FISICA DEGLI STATI CONDENSATI

Fisica FISICA DEGLI STATI CONDENSATI

0522600006
DIPARTIMENTO DI FISICA "E.R. CAIANIELLO"
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
FISICA
2016/2017

ANNO CORSO 2
ANNO ORDINAMENTO 2014
SECONDO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
648LEZIONE
Obiettivi
L'INSEGNAMENTO HA L'OBIETTIVO DI INTRODURRE GLI STUDENTI ALL'USO DEGLI STRUMENTI TEORICI DI BASE PER LO STUDIO DI SISTEMI A STATO SOLIDO, DAI PIÙ SEMPLICI AI PIÙ COMPLESSI, ED IN PARTICOLARE NEL CASO IN CUI SI MANIFESTI L'ESIGENZA DI ANALIZZARE L'EMERGENZA DI NUOVE ECCITAZIONI ELEMENTARI.

1. CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: SI INTENDE FORNIRE AGLI STUDENTI LE CONOSCENZE TEORICHE PER LA TRATTAZIONE DEGLI STATI CONDENSATI, CON PARTICOLARE RIFERIMENTO A QUEI FENOMENI FISICI CHE MANIFESTANO EFFETTI QUANTISTICI SU SCALA MACROSCOPICA, COME LA SUPERCONDUTTIVITÀ E LA CONDENSAZIONE DI BOSE-EINSTEIN.

2. CAPACITA’ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: SI SVILUPPERANNO NEGLI ALLIEVI CAPACITÀ DI COMPRENSIONE E ABILITÀ AL FINE DI RISOLVERE PROBLEMI E APPLICARE LE CONOSCENZE ACQUISITE.
Prerequisiti
MECCANICA QUANTISTICA. FISICA DELLA MATERIA.
Contenuti
FORMALISMO DELLA SECONDA QUANTIZZAZIONE. QUANTIZZAZIONE CANONICA DI CAMPI CLASSICI. CAMPI BOSONICI E FERMIONICI E REGOLE DI COMMUTAZIONE. QUANTIZZAZIONE DEL CAMPO DI UN CRISTALLO ARMONICO. FONONI. INTERAZIONE ELETTRONE-BUCA. ECCITONI DI WANNIER. FUNZIONE D’ONDA E SPETTRO ECCITONICO. CONDENSAZIONE DI ECCITONI E MATERIA ECCITONICA. QUANTIZZAZIONE DEL CAMPO ELETTROMAGNETICO. INTERAZIONE ELETTRONE-FOTONE. POLARITONI. ECCITONI DI FRENKEL. INTERAZIONE ELETTRONE-ECCITONE. OPERATORI ECCITONICI E REGOLE DI COMMUTAZIONE. ONDE DI POLARIZZAZIONE ELETTRONICA NEI CRISTALLI POLARI. INTERAZIONE ELETTRONE-FONONE. HAMILTONIANA DI FROHLICH PER CRISTALLI POLARI E PER METALLI. SVILUPPI PERTURBATIVI NELLA RAPPRESENTAZIONE DI INTERAZIONE E GRAFICI DI FEYNMAN. AMPIEZZE DEI PROCESSI DI EMISSIONE SPONTANEA E DI EMISSIONE E ASSORBIMENTO STIMOLATO DI FONONI. CALCOLO DELLA SELF ENERGIA E DELLA MASSA EFFETTIVA DELL’ELETTRONE INDOTTA DAI PROCESSI VIRTUALI DI EMISSIONE E ASSORBIMENTO DI FONONI. INTERAZIONE ELETTRONE-FONONE NEI SOLIDI IONICI. POLARONE. GENERALIZZAZIONE DEL TEOREMA DI BLOCH IN PRESENZA DI FONONI. FUNZIONE D’ONDA POLARONICA DI LEE-LOW-PINES. LIMITE DI WEAK COUPLING. ESTENSIONE AL LIMITE DI STRONG COUPLING (LANDAU-PEKAR). INTERAZIONE EFFETTIVA TRA POLARONI E BIPOLARONI. INTERAZIONE EFFETTIVA ELETTRONE-ELETTRONE NEI METALLI E DERIVAZIONE DELL’ HAMILTONIANA DI PAIRING. TEORIA BCS DELLA SUPERCONDUTTIVITÀ. INSTABILITÀ DEL MARE DI FERMI E IL PROBLEMA DELLA COPPIA DI COOPER. FUNZIONE D’ONDA DELLO STATO SUPERCONDUTTIVO. SOLUZIONE A TEMPERATURA ZERO. EQUAZIONE DEL GAP. ECCITAZIONI ELEMENTARI E TRASFORMAZIONE DI BOGOLIUBOV. EQUAZIONE DEL GAP A TEMPERATURA FINITA. CALCOLO DEL CALORE SPECIFICO DI UN SUPERCONDUTTORE. EVIDENZE SPERIMENTALI DEL GAP ENERGETICO. CONDENSAZIONE DI BOSE-EINSTEIN (BEC) DI GAS ATOMICI ULTRAFREDDI. EQUAZIONE DI CAMPO MEDIO DI GROSS-PITAEVSKII. CONDENSATI DI BOSE-EINSTEIN IN RETICOLI OTTICI. OSCILLAZIONI DI BLOCH ED EFFETTO JOSEPHSON TRA CONDENSATI IN RETICOLI OTTICI. CONDENSATI DI SPECIE ATOMICHE DIVERSE E MISCELE DI BOSE-FERMI.
Metodi Didattici
IL CORSO PREVEDE UNA PARTE A CARATTERE TEORICO FINALIZZATA ALL’APPRENDIMENTO DELLE TECNICHE GENERALI PER LA TRATTAZIONE DELLA FISICA DEGLI STATI CONDENSATI E UNA PARTE FENOMENOLOGICA A CARATTERE PIÙ APPLICATIVO.
Verifica dell'apprendimento
LA VERIFICA E LA VALUTAZIONE DEL LIVELLO DI APPRENDIMENTO DELLO STUDENTE AVVERRÀ TRAMITE UN SEMINARIO DIDATTICO SU UN ARGOMENTO A SCELTA DELLO STUDENTE (CONNESSO CON GLI ARGOMENTI DEL CORSO MA NON ESPLICITAMENTE TRATTATO) E PROVA ORALE FINALE.
Testi
H. HAKEN, QUANTUM FIELD THEORY OF SOLIDS, NORTH-HOLLAND, AMSTERDAM, 1976. R. P. FEYNMAN STATISTICAL MECHANICS: A SET OF LECTURES, BENJAMIN, 1972. L. PITAEVSKII, S. STRINGARI, BOSE-EINSTEIN CONDENSATION, OXFORD SCIENCE PUBLICATIONS, 2003
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2019-03-11]