Detail předmětu

Invarianty a symetrie

FSI-9ISYAk. rok: 2023/2024

Předmět je zaměřen na užití geometrických metod v problémech diferenciálních rovnic a fyziky. Studium symetrií a problémů s ekvivalencí vyžaduje řadu nástrojů a technik, z nichž mnohé mají svůj původ v diferenciální geometrii. Proto naše studium diferenciálních rovnic a variačních problémů bude mít v podstatě geometrický charakter, na rozdíl od analytických metod. Začneme diferenciálními varietami a Lieovými grupami, podstatná bude metoda pohyblivých reperů. Budeme se soustředit jak na globálně geometrický pohled, tak také i na výpočty v lokálních souřadnicích. Zvláštní pozornost bude věnována nelineárním problémům. Budeme studovat také kalibrační invarianty v souvislosti s Maxwellovými rovnicemi a dále s kvantovou teorií pole.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

0

Zajišťuje ústav

Vstupní znalosti

Znalosti z lineární algebry a algebry, zejména z vektorových prostorů a teorie grup.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Ústní zkouška prověří znalosti základních pojmů a vět a praktickou dovednost při řešení geometrických a fyzikálních úloh.
Přednášky: doporučené

Učební cíle

Cílem je zvládnout nástroje diferenciální geometrie pro řešení problémů invariance v aplikacích.
Student bude mít přehled o základních pojmech a výsledcích moderní diferenciální geometrie. Bude schopen je využívat v problémech řešení diferenciálních rovnic, problémech variačního počtu a fyziky.

Základní literatura

Olver, P. J., Equivalence, invariants and symmetry. Cambridge University Press, 1995 (EN)
Mansfield, E. L., A practical guide to the invariant calculus. Cambridge University Press, 2010 (EN)
Bocharov, A. V., Verbovetsky, A. M., Vinogradov, A. M., Symmetries and conservation laws for differential equations of mathematical physics. Providence, RI: American Mathematical Society, 1999 (EN)
Healey, Richard. Gauging what's real: The conceptual foundations of contemporary gauge theories. Oxford University Press on Demand, 2007

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program D-APM-K doktorský, 1. ročník, letní semestr, doporučený
  • Program D-APM-P doktorský, 1. ročník, letní semestr, doporučený

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

20 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Hladké variety, vektorová pole
2. Distribuce a foliace
3. Lieovy grupy a algebry
4. Reprezentace
5. Jety a kontaktní elementy
6. Diferenciální invarianty
7. Symetrie diferenciálních rovnic
8. Vybrané nelineární problémy
9. Klasická a kvantová teorie pole
10. Kalibrační invarianty