Modern Topics in Condensed Matter Physics

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Modern Topics in Condensed Matter Physics

Dieser Kurs ist Teil von Spezialisierung „The Physics of Emergence: Introduction to Condensed Matter“

Dozent: Rahul Nandkishore

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Empfohlene Erfahrung

1 Woche zu vervollständigen

unter 10 Stunden pro Woche

Flexibler Zeitplan

In Ihrem eigenen Lerntempo lernen

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Was Sie lernen werden

Explain superconductivity.
Discuss fractionalization and particle statistics.
Define topological phases
Identify non-equilibrium phases.

Kompetenzen, die Sie erwerben

Kategorie: Mathematical Modeling
Kategorie: Materials science
Kategorie: Physics
Kategorie: Physical Science
Kategorie: Advanced Mathematics

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In diesem Kurs gibt es 4 Module

This course will begin by discussing superconductivity - a central example of a macroscopic phenomenon. It will then proceed to discuss various modern topics in quantum condensed matter physics, including fractionalization, anyon statistics, topology, and non-equilibrium phases. The course aims to provide learners with an appreciation for some modern topics in condensed matter physics.

In this module we introduce superconductivity and a phenomenological (non-microscopic) theory to describe it.

Das ist alles enthalten

10 Videos2 Lektüren2 Aufgaben1 peer review3 Diskussionsthemen

10 VideosInsgesamt 81 Minuten

Introduction6 Minuten
Background - Electricity and Magnetism9 Minuten
Superconductors8 Minuten
Type I vs Type II9 Minuten
Mean Field Theory12 Minuten
Ginzburg-Landau Theory10 Minuten
Supplemental: From Ginzburg Landau Theory to Meissner Effect7 Minuten
Type I vs Type II Understood7 Minuten
Josephson Effects8 Minuten
Module 1 Conclusion6 Minuten

2 LektürenInsgesamt 4 Minuten

Course Updates and Accessibility Support1 Minute
Supplemental Content in the Course3 Minuten

2 AufgabenInsgesamt 30 Minuten

Graded Quiz: Module 120 Minuten
Practice Quiz: Module 110 Minuten

1 peer reviewInsgesamt 30 Minuten

Superconductivity: Phenomenology and Ginzburg Landau Theory30 Minuten

3 DiskussionsthemenInsgesamt 30 Minuten

Superconductors10 Minuten
Ginzburg-Landau Theory Discussion10 Minuten
Josephson Effects Discussion10 Minuten

In this module we introduce a highly microscopic theory of superconductivity known as the BCS theory. We identify a curious consequence of this theory - the phenomenon of spin-charge separation, which is a special case of fractionalization.

Das ist alles enthalten

9 Videos2 Aufgaben2 peer reviews3 Diskussionsthemen

9 VideosInsgesamt 67 Minuten

Electrons and Phonons9 Minuten
Cooper's Problem11 Minuten
Pairing Instability5 Minuten
Background Notation9 Minuten
The BCS Wavefunction8 Minuten
BCS Implications5 Minuten
Spin Charge Separation7 Minuten
Fractionalization7 Minuten
Module 2 Review5 Minuten

2 AufgabenInsgesamt 30 Minuten

Graded Quiz: Module 220 Minuten
Practice Quiz: Module 210 Minuten

2 peer reviewsInsgesamt 40 Minuten

Pairing Instability of the Metal20 Minuten
The BCS Theory20 Minuten

3 DiskussionsthemenInsgesamt 30 Minuten

Building Blocks Discussion10 Minuten
What Might Solution Look Like?10 Minuten
Discussion on Spin Charge Separation10 Minuten

This module introduces the concept of topology, which plays a central role in modern condensed matter physics.

Das ist alles enthalten

9 Videos2 Aufgaben2 peer reviews4 Diskussionsthemen

9 VideosInsgesamt 67 Minuten

Topological Defect Examples8 Minuten
Homotopy11 Minuten
Topological Defects Conclusion7 Minuten
Quantum Hall Effect6 Minuten
Topological Insulators8 Minuten
SPT Phases4 Minuten
Identical Particles and Exchange6 Minuten
Bosons, Fermions... and Anyons8 Minuten
Non-Abelian Anyons9 Minuten

2 AufgabenInsgesamt 30 Minuten

Graded Quiz: Module 320 Minuten
Practice Quiz: Module 310 Minuten

2 peer reviewsInsgesamt 40 Minuten

Homotopy Theory20 Minuten
Anyons20 Minuten

4 DiskussionsthemenInsgesamt 40 Minuten

Topological Defects Discussion10 Minuten
Quantum Hall Discussion10 Minuten
Topological Insulators Discussion10 Minuten
Identical Particles Discussion10 Minuten

This module introduces non-equilibrium quantum matter, a central topic in modern condensed matter physics.

Das ist alles enthalten

9 Videos3 Aufgaben2 peer reviews3 Diskussionsthemen

9 VideosInsgesamt 72 Minuten

Ergodicity and Its Breaking8 Minuten
Quantum Thermalization10 Minuten
Ergodicity and Conservation Laws6 Minuten
Localization9 Minuten
Emergent Intergrability6 Minuten
Interplay of Conservation Laws11 Minuten
Non-Equilibrium Phases10 Minuten
Module 4 Conclusion7 Minuten
Specialization Conclusion6 Minuten

3 AufgabenInsgesamt 60 Minuten

Graded Quiz: Module 420 Minuten
Course 3 Review: Summative Exam30 Minuten
Practice Quiz: Non-Equilibrium Module10 Minuten

2 peer reviewsInsgesamt 40 Minuten

Ergodicity and Quantum Thermalization20 Minuten
Non-Equilibrium Phases of Matter20 Minuten

3 DiskussionsthemenInsgesamt 30 Minuten

Ergodicity Discussion10 Minuten
Localization Discussion10 Minuten
Emergent Intergrability Discussion10 Minuten

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Dozent

Rahul Nandkishore

University of Colorado Boulder

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