| Insegnamento | CFU | SSD | Ore Lezione | Ore Eserc. | Ore Lab | Ore Studio | Attività | Lingua | ||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
1055345 -
RELATIVISTIC QUANTUM MECHANICS
(obiettivi)
Al termine del corso, gli studenti avranno acquisito doti di ragionamento quantitativo e abilità di risoluzione analitica utili per il calcolo di sezioni d’urto di processi relativi all’Elettrodinamica Quantistica, nell’approssimazione più bassa (diagrammi di Feynman senza loop). Queste capacità saranno sviluppate grazie all’esecuzione di problemi in classe
Canale: 1
-
BONCIANI ROBERTO
(programma)
Ripasso di Relativita' Speciale e Teoria dei Campi classici. Simmetrie e teorema di Noether. Tensore energia impulso. Tensore del Momento Angolare.
Equazione di Klein-Gordon. Quantizzazione del campo scalare reale e complesso. Operatori di creazione e distruzione. Regole di commutazione. Cariche conservate. Antiparticelle. Forma covariante delle Equazioni di Maxwell. Invarianza di gauge. Quantizzazione del Campo Elettromagnetico nel vuoto. Energia e impulso del Campo Elettromagnetico. Spin del fotone. Equazione di Dirac. Spin. Invarianza relativistica. Proprieta' delle matrici gamma. Soluzione dell'equazione di Dirac per la particella libera. Momento magnetico anomalo dell'elettrone. Quantizzazione del campo di Dirac. Statistica di Fermi Dirac. Propagatore per i campi scalare, di Dirac e Elettromagnetico. Interazioni elettromagnetiche. Sostituzione minimale. Invarianza di Gauge. Elettrodinamica quantistica (QED). Evoluzione temporale dei sistemi quantistici. Matrice S. Equazione di Dyson. Processi di Scattering. Teorema di Wick e regole di Feynman per la QED. Calcolo di processi elettromagnetici:sezioni d'urto di Mott e di Rutherford; e+e-→μ+μ-e^+ e^- \to \mu^+ \mu^-; Compton scattering.  "Relativistic Quantum Mechanics - An Introduction to Relativistic Quantum Fields", L. Maiani and O. Benhar, CRC Press, Taylor & Francis Inc. (2016).
(Date degli appelli d'esame)
"An Introduction to Quantum Field Theory", M. E. Peskin and D. V. Schroeder, Taylor & Francis Inc. (1995). (first 3 chapters) "Relativistic Quantum Mechanics", J. D. Bjorken and S. D. Drell, McGraw Hill (1965). "Relativistic Quantum Fields", J. D. Bjorken and S. D. Drell, McGraw Hill (1965). (first 4 chapters). "Quantum Field Theory", vol.1, S. Weinberg, Cambridge University Press (1995).
Canale: 2
-
TESTA MASSIMO
(programma)
- Richiami di teoria della relativita` speciale. Teoria dei Campi Classici.
Simmetrie e Teorema di Noether. Tensore impulso-energia e tensore dei momenti angolari. - Campo di Klein-Gordon (KG). Modi normali di oscillazione. Quantizzazione del campo di KG reale. Regole di commutazione per gli operatori di creazione e distruzione. Proprieta` statistiche dei quanti del campo (Bose-Einstein). Prodotto tempo-ordinato. - Equazioni di Maxwell in forma covariante. Energia e Momento del campo elettromagnetico. Funzioni di Green. - Quantizzazione del campo elettromagnetico in assenze di cariche e correnti. - Equazione di Dirac. Invarianza relativistica. Spin. Proprieta` delle matrici gamma. Soluzioni dell'equazione di Dirac libera. Soluzioni ad energia positiva. Sostituzione minimale. Momento magnetico anomalo dell'elettrone: g-2. Soluzioni dell'equazione di Dirac ad energia negativa. Seconda quantizzazione del campo di Dirac con gli oscillatori di Fermi. - Quantizzazione canonica del campo di Dirac, regole di anticommutazione, equazioni del moto. Statistica dei quanti del campo di Dirac (Fermi-Dirac). Prodotti tempo-ordinati di campi fermionici. Microcausalita`. - Propagatori dei campi liberi: campo scalare reale, campo di Dirac e campo elettromagnetico. - Interazione elettromagnetica. Sostituzione minimale e invarianza di gauge. - Rappresentazione di interazione. Matrice S. Equazione di Dyson. Processi di diffusione. Conservazione dell'energia e dell'impulso. Sezione d'urto. Vita media. - Applicazioni al primo e secondo ordine: diffusione di una carica puntiforme in un campo esterno; sezione d'urto di Mott; formula di Rutherford; annichilazione elettrone-positrone in coppie di muoni. Luciano Maiani, Omar Benhar
(Date degli appelli d'esame)
Meccanica quantistica relativistica. Introduzione alla teoria quantistica dei campi |
6 | FIS/02 | 24 | 36 | - | - | Attività formative caratterizzanti | ENG | ||||||||||||||||||
|
1055346 -
ELECTROWEAK INTERACTIONS
(obiettivi)
Il corso è un’introduzione alla moderna teoria delle interazioni elettrodeboli. Il filo conduttore è costituito dal ruolo fondamentale giocato dalle simmetrie discrete e continue, globali e locali. Alla fine del corso lo studente dovrà aver appreso le nozioni di base della teoria dei gruppi e delle loro rappresentazioni, e le loro principali applicazioni fenomenologiche, i concetti di rottura esplicita e dinamica di una simmetria e il teorema di Goldstone, il meccanismo di Brout-Englert-Higgs, e gli elementi costitutivi del Modello Standard. Lo studente dovrà essere in grado di calcolare le larghezze di decadimento debole di alcune particelle e le sezioni d’urto di alcuni processi che coinvolgono neutrini e leptoni come stati iniziali o finali. Lo studente dovrà aver acquisito una dimestichezza di base con la fenomenologia delle interazioni deboli e della produzione e decadimento del bosone di Higgs.
-
MARTINELLI GUIDO
(programma)
Costituenti e interazioni fondamentali: quark, leptoni, campi di forze, intensità e range di interazione. Lo spin isotopico e le simmetrie interne, simmetrie globali e locali. Simmetrie e leggi di conservazione; gruppi unitari e loro rappresentazioni. Quark e adroni. Il modello di Gell-Mann e Levi. Rottura di simmetria e teorema di Goldstone, modello di Gell-Mann e Levi e sue simmetrie nella fase rotta. La teoria di Fermi, correnti di spin isotopico e correnti deboli, calcolo del decadimento del mu e del neutrone, calcolo del decadimento del pione e discussione dell’ elicità, coniugazione di carica e parità. Teoria di Yang e Mills per gruppi semi-semplici. Derivata covariante e operatore di trasporto parallelo. Bosoni vettoriali e loro trasformazione di gauge. Costanti di accoppiamento. La lagrangiana minimale. Modello di Higgs. Meccanismo di Higgs-Brout-Englert. Il campo vettoriale con massa. Costruzione del Modello Standard SU(2)×U(1) per una generazione di leptoni, Campi e particelle nella gauge unitaria: massa di W e Z, massa dei leptoni. Interazioni di neutrini, struttura delle correnti cariche e neutre. Applicazioni: diffusione νμ e anti- νμ su elettrone, larghezza leptonica dello Z0, sezione d’urto di produzione dello Z0 nella diffusione elettrone positrone. Le correnti dei quark, la matrice CKM e i decadimenti semileptonici dei mesoni π e K. Fisica della particella di Higgs: Produzione e canali di disintegrazione. Larghezza di disintegrazione in due fermioni e due bosoni vettoriali.
Luciano Maiani ``Interazioni Elettrodeboli” Editori Riuniti, University Press, 2013 ISBN 978 88 6473 241 1; estratti di testi e articoli distribuiti dal docente, note del docente su e-learning.
(Date degli appelli d'esame)
|
6 | FIS/02 | 24 | 36 | - | - | Attività formative caratterizzanti | ENG | ||||||||||||||||||
|
1055344 -
CONDENSED MATTER PHYSICS
(obiettivi)
Il corso di Materia Condensata si propone di fornire le conoscenze necessarie sui solidi per comprendere le loro caratteristiche sia dal punto di vista dei gradi di libertà elettronici e reticolari In particolare, verranno studiate la struttura a bande elettronica e le proprietà di vibrazione dei solidi. Verranno approfonditi i temi del calore specifico reticolare ed elettronico, del trasporto, e delle caratteristiche principali dei semiconduttori.
Al termine del corso, gli studenti svilupperanno doti di ragionamento quantitativo e abilità di risoluzione analitica utili per studiare, modellizzare e comprendere i fenomeni relativi alle proprietà elettroniche e vibrazionali della materia consensata. Queste doti e abilità saranno verificate periodicamente grazie all’esecuzione di problemi in classe.
Canale: 1
-
CAPRARA SERGIO
(programma)
Strutture cristalline, reticoli di Bravais. Reticolo reciproco. Diffrazione e solidi cristallini, fattore di struttura. Approssimazione di Born-Oppenheimer. Vibrazioni reticolari, fononi, calore specifico nei solidi (modelli di Einstein, Debye, densità degli stati). Elettroni nei solidi, teorema di Bloch. Bande elettroniche. Elettrone quasi-libero. Metodo dell’eletrone fortmenente legato. Concetto di lacuna e massa efficace. Elettroni in metalli e interazione col campo elettromagnetico (funzione dielettrica, proprietà di trasporto nei metalli): modello di Drude e di Sommerfeld. Semiconduttori intrinseci ed estrinseci. Dipendenza dalla temperatura del numero dei portatori. Fisica della giunzione p-n.
N.W. Ashcroft, N.D, Mermin, “Solid State Physics”, Holt-Saunders Int. Ed. 1981
(Date degli appelli d'esame)
C. Kittel, “Introduzione alla Fisica dello Stato Solido”, Ed. CEA, 2008 J. M. Ziman-Principles of the Theory of Solids-Cambridge University Press, 1979
Canale: 2
-
POLIMENI ANTONIO
(programma)
Strutture cristalline, reticoli di Bravais. Reticolo reciproco. Diffrazione e solidi cristallini, fattore di struttura. Approssimazione di Born-Oppenheimer. Vibrazioni reticolari, fononi, calore specifico nei solidi (modelli di Einstein, Debye, densità degli stati). Elettroni nei solidi, teorema di Bloch. Bande elettroniche. Elettrone quasi-libero. Metodo dell’eletrone fortmenente legato. Concetto di lacuna e massa efficace. Elettroni in metalli e interazione col campo elettromagnetico (funzione dielettrica, proprietà di trasporto nei metalli): modello di Drude e di Sommerfeld. Semiconduttori intrinseci ed estrinseci. Dipendenza dalla temperatura del numero dei portatori. Fisica della giunzione p-n.
Bravais lattice in 2D and 3D. Primitive vectors and primitive unit cell. Wigner-Seitz unit cell. Conventional unit cell. Basis. Examples: graphene, graphite, cubic lattices (face-centered and body-centered cubic cell). AM: Ch. 4, GPP: Ch. 2.1-2.3, K: Ch. 1 Examples: simple hexagonal and hexagonal close-packed structure. Lattice planes and Miller indexes. Reciprocal lattice as Fourier transform of direct lattice. Examples and Brillouin zone. Family of lattice planes and reciprocal lattice vectors. AM Ch. 4 and 5, K Ch. 1 and 2, GPP Ch. 2.4 and 2.5 Diffraction: x-ray, neutrons and electrons. Laue diffraction and reciprocal lattice. AM: Ch. 6, BG: Ch. 2.1-2.2 K: Ch. 2. Laue and Bragg diffraction. AM: Ch. 6, BG: Ch. 2.1-2.3, K: Ch. 2 Structure factor: geometrical structure factor + atomic form factor (examples). AM: Ch. 6, BG: Ch. 2.4-2.5, K: Ch. 2. Ewald sphere and different experimental configurations. AM: Ch. 6, BG: Ch. 2.7, K: Ch. 2 Structure factor: examples. AM: Ch. 6, BG: Ch. 2.7, K: Ch. 2 Structure factor: examples. AM: Ch. 6, BG: Ch. 2.7, K: Ch. 2 Exercises. AM: Ch. 6, K: Ch. 2. Born-Oppenheimer approximation. GPP: Ch. 8.1 and 8.2, BG: Ch. 3.1, 3.2, 3.3 Motion equations of a linear chain and dynamical matrix. GPP: Ch. 9.1, AM: Ch. 22 Oscillation normal modes: elemental unidimensional lattice. Dispersion relation and density of states. GPP: Ch. 9.1, 9.2, AM: Ch. 22 Oscillation normal modes: unidimensional lattice with basis. Dispersion relation. Acoustic and optical modes. GPP: Ch. 9.1, 9.2, AM: Ch. 22 Summary of acoustic and optical modes in a linear chain with basis. GPP: Ch. 9.1, 9.2, AM: Ch. 22 Exercise on linear chain featuring nth-nearest neighbor interaction. Quantization of the elastic field and phonons (GPP: Ch. 9.4, AM: Ch. 23) Dynamical matrix in three-dimensions (GPP9.3, AM Ch. 22) Dynamical matrix in three-dimensions (GPP9.3, AM Ch. 22). Dynamical matrix in three-dimensions and its Hermitian character (GPP9.3, AM Ch. 22) Specific heat: classical and quantum-mechanical treatment. Debye and Einstein models. AM: Ch. 23, K: Ch. 5, GPP: Ch. 9.5, BG: Ch. 8.1 Debye temperature and chemical trends (examples: diamond, germanium, silicon, graphene). Phonon modes in bidimensional CuO2 Phonon modes in bidimensional square lattice with 1st and 2nd nn interaction. Lecture notes and O. Madelung, Introduction to Solid-State Theory (Ch. 3.3.5). Phonon modes in bidimensional square lattice with 1st and 2nd nn interaction. Lecture notes and O. Madelung, Introduction to Solid-State Theory (Ch. 3.3.5). Specific heat of a two-dimensional square lattice (lecture notes). Bloch’s theorem: I proof (AM Ch 8) Bloch’s theorem: II proof (K Ch. 7) Kronig-Penney model (K Ch. 7) Energy banfìds (K Ch. 7) Central equation (K Ch 7) Central equation and empty lattice approximation(K Ch 7) Weak potential approximation: perturbative approach (AM Ch. 9, K Ch. 7). Weak potential approximation and band gap opening (AM Ch. 9, K Ch. 7) Electron Bragg reflection (AM Ch. 9, K Ch. 7). Metals and insulators (K Ch. 7) Electronic specific heat (AM Ch. 2, K Ch. 6) Sommerfeld integral (AM Ch. 2) Electronic specific heat (AM Ch. 2, K Ch. 6) Tight binding (AM Ch 10) Exercise: weak-electron method in an FCC crystal (AM Ch. 9 ex. 3) Tight binding (AM Ch 10). Exercise: tight binding method applied to a SC crystal Tight binding: polyacetylene bands (lecture notes) Tight binding: graphene bands (lecture notes) Tight binding: graphene bands, Dirac cone, massless relativistic fermions, hexagonal boron nitride (lecture notes) Semiclassical model: motion equations (AM Ch. 12) Semiclassical model: motion equations (AM Ch. 12): filled bands, holes, effective mass Boltzmann equation part I (GPP 11.3) Boltzmann equation part II (GPP 11.3) Static conductivity in metals (GPP 11.4) Semiconductors: main properties (GPP 13.1, AM Ch. 28) Number of carriers in thermal equilibrium: the intrinsic case (AM Ch. 28; GPP 13.1) Effective mass theorem and envelope wavefunction (GPP 13.2) Effective mass theorem and envelope wavefunction (GPP 13.2, BG 11.3.1) and impurities (BG 11.3.1) Conduction band electrons and Landau levels in three dimensions (BG 9.6, GPP 15.2) Doping: donors and acceptors. Level statistics (AM 28, GPP 13.2) Chemical potential and number of carriers vs temperature (AM 28,GPP 13.3) Chemical potential and number of carriers vs temperature (AM 28,GPP 13.3) N.W. Ashcroft, N.D, Mermin, “Solid State Physics”, Holt-Saunders Int. Ed. 1981
(Date degli appelli d'esame)
C. Kittel, “Introduzione alla Fisica dello Stato Solido”, Ed. CEA, 2008 J. M. Ziman-Principles of the Theory of Solids-Cambridge University Press, 1979 |
6 | FIS/03 | 24 | 36 | - | - | Attività formative caratterizzanti | ENG | ||||||||||||||||||
|
1055349 -
PHYSICS LABORATORY I
(obiettivi)
Gli obiettivi principali di Physics Laboratory I sono:
i) apprendimento dei principi fisici sull'interazione fra radiazione elettromagnetica o particelle e la materia, dei principi di funzionamento di sorgenti di particelle e di rivelatori; ii) apprendimento di tecniche di laboratorio e delle loro basi teoriche, ai fini della realizzazione di un'esperienza di laboratorio nel successivo corso di Physics Laboratory II. Al termine del corso, gli studenti svilupperanno doti di ragionamento quantitativo e abilità di comprensione delle tecniche sperimentali per lo studio dei fenomeni relativi collegati (a seconda del canale scelto) alla fisica delle particelle, alla fisica della materia condensata e della biofisica. Inoltre gli studenti saranno capaci di: - identificare le assunzioni alla base di un esperimento di fisica - identificare e spiegare i limiti delle ipotesi su cui si basa una tecnica sperimentale. L'insegnamento e' erogato in tre canali corrispondenti a tre diversi indirizzi. Un canale e' rivolto a studenti interessati alla fisica sperimentale delle particelle elementari. Per tale canale, al termine del corso, lo studente conoscera' i principi di funzionamento di rivelatori a gas, di rivelatori a stato solido, calorimetri elettromagnetici, tecniche di identificazione di particelle (anche basate su effetto Cherenkov), spettrometri magnetici e rivelatori di fotoni (PMT, fotodiodi e simili). Un secondo e terzo canale e' rivolto a studenti interessati alla fisica della materia condensata. Per tali canali, al termine del corso, lo studente conoscera' i fondamenti delle tecniche di diffrazione con elettroni e raggi x, di microscopia a scansione su scala atomica, di spettroscopia ottica e Raman, di spettroscopia elettronica di fotoemissione, luce di sincrotrone e assorbimento di raggi x.
