Gruppo opzionale:
GRUPPO CURRICULARE B CURRICULUM FISICA DELLA MATERIA - (visualizza)
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1031521 -
FISICA DEI SISTEMI COMPLESSI
(obiettivi)
Introduzione
allo studio dei sistemi complessi e alle proprietà collettive che emergono con
un gran numero di componenti in interazione tra loro (atomi, particelle o
batteri in un contesto fisico o biologico, oppure persone, macchine o imprese
in un contesto socio-economico).
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PIETRONERO LUCIANO
( programma)
Struttura gerarchica della natura, riduzionismo e complessità. Complesso ecomplicato. Introduzione alla nozione di entropia e complessitàin Termodinamica e Fisica statistica, Teoria dei Sistemi Dinamici, Teoria dell'Informazione e Teoria della Complessità Algoritmica. Leggi di scala e fenomeni critici. Distribuzioni a legge di potenza. Geometria frattale. Reti complesse. Applicazioni interdisciplinari dei sistemi complessi: dinamiche sociali, linguistica, sistemi tecno-sociali: Internet e Web, applicazioni in biologia, astrofisica e geofisica.
 Si rimanda al sito:
https://sites.google.com/site/sistemicomplessisapienza/
(Date degli appelli d'esame)
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FIS/03
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Attività formative caratterizzanti
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ITA |
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1012175 -
FISICA DELLE SUPERFICI E DELLE NANOSTRUTTURE
(obiettivi)
Conoscenza
degli effetti della riduzione di dimensione da 3D a 2D, 1D, 0D sulle
proprietà fisiche – Apprendimento di nuove metodiche sperimentali e modelli
per lo sviluppo di nanostrutture e per la loro caratterizzazione.
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MARIANI CARLO
( programma)
Dalle superfici alle nuove
architetture atomiche e molecolari - Sistemi bidimensionali (2D) e
monodimensionali (1D) a confronto con i sistemi 3D - Struttura cristallina dei
sistemi 3D e nei cristalli 2D (sistemi bidimensionali esemplari) – Simmetrie ed
operazioni di simmetria - Termodinamica di sistemi di superficie - Processi di
rilassamento, ricostruzione e transizioni di fase nella formazione di una
superficie - Metodi di indagine strutturali in sistemi a bassa dimensione (AFM,
STM, LEED, GIXD) - Gas di elettroni liberi in 1D e 2D - Struttura elettronica e
densità degli stati in sistemi 1D e 2D (studio di sistemi esemplari) -
Eccitazioni elementari in sistemi 2D (fononi e plasmoni etc.) – Nanostrutture
magnetiche, la magnetoresistenza gigante - Metodi spettroscopici per lo studio
delle nanostrutture (fotoemissione risolta in angolo, …) - Proprietà
elettroniche di sistemi a bassa dimensione - Formazione di interfacce,
eterostrutture, e nanostrutture: sistemi autoassemblati, sistemi ordinati su
superfici nanostrutturate, il grafene (proprietà elettroniche, strutturali,
crescita del grafene, modifica delle proprietà intrinseche del grafene,
drogaggio, ...).
A. Zangwill,Physics at Surfaces, Cambridge Univ. Press; F. Bechstedt,Principles of SurfacePhysics,Springer; H. Lüth,Solid surfaces, interfaces and thin films, Springer
(Date degli appelli d'esame)
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FIS/03
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Attività formative caratterizzanti
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ITA |
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1031061 -
INFORMAZIONE E COMPUTAZIONE QUANTISTICA
(obiettivi)
Teoria dell’ informazione classica e quantistica; applicazione avanzata
della meccanica quantistica; teoria della complessita’ algoritmica;
quantum statistical mechanics
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SCIARRINO FABIO
( programma)
Elementi di teoria dell'informazione classica: la
macchina di Turing universale, il modello circuitale, insieme di porte logiche
universali, complessità computazionale, classi di complessità (P, NP, NPC,
BPP), il principio di Landaeur, il paradosso dei diavoletti di Maxwell e sua
risoluzione, «Che cos'è l'informazione e come si quantifica?»:
entropia Shannon, la compressione dell'informazione classica, Shannon noisless
coding theorem, spazi vettoriali discreti, comunicazione su canali rumorosi,
classical Hamming bound, the noisy channel coding theorem, parity check coding,
entropia mutua, entropia condizionata, informazione mutua
Elementi di crittografia classica: introduzione storica,
crittografia a chiave privata, crittografia a chiave pubblica: protocollo RSA
Meccanica quantistica ed elementi di informazione quantistica: stati puri e stati misti, l'operatore densità, qubit, matrice densità di un
singolo qubit, rappresentazione mediante sfera di Bloch, matrice densità
ridotta, l'operatore densità: sistemi composti, purificazione di stati misti,
entanglement: definizione per stati puri e misti, stati di Bell, l'evoluzione
di sistemi aperti, rappresentazione di Kraus, approccio assiomatico alle
operazioni quantistiche, teorema di Kraus, esempi di mappa su singolo qubit:
depolirizing channel, bit flip channel, phase-flip channel, amplitude damping,
entanglement: la decomposizione di Schmidt, criterio della trasposta parziale,
teoria della misura: misure generalizzate e misure POVM, no-cloning theorem,
stima di uno stato quantistico, teletrasporto quantistico, entanglement
swapping, entropia di von Neumann, teorema di Schumacher della compressioen, il
bound di Holevo
Crittografia quantistica: protocollo BB84, protocollo di
Ekert, cenni sulle quantum memory e quantum repeater
Computazione quantistica: operatori ad un qubit, orte
