Tutorium Quantenmechanik - von einem erfahrenen Tutor für Physik- und Mathematikstudenten

Das vorliegende Tutorium richtet sich an alle, die endlich einmal von der Pike auf die Physik und Mathematik der Quantenmechanik verstehen wollen: Was genau ist eigentlich ein Hilbert-Raum? Was ist ein hermitescher Operator? Ein Tensorprodukt? Ein verschränkter Zustand? Inwiefern sind Wellenfunktionen Vektoren? 
Das Buch behandelt den Stoff der entsprechenden Kursvorlesung im Rahmen der theoretischen Physik einprägsam und auf eine gut verständliche Weise. Es konzentriert sich dabei auf die allgemeinen Postulate der Quantenmechanik und geht auch auf die Fragestellung hinsichtlich der Interpretation der Quantenmechanik ein.
Jeder Schritt und jeder neue Begriff wird anhand von einfachen Beispielen erläutert. Der Autor legt dabei großen Wert auf die Klarheit der verwendeten Mathematik - etwas, das er und viele Studenten in anderen Lehrbüchern bislang oft vermissen mussten. Durch diesen Schwerpunkt ist das Buch auch sehr gut für Mathematiker geeignet, die sich mit demThema auseinandersetzen wollen.
In der Prüfungsvorbereitung eignet sich das Buch besonders gut zur Klärung von Begriffen und Verständnisfragen. Die im Text eingestreuten "Fragen zum Selbstcheck" und Übungsaufgaben mit Lösungen unterstützen das Lernen zusätzlich.
In der zweiten, überarbeiteten Auflage wurde u.a. das Kapitel "Quantenpandämonium" ergänzt. Hier werden verschiedene erstaunliche Quantenphänomene (beispielsweise Delayed-Choice Experiment, Wechselwirkungsfreie Messung, Quantenradierer) und das Kochen-Specker Theorem diskutiert.

List of contents

I Formalismus und Interpretation.- 1 Einleitung: Nichtlokal oder unreal?.- 2 Formalismus I: Endlichdimensionale Hilbert-Räume.- 3 Formalismus II: Unendlichdimensionale Hilbert-Räume.- 4 Interpretationen.- II Einzelnes skalares Teilchen in äußerem Potenzial.- 5 Eindimensionale Probleme.- 6 Zweidimensionale Systeme.- 7 Dreidimensionale Systeme.- 8 Streutheorie.- III Weiterführende Themen.- 9 Spin.- 10 Elektromagnetische Wechselwirkung.- 11 Störungstheorie.- 12 N-Teilchen-Systeme.- 13 Pfadintegral.- 14 Dirac-Gleichung.- 15 Quanten-Pandämonium.- Lösungen der Aufgaben.- Literaturverzeichnis.- Index.

About the author

Jan-Markus Schwindt hat in Heidelberg und Cambridge Physik und Mathematik studiert und 2004 in Theoretischer Physik in Heidelberg promoviert.
Im Anschluss war er vier Jahre in Forschung und Lehre als Wissenschaftlicher Mitarbeiter an den Unis Mainz und Heidelberg tätig mit Forschungsschwerpunkten in Kosmologie und Quantengravitation. Während dieser Zeit war er oft als Tutor tätig und bei Studenten stets sehr beliebt - seine Erfahrung hat er in dieses Buch eingebracht.

Summary

Das vorliegende Tutorium richtet sich an alle, die endlich einmal von der Pike auf die Physik und Mathematik der Quantenmechanik verstehen wollen: Was genau ist eigentlich ein Hilbert-Raum? Was ist ein hermitescher Operator? Ein Tensorprodukt? Ein verschränkter Zustand? Inwiefern sind Wellenfunktionen Vektoren? Das Buch behandelt den Stoff der entsprechenden Kursvorlesung im Rahmen der theoretischen Physik einprägsam und auf eine gut verständliche Weise. Es konzentriert sich dabei auf die allgemeinen Postulate der Quantenmechanik und geht auch auf die Fragestellung hinsichtlich der Interpretation der Quantenmechanik ein.Jeder Schritt und jeder neue Begriff wird anhand von einfachen Beispielen erläutert. Der Autor legt dabei großen Wert auf die Klarheit der verwendeten Mathematik - etwas, das er und viele Studenten in anderen Lehrbüchern bislang oft vermissen mussten. Durch diesen Schwerpunkt ist das Buch auch sehr gut für Mathematiker geeignet, die sich mit demThema auseinandersetzen wollen.In der Prüfungsvorbereitung eignet sich das Buch besonders gut zur Klärung von Begriffen und Verständnisfragen. Die im Text eingestreuten „Fragen zum Selbstcheck“ und Übungsaufgaben mit Lösungen unterstützen das Lernen zusätzlich.In der zweiten, überarbeiteten Auflage wurde u.a. das Kapitel „Quantenpandämonium“ ergänzt. Hier werden verschiedene erstaunliche Quantenphänomene (beispielsweise Delayed-Choice Experiment, Wechselwirkungsfreie Messung, Quantenradierer) und das Kochen-Specker Theorem diskutiert.

Additional text

From the book reviews:
“It is a publication of a great methodological work made by an experienced tutor. … The book is addressed to students studying quantum mechanics … . The aim of Jan-Markus Schwindt is, in one hand, to make a standard material vivid, clear and interesting, on the other hand, to expand horizons going beyond the standard topics and outlining connections between different subjects. … The book is easy and pleasant to read.” (Yana Kinderknecht, zbMATH, Vol. 1286, 2014)

Report

From the book reviews:
"It is a publication of a great methodological work made by an experienced tutor. ... The book is addressed to students studying quantum mechanics ... . The aim of Jan-Markus Schwindt is, in one hand, to make a standard material vivid, clear and interesting, on the other hand, to expand horizons going beyond the standard topics and outlining connections between different subjects. ... The book is easy and pleasant to read." (Yana Kinderknecht, zbMATH, Vol. 1286, 2014)

Product details

• Authors: Jan-Markus Schwindt
• Publisher: Springer, Berlin
• Languages: German
• Product format: Paperback / Softback
• Released: 05.07.2016
• EAN: 9783662493984
• ISBN: 978-3-662-49398-4
• No. of pages: 376
• Dimensions: 154 mm x 236 mm x 21 mm
• Weight: 604 g
• Illustrations: XIII, 376 S. 25 Abb.
• Subjects: Natural sciences, medicine, IT, technology > Physics, astronomy > Theoretical physics; A, Angewandte Mathematik, Applications of Mathematics, Quantum Physics, Physics and Astronomy, Engineering mathematics, Applied mathematics, Bachelor;Lösungen;Physik;Quantenmechanik;Übungsaufgaben