Canale: 1
-
CAVOTO GIANLUCA
(programma)
0) Generalità su rivelazione radiazione, struttura esperimenti HEP, unità di misura, unità naturali.
1) Interazione radiazione con la materia. a) sezione d'urto, cammino libero medio, radioattività, cenni a sorgenti di particelle. b) particella cariche, perdita di energia per ionizzazione, scattering coulombiano multiplo, Bremsstrahlung, lunghezza di radiazione, perdite di energia per irraggiamento, effetto Cherenkov. c) fotoni, produzione di coppie, effetto fotoelettrico, effetto Compton, cascate elettromagnetiche d) interazioni di neutroni 2) Generalità sui rivelatori di particelle: risoluzione, tempo di risposta, efficienza. 3) Rivelatori a gas a) Ionizzazione nei gas, diffusione di ioni ed elettroni, velocità di drift, moltiplicazione, cenni a streamer e a Geiger. b) contatori proporzionale, multiwire PC c) camere a drift, time projection chambers d) cenni ad altri rivelatori a gas: multi-patterned gas counter (GEM). 4) Rivelatori a semiconduttore. a) giunzione p-n, polarizzazione inversa, rivelatori di posizione, rivelatori a microstrip b) rivelatori al Germanio per spettroscopia nucleare. 5) Spettrometro. Misura di quantità di moto in campo magnetico. Vari tipi di magneti per esperimenti a bersaglio fisso e a collisori. 6) Contatori a scintillazione. Scintillatori organici e inorganici. Fotomoltiplicatore, guadagno, circuito di polarizzazione. Raccolta di luce: guide di luce e wavelength shifter. 7) Contatori Cherenkov (a soglia). Contatori Cherenkov differenziali. 8) Generalità sui calorimetri in fisica . a) calorimetri elettromagnetici, dimensioni della cascata, fluttuazioni nella risoluzione, misure di posizione b) cascata adronica, cenni alla compensazione adronica. c) contributi alla risoluzione di un calorimetro, calorimetri omogenei, calorimetri con raccolta di carica, calorimetri con fibre scintillanti. 9) Formazione segnali nei rivelatori di particelle 10) Elettronica digitale per esperimenti di alte energie (elettronica modulare NIM e VME). ADC e TDC. 11) cenni all'analisi statistica dei dati. G. F. Knoll Radiation Detection and Measurement
(Date degli appelli d'esame)
J.D.Jackson Classical electrodynamics L.Rolandi W. Blum, Particle detection with drift chambers R.Wigmans, Calorimetry L.Bianchini, Selected exercises in particle and nuclear physics.
Canale: 2
-
MARIANI CARLO
(programma)
Programma
1. La diffrazione da cristalli Breve introduzione ai sistemi cristallini - Tecniche di diffrazione di raggi X, elettroni [es. Kittel, cap. 1,2] 2. Generalità sulla spettroscopia Grandezze e unità di misura - Elementi di teoria della risposta lineare - Grandezze spettroscopiche complesse e loro relazioni - La funzione dielettrica complessa - Riflettività e coefficiente di assorbimento [es. Wooten, cap. 2,3; Kittel, cap. 3,4; dispense sul sito] 3. Struttura a bande di sistemi cristallini esemplari, metalli (semplici, nobili, di transizione), semiconduttori (gruppo IV, III-V), grafene e grafite, nitruro di boro [es. Bassani, cap. 4] 4. Spettroscopia ottica Assorbimento e di riflettività - Sorgenti di radiazione elettromagnetica – Principio di funzionamento di un laser - La radiazione di sincrotrone - Analizzatori spettrali: monocromatori e interferometri - Rivelatori della radiazione e. m. [es. Wooten cap. 5,9; Bassani, cap. 5; dispense sul sito] 5. La spettroscopia di fotoemissione e l'assorbimento di raggi X La fotoemissione - XPS ed UPS - ARPES - Assorbimento di raggi X, tecniche XAS (NEFAXS) ed EXAFS [dispense sul sito] 6. Altre tecniche spettroscopiche Diffusione dei neutroni elastica e anelastica - Scattering della luce: Rayleigh e Raman [dispense sul sito] 7. Tecniche di visualizzazione e spettroscopia su scala nanometrica Microscopia e spettroscopia a scansione ad effetto tunnel (STM/STS) - Microscopia a forza atomica (AFM) [dispense sul sito] 8. Elementi di tecnica del vuoto Misura delle basse pressioni - Pompe, linee da vuoto, vacuometri [dispense sul sito] - F. Wooten, "Optical Properties of Solids", Academic Press, 1972; capitoli 2, 3, 5, 9.
(Date degli appelli d'esame)
- F. Bassani, G. Pastori-Parravicini, “Electronic States and Optical Transitions in Solids”, capitoli 4, 5. - C. Kittel, “Introduzione alla Fisica dello Stato Solido”, Ed. CEA, 2008, capitoli 1, 2, 3, 4. - dispense del corso disponibili sul sito: https://elearning2.uniroma1.it/login/index.php
Canale: 3
-
BORDI FEDERICO
(programma)
Spettroscopia dielettrica come paradigma delle tecniche spettroscopiche: hamiltoniana d'interazione e teorema di Liouville;
teoria della risposta lineare; funzione di risposta e funzione di correlazione; risposta e suscettibilità generalizzata; relazioni di Kramers-Kronig causalità e risposta; teorema di fluttuazione-dissipazione. Scattering della luce statico e dinamico come paradigma dei metodi di diffusione: fattori di struttura statico e dinamico. Elementi di microscopia a sonda. Elementi di microscopia ottica ed elettronica. Il lavoro in laboratorio consisterà nello svolgere attività pratica con alcune delle tecniche più comuni impiegate per la caratterizzazione spettroscopica e strutturale dei sistemi di materia soffice biologica (scattering della luce, fluorescenza, spettroscopia infrarossa, dicroismo circolare, microscopia a forza atomica, microscopia elettronica, risonanza magnetica nucleare, spettroscopia dielettrica) Dispense di Spettroscopia Dielettrica distribuite dal docente
(Date degli appelli d'esame)
Capitoli scelti da: B.J. Berne, R. Pecora "Dynamic light scattering", Dover K.S.Schmitz "Dynamic light Scattering by Macromolecules", Academic Press C.H. Wang "Spectroscopy of condensed Media", Academic Press M.Muller "Introduction to Confocal Fluorescence", SPIE Press E. Hecht "Optics", Addison Wesley P.Eaton, P. West "Atomic force microscopy", Oxford Univ. Press |
6 | FIS/01 | 48 | - | - | - | Attività formative caratterizzanti | ENG | ||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||
| Insegnamento | CFU | SSD | Ore Lezione | Ore Eserc. | Ore Lab | Ore Studio | Attività | Lingua | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
10592564 -
PARTICLE PHYSICS
(obiettivi)
Lo scopo del corso è l'apprendimento delle evidenze sperimentali e delle metodologie che hanno condotto alla formulazione del Modello Standard (SM) della fisica delle particelle elementari, dall'inizio della disciplina negli anni 30 e 40 del secolo scorso fino ad oggi. IL corso è strettamente legato ai corsi teorici del primo semestre e a quello annuale di Laboratorio.
Alla fine del corso gli studenti dovrebbero: 1) conoscere e saper discutere i concetti fondamentali dello SM 2) conoscere gli esperimenti fondamentali che hanno permesso di sviluppare lo SM 3) conoscere le debolezze ed essere preparati a discutere le probabili evoluzioni future dello SM (cd Fisica "oltre lo SM", bSM); si noti che la fisica bSM non è di per sé parte del corso 4) avere compreso le metodologie fondamentali della fisica sperimentale delle particelle, sia gli aspetti tecnologici, sia quelli statistici.
-
BAGNAIA PAOLO
(programma)
(il corso è tenuto in lingua inglese: vedi quadro in Inglese)
(vedi quadro in inglese)
(Date degli appelli d'esame)
|
6 | FIS/04 | 24 | 36 | - | - | Attività formative caratterizzanti | ENG | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
1055348 -
MATHEMATICAL PHYSICS
(obiettivi)
Obiettivi generali: acquisire conoscenze sugli argomenti fondamentali della Fisica Matematica e sui metodi matematici relativi.
Obiettivi specifici: Conoscenza e comprensione: al temine del corso lo studente conoscerà le basi della teoria dei sistemi dinamici, la struttura matematica del formalismo hamiltoniano e della teoria delle perturbazioni, i metodi di base per lo studio dal punto di vista della Fisica Matematica di alcuni aspetti della Fisica Moderna (Meccanica Statistica o Meccanica Quantistica). Applicare conoscenza e comprensione: Gli studenti che abbiano superato l'esame saranno in grado di: i) studiare problemi di stabilità dell’equilibrio; ii) utilizzare il metodo di Hamilton-Jacobi per la determinazione di integrali primi; iii) portare in variabili azione-angolo un sistema hamiltoniano integrabile; iv) applicare la teoria delle perturbazioni e i metodi ad essa collegati a specifici problemi fisici ottenendo informazioni qualitative e quantitative sul moto; v) affrontare in modo rigoroso alcuni problemi di Meccanica Statistica o di Meccanica Quantistica. Capacità critiche e di giudizio: Gli studenti che abbiano superato l'esame avranno le basi per riconoscere un approccio di tipo fisico-matematico ai problemi e analizzare analogie e differenze rispetto all'approccio tipico della Fisica Teorica Capacità comunicative: Gli studenti che abbiano superato l'esame avranno maturato la capacità di comunicare concetti, idee e metodologie della fisica matematica. Capacità di apprendimento: le conoscenze acquisite permetteranno uno studio, individuale o impartito in altri insegnamenti, relativo ad aspetti più specialistici dei metodi della fisica matematica.
