Fisica statistica avanzata

A.A. 2020/2021
6
Crediti massimi
42
Ore totali
SSD
FIS/03
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Gli obiettivi formativi del corso sono quelli di fornire una presentazione della Fisica Statistica avanzata e delle sue applicazioni a sistemi complessi ed a sistemi fisici, dal regime classico fino al regime di forte degenerazione quantistica, caratterizzati da un numero enorme di gradi di libertà. L'attenzione sarà specialmente rivolta a fenomeni emergenti quali transizioni di fase, anche topologiche, fenomeni critici ed universalità
Risultati apprendimento attesi
Il corso si propone di fornire allo studente:
· metodi per determinare le proprietà statistiche di un sistema complesso sulla base del comportamento dei suoi costituenti microscopici.
· familiarità con le applicazioni di questi metodi ad importanti sistemi complessi sia classici che quantistici.
· la nozione di funzione di correlazione ed il suo legame con la diffusione della radiazione da parte del sistema.
· teorie avanzate ed aspetti fenomenologici delle transizioni di fase e dei fenomeni critici.
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Periodo
Secondo semestre
L'insegnamento potrà essere erogato da remoto se vi fossero limitazioni alla mobilità legate all'emergenza sanitaria Covid-19. In tal caso verranno rese disponibili lezioni asincrone (audiolezioni powerpoint), organizzate per coprire gli argomenti di ogni lezione dell'insegnamento. Le audiolezioni verranno rese disponibili agli studenti sulla piattaforma ARIEL dell'insegnamento per tutto il semestre. Inoltre, settimanalmente verranno organizzati degli incontri sincroni con gli studenti, utilizzando la piattaforma Zoom, al fine di fornire chiarimenti ed approfondimenti sugli argomenti dell'insegnamento e rispondere alle domande degli studenti.
Programma
· L'entropia dell'informazione e il principio di massima entropia
· Approcci di campo medio
· Transizioni di fase classiche e quantistiche
· Parametro d'ordine, modi di Goldstone, teorema di Mermin-Wagner, difetti topologici, winding number
· Meccanica statistica quantistica
· Teoria della risposta lineare ed esperimenti di scattering
· Gas e liquidi quantistici
· Dualità e isomorfismo quantistico-classico
· Fenomeni critici, universalità e gruppo di rinormalizzazione
· La transizione di Kosterlitz-Thouless, liquidi di Luttinger
Prerequisiti
Termodinamica, Meccanica Quantistica e nozioni di base di Meccanica Statistica
Metodi didattici
Modalità di erogazione: tradizionale, lezioni frontali
Modalità di frequenza: fortemente consigliata
Materiale di riferimento
· H. Nishimori and G. Ortiz, "Elements of Phase Transitions and Critical Phenomena", Oxford
· R. K. Pathria, "Statistical mechanics", II ed., Oxford
· L. Pitaevskii, S. Stringari "Bose Einstein Condensation", Clarendon Press - Oxford
· A.J. Leggett, Quantum Liquids, Oxford University Press
· Il materiale presentato e discusso nelle singole lezioni viene reso disponibile sul sito Ariel: http://dgallifs.ariel.ctu.unimi.it/v3/Home/
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame consiste in una discussione orale, di circa 60 minuti, che verte sugli argomenti trattati nel corso con particolare attenzione ad un argomento scelto dallo studente. Verranno valutati: le capacità dello studente di collegare l'argomento principale della discussione ai concetti generali introdotti nel corso, l'approfondimento e la comprensione dell'argomento scelto dallo studente, la chiarezza espositiva.
FIS/03 - FISICA DELLA MATERIA - CFU: 6
Lezioni: 42 ore
Docente/i
Ricevimento:
Mercoledì 14:30-16:00, oppure in altri giorni via appuntamento per e-mail
Dip. di Fisica, stanza A/T/S5b (piano 0 edificio LITA), via Celoria, 16