logiche a due qubit: CNOT e CPHASE, generazione e misura di stati di Bell, set
di gate quantistiche universali, algoritmo di Deutch-Jozsa, Quantum Fourier
Transform, algoritmo di Shor, algoritmo di Grover, quantum error
correction: 3 qubit error correcting
code: bit flip and phase flip, Shor error correcting code, Quantum Hamming
Bound
Fondamenti
di meccanica quantistica: Articolo Einstein-Podolsky-Rosen,
disuguaglianza di Bell (CHSH): realizzazione sperimentali e loophole (detection
loophole, locality loophole), stati GHZ, studio della quantum-to-classical
transition, contestualità quantistica
Implementazione sperimentale dell'informazione quantistica: i criteri di De Vincenzo, Ottica quantistica sperimentale: generazione di
stati a singolo fotone, diverse codifiche dei qubit mediante stati a singolo
fotone, rivelazione di stati a singolo fotone, generazione di coppie di fotoni,
effetto Hong-Ou-Mandel, misura di stati di Bell in polarizzazione con l'ottica
lineare, porta logica CNOT con l'ottica
lineare, teletrasporto quantistico, generazione di stati GHZ, boson sampling,
informazione quantistica con ioni intrappolati, QED
Simulazione quantistica: approccio analogico e digitale, quantum walk,
implementazioni sperimentali
Consultare la pagina https://sites.google.com/site/infoquantistica2013/
(Date degli appelli d'esame)
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FIS/03
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Attività formative caratterizzanti
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ITA |
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1003454 -
Metodi spettroscopici della materia condensata
(obiettivi)
Studio dei principali metodi sperimentali spettroscopici. Loro
applicazione in Fisica della Materia con risvolti verso la Biofisica e i Beni
Culturali.
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LUPI STEFANO
( programma)
1)Considerazioni generali sull’interazione probe-target; 2)Matrice di scattering e teorema della risposta lineare; 3)Teorema del bilancio dettagliato; 4)Spettroscopia nel dominio delle frequenze e nel dominio del tempo(cenni); 5)Scattering dei neutroni termici, generalità e funzioni di correlazione densità-densità; 6)Modi vibrazionali in un solido, matrice dinamica: proprietà generali; 7)Quantizzazione del campo elastico e fononi;8)Picchi di Bragg e ordine a lungo range 9)Funzione di correlazione campo fononico-campo fononico; 10)Funzione di correlazione densità-densità nei liquidi: picco di Raleygh e picchi Brillouin(qualitativo); 11)Interazione campo elettromagnetico-materia: cariche localizzate e cariche mobili, vettori dipolo e densità di corrente, funzione di correelazione coinvolta; 12)Risposta ottica di un liquido di Fermi, metalli convenzionali, riformulazione del modello di Drude; 13)Riflettività, conducibilità ottica, funzione dielettrica e indice di rifrazione; 14)Assorbimento infrarosso fononico;15)Assorbimento della radiazione IR in sistemi biologici; 16)Scattering della luce, cenni sul calcolo del termine in A2nel potenziale vettore; 17)Funzione di correlazione polarizzabilità-polarizzabilità,significato fisico dellapolarizzabilità; 18)Scattering Brillouin e Raman fononico;19)Spettroscopia EXAFS; Tesine: 1)Eccitazioni plasmoniche e scattering degli elettroni (Davydov, Fisica del Solido); 2)Spettroscopia Pump-Probe Ottica nei metalli e superconduttori (Articolo di Rivista); 3)Radiazione di sincrotrone: proprietà e applicazioni (Neutron and Synchrotron Radiation for Condensed Matter Physics); 4)Small Angle Scattering (Neutron and Synchrotron Radiation for Condensed Matter Physics);
Tutti gli argomenti sono trattati nelle dispense del corso, eccetto: Proprietà Ottiche dei liquidi di Fermi: Dressel-Gruner, Optical Properties of Solids; EXAFS: Neutron and Synchrotron Radiation for Condensed Matter Physics;
(Date degli appelli d'esame)
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FIS/03
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Attività formative caratterizzanti
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ITA |
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1003440 -
SUPERCONDUTTIVITA' E SUPERFLUIDITA'
(obiettivi)
Lo scopo del corso e' quello di introdurre le nozioni fondamentali, sia fenomenologiche sia teoriche della superconduttivita' e della superfluidita'.
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GRILLI MARCO
( programma)
Fenomenologia dei superconduttori: resistenza nulla, gap nello spettro di eccitazioni,effetto Meissner. Equazione di London. Proprieta' dei superconduttori del I e II tipo. Forze attrattive tra elettroni. Instabilita' dello stato normale e coppia di Cooper. Teoria BCS a T=0: funzioned’ondadi prova,energia dello stato fondamentale, equazione di selfconsistenza.Spettro di eccitazioni. Teoria BCS a T0.Temperatura critica. Calore specifico. Equazioni di Bogolubov. Invarianza di Gauge. Superconduttori con debole disordine: teorema di Anderson. Equazioni di Ginzburg-Landau: lunghezza di coerenza e lunghezza di penetrazione dipendenti dalla temperatura. Effetto Meissner e quantizzazzione del flusso magnetico. Effetto Josephson.Superfluidita’:feneomenologia e diagramma di fase per He4.Criterio di Landau.Condensazione di Bose e sistemi di bosoni interagenti. Funzione d’onda di Feynman. Spettro di Bogolubov. Vortici.
P.G. De Gennes: Superconductivity of metals and alloys (Benjamin 1966,Addison-Wesley 1989) Lecture notes on superfluidity (M. Grilli)
(Date degli appelli d'esame)
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FIS/03
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Attività formative caratterizzanti
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