Canale: 1
-
CAGLIOTI EMANUELE
(programma)
Sistemi dinamici: elementi di base; teorema di Ponicarè Bendixon;
stabilità ed instabilità ; funzione di Liapunov. Sistemi hamiltoniani e principio della media: richiami sui sistemi hamiltoniani; metodo di Hamilton-Jacobi - moti quasi periodici; teorema della media; teoria adiabatica; teoria canonica delle perturbazioni al primo ordine; esempi. Cenni di teoria ergodica: sistemi ergodici e mixing; esempi. Sistemi a molti corpi: Equazione di Liouville; Gerarchia BBGKY; Equazione di Vlasov; Equazione di Boltzmann; limite idrodinamico. Dispense del corso disponibili in rete: https://sites.google.com/site/ecaglioti/didattica/MR
(Date degli appelli d'esame)
Canale: 2
-
TETA ALESSANDRO
(programma)
- Sistemi dinamici
Richiami sulle equazioni differenziali ordinarie, teorema del trasporto di Liouville, equilibrio e stabilita', teorema di Lyapunov. - Sistemi hamiltoniani Richiami sulle equazioni di Hamilton, equazione di Hamilton-Jacobi, variabili azione-angolo, teoria canonica delle perturbazioni al primo ordine. - Argomenti di Meccanica Quantistica Elementi di teoria degli operatori non limitati in spazi di Hilbert, formulazione assiomatica della Meccanica Quantistica, introduzione alla teoria dello scattering. - Dispense del corso disponibili al sito https://sites.google.com/site/sandroprova/didattica-1/appunti-ed-esercizi
(Date degli appelli d'esame)
- R. Esposito, Appunti dalle lezioni di Meccanica Razionale, ed. AracneA. - Teta, A Mathematical Primer on Quantum Mechanics, Springer 2018 - M. Hirsch and S Smale, Differential Equations, Dynamical Systems, and Linear Algebra, Academic Press 1974 - A. Fasano and S. Marmi, Analytical Mechanics, Oxford Univ. Press 2006 |
6 | MAT/07 | 48 | - | - | - | Attività formative affini ed integrative | ENG | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
10589922 -
PHYSICS LABORATORY II
(obiettivi)
Introduzione degli studenti ad un reale ambiente di ricerca, al lavoro di equipe, alla condivisione di compiti e allo sfruttamento efficace delle diverse competenze e interessi attraverso l’applicazione delle metodiche sperimentali specifiche apprese nel precedente corso di Physics Laboratory I. Capacità di ripetere, sotto la supervisione di uno dei docenti, un esperimento tipico della fisica moderna (diverso per ciascun gruppo di 2-3 studenti) e di comprenderne a fondo e presentarne i risultati: rimessa in funzione o montaggio ex novo dell’apparato sperimentale, presa dati, programmi di acquisizione, aggiornamento o scrittura di programmi di analisi dati e infine interpretazione e discussione dei risultati, con redazione in forma di nota scientifica del lavoro svolto e sua presentazione in forma orale.
A conclusione del corso, gli studenti saranno capaci di: - selezionare la bibliografia rilevante per un esperimento di fisica - preparare un manoscritto nello stile di un articolo scientifico su rivista usando un appropriato software per la scrittura scientifica - pianificare e condurre un esperimenti di fisica usando le corrette procedure di laboratorio (annotazione su giornale di laboratorio, procedure di sicurezza)
Canale: 1
-
CAVOTO GIANLUCA
(programma)
Venti esperienze: circa 3 studenti a gruppo.
- Vita media del muone - Lettura ottica GEM - Luce Cherenkov da cristallo inorganico - Rivelatore germanio ultrapuro - Odoscopio a fibre scintillanti - Sfera di cristalli - Esperienze attività di ricerca VIRGO (onde gravitazionali) (cinque gruppi) - Sensore per Positron emission tomography - Rivelatori a gas con Micromega Lista completa: https://docs.google.com/spreadsheets/d/1M3y3r6xXko5ONiyhZq_eJQR-jaz9WrHvSy-DmwmIlek/edit#gid=895510979 Relazioni degli studenti degli anni precedenti
(Date degli appelli d'esame)
Canale: 2
-
MARIANI CARLO
(programma)
Programma
Tesine sperimentali di Fisica della Materia. Studio sperimentale di sistemi a bassa dimensione e nanostrutture, tramite tecniche di diffrazione, spettroscopia elettronica e ottica. Ambiente di ultra-alto-vuoto, diffrazione elastica di elettroni lenti, spettroscopia elettronica di fotoemissione. Attività di laboratorio in piccoli gruppi presso i laboratori sperimentali di Fisica della Materia del Dipartimento (https://www.phys.uniroma1.it/fisica/ricerca/aree-tematiche-e-gruppi-di-ricerca/struttura-materia-e-fisica-biosistemi). - articoli scientifici riguardanti le tecniche sperimentali specifiche del laboratorio, forniti dai docenti di riferimento del laboratorio scelto
(Date degli appelli d'esame)
- dispense del corso disponibili sul sito: https://elearning2.uniroma1.it/login/index.php
Canale: 3
-
BORDI FEDERICO
(programma)
Attività pratica in laboratorio in piccoli gruppi (2-5 studenti) sotto la supervisione di un tutor. Il lavoro in laboratorio consisterà nello svolgere attività pratica con alcune delle tecniche più comuni impiegate per la caratterizzazione spettroscopica e strutturale dei sistemi di materia soffice biologica (scattering della luce, fluorescenza, spettroscopia infrarossa, dicroismo circolare, microscopia a forza atomica, microscopia elettronica, risonanza magnetica nucleare, spettroscopia dielettrica).
Nei differenti laboratori gli studenti lavorano su problemi aperti di fisica moderna. B.J. Berne, R. Pecora "Dynamic light scattering", Dover
(Date degli appelli d'esame)
K.S.Schmitz "Dynamic light Scattering by Macromolecules", Academic Press M.Muller "Introduction to Confocal Fluorescence", SPIE Press E. Hecht "Optics", Addison Wesley P.Eaton & P. West "Atomic force microscopy", Oxford Univ. Press Per ogni esperienza assegnata verrà fornita la specifica documentazione necessaria. |
9 | FIS/01 | - | - | 108 | - | Attività formative caratterizzanti | ENG | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
- -
A SCELTA DELLO STUDENTE
|
6 | 24 | 36 | - | - | Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a) | ENG | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
AAF1901 -
ENGLISH LANGUAGE
(obiettivi)
Fornire agli studenti le basi linguistiche più comuni per orientarsi nell'ambito della comunicazione scientifica scritta ed orale.
-
Migliorelli Jessica
(programma)
Il corso fornirà agli studenti gli strumenti necessari per acquisire abilità scritte e orali, sia nella comprensione che nella produzione, di livello accademico.
Materiale basato su articoli presi da diverse fonti (es. CNN, BBC, The Times) verrà analizzato per presentare nozioni di grammatica, strutture linguistiche, collocations e altri aspetti della lingua in contesti linguistici reali. Inoltre, durante il corso verranno considerati alcuni aspetti della pronuncia. Grammar Reference for Learners of English, Jessica Migliorelli
(Date degli appelli d'esame)
isbn 978-88-255-2480-2, Aracne, 2019 http://www.aracneeditrice.it/index.php/pubblicazione.html?item=9788825524802 |
4 | 40 | - | - | - | Ulteriori attività formative (art.10, comma 5, lettera d) | ENG | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Insegnamento | CFU | SSD | Ore Lezione | Ore Eserc. | Ore Lab | Ore Studio | Attività | Lingua | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
- -
A SCELTA DELLO STUDENTE
|
6 | 24 | 36 | - | - | Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a) | ENG | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
AAF1821 -
INTERNSHIP
(obiettivi)
Scopo del corso è fornire le competenze pratiche necessarie per fare una Tesi di ricerca. Al termine del corso lo studente deve essere in grado di iniziare a lavorare al progetto diTesi. Le abilità metodologiche dipendono dallo studente e dal tipo di Tesi. Un elenco non esaustivo è l'uso del computer e dei principali programmi e/o della strumentazione comunemente usata in laboratorio.
-
BAGNAIA PAOLO
(programma)
Il programma dipende dallo studente e dal tipo di tesi.
Si richiede che lo studente contatti il docente con alcuni mesi di anticipo. Saranno anche valutate esperienze precedenti che riguardino ricerche nel campo della fisica, ad esempio stage in laboratori di ricerca. Il testo assegnato e la bibliografia dipendono dallo specifico campo di ricerca.
(Date degli appelli d'esame)
|
3 | - | - | - | - | Ulteriori attività formative (art.10, comma 5, lettera d) | ENG | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Insegnamento | CFU | SSD | Ore Lezione | Ore Eserc. | Ore Lab | Ore Studio | Attività | Lingua |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
AAF1903 -
THESIS PROJECT
(obiettivi)
La prova finale consiste nella discussione di una tesi di laurea
magistrale, costituita da un documento scritto, eventualmente in lingua inglese, che presenta i risultati di uno studio originale condotto su un problema di natura applicativa, sperimentale o di ricerca.La preparazione della tesi si svolge sotto la direzione di un relatore (che può essere un docente del corso di laurea magistrale, o di altri corsi di studio italiani o stranieri o di un ente di ricerca italiano o straniero) e si svolge di norma nel secondo anno del corso, occupandone circa la metà del tempo complessivo. |
38 | - | - | - | - | Per la prova finale e la lingua straniera (art.10, comma 5, lettera c) | ENG |
| Insegnamento | CFU | SSD | Ore Lezione | Ore Eserc. | Ore Lab | Ore Studio | Attività | Lingua | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
- -
A SCELTA DELLO STUDENTE
|
6 | 24 | 36 | - | - | Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a) | ENG | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
AAF1821 -
INTERNSHIP
(obiettivi)
Scopo del corso è fornire le competenze pratiche necessarie per fare una Tesi di ricerca. Al termine del corso lo studente deve essere in grado di iniziare a lavorare al progetto diTesi. Le abilità metodologiche dipendono dallo studente e dal tipo di Tesi. Un elenco non esaustivo è l'uso del computer e dei principali programmi e/o della strumentazione comunemente usata in laboratorio.
-
MARIANI CARLO
(programma)
Il programma dipende dallo studente e dal tipo di tesi.
Si richiede che lo studente contatti il docente con alcuni mesi di anticipo. Saranno anche valutate esperienze precedenti che riguardino ricerche nel campo della fisica, ad esempio stage in laboratori di ricerca. Il testo assegnato e la bibliografia dipendono dallo specifico campo di ricerca.
(Date degli appelli d'esame)
|
3 | - | - | - | - | Ulteriori attività formative (art.10, comma 5, lettera d) | ENG | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Insegnamento | CFU | SSD | Ore Lezione | Ore Eserc. | Ore Lab | Ore Studio | Attività | Lingua |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
AAF1903 -
THESIS PROJECT
(obiettivi)
La prova finale consiste nella discussione di una tesi di laurea
magistrale, costituita da un documento scritto, eventualmente in lingua inglese, che presenta i risultati di uno studio originale condotto su un problema di natura applicativa, sperimentale o di ricerca.La preparazione della tesi si svolge sotto la direzione di un relatore (che può essere un docente del corso di laurea magistrale, o di altri corsi di studio italiani o stranieri o di un ente di ricerca italiano o straniero) e si svolge di norma nel secondo anno del corso, occupandone circa la metà del tempo complessivo. |
38 | - | - | - | - | Per la prova finale e la lingua straniera (art.10, comma 5, lettera c) | ENG |
| Insegnamento | CFU | SSD | Ore Lezione | Ore Eserc. | Ore Lab | Ore Studio | Attività | Lingua | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
1055345 -
RELATIVISTIC QUANTUM MECHANICS
(obiettivi)
Al termine del corso, gli studenti avranno acquisito doti di ragionamento quantitativo e abilità di risoluzione analitica utili per il calcolo di sezioni d’urto di processi relativi all’Elettrodinamica Quantistica, nell’approssimazione più bassa (diagrammi di Feynman senza loop). Queste capacità saranno sviluppate grazie all’esecuzione di problemi in classe
Canale: 1
-
BONCIANI ROBERTO
(programma)
Ripasso di Relativita' Speciale e Teoria dei Campi classici. Simmetrie e teorema di Noether. Tensore energia impulso. Tensore del Momento Angolare.
Equazione di Klein-Gordon. Quantizzazione del campo scalare reale e complesso. Operatori di creazione e distruzione. Regole di commutazione. Cariche conservate. Antiparticelle. Forma covariante delle Equazioni di Maxwell. Invarianza di gauge. Quantizzazione del Campo Elettromagnetico nel vuoto. Energia e impulso del Campo Elettromagnetico. Spin del fotone. Equazione di Dirac. Spin. Invarianza relativistica. Proprieta' delle matrici gamma. Soluzione dell'equazione di Dirac per la particella libera. Momento magnetico anomalo dell'elettrone. Quantizzazione del campo di Dirac. Statistica di Fermi Dirac. Propagatore per i campi scalare, di Dirac e Elettromagnetico. Interazioni elettromagnetiche. Sostituzione minimale. Invarianza di Gauge. Elettrodinamica quantistica (QED). Evoluzione temporale dei sistemi quantistici. Matrice S. Equazione di Dyson. Processi di Scattering. Teorema di Wick e regole di Feynman per la QED. Calcolo di processi elettromagnetici:sezioni d'urto di Mott e di Rutherford; e+e-→μ+μ-e^+ e^- \to \mu^+ \mu^-; Compton scattering. "Relativistic Quantum Mechanics - An Introduction to Relativistic Quantum Fields", L. Maiani and O. Benhar, CRC Press, Taylor & Francis Inc. (2016).
(Date degli appelli d'esame)
"An Introduction to Quantum Field Theory", M. E. Peskin and D. V. Schroeder, Taylor & Francis Inc. (1995). (first 3 chapters) "Relativistic Quantum Mechanics", J. D. Bjorken and S. D. Drell, McGraw Hill (1965). "Relativistic Quantum Fields", J. D. Bjorken and S. D. Drell, McGraw Hill (1965). (first 4 chapters). "Quantum Field Theory", vol.1, S. Weinberg, Cambridge University Press (1995).
Canale: 2
-
TESTA MASSIMO
(programma)
- Richiami di teoria della relativita` speciale. Teoria dei Campi Classici.
Simmetrie e Teorema di Noether. Tensore impulso-energia e tensore dei momenti angolari. - Campo di Klein-Gordon (KG). Modi normali di oscillazione. Quantizzazione del campo di KG reale. Regole di commutazione per gli operatori di creazione e distruzione. Proprieta` statistiche dei quanti del campo (Bose-Einstein). Prodotto tempo-ordinato. - Equazioni di Maxwell in forma covariante. Energia e Momento del campo elettromagnetico. Funzioni di Green. - Quantizzazione del campo elettromagnetico in assenze di cariche e correnti. - Equazione di Dirac. Invarianza relativistica. Spin. Proprieta` delle matrici gamma. Soluzioni dell'equazione di Dirac libera. Soluzioni ad energia positiva. Sostituzione minimale. Momento magnetico anomalo dell'elettrone: g-2. Soluzioni dell'equazione di Dirac ad energia negativa. Seconda quantizzazione del campo di Dirac con gli oscillatori di Fermi. - Quantizzazione canonica del campo di Dirac, regole di anticommutazione, equazioni del moto. Statistica dei quanti del campo di Dirac (Fermi-Dirac). Prodotti tempo-ordinati di campi fermionici. Microcausalita`. - Propagatori dei campi liberi: campo scalare reale, campo di Dirac e campo elettromagnetico. - Interazione elettromagnetica. Sostituzione minimale e invarianza di gauge. - Rappresentazione di interazione. Matrice S. Equazione di Dyson. Processi di diffusione. Conservazione dell'energia e dell'impulso. Sezione d'urto. Vita media. - Applicazioni al primo e secondo ordine: diffusione di una carica puntiforme in un campo esterno; sezione d'urto di Mott; formula di Rutherford; annichilazione elettrone-positrone in coppie di muoni. Luciano Maiani, Omar Benhar
(Date degli appelli d'esame)
Meccanica quantistica relativistica. Introduzione alla teoria quantistica dei campi |
6 | FIS/02 | 24 | 36 | - | - | Attività formative caratterizzanti | ENG | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
1055344 -
CONDENSED MATTER PHYSICS
(obiettivi)
Il corso di Materia Condensata si propone di fornire le conoscenze necessarie sui solidi per comprendere le loro caratteristiche sia dal punto di vista dei gradi di libertà elettronici e reticolari In particolare, verranno studiate la struttura a bande elettronica e le proprietà di vibrazione dei solidi. Verranno approfonditi i temi del calore specifico reticolare ed elettronico, del trasporto, e delle caratteristiche principali dei semiconduttori.
