletkenler; foton algılayıcıları, ışık veren diyotlar, ışık algılayan düzeneklerde gürültü; yönbağımlı ortamda ışık yayılımı; Pockels ve Kerr etkileri, ışık kipleyicileri, diyelektrik dalgakılavuzlarında elektromanyetik dalga yayılımı , dalgakılavuzu dağılımı; doğrusal olmayan optik gereçler, ikinci doğuşkan üretimi, Raman çeviricileri.
PHYS 529
Temel optik kavramları ve uygulamaları işlenecektir. Başlıca konu başlıkları: ışığın foton ve dalga yapısı; yansıma ve kırınım yasaları, ve geometrik optik; optik cihazlar (kameralar, göz, teleskop, mikroskop); elektro-manyetik dalga modeli; girişim ve girişim ölçerler; fiber optik; kırınım ve Fourier optik, mikro-optik elemanlar; polarizasyon ve uygulamaları; görüntüleme teknolojileri. Elektromanyetizma ile ilgili bir ders, örneğin ELEC 206, almış olmak zorunlu değildir, ancak yardımcı olacaktır.
PHYS 515
Lorentz dönüşümleri ve Minkowski uzay-zamanı. Tensörler ve spinorlar. Relativistik dalga denklemlerinin varyasyonel formülasyonu. Nöther teoremi: Simetriler ve korunum yasaları.
PHYS 518
Abelyen olmayan ayar alan teorilerine giriş. QCD. Kendiliğinden simetri bozulması ve kütle yaratımı. Standard elektrozayıf etkileşmeler teorisi. Pertürbatif olmayan etkiler. Süpersimetri.
PHYS 521
Elektromanyetizma teorisinin tekrarı. Işığın elektromanyetik doğası. Işıma. Geometrik optik. Gauss demetleri. Gauss demetlerinin dönüşümleri. Optik rezonatörlerin elektromanyetik modları. Işığın maddeyle etkileşmesi. Soğurma ve yayılmanın klasik teorisi. Genişleme süreçleri. Rayleigh saçılması. Kendiliğinden ve uyarılmış ışımaların kuantum teorisi. Optik yükseltim. Lazer salınımlarının teorisi. Lazer sistemlerine örnekler. Lazerlerde Q-anahtarlanması ve mod kilitlenmesi.
PHYS 524
Optik mikroskop ilkeleri. Mikroskopi yöntemleri. Boya moleküllerinin foto-fiziği. Floresansın uyarılması ve gözlemlenmesi. Düzlemsel ara-yüzeyler civarında dipol ışıması. Foton-sayma analizleri. Floresans korelasyon spektroskopisi. Floresans rezonans enerji transferi (FRET). Düşük sıcaklıklarda optik spektroskopi. Yarı-iletken nano-kristaller. Metal nano-parçacıklar.
PHYS 527
Rasgele dolaşım problemleri ve olasılık kavramları. Polimer teorisi, kendini-dışlayan dolaşım ve biyolojik polimer modelleri vurgusuyla temel istatistiksel mekanik kavramları: topluluklar, serbest enerji, entropi, ölçeklenme. Düzensiz sistemlerin etkileşim modelleri olarak ağlar ve bu sistemlerde faz geçişleri. Dinamik olgular: Ana denklem (Örnek: rasgele dolaşım ve ağların büyümesi), Langevin denklemi ve genellemeleri, kaos ve düzen.
