Obiettivi formativi
Il corso si prefigge di fornire conoscenze fondamentali e capacità di comprensione dei fenomeni caratteristici degli stati condensati della materia e dei loro modelli fisici. Gli obiettivi di apprendimento, comprensione e applicazione dei modelli a casi semplici verranno perseguiti e verificati attraverso una serie di prove mirate di esercitazione in itinere e di valutazione finale.
L' autonomia di giudizio e le capacità comunicative verranno favorite
assegnando brevi compiti individuali di presentazione in pubblico.
Prerequisiti
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Contenuti dell'insegnamento
Il corso presenta un’introduzione ai concetti ed i metodi della fisica della materia condensata moderna. Il corso introduce i concetti chiave di rottura di simmetria, continuità adiabatica, materia quantistica a le applicazioni del gruppo di rinormalizzazione, così come un’introduzione alla nozione di topologia. Ciascun argomento è illustrato attraverso esempi di stati correlati della materia realizzati in natura.
Programma esteso
• Panorama e principi della moderna teoria di campo della materia condensata.
• La rottura di simmetria e le sue conseguenze. Transizioni di fase, eccitazioni, rigidità e difetti. Applicazioni in magnetismo e superfluidità.
• Continuità adiabatica e teoria dei liquidi di Landau-Fermi per i metalli.
• Teoria di campo per i superfluidi: stati fondamentali, eccitazioni, il meccanismo di Higgs nei superfluidi carichi e nei superconduttori.
• Alcuni aspetti del problema a molti corpi nella materia condensata:
(i) il modello di Hubbard;
(ii) i propagatori e i diagrammi di Feynmann: energie e quasiparticelle;
(iii) metalli: elettroni, buche e plasmoni.
• Localizzazione di Anderson (descritta per mezzo di scaling e gruppo di rinormalizzazione).
• Oggetti topologici: kinks e vortici, transizione di Kosterlitz-Thouless (accenni).
• Teorie topologiche della materia (accenni) e l'effetto Hall quantistico frazionario.
• I path integral nella materia condensata. Applicationi alla fisica statistica. La fase di Berry nel magnetismo.
Bibliografia
Le lezioni sono basate sul testo
Quantum Field Theory for the Gifted Amateur, T. Lancaster and
S.J. Blundell, Oxford.
Applicazioni a sistemi fisici si trovano in:
J.F. Annett Superconductivity, Superfluids and Condensates, Oxford
Master Series.
S.J. Blundell Magnetism in Condensed Matter, Oxford Master Series.
Testi addizionali verranno assegnati dal docente.
Metodi didattici
Il corso consiste di 52 ore di lezioni frontali (in inglese), nelle quali verranno utilizzati problemi ed esempi illustrativi.
Modalità verifica apprendimento
Un test di autovalutazione iniziale non contribuisce al voto finale.
I compiti a casa (peso 50%) e una presentazione da parte dello studente (peso 50%)
verranno valutati cumulativamente nell'intervallo 0-15/30.
L'esame scritto finale verrà valutato nell'intervallo 0-15/30.
Il voto registrato è la somma dei due.
Altre informazioni
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