Al termine del corso, gli studenti svilupperanno doti di ragionamento quantitativo e abilità di risoluzione analitica utili per studiare, modellizzare e comprendere i fenomeni relativi alle proprietà elettroniche e vibrazionali della materia consensata. Queste doti e abilità saranno verificate periodicamente grazie all’esecuzione di problemi in classe.
Canale: 1
-
CAPRARA SERGIO
(programma)
Strutture cristalline, reticoli di Bravais. Reticolo reciproco. Diffrazione e solidi cristallini, fattore di struttura. Approssimazione di Born-Oppenheimer. Vibrazioni reticolari, fononi, calore specifico nei solidi (modelli di Einstein, Debye, densità degli stati). Elettroni nei solidi, teorema di Bloch. Bande elettroniche. Elettrone quasi-libero. Metodo dell’eletrone fortmenente legato. Concetto di lacuna e massa efficace. Elettroni in metalli e interazione col campo elettromagnetico (funzione dielettrica, proprietà di trasporto nei metalli): modello di Drude e di Sommerfeld. Semiconduttori intrinseci ed estrinseci. Dipendenza dalla temperatura del numero dei portatori. Fisica della giunzione p-n.
N.W. Ashcroft, N.D, Mermin, “Solid State Physics”, Holt-Saunders Int. Ed. 1981
(Date degli appelli d'esame)
C. Kittel, “Introduzione alla Fisica dello Stato Solido”, Ed. CEA, 2008 J. M. Ziman-Principles of the Theory of Solids-Cambridge University Press, 1979
Canale: 2
-
POLIMENI ANTONIO
(programma)
Strutture cristalline, reticoli di Bravais. Reticolo reciproco. Diffrazione e solidi cristallini, fattore di struttura. Approssimazione di Born-Oppenheimer. Vibrazioni reticolari, fononi, calore specifico nei solidi (modelli di Einstein, Debye, densità degli stati). Elettroni nei solidi, teorema di Bloch. Bande elettroniche. Elettrone quasi-libero. Metodo dell’eletrone fortmenente legato. Concetto di lacuna e massa efficace. Elettroni in metalli e interazione col campo elettromagnetico (funzione dielettrica, proprietà di trasporto nei metalli): modello di Drude e di Sommerfeld. Semiconduttori intrinseci ed estrinseci. Dipendenza dalla temperatura del numero dei portatori. Fisica della giunzione p-n.
Bravais lattice in 2D and 3D. Primitive vectors and primitive unit cell. Wigner-Seitz unit cell. Conventional unit cell. Basis. Examples: graphene, graphite, cubic lattices (face-centered and body-centered cubic cell). AM: Ch. 4, GPP: Ch. 2.1-2.3, K: Ch. 1 Examples: simple hexagonal and hexagonal close-packed structure. Lattice planes and Miller indexes. Reciprocal lattice as Fourier transform of direct lattice. Examples and Brillouin zone. Family of lattice planes and reciprocal lattice vectors. AM Ch. 4 and 5, K Ch. 1 and 2, GPP Ch. 2.4 and 2.5 Diffraction: x-ray, neutrons and electrons. Laue diffraction and reciprocal lattice. AM: Ch. 6, BG: Ch. 2.1-2.2 K: Ch. 2. Laue and Bragg diffraction. AM: Ch. 6, BG: Ch. 2.1-2.3, K: Ch. 2 Structure factor: geometrical structure factor + atomic form factor (examples). AM: Ch. 6, BG: Ch. 2.4-2.5, K: Ch. 2. Ewald sphere and different experimental configurations. AM: Ch. 6, BG: Ch. 2.7, K: Ch. 2 Structure factor: examples. AM: Ch. 6, BG: Ch. 2.7, K: Ch. 2 Structure factor: examples. AM: Ch. 6, BG: Ch. 2.7, K: Ch. 2 Exercises. AM: Ch. 6, K: Ch. 2. Born-Oppenheimer approximation. GPP: Ch. 8.1 and 8.2, BG: Ch. 3.1, 3.2, 3.3 Motion equations of a linear chain and dynamical matrix. GPP: Ch. 9.1, AM: Ch. 22 Oscillation normal modes: elemental unidimensional lattice. Dispersion relation and density of states. GPP: Ch. 9.1, 9.2, AM: Ch. 22 Oscillation normal modes: unidimensional lattice with basis. Dispersion relation. Acoustic and optical modes. GPP: Ch. 9.1, 9.2, AM: Ch. 22 Summary of acoustic and optical modes in a linear chain with basis. GPP: Ch. 9.1, 9.2, AM: Ch. 22 Exercise on linear chain featuring nth-nearest neighbor interaction. Quantization of the elastic field and phonons (GPP: Ch. 9.4, AM: Ch. 23) Dynamical matrix in three-dimensions (GPP9.3, AM Ch. 22) Dynamical matrix in three-dimensions (GPP9.3, AM Ch. 22). Dynamical matrix in three-dimensions and its Hermitian character (GPP9.3, AM Ch. 22) Specific heat: classical and quantum-mechanical treatment. Debye and Einstein models. AM: Ch. 23, K: Ch. 5, GPP: Ch. 9.5, BG: Ch. 8.1 Debye temperature and chemical trends (examples: diamond, germanium, silicon, graphene). Phonon modes in bidimensional CuO2 Phonon modes in bidimensional square lattice with 1st and 2nd nn interaction. Lecture notes and O. Madelung, Introduction to Solid-State Theory (Ch. 3.3.5). Phonon modes in bidimensional square lattice with 1st and 2nd nn interaction. Lecture notes and O. Madelung, Introduction to Solid-State Theory (Ch. 3.3.5). Specific heat of a two-dimensional square lattice (lecture notes). Bloch’s theorem: I proof (AM Ch 8) Bloch’s theorem: II proof (K Ch. 7) Kronig-Penney model (K Ch. 7) Energy banfìds (K Ch. 7) Central equation (K Ch 7) Central equation and empty lattice approximation(K Ch 7) Weak potential approximation: perturbative approach (AM Ch. 9, K Ch. 7). Weak potential approximation and band gap opening (AM Ch. 9, K Ch. 7) Electron Bragg reflection (AM Ch. 9, K Ch. 7). Metals and insulators (K Ch. 7) Electronic specific heat (AM Ch. 2, K Ch. 6) Sommerfeld integral (AM Ch. 2) Electronic specific heat (AM Ch. 2, K Ch. 6) Tight binding (AM Ch 10) Exercise: weak-electron method in an FCC crystal (AM Ch. 9 ex. 3) Tight binding (AM Ch 10). Exercise: tight binding method applied to a SC crystal Tight binding: polyacetylene bands (lecture notes) Tight binding: graphene bands (lecture notes) Tight binding: graphene bands, Dirac cone, massless relativistic fermions, hexagonal boron nitride (lecture notes) Semiclassical model: motion equations (AM Ch. 12) Semiclassical model: motion equations (AM Ch. 12): filled bands, holes, effective mass Boltzmann equation part I (GPP 11.3) Boltzmann equation part II (GPP 11.3) Static conductivity in metals (GPP 11.4) Semiconductors: main properties (GPP 13.1, AM Ch. 28) Number of carriers in thermal equilibrium: the intrinsic case (AM Ch. 28; GPP 13.1) Effective mass theorem and envelope wavefunction (GPP 13.2) Effective mass theorem and envelope wavefunction (GPP 13.2, BG 11.3.1) and impurities (BG 11.3.1) Conduction band electrons and Landau levels in three dimensions (BG 9.6, GPP 15.2) Doping: donors and acceptors. Level statistics (AM 28, GPP 13.2) Chemical potential and number of carriers vs temperature (AM 28,GPP 13.3) Chemical potential and number of carriers vs temperature (AM 28,GPP 13.3) N.W. Ashcroft, N.D, Mermin, “Solid State Physics”, Holt-Saunders Int. Ed. 1981
(Date degli appelli d'esame)
C. Kittel, “Introduzione alla Fisica dello Stato Solido”, Ed. CEA, 2008 J. M. Ziman-Principles of the Theory of Solids-Cambridge University Press, 1979 |
6 | FIS/03 | 24 | 36 | - | - | Attività formative caratterizzanti | ENG | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
1055349 -
PHYSICS LABORATORY I
(obiettivi)
Gli obiettivi principali di Physics Laboratory I sono:
i) apprendimento dei principi fisici sull'interazione fra radiazione elettromagnetica o particelle e la materia, dei principi di funzionamento di sorgenti di particelle e di rivelatori; ii) apprendimento di tecniche di laboratorio e delle loro basi teoriche, ai fini della realizzazione di un'esperienza di laboratorio nel successivo corso di Physics Laboratory II. Al termine del corso, gli studenti svilupperanno doti di ragionamento quantitativo e abilità di comprensione delle tecniche sperimentali per lo studio dei fenomeni relativi collegati (a seconda del canale scelto) alla fisica delle particelle, alla fisica della materia condensata e della biofisica. Inoltre gli studenti saranno capaci di: - identificare le assunzioni alla base di un esperimento di fisica - identificare e spiegare i limiti delle ipotesi su cui si basa una tecnica sperimentale. L'insegnamento e' erogato in tre canali corrispondenti a tre diversi indirizzi. Un canale e' rivolto a studenti interessati alla fisica sperimentale delle particelle elementari. Per tale canale, al termine del corso, lo studente conoscera' i principi di funzionamento di rivelatori a gas, di rivelatori a stato solido, calorimetri elettromagnetici, tecniche di identificazione di particelle (anche basate su effetto Cherenkov), spettrometri magnetici e rivelatori di fotoni (PMT, fotodiodi e simili). Un secondo e terzo canale e' rivolto a studenti interessati alla fisica della materia condensata. Per tali canali, al termine del corso, lo studente conoscera' i fondamenti delle tecniche di diffrazione con elettroni e raggi x, di microscopia a scansione su scala atomica, di spettroscopia ottica e Raman, di spettroscopia elettronica di fotoemissione, luce di sincrotrone e assorbimento di raggi x.
Canale: 1
-
CAVOTO GIANLUCA
(programma)
0) Generalità su rivelazione radiazione, struttura esperimenti HEP, unità di misura, unità naturali.
1) Interazione radiazione con la materia. a) sezione d'urto, cammino libero medio, radioattività, cenni a sorgenti di particelle. b) particella cariche, perdita di energia per ionizzazione, scattering coulombiano multiplo, Bremsstrahlung, lunghezza di radiazione, perdite di energia per irraggiamento, effetto Cherenkov. c) fotoni, produzione di coppie, effetto fotoelettrico, effetto Compton, cascate elettromagnetiche d) interazioni di neutroni 2) Generalità sui rivelatori di particelle: risoluzione, tempo di risposta, efficienza. 3) Rivelatori a gas a) Ionizzazione nei gas, diffusione di ioni ed elettroni, velocità di drift, moltiplicazione, cenni a streamer e a Geiger. b) contatori proporzionale, multiwire PC c) camere a drift, time projection chambers d) cenni ad altri rivelatori a gas: multi-patterned gas counter (GEM). 4) Rivelatori a semiconduttore. a) giunzione p-n, polarizzazione inversa, rivelatori di posizione, rivelatori a microstrip b) rivelatori al Germanio per spettroscopia nucleare. 5) Spettrometro. Misura di quantità di moto in campo magnetico. Vari tipi di magneti per esperimenti a bersaglio fisso e a collisori. 6) Contatori a scintillazione. Scintillatori organici e inorganici. Fotomoltiplicatore, guadagno, circuito di polarizzazione. Raccolta di luce: guide di luce e wavelength shifter. 7) Contatori Cherenkov (a soglia). Contatori Cherenkov differenziali. 8) Generalità sui calorimetri in fisica . a) calorimetri elettromagnetici, dimensioni della cascata, fluttuazioni nella risoluzione, misure di posizione b) cascata adronica, cenni alla compensazione adronica. c) contributi alla risoluzione di un calorimetro, calorimetri omogenei, calorimetri con raccolta di carica, calorimetri con fibre scintillanti. 9) Formazione segnali nei rivelatori di particelle 10) Elettronica digitale per esperimenti di alte energie (elettronica modulare NIM e VME). ADC e TDC. 11) cenni all'analisi statistica dei dati. G. F. Knoll Radiation Detection and Measurement
(Date degli appelli d'esame)
J.D.Jackson Classical electrodynamics L.Rolandi W. Blum, Particle detection with drift chambers R.Wigmans, Calorimetry L.Bianchini, Selected exercises in particle and nuclear physics.
Canale: 2
-
MARIANI CARLO
(programma)
Programma
1. La diffrazione da cristalli Breve introduzione ai sistemi cristallini - Tecniche di diffrazione di raggi X, elettroni [es. Kittel, cap. 1,2] 2. Generalità sulla spettroscopia Grandezze e unità di misura - Elementi di teoria della risposta lineare - Grandezze spettroscopiche complesse e loro relazioni - La funzione dielettrica complessa - Riflettività e coefficiente di assorbimento [es. Wooten, cap. 2,3; Kittel, cap. 3,4; dispense sul sito] 3. Struttura a bande di sistemi cristallini esemplari, metalli (semplici, nobili, di transizione), semiconduttori (gruppo IV, III-V), grafene e grafite, nitruro di boro [es. Bassani, cap. 4] 4. Spettroscopia ottica Assorbimento e di riflettività - Sorgenti di radiazione elettromagnetica – Principio di funzionamento di un laser - La radiazione di sincrotrone - Analizzatori spettrali: monocromatori e interferometri - Rivelatori della radiazione e. m. [es. Wooten cap. 5,9; Bassani, cap. 5; dispense sul sito] 5. La spettroscopia di fotoemissione e l'assorbimento di raggi X La fotoemissione - XPS ed UPS - ARPES - Assorbimento di raggi X, tecniche XAS (NEFAXS) ed EXAFS [dispense sul sito] 6. Altre tecniche spettroscopiche Diffusione dei neutroni elastica e anelastica - Scattering della luce: Rayleigh e Raman [dispense sul sito] 7. Tecniche di visualizzazione e spettroscopia su scala nanometrica Microscopia e spettroscopia a scansione ad effetto tunnel (STM/STS) - Microscopia a forza atomica (AFM) [dispense sul sito] 8. Elementi di tecnica del vuoto Misura delle basse pressioni - Pompe, linee da vuoto, vacuometri [dispense sul sito] - F. Wooten, "Optical Properties of Solids", Academic Press, 1972; capitoli 2, 3, 5, 9.
(Date degli appelli d'esame)
- F. Bassani, G. Pastori-Parravicini, “Electronic States and Optical Transitions in Solids”, capitoli 4, 5. - C. Kittel, “Introduzione alla Fisica dello Stato Solido”, Ed. CEA, 2008, capitoli 1, 2, 3, 4. - dispense del corso disponibili sul sito: https://elearning2.uniroma1.it/login/index.php
Canale: 3
-
BORDI FEDERICO
(programma)
Spettroscopia dielettrica come paradigma delle tecniche spettroscopiche: hamiltoniana d'interazione e teorema di Liouville;
teoria della risposta lineare; funzione di risposta e funzione di correlazione; risposta e suscettibilità generalizzata; relazioni di Kramers-Kronig causalità e risposta; teorema di fluttuazione-dissipazione. Scattering della luce statico e dinamico come paradigma dei metodi di diffusione: fattori di struttura statico e dinamico. Elementi di microscopia a sonda. Elementi di microscopia ottica ed elettronica. Il lavoro in laboratorio consisterà nello svolgere attività pratica con alcune delle tecniche più comuni impiegate per la caratterizzazione spettroscopica e strutturale dei sistemi di materia soffice biologica (scattering della luce, fluorescenza, spettroscopia infrarossa, dicroismo circolare, microscopia a forza atomica, microscopia elettronica, risonanza magnetica nucleare, spettroscopia dielettrica) Dispense di Spettroscopia Dielettrica distribuite dal docente
(Date degli appelli d'esame)
Capitoli scelti da: B.J. Berne, R. Pecora "Dynamic light scattering", Dover K.S.Schmitz "Dynamic light Scattering by Macromolecules", Academic Press C.H. Wang "Spectroscopy of condensed Media", Academic Press M.Muller "Introduction to Confocal Fluorescence", SPIE Press E. Hecht "Optics", Addison Wesley P.Eaton, P. West "Atomic force microscopy", Oxford Univ. Press |
6 | FIS/01 | 48 | - | - | - | Attività formative caratterizzanti | ENG | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Insegnamento | CFU | SSD | Ore Lezione | Ore Eserc. | Ore Lab | Ore Studio | Attività | Lingua | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
1055348 -
MATHEMATICAL PHYSICS
(obiettivi)
Obiettivi generali: acquisire conoscenze sugli argomenti fondamentali della Fisica Matematica e sui metodi matematici relativi.
Obiettivi specifici: Conoscenza e comprensione: al temine del corso lo studente conoscerà le basi della teoria dei sistemi dinamici, la struttura matematica del formalismo hamiltoniano e della teoria delle perturbazioni, i metodi di base per lo studio dal punto di vista della Fisica Matematica di alcuni aspetti della Fisica Moderna (Meccanica Statistica o Meccanica Quantistica). Applicare conoscenza e comprensione: Gli studenti che abbiano superato l'esame saranno in grado di: i) studiare problemi di stabilità dell’equilibrio; ii) utilizzare il metodo di Hamilton-Jacobi per la determinazione di integrali primi; iii) portare in variabili azione-angolo un sistema hamiltoniano integrabile; iv) applicare la teoria delle perturbazioni e i metodi ad essa collegati a specifici problemi fisici ottenendo informazioni qualitative e quantitative sul moto; v) affrontare in modo rigoroso alcuni problemi di Meccanica Statistica o di Meccanica Quantistica. Capacità critiche e di giudizio: Gli studenti che abbiano superato l'esame avranno le basi per riconoscere un approccio di tipo fisico-matematico ai problemi e analizzare analogie e differenze rispetto all'approccio tipico della Fisica Teorica Capacità comunicative: Gli studenti che abbiano superato l'esame avranno maturato la capacità di comunicare concetti, idee e metodologie della fisica matematica. Capacità di apprendimento: le conoscenze acquisite permetteranno uno studio, individuale o impartito in altri insegnamenti, relativo ad aspetti più specialistici dei metodi della fisica matematica.
Canale: 1
-
CAGLIOTI EMANUELE
(programma)
Sistemi dinamici: elementi di base; teorema di Ponicarè Bendixon;
stabilità ed instabilità ; funzione di Liapunov. Sistemi hamiltoniani e principio della media: richiami sui sistemi hamiltoniani; metodo di Hamilton-Jacobi - moti quasi periodici; teorema della media; teoria adiabatica; teoria canonica delle perturbazioni al primo ordine; esempi. Cenni di teoria ergodica: sistemi ergodici e mixing; esempi. Sistemi a molti corpi: Equazione di Liouville; Gerarchia BBGKY; Equazione di Vlasov; Equazione di Boltzmann; limite idrodinamico. Dispense del corso disponibili in rete: https://sites.google.com/site/ecaglioti/didattica/MR
(Date degli appelli d'esame)
Canale: 2
-
TETA ALESSANDRO
(programma)
- Sistemi dinamici
Richiami sulle equazioni differenziali ordinarie, teorema del trasporto di Liouville, equilibrio e stabilita', teorema di Lyapunov. - Sistemi hamiltoniani Richiami sulle equazioni di Hamilton, equazione di Hamilton-Jacobi, variabili azione-angolo, teoria canonica delle perturbazioni al primo ordine. - Argomenti di Meccanica Quantistica Elementi di teoria degli operatori non limitati in spazi di Hilbert, formulazione assiomatica della Meccanica Quantistica, introduzione alla teoria dello scattering. - Dispense del corso disponibili al sito https://sites.google.com/site/sandroprova/didattica-1/appunti-ed-esercizi
(Date degli appelli d'esame)
- R. Esposito, Appunti dalle lezioni di Meccanica Razionale, ed. AracneA. - Teta, A Mathematical Primer on Quantum Mechanics, Springer 2018 - M. Hirsch and S Smale, Differential Equations, Dynamical Systems, and Linear Algebra, Academic Press 1974 - A. Fasano and S. Marmi, Analytical Mechanics, Oxford Univ. Press 2006 |
6 | MAT/07 | 48 | - | - | - | Attività formative affini ed integrative | ENG | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
- -
A SCELTA DELLO STUDENTE
|
6 | 24 | 36 | - | - | Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a) | ENG | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
AAF1901 -
ENGLISH LANGUAGE
(obiettivi)
Fornire agli studenti le basi linguistiche più comuni per orientarsi nell'ambito della comunicazione scientifica scritta ed orale.
-
Migliorelli Jessica
(programma)
Il corso fornirà agli studenti gli strumenti necessari per acquisire abilità scritte e orali, sia nella comprensione che nella produzione, di livello accademico.
Materiale basato su articoli presi da diverse fonti (es. CNN, BBC, The Times) verrà analizzato per presentare nozioni di grammatica, strutture linguistiche, collocations e altri aspetti della lingua in contesti linguistici reali. Inoltre, durante il corso verranno considerati alcuni aspetti della pronuncia. Grammar Reference for Learners of English, Jessica Migliorelli
(Date degli appelli d'esame)
isbn 978-88-255-2480-2, Aracne, 2019 http://www.aracneeditrice.it/index.php/pubblicazione.html?item=9788825524802 |
4 | 40 | - | - | - | Ulteriori attività formative (art.10, comma 5, lettera d) | ENG | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
10589922 -
PHYSICS LABORATORY II
(obiettivi)
Introduzione degli studenti ad un reale ambiente di ricerca, al lavoro di equipe, alla condivisione di compiti e allo sfruttamento efficace delle diverse competenze e interessi attraverso l’applicazione delle metodiche sperimentali specifiche apprese nel precedente corso di Physics Laboratory I. Capacità di ripetere, sotto la supervisione di uno dei docenti, un esperimento tipico della fisica moderna (diverso per ciascun gruppo di 2-3 studenti) e di comprenderne a fondo e presentarne i risultati: rimessa in funzione o montaggio ex novo dell’apparato sperimentale, presa dati, programmi di acquisizione, aggiornamento o scrittura di programmi di analisi dati e infine interpretazione e discussione dei risultati, con redazione in forma di nota scientifica del lavoro svolto e sua presentazione in forma orale.
A conclusione del corso, gli studenti saranno capaci di: - selezionare la bibliografia rilevante per un esperimento di fisica - preparare un manoscritto nello stile di un articolo scientifico su rivista usando un appropriato software per la scrittura scientifica - pianificare e condurre un esperimenti di fisica usando le corrette procedure di laboratorio (annotazione su giornale di laboratorio, procedure di sicurezza)
Canale: 1
-
CAVOTO GIANLUCA
(programma)
Venti esperienze: circa 3 studenti a gruppo.
- Vita media del muone - Lettura ottica GEM - Luce Cherenkov da cristallo inorganico - Rivelatore germanio ultrapuro - Odoscopio a fibre scintillanti - Sfera di cristalli - Esperienze attività di ricerca VIRGO (onde gravitazionali) (cinque gruppi) - Sensore per Positron emission tomography - Rivelatori a gas con Micromega Lista completa: https://docs.google.com/spreadsheets/d/1M3y3r6xXko5ONiyhZq_eJQR-jaz9WrHvSy-DmwmIlek/edit#gid=895510979 Relazioni degli studenti degli anni precedenti
(Date degli appelli d'esame)
Canale: 2
-
MARIANI CARLO
(programma)
Programma
Tesine sperimentali di Fisica della Materia. Studio sperimentale di sistemi a bassa dimensione e nanostrutture, tramite tecniche di diffrazione, spettroscopia elettronica e ottica. Ambiente di ultra-alto-vuoto, diffrazione elastica di elettroni lenti, spettroscopia elettronica di fotoemissione. Attività di laboratorio in piccoli gruppi presso i laboratori sperimentali di Fisica della Materia del Dipartimento (https://www.phys.uniroma1.it/fisica/ricerca/aree-tematiche-e-gruppi-di-ricerca/struttura-materia-e-fisica-biosistemi). - articoli scientifici riguardanti le tecniche sperimentali specifiche del laboratorio, forniti dai docenti di riferimento del laboratorio scelto
(Date degli appelli d'esame)
- dispense del corso disponibili sul sito: https://elearning2.uniroma1.it/login/index.php
Canale: 3
-
BORDI FEDERICO
(programma)
Attività pratica in laboratorio in piccoli gruppi (2-5 studenti) sotto la supervisione di un tutor. Il lavoro in laboratorio consisterà nello svolgere attività pratica con alcune delle tecniche più comuni impiegate per la caratterizzazione spettroscopica e strutturale dei sistemi di materia soffice biologica (scattering della luce, fluorescenza, spettroscopia infrarossa, dicroismo circolare, microscopia a forza atomica, microscopia elettronica, risonanza magnetica nucleare, spettroscopia dielettrica).
Nei differenti laboratori gli studenti lavorano su problemi aperti di fisica moderna. B.J. Berne, R. Pecora "Dynamic light scattering", Dover
(Date degli appelli d'esame)
K.S.Schmitz "Dynamic light Scattering by Macromolecules", Academic Press M.Muller "Introduction to Confocal Fluorescence", SPIE Press E. Hecht "Optics", Addison Wesley P.Eaton & P. West "Atomic force microscopy", Oxford Univ. Press Per ogni esperienza assegnata verrà fornita la specifica documentazione necessaria. |
9 | FIS/01 | - | - | 108 | - | Attività formative caratterizzanti | ENG | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Insegnamento | CFU | SSD | Ore Lezione | Ore Eserc. | Ore Lab | Ore Studio | Attività | Lingua | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
- -
A SCELTA DELLO STUDENTE
|
6 | 24 | 36 | - | - | Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a) | ENG | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
AAF1821 -
INTERNSHIP
(obiettivi)
Scopo del corso è fornire le competenze pratiche necessarie per fare una Tesi di ricerca. Al termine del corso lo studente deve essere in grado di iniziare a lavorare al progetto diTesi. Le abilità metodologiche dipendono dallo studente e dal tipo di Tesi. Un elenco non esaustivo è l'uso del computer e dei principali programmi e/o della strumentazione comunemente usata in laboratorio.
-
BONCIANI ROBERTO
(programma)
Il programma dipende dallo studente e dal tipo di tesi. Si richiede che lo studente contatti il docente con alcuni mesi di anticipo. Saranno anche valutate esperienze precedenti che riguardino ricerche nel campo della fisica, ad esempio stage in laboratori di ricerca.
Il testo assegnato e la bibliografia dipendono dallo specifico campo di ricerca
(Date degli appelli d'esame)
|
3 | - | - | - | - | Ulteriori attività formative (art.10, comma 5, lettera d) | ENG | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Insegnamento | CFU | SSD | Ore Lezione | Ore Eserc. | Ore Lab | Ore Studio | Attività | Lingua |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
AAF1903 -
THESIS PROJECT
(obiettivi)
La prova finale consiste nella discussione di una tesi di laurea
magistrale, costituita da un documento scritto, eventualmente in lingua inglese, che presenta i risultati di uno studio originale condotto su un problema di natura applicativa, sperimentale o di ricerca.La preparazione della tesi si svolge sotto la direzione di un relatore (che può essere un docente del corso di laurea magistrale, o di altri corsi di studio italiani o stranieri o di un ente di ricerca italiano o straniero) e si svolge di norma nel secondo anno del corso, occupandone circa la metà del tempo complessivo. |
38 | - | - | - | - | Per la prova finale e la lingua straniera (art.10, comma 5, lettera c) | ENG |
| Insegnamento | CFU | SSD | Ore Lezione | Ore Eserc. | Ore Lab | Ore Studio | Attività | Lingua | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
1055344 -
CONDENSED MATTER PHYSICS
(obiettivi)
Il corso di Materia Condensata si propone di fornire le conoscenze necessarie sui solidi per comprendere le loro caratteristiche sia dal punto di vista dei gradi di libertà elettronici e reticolari In particolare, verranno studiate la struttura a bande elettronica e le proprietà di vibrazione dei solidi. Verranno approfonditi i temi del calore specifico reticolare ed elettronico, del trasporto, e delle caratteristiche principali dei semiconduttori.
Al termine del corso, gli studenti svilupperanno doti di ragionamento quantitativo e abilità di risoluzione analitica utili per studiare, modellizzare e comprendere i fenomeni relativi alle proprietà elettroniche e vibrazionali della materia consensata. Queste doti e abilità saranno verificate periodicamente grazie all’esecuzione di problemi in classe.
Canale: 1
-
CAPRARA SERGIO
(programma)
Strutture cristalline, reticoli di Bravais. Reticolo reciproco. Diffrazione e solidi cristallini, fattore di struttura. Approssimazione di Born-Oppenheimer. Vibrazioni reticolari, fononi, calore specifico nei solidi (modelli di Einstein, Debye, densità degli stati). Elettroni nei solidi, teorema di Bloch. Bande elettroniche. Elettrone quasi-libero. Metodo dell’eletrone fortmenente legato. Concetto di lacuna e massa efficace. Elettroni in metalli e interazione col campo elettromagnetico (funzione dielettrica, proprietà di trasporto nei metalli): modello di Drude e di Sommerfeld. Semiconduttori intrinseci ed estrinseci. Dipendenza dalla temperatura del numero dei portatori. Fisica della giunzione p-n.
N.W. Ashcroft, N.D, Mermin, “Solid State Physics”, Holt-Saunders Int. Ed. 1981
(Date degli appelli d'esame)
C. Kittel, “Introduzione alla Fisica dello Stato Solido”, Ed. CEA, 2008 J. M. Ziman-Principles of the Theory of Solids-Cambridge University Press, 1979
Canale: 2
-
POLIMENI ANTONIO
(programma)
Strutture cristalline, reticoli di Bravais. Reticolo reciproco. Diffrazione e solidi cristallini, fattore di struttura. Approssimazione di Born-Oppenheimer. Vibrazioni reticolari, fononi, calore specifico nei solidi (modelli di Einstein, Debye, densità degli stati). Elettroni nei solidi, teorema di Bloch. Bande elettroniche. Elettrone quasi-libero. Metodo dell’eletrone fortmenente legato. Concetto di lacuna e massa efficace. Elettroni in metalli e interazione col campo elettromagnetico (funzione dielettrica, proprietà di trasporto nei metalli): modello di Drude e di Sommerfeld. Semiconduttori intrinseci ed estrinseci. Dipendenza dalla temperatura del numero dei portatori. Fisica della giunzione p-n.
Bravais lattice in 2D and 3D. Primitive vectors and primitive unit cell. Wigner-Seitz unit cell. Conventional unit cell. Basis. Examples: graphene, graphite, cubic lattices (face-centered and body-centered cubic cell). AM: Ch. 4, GPP: Ch. 2.1-2.3, K: Ch. 1 Examples: simple hexagonal and hexagonal close-packed structure. Lattice planes and Miller indexes. Reciprocal lattice as Fourier transform of direct lattice. Examples and Brillouin zone. Family of lattice planes and reciprocal lattice vectors. AM Ch. 4 and 5, K Ch. 1 and 2, GPP Ch. 2.4 and 2.5 Diffraction: x-ray, neutrons and electrons. Laue diffraction and reciprocal lattice. AM: Ch. 6, BG: Ch. 2.1-2.2 K: Ch. 2. Laue and Bragg diffraction. AM: Ch. 6, BG: Ch. 2.1-2.3, K: Ch. 2 Structure factor: geometrical structure factor + atomic form factor (examples). AM: Ch. 6, BG: Ch. 2.4-2.5, K: Ch. 2. Ewald sphere and different experimental configurations. AM: Ch. 6, BG: Ch. 2.7, K: Ch. 2 Structure factor: examples. AM: Ch. 6, BG: Ch. 2.7, K: Ch. 2 Structure factor: examples. AM: Ch. 6, BG: Ch. 2.7, K: Ch. 2 Exercises. AM: Ch. 6, K: Ch. 2. Born-Oppenheimer approximation. GPP: Ch. 8.1 and 8.2, BG: Ch. 3.1, 3.2, 3.3 Motion equations of a linear chain and dynamical matrix. GPP: Ch. 9.1, AM: Ch. 22 Oscillation normal modes: elemental unidimensional lattice. Dispersion relation and density of states. GPP: Ch. 9.1, 9.2, AM: Ch. 22 Oscillation normal modes: unidimensional lattice with basis. Dispersion relation. Acoustic and optical modes. GPP: Ch. 9.1, 9.2, AM: Ch. 22 Summary of acoustic and optical modes in a linear chain with basis. GPP: Ch. 9.1, 9.2, AM: Ch. 22 Exercise on linear chain featuring nth-nearest neighbor interaction. Quantization of the elastic field and phonons (GPP: Ch. 9.4, AM: Ch. 23) Dynamical matrix in three-dimensions (GPP9.3, AM Ch. 22) Dynamical matrix in three-dimensions (GPP9.3, AM Ch. 22). Dynamical matrix in three-dimensions and its Hermitian character (GPP9.3, AM Ch. 22) Specific heat: classical and quantum-mechanical treatment. Debye and Einstein models. AM: Ch. 23, K: Ch. 5, GPP: Ch. 9.5, BG: Ch. 8.1 Debye temperature and chemical trends (examples: diamond, germanium, silicon, graphene). Phonon modes in bidimensional CuO2 Phonon modes in bidimensional square lattice with 1st and 2nd nn interaction. Lecture notes and O. Madelung, Introduction to Solid-State Theory (Ch. 3.3.5). Phonon modes in bidimensional square lattice with 1st and 2nd nn interaction. Lecture notes and O. Madelung, Introduction to Solid-State Theory (Ch. 3.3.5). Specific heat of a two-dimensional square lattice (lecture notes). Bloch’s theorem: I proof (AM Ch 8) Bloch’s theorem: II proof (K Ch. 7) Kronig-Penney model (K Ch. 7) Energy banfìds (K Ch. 7) Central equation (K Ch 7) Central equation and empty lattice approximation(K Ch 7) Weak potential approximation: perturbative approach (AM Ch. 9, K Ch. 7). Weak potential approximation and band gap opening (AM Ch. 9, K Ch. 7) Electron Bragg reflection (AM Ch. 9, K Ch. 7). Metals and insulators (K Ch. 7) Electronic specific heat (AM Ch. 2, K Ch. 6) Sommerfeld integral (AM Ch. 2) Electronic specific heat (AM Ch. 2, K Ch. 6) Tight binding (AM Ch 10) Exercise: weak-electron method in an FCC crystal (AM Ch. 9 ex. 3) Tight binding (AM Ch 10). Exercise: tight binding method applied to a SC crystal Tight binding: polyacetylene bands (lecture notes) Tight binding: graphene bands (lecture notes) Tight binding: graphene bands, Dirac cone, massless relativistic fermions, hexagonal boron nitride (lecture notes) Semiclassical model: motion equations (AM Ch. 12) Semiclassical model: motion equations (AM Ch. 12): filled bands, holes, effective mass Boltzmann equation part I (GPP 11.3) Boltzmann equation part II (GPP 11.3) Static conductivity in metals (GPP 11.4) Semiconductors: main properties (GPP 13.1, AM Ch. 28) Number of carriers in thermal equilibrium: the intrinsic case (AM Ch. 28; GPP 13.1) Effective mass theorem and envelope wavefunction (GPP 13.2) Effective mass theorem and envelope wavefunction (GPP 13.2, BG 11.3.1) and impurities (BG 11.3.1) Conduction band electrons and Landau levels in three dimensions (BG 9.6, GPP 15.2) Doping: donors and acceptors. Level statistics (AM 28, GPP 13.2) Chemical potential and number of carriers vs temperature (AM 28,GPP 13.3) Chemical potential and number of carriers vs temperature (AM 28,GPP 13.3) N.W. Ashcroft, N.D, Mermin, “Solid State Physics”, Holt-Saunders Int. Ed. 1981
(Date degli appelli d'esame)
C. Kittel, “Introduzione alla Fisica dello Stato Solido”, Ed. CEA, 2008 J. M. Ziman-Principles of the Theory of Solids-Cambridge University Press, 1979 |
6 | FIS/03 | 24 | 36 | - | - | Attività formative caratterizzanti | ENG | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
10592732 -
SOFT AND BIOLOGICAL MATTER
(obiettivi)
Il corso "Soft and Biological Matter"
si propone di fornire le conoscenze necessarie per comprendere la struttura della materia soffice e biologica, nelle scale di lunghezza e tempi rilevanti. Si studieranno le origini delle forze efficaci tra macromolecole, i processi di aggregazione che risultano nella formazione di vescicole, micelle, membrane, i processi di formazione di fasi gels, le proprieta' strutturali e dinamiche di polimeri sintetici e di rilevanza biologica (DNA e proteine). Al termine del corso, gli studenti svilupperanno doti di ragionamento quantitativo e abilità di risoluzione analitica utili per studiare, modellizzare e comprendere i fenomeni relativi alle proprietà dinamiche e strutturali della materia soffice e biologica.
-
SCIORTINO FRANCESCO
(programma)
Forze intermolecolari
Forze interatomiche e forze tra macromolecole Forze di Van der Waals Acqua e interazioni elettrostatiche - la lunghezza di Bjerrum Forza di idratazione Effetto idrofobico Legame idrogeno Legami idrogeno e proprietà fisiche dell'acqua Panoramica sull'importanza dell'acqua per la materia vivente Macromolecole in soluzione polimeri Stereochimica, architettura e copolimeri Cammini casuali e dimensioni delle catene polimeriche La catena polimerica ideale e il suo limite gaussiano la funzione di correlazione di coppia Raggio di girazione Energia libera di una catena ideale Correlazioni in catene polimeriche reali Volume escluso, temperatura theta e transizioni globulo-catena disordinata Elasticità della gomma Viscoelasticità nei polimeri Il modello del tubo e la teoria della reptazione Soluzioni polimeriche Pressione osmotica Classi di gel Gel chimici Gel fisici La teoria della gelificazione Il modello di percolazione La teoria classica della gelificazione: il modello Flory-Stockmayer Esponenti non classici nel modello di percolazione L'elasticità dei gel Macro-ioni e interazione elettrostatica in acqua L'equazione di Poisson-Boltzmann e la lunghezza di Debye Dispersioni colloidali Diffusione Diffusione macroscopica: leggi di Fick Diffusione microscopica - passeggiate casuali Cammini casuali e distribuzione gaussiana Mobilità elettroforetica Legge di Stokes e moto browniano Moto browniano e equazione di Einstein Forze tra particelle colloidali Doppio strato elettrico Teoria di Gouy-Chapman-Stern del doppio strato elettrico Stabilizzare una dispersione colloidale: teoria DLVO Interazioni di depletion Self assembly in polimeri e separazione di fase in miscele polimeriche Fasi autoassemblate in soluzioni di molecole anfifiliche Tensioattivi e micelle Perché olio e acqua non si mescolano Aggregazione e separazione di fasi L'aggregazione di molecole anfifiliche micellizzazione Concentrazione micellare critica (CMC) e numero di aggregazione Micelle sferiche e CMC Termodinamica della micellizzazione Modello di azione di massa Effetto idrofobico e compensazione entalpia-entropia Applicazioni di tensioattivi e micelle, catalisi micellare Il comportamento di fase delle soluzioni concentrate di anfifili Fasi complesse in soluzioni di tensioattivi e microemulsioni Membrane e vescicole Tensioattivi a formazione di strato doppio Proprietà fisiche delle membrane Vescicole, liposomi e nosomi Proprietà fisiche di vesciole e applicazioni L'elasticità e le fluttuazioni delle membrane Struttura del DNA e delle proteine Forze stabilizzanti nelle proteine e negli acidi nucleici Formazione di doppie eliche Il modello a cerniera Il modello di Zimm e Bragg • T. Witten, P. Pincus Structured Fluids, Oxford
(Date degli appelli d'esame)
• M. Rubistein, R. Colby, Polymer Physics, Oxford • P.G. De Gennes, Scaling concepts in polymer physics • J. Istraelachvili, Intermolecular and Surface Forces • M. Doi, Soft Matter Physics, Oxford |
6 | FIS/03 | 24 | 36 | - | - | Attività formative caratterizzanti | ENG | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
1055349 -
PHYSICS LABORATORY I
(obiettivi)
Gli obiettivi principali di Physics Laboratory I sono:
i) apprendimento dei principi fisici sull'interazione fra radiazione elettromagnetica o particelle e la materia, dei principi di funzionamento di sorgenti di particelle e di rivelatori; ii) apprendimento di tecniche di laboratorio e delle loro basi teoriche, ai fini della realizzazione di un'esperienza di laboratorio nel successivo corso di Physics Laboratory II. Al termine del corso, gli studenti svilupperanno doti di ragionamento quantitativo e abilità di comprensione delle tecniche sperimentali per lo studio dei fenomeni relativi collegati (a seconda del canale scelto) alla fisica delle particelle, alla fisica della materia condensata e della biofisica. Inoltre gli studenti saranno capaci di: - identificare le assunzioni alla base di un esperimento di fisica - identificare e spiegare i limiti delle ipotesi su cui si basa una tecnica sperimentale. L'insegnamento e' erogato in tre canali corrispondenti a tre diversi indirizzi. Un canale e' rivolto a studenti interessati alla fisica sperimentale delle particelle elementari. Per tale canale, al termine del corso, lo studente conoscera' i principi di funzionamento di rivelatori a gas, di rivelatori a stato solido, calorimetri elettromagnetici, tecniche di identificazione di particelle (anche basate su effetto Cherenkov), spettrometri magnetici e rivelatori di fotoni (PMT, fotodiodi e simili). Un secondo e terzo canale e' rivolto a studenti interessati alla fisica della materia condensata. Per tali canali, al termine del corso, lo studente conoscera' i fondamenti delle tecniche di diffrazione con elettroni e raggi x, di microscopia a scansione su scala atomica, di spettroscopia ottica e Raman, di spettroscopia elettronica di fotoemissione, luce di sincrotrone e assorbimento di raggi x.
Canale: 1
-
CAVOTO GIANLUCA
(programma)
0) Generalità su rivelazione radiazione, struttura esperimenti HEP, unità di misura, unità naturali.
1) Interazione radiazione con la materia. a) sezione d'urto, cammino libero medio, radioattività, cenni a sorgenti di particelle. b) particella cariche, perdita di energia per ionizzazione, scattering coulombiano multiplo, Bremsstrahlung, lunghezza di radiazione, perdite di energia per irraggiamento, effetto Cherenkov. c) fotoni, produzione di coppie, effetto fotoelettrico, effetto Compton, cascate elettromagnetiche d) interazioni di neutroni 2) Generalità sui rivelatori di particelle: risoluzione, tempo di risposta, efficienza. 3) Rivelatori a gas a) Ionizzazione nei gas, diffusione di ioni ed elettroni, velocità di drift, moltiplicazione, cenni a streamer e a Geiger. b) contatori proporzionale, multiwire PC c) camere a drift, time projection chambers d) cenni ad altri rivelatori a gas: multi-patterned gas counter (GEM). 4) Rivelatori a semiconduttore. a) giunzione p-n, polarizzazione inversa, rivelatori di posizione, rivelatori a microstrip b) rivelatori al Germanio per spettroscopia nucleare. 5) Spettrometro. Misura di quantità di moto in campo magnetico. Vari tipi di magneti per esperimenti a bersaglio fisso e a collisori. 6) Contatori a scintillazione. Scintillatori organici e inorganici. Fotomoltiplicatore, guadagno, circuito di polarizzazione. Raccolta di luce: guide di luce e wavelength shifter. 7) Contatori Cherenkov (a soglia). Contatori Cherenkov differenziali. 8) Generalità sui calorimetri in fisica . a) calorimetri elettromagnetici, dimensioni della cascata, fluttuazioni nella risoluzione, misure di posizione b) cascata adronica, cenni alla compensazione adronica. c) contributi alla risoluzione di un calorimetro, calorimetri omogenei, calorimetri con raccolta di carica, calorimetri con fibre scintillanti. 9) Formazione segnali nei rivelatori di particelle 10) Elettronica digitale per esperimenti di alte energie (elettronica modulare NIM e VME). ADC e TDC. 11) cenni all'analisi statistica dei dati. G. F. Knoll Radiation Detection and Measurement
(Date degli appelli d'esame)
J.D.Jackson Classical electrodynamics L.Rolandi W. Blum, Particle detection with drift chambers R.Wigmans, Calorimetry L.Bianchini, Selected exercises in particle and nuclear physics.
Canale: 2
-
MARIANI CARLO
(programma)
Programma
1. La diffrazione da cristalli Breve introduzione ai sistemi cristallini - Tecniche di diffrazione di raggi X, elettroni [es. Kittel, cap. 1,2] 2. Generalità sulla spettroscopia Grandezze e unità di misura - Elementi di teoria della risposta lineare - Grandezze spettroscopiche complesse e loro relazioni - La funzione dielettrica complessa - Riflettività e coefficiente di assorbimento [es. Wooten, cap. 2,3; Kittel, cap. 3,4; dispense sul sito] 3. Struttura a bande di sistemi cristallini esemplari, metalli (semplici, nobili, di transizione), semiconduttori (gruppo IV, III-V), grafene e grafite, nitruro di boro [es. Bassani, cap. 4] 4. Spettroscopia ottica Assorbimento e di riflettività - Sorgenti di radiazione elettromagnetica – Principio di funzionamento di un laser - La radiazione di sincrotrone - Analizzatori spettrali: monocromatori e interferometri - Rivelatori della radiazione e. m. [es. Wooten cap. 5,9; Bassani, cap. 5; dispense sul sito] 5. La spettroscopia di fotoemissione e l'assorbimento di raggi X La fotoemissione - XPS ed UPS - ARPES - Assorbimento di raggi X, tecniche XAS (NEFAXS) ed EXAFS [dispense sul sito] 6. Altre tecniche spettroscopiche Diffusione dei neutroni elastica e anelastica - Scattering della luce: Rayleigh e Raman [dispense sul sito] 7. Tecniche di visualizzazione e spettroscopia su scala nanometrica Microscopia e spettroscopia a scansione ad effetto tunnel (STM/STS) - Microscopia a forza atomica (AFM) [dispense sul sito] 8. Elementi di tecnica del vuoto Misura delle basse pressioni - Pompe, linee da vuoto, vacuometri [dispense sul sito] - F. Wooten, "Optical Properties of Solids", Academic Press, 1972; capitoli 2, 3, 5, 9.
(Date degli appelli d'esame)
- F. Bassani, G. Pastori-Parravicini, “Electronic States and Optical Transitions in Solids”, capitoli 4, 5. - C. Kittel, “Introduzione alla Fisica dello Stato Solido”, Ed. CEA, 2008, capitoli 1, 2, 3, 4. - dispense del corso disponibili sul sito: https://elearning2.uniroma1.it/login/index.php
Canale: 3
-
BORDI FEDERICO
(programma)
Spettroscopia dielettrica come paradigma delle tecniche spettroscopiche: hamiltoniana d'interazione e teorema di Liouville;
teoria della risposta lineare; funzione di risposta e funzione di correlazione; risposta e suscettibilità generalizzata; relazioni di Kramers-Kronig causalità e risposta; teorema di fluttuazione-dissipazione. Scattering della luce statico e dinamico come paradigma dei metodi di diffusione: fattori di struttura statico e dinamico. Elementi di microscopia a sonda. Elementi di microscopia ottica ed elettronica. Il lavoro in laboratorio consisterà nello svolgere attività pratica con alcune delle tecniche più comuni impiegate per la caratterizzazione spettroscopica e strutturale dei sistemi di materia soffice biologica (scattering della luce, fluorescenza, spettroscopia infrarossa, dicroismo circolare, microscopia a forza atomica, microscopia elettronica, risonanza magnetica nucleare, spettroscopia dielettrica) Dispense di Spettroscopia Dielettrica distribuite dal docente
(Date degli appelli d'esame)
Capitoli scelti da: B.J. Berne, R. Pecora "Dynamic light scattering", Dover K.S.Schmitz "Dynamic light Scattering by Macromolecules", Academic Press C.H. Wang "Spectroscopy of condensed Media", Academic Press M.Muller "Introduction to Confocal Fluorescence", SPIE Press E. Hecht "Optics", Addison Wesley P.Eaton, P. West "Atomic force microscopy", Oxford Univ. Press |
6 | FIS/01 | 48 | - | - | - | Attività formative caratterizzanti | ENG | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Insegnamento | CFU | SSD | Ore Lezione | Ore Eserc. | Ore Lab | Ore Studio | Attività | Lingua | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
10592572 -
THEORETICAL BIOPHYSICS
(obiettivi)
L’obiettivo principale del corso di Biofisica Teorica e’ di mostrare come la meccanica statistica sia di importanza fondamentale per una comprensione quantitativa di molti
fenomeni biologici. A tal fine il corso si concentra su due aspetti molto generali presenti in una grande varietà di processi biologici: il ruolo del rumore e il rapporto segnale/rumore; e l’emergenza di fenomeni collettivi. Lo studente dovrà’ dunque innanzitutto acquisire alcune conoscenze fondamentali di meccanica statistica, relative a processi stocastici elementari, fenomeni critici e inferenza statistica, ed essere poi in grado di utilizzare tali nozioni per descrivere quantitativamente alcuni importanti fenomeni biologici, quali chemorecezione e chemotassi, fotorecezione, proteine e reti neurali, materia attiva vivente e comportamenti di gruppo. Infine, lo studente dovrebbe essere in grado di usare lo stesso approccio e le stesse tecniche teoriche per affrontare ulteriori problemi di origine biologica diversi da quelli studiati nel corso
-
GIARDINA IRENE ROSANA
(programma)
Parte I: Il ruolo del rumore, discriminazione segnale/rumore
BACKGROUND TEORICO: Processi di Diffusione Random walk, Diffusione standard e diffusion anomala, Equazione di Langevin, Equazione della diffusione, Legge di Fick, Equazione di Fokker-Planck, legge di Arrhenius Processi di diffusione semplice in biologia Motilita' e Chemotassi nei batteri - altri processi di `molecule counting' Fotorecezione Parte II: Cooperativita' e comportamento collettivo BACKGROUND TEORICO: Ordine e fenomeni collettivi in materia condensata (transizioni di fase, modello di Ising, modello di Heisenberg, funzioni di correlazione e risposta), modello REM e sistemi con disordine Network biologiche: proteine, neuroni Materia attiva, cellule, batteri e gruppi animali Flusso di informazione e rappresentazioni efficienti, trasmissione di informazione e risposta collettiva Il problema inverso e Metodi di inferenza statistica Bialek W., Biophysics, searching for principles, Princeton University Press, https://sites.google.com/site/biophysicsbook/
(Date degli appelli d'esame)
Nelson PC, Biological Physics, (Freeman & Co., 2004) Zwanzig, Non-equilibrium statistical mechanics (Oxford University Press, 2001), cap.3 Gardiner, Handbook of stochastic methods (Springer, 1997) H. Berg, Random walks in biology (Princeton UP, 1993) |
6 | FIS/02 | 24 | 36 | - | - | Attività formative caratterizzanti | ENG | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
1055361 -
BIOPHYSICS
(obiettivi)
Il corso è stato pensato come una concisa introduzione ai metodi (tecniche sperimentali e computazionali), argomenti ( principi, modelli) e prospettive (idee) della moderna biofisica integrativa dei sistemi cellulari. Lo stile dell’ insegnamento
È per lo più per illustrazione e non per dimostrazioni esaustive, che in questo campo ancora mancano. Lezioni basate su dimostrazioni dettagliate con il gesso (nello stile dei matematici) saranno in numero limitato. Mentre sistematicamente si farà riferimento alla letteratura corrente e a molti testi specialistici come guida per lo sviluppo di percorsi di studio individuale. L’obiettivo del corso, in sintesi estrema, è quello di restringere lo spazio tra il livello istituzionale dell’ addestramento e quello della ricerca. Il corso è rivolto a sviluppare negli studenti una attiva partecipazione critica, attraverso domande, precisazioni, e saggi scritti e l’uso del forum della piattaforma di e-learning della Sapienza. Completando con successo il corso lo studente/ssa sarà in grado di collocare, almeno su una carta a bassa risoluzione, le grandi linee della biofisica sperimentale e teorica contemporanea.
-
DI LEONARDO ROBERTO
(programma)
## Part I: What's inside: genetic parts and circuits
(Date degli appelli d'esame)
1) Course overview, what is biophysics?, *Escherichia coli* as the "hydrogen atom" for biology. 2) The central dogma: DNA-RNA-protein. 3) Regulation of gene expression: the synthetic biology viewpoint. 4) Noise in gene expression 5) Single molecule techniques: fluorescence microscopy, optical tweezers 6) Construction and analysis of basic genetic circuits: toggle switch, repressilator. 7) Genetic editing: delete, insert, upload. 8) Tutorial: howto make bacteria that glow in the dark. ## Part II: What's outside: single cell movements 1) Low Reynolds number hydrodynamics: basic formalism and fundamental theorems. 2) Prokaryotic flagella: structure and dynamics, slender body 3) Eukaryotic flagella: structure, squirmers, synchronization 4) Cytoskeleton: parts and dynamics 5) Interactions: cell-substrate, cell-cell 6) Probing cell dynamics: digital video microscopy, Fourier microscopy, holographic microscopy. ## Part III: Multicellular dynamics 1) Cell growth and division 2) Lab techniques: microfluidics, mother machine 3) Reaction diffusion equations: Fisher-Kolmogorov, waves, branches, fractals 4) Tissues: dynamics of cell monolayers, vertex models, self propelled Voronoi 5) Quorum sensing: engineering morphogenesis with synthetic biology |
6 | FIS/03 | 24 | 36 | - | - | Attività formative caratterizzanti | ENG | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
10589922 -
PHYSICS LABORATORY II
(obiettivi)
Introduzione degli studenti ad un reale ambiente di ricerca, al lavoro di equipe, alla condivisione di compiti e allo sfruttamento efficace delle diverse competenze e interessi attraverso l’applicazione delle metodiche sperimentali specifiche apprese nel precedente corso di Physics Laboratory I. Capacità di ripetere, sotto la supervisione di uno dei docenti, un esperimento tipico della fisica moderna (diverso per ciascun gruppo di 2-3 studenti) e di comprenderne a fondo e presentarne i risultati: rimessa in funzione o montaggio ex novo dell’apparato sperimentale, presa dati, programmi di acquisizione, aggiornamento o scrittura di programmi di analisi dati e infine interpretazione e discussione dei risultati, con redazione in forma di nota scientifica del lavoro svolto e sua presentazione in forma orale.
A conclusione del corso, gli studenti saranno capaci di: - selezionare la bibliografia rilevante per un esperimento di fisica - preparare un manoscritto nello stile di un articolo scientifico su rivista usando un appropriato software per la scrittura scientifica - pianificare e condurre un esperimenti di fisica usando le corrette procedure di laboratorio (annotazione su giornale di laboratorio, procedure di sicurezza)
Canale: 1
-
CAVOTO GIANLUCA
(programma)
Venti esperienze: circa 3 studenti a gruppo.
- Vita media del muone - Lettura ottica GEM - Luce Cherenkov da cristallo inorganico - Rivelatore germanio ultrapuro - Odoscopio a fibre scintillanti - Sfera di cristalli - Esperienze attività di ricerca VIRGO (onde gravitazionali) (cinque gruppi) - Sensore per Positron emission tomography - Rivelatori a gas con Micromega Lista completa: https://docs.google.com/spreadsheets/d/1M3y3r6xXko5ONiyhZq_eJQR-jaz9WrHvSy-DmwmIlek/edit#gid=895510979 Relazioni degli studenti degli anni precedenti
(Date degli appelli d'esame)
Canale: 2
-
MARIANI CARLO
(programma)
Programma
Tesine sperimentali di Fisica della Materia. Studio sperimentale di sistemi a bassa dimensione e nanostrutture, tramite tecniche di diffrazione, spettroscopia elettronica e ottica. Ambiente di ultra-alto-vuoto, diffrazione elastica di elettroni lenti, spettroscopia elettronica di fotoemissione. Attività di laboratorio in piccoli gruppi presso i laboratori sperimentali di Fisica della Materia del Dipartimento (https://www.phys.uniroma1.it/fisica/ricerca/aree-tematiche-e-gruppi-di-ricerca/struttura-materia-e-fisica-biosistemi). - articoli scientifici riguardanti le tecniche sperimentali specifiche del laboratorio, forniti dai docenti di riferimento del laboratorio scelto
(Date degli appelli d'esame)
- dispense del corso disponibili sul sito: https://elearning2.uniroma1.it/login/index.php
Canale: 3
-
BORDI FEDERICO
(programma)
Attività pratica in laboratorio in piccoli gruppi (2-5 studenti) sotto la supervisione di un tutor. Il lavoro in laboratorio consisterà nello svolgere attività pratica con alcune delle tecniche più comuni impiegate per la caratterizzazione spettroscopica e strutturale dei sistemi di materia soffice biologica (scattering della luce, fluorescenza, spettroscopia infrarossa, dicroismo circolare, microscopia a forza atomica, microscopia elettronica, risonanza magnetica nucleare, spettroscopia dielettrica).
Nei differenti laboratori gli studenti lavorano su problemi aperti di fisica moderna. B.J. Berne, R. Pecora "Dynamic light scattering", Dover
(Date degli appelli d'esame)
K.S.Schmitz "Dynamic light Scattering by Macromolecules", Academic Press M.Muller "Introduction to Confocal Fluorescence", SPIE Press E. Hecht "Optics", Addison Wesley P.Eaton & P. West "Atomic force microscopy", Oxford Univ. Press Per ogni esperienza assegnata verrà fornita la specifica documentazione necessaria. |
9 | FIS/01 | - | - | 108 | - | Attività formative caratterizzanti | ENG | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
AAF1901 -
ENGLISH LANGUAGE
(obiettivi)
Fornire agli studenti le basi linguistiche più comuni per orientarsi nell'ambito della comunicazione scientifica scritta ed orale.
-
Migliorelli Jessica
(programma)
Il corso fornirà agli studenti gli strumenti necessari per acquisire abilità scritte e orali, sia nella comprensione che nella produzione, di livello accademico.
Materiale basato su articoli presi da diverse fonti (es. CNN, BBC, The Times) verrà analizzato per presentare nozioni di grammatica, strutture linguistiche, collocations e altri aspetti della lingua in contesti linguistici reali. Inoltre, durante il corso verranno considerati alcuni aspetti della pronuncia. Grammar Reference for Learners of English, Jessica Migliorelli
(Date degli appelli d'esame)
isbn 978-88-255-2480-2, Aracne, 2019 http://www.aracneeditrice.it/index.php/pubblicazione.html?item=9788825524802 |
4 | 40 | - | - | - | Ulteriori attività formative (art.10, comma 5, lettera d) | ENG | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
- -
A SCELTA DELLO STUDENTE
|
6 | 24 | 36 | - | - | Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a) | ENG | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Insegnamento | CFU | SSD | Ore Lezione | Ore Eserc. | Ore Lab | Ore Studio | Attività | Lingua | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
- -
A SCELTA DELLO STUDENTE
|
6 | 24 | 36 | - | - | Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a) | ENG | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
AAF1821 -
INTERNSHIP
(obiettivi)
Scopo del corso è fornire le competenze pratiche necessarie per fare una Tesi di ricerca. Al termine del corso lo studente deve essere in grado di iniziare a lavorare al progetto diTesi. Le abilità metodologiche dipendono dallo studente e dal tipo di Tesi. Un elenco non esaustivo è l'uso del computer e dei principali programmi e/o della strumentazione comunemente usata in laboratorio.
-
BORDI FEDERICO
(programma)
Il programma dipende dallo studente e dal tipo di tesi.
Si richiede che lo studente contatti il docente con alcuni mesi di anticipo. Saranno anche valutate esperienze precedenti che riguardino ricerche nel campo della fisica, ad esempio stage in laboratori di ricerca. Il testo assegnato e la bibliografia dipendono dallo specifico campo di ricerca
(Date degli appelli d'esame)
|
3 | - | - | - | - | Ulteriori attività formative (art.10, comma 5, lettera d) | ENG | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Insegnamento | CFU | SSD | Ore Lezione | Ore Eserc. | Ore Lab | Ore Studio | Attività | Lingua |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
AAF1903 -
THESIS PROJECT
(obiettivi)
La prova finale consiste nella discussione di una tesi di laurea
magistrale, costituita da un documento scritto, eventualmente in lingua inglese, che presenta i risultati di uno studio originale condotto su un problema di natura applicativa, sperimentale o di ricerca.La preparazione della tesi si svolge sotto la direzione di un relatore (che può essere un docente del corso di laurea magistrale, o di altri corsi di studio italiani o stranieri o di un ente di ricerca italiano o straniero) e si svolge di norma nel secondo anno del corso, occupandone circa la metà del tempo complessivo. |
38 | - | - | - | - | Per la prova finale e la lingua straniera (art.10, comma 5, lettera c) | ENG |
| Insegnamento | CFU | SSD | Ore Lezione | Ore Eserc. | Ore Lab | Ore Studio | Attività | Lingua | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
1055345 -
RELATIVISTIC QUANTUM MECHANICS
(obiettivi)
Al termine del corso, gli studenti avranno acquisito doti di ragionamento quantitativo e abilità di risoluzione analitica utili per il calcolo di sezioni d’urto di processi relativi all’Elettrodinamica Quantistica, nell’approssimazione più bassa (diagrammi di Feynman senza loop). Queste capacità saranno sviluppate grazie all’esecuzione di problemi in classe
Canale: 1
-
BONCIANI ROBERTO
(programma)
Ripasso di Relativita' Speciale e Teoria dei Campi classici. Simmetrie e teorema di Noether. Tensore energia impulso. Tensore del Momento Angolare.
Equazione di Klein-Gordon. Quantizzazione del campo scalare reale e complesso. Operatori di creazione e distruzione. Regole di commutazione. Cariche conservate. Antiparticelle. Forma covariante delle Equazioni di Maxwell. Invarianza di gauge. Quantizzazione del Campo Elettromagnetico nel vuoto. Energia e impulso del Campo Elettromagnetico. Spin del fotone. Equazione di Dirac. Spin. Invarianza relativistica. Proprieta' delle matrici gamma. Soluzione dell'equazione di Dirac per la particella libera. Momento magnetico anomalo dell'elettrone. Quantizzazione del campo di Dirac. Statistica di Fermi Dirac. Propagatore per i campi scalare, di Dirac e Elettromagnetico. Interazioni elettromagnetiche. Sostituzione minimale. Invarianza di Gauge. Elettrodinamica quantistica (QED). Evoluzione temporale dei sistemi quantistici. Matrice S. Equazione di Dyson. Processi di Scattering. Teorema di Wick e regole di Feynman per la QED. Calcolo di processi elettromagnetici:sezioni d'urto di Mott e di Rutherford; e+e-→μ+μ-e^+ e^- \to \mu^+ \mu^-; Compton scattering. "Relativistic Quantum Mechanics - An Introduction to Relativistic Quantum Fields", L. Maiani and O. Benhar, CRC Press, Taylor & Francis Inc. (2016).
(Date degli appelli d'esame)
"An Introduction to Quantum Field Theory", M. E. Peskin and D. V. Schroeder, Taylor & Francis Inc. (1995). (first 3 chapters) "Relativistic Quantum Mechanics", J. D. Bjorken and S. D. Drell, McGraw Hill (1965). "Relativistic Quantum Fields", J. D. Bjorken and S. D. Drell, McGraw Hill (1965). (first 4 chapters). "Quantum Field Theory", vol.1, S. Weinberg, Cambridge University Press (1995).
Canale: 2
-
TESTA MASSIMO
(programma)
- Richiami di teoria della relativita` speciale. Teoria dei Campi Classici.
Simmetrie e Teorema di Noether. Tensore impulso-energia e tensore dei momenti angolari. - Campo di Klein-Gordon (KG). Modi normali di oscillazione. Quantizzazione del campo di KG reale. Regole di commutazione per gli operatori di creazione e distruzione. Proprieta` statistiche dei quanti del campo (Bose-Einstein). Prodotto tempo-ordinato. - Equazioni di Maxwell in forma covariante. Energia e Momento del campo elettromagnetico. Funzioni di Green. - Quantizzazione del campo elettromagnetico in assenze di cariche e correnti. - Equazione di Dirac. Invarianza relativistica. Spin. Proprieta` delle matrici gamma. Soluzioni dell'equazione di Dirac libera. Soluzioni ad energia positiva. Sostituzione minimale. Momento magnetico anomalo dell'elettrone: g-2. Soluzioni dell'equazione di Dirac ad energia negativa. Seconda quantizzazione del campo di Dirac con gli oscillatori di Fermi. - Quantizzazione canonica del campo di Dirac, regole di anticommutazione, equazioni del moto. Statistica dei quanti del campo di Dirac (Fermi-Dirac). Prodotti tempo-ordinati di campi fermionici. Microcausalita`. - Propagatori dei campi liberi: campo scalare reale, campo di Dirac e campo elettromagnetico. - Interazione elettromagnetica. Sostituzione minimale e invarianza di gauge. - Rappresentazione di interazione. Matrice S. Equazione di Dyson. Processi di diffusione. Conservazione dell'energia e dell'impulso. Sezione d'urto. Vita media. - Applicazioni al primo e secondo ordine: diffusione di una carica puntiforme in un campo esterno; sezione d'urto di Mott; formula di Rutherford; annichilazione elettrone-positrone in coppie di muoni. Luciano Maiani, Omar Benhar
(Date degli appelli d'esame)
Meccanica quantistica relativistica. Introduzione alla teoria quantistica dei campi |
6 | FIS/02 | 24 | 36 | - | - | Attività formative caratterizzanti | ENG | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
1055344 -
CONDENSED MATTER PHYSICS
(obiettivi)
Il corso di Materia Condensata si propone di fornire le conoscenze necessarie sui solidi per comprendere le loro caratteristiche sia dal punto di vista dei gradi di libertà elettronici e reticolari In particolare, verranno studiate la struttura a bande elettronica e le proprietà di vibrazione dei solidi. Verranno approfonditi i temi del calore specifico reticolare ed elettronico, del trasporto, e delle caratteristiche principali dei semiconduttori.
Al termine del corso, gli studenti svilupperanno doti di ragionamento quantitativo e abilità di risoluzione analitica utili per studiare, modellizzare e comprendere i fenomeni relativi alle proprietà elettroniche e vibrazionali della materia consensata. Queste doti e abilità saranno verificate periodicamente grazie all’esecuzione di problemi in classe.
Canale: 1
-
CAPRARA SERGIO
(programma)
Strutture cristalline, reticoli di Bravais. Reticolo reciproco. Diffrazione e solidi cristallini, fattore di struttura. Approssimazione di Born-Oppenheimer. Vibrazioni reticolari, fononi, calore specifico nei solidi (modelli di Einstein, Debye, densità degli stati). Elettroni nei solidi, teorema di Bloch. Bande elettroniche. Elettrone quasi-libero. Metodo dell’eletrone fortmenente legato. Concetto di lacuna e massa efficace. Elettroni in metalli e interazione col campo elettromagnetico (funzione dielettrica, proprietà di trasporto nei metalli): modello di Drude e di Sommerfeld. Semiconduttori intrinseci ed estrinseci. Dipendenza dalla temperatura del numero dei portatori. Fisica della giunzione p-n.
N.W. Ashcroft, N.D, Mermin, “Solid State Physics”, Holt-Saunders Int. Ed. 1981
(Date degli appelli d'esame)
C. Kittel, “Introduzione alla Fisica dello Stato Solido”, Ed. CEA, 2008 J. M. Ziman-Principles of the Theory of Solids-Cambridge University Press, 1979
Canale: 2
-
POLIMENI ANTONIO
(programma)
Strutture cristalline, reticoli di Bravais. Reticolo reciproco. Diffrazione e solidi cristallini, fattore di struttura. Approssimazione di Born-Oppenheimer. Vibrazioni reticolari, fononi, calore specifico nei solidi (modelli di Einstein, Debye, densità degli stati). Elettroni nei solidi, teorema di Bloch. Bande elettroniche. Elettrone quasi-libero. Metodo dell’eletrone fortmenente legato. Concetto di lacuna e massa efficace. Elettroni in metalli e interazione col campo elettromagnetico (funzione dielettrica, proprietà di trasporto nei metalli): modello di Drude e di Sommerfeld. Semiconduttori intrinseci ed estrinseci. Dipendenza dalla temperatura del numero dei portatori. Fisica della giunzione p-n.
Bravais lattice in 2D and 3D. Primitive vectors and primitive unit cell. Wigner-Seitz unit cell. Conventional unit cell. Basis. Examples: graphene, graphite, cubic lattices (face-centered and body-centered cubic cell). AM: Ch. 4, GPP: Ch. 2.1-2.3, K: Ch. 1 Examples: simple hexagonal and hexagonal close-packed structure. Lattice planes and Miller indexes. Reciprocal lattice as Fourier transform of direct lattice. Examples and Brillouin zone. Family of lattice planes and reciprocal lattice vectors. AM Ch. 4 and 5, K Ch. 1 and 2, GPP Ch. 2.4 and 2.5 Diffraction: x-ray, neutrons and electrons. Laue diffraction and reciprocal lattice. AM: Ch. 6, BG: Ch. 2.1-2.2 K: Ch. 2. Laue and Bragg diffraction. AM: Ch. 6, BG: Ch. 2.1-2.3, K: Ch. 2 Structure factor: geometrical structure factor + atomic form factor (examples). AM: Ch. 6, BG: Ch. 2.4-2.5, K: Ch. 2. Ewald sphere and different experimental configurations. AM: Ch. 6, BG: Ch. 2.7, K: Ch. 2 Structure factor: examples. AM: Ch. 6, BG: Ch. 2.7, K: Ch. 2 Structure factor: examples. AM: Ch. 6, BG: Ch. 2.7, K: Ch. 2 Exercises. AM: Ch. 6, K: Ch. 2. Born-Oppenheimer approximation. GPP: Ch. 8.1 and 8.2, BG: Ch. 3.1, 3.2, 3.3 Motion equations of a linear chain and dynamical matrix. GPP: Ch. 9.1, AM: Ch. 22 Oscillation normal modes: elemental unidimensional lattice. Dispersion relation and density of states. GPP: Ch. 9.1, 9.2, AM: Ch. 22 Oscillation normal modes: unidimensional lattice with basis. Dispersion relation. Acoustic and optical modes. GPP: Ch. 9.1, 9.2, AM: Ch. 22 Summary of acoustic and optical modes in a linear chain with basis. GPP: Ch. 9.1, 9.2, AM: Ch. 22 Exercise on linear chain featuring nth-nearest neighbor interaction. Quantization of the elastic field and phonons (GPP: Ch. 9.4, AM: Ch. 23) Dynamical matrix in three-dimensions (GPP9.3, AM Ch. 22) Dynamical matrix in three-dimensions (GPP9.3, AM Ch. 22). Dynamical matrix in three-dimensions and its Hermitian character (GPP9.3, AM Ch. 22) Specific heat: classical and quantum-mechanical treatment. Debye and Einstein models. AM: Ch. 23, K: Ch. 5, GPP: Ch. 9.5, BG: Ch. 8.1 Debye temperature and chemical trends (examples: diamond, germanium, silicon, graphene). Phonon modes in bidimensional CuO2 Phonon modes in bidimensional square lattice with 1st and 2nd nn interaction. Lecture notes and O. Madelung, Introduction to Solid-State Theory (Ch. 3.3.5). Phonon modes in bidimensional square lattice with 1st and 2nd nn interaction. Lecture notes and O. Madelung, Introduction to Solid-State Theory (Ch. 3.3.5). Specific heat of a two-dimensional square lattice (lecture notes). Bloch’s theorem: I proof (AM Ch 8) Bloch’s theorem: II proof (K Ch. 7) Kronig-Penney model (K Ch. 7) Energy banfìds (K Ch. 7) Central equation (K Ch 7) Central equation and empty lattice approximation(K Ch 7) Weak potential approximation: perturbative approach (AM Ch. 9, K Ch. 7). Weak potential approximation and band gap opening (AM Ch. 9, K Ch. 7) Electron Bragg reflection (AM Ch. 9, K Ch. 7). Metals and insulators (K Ch. 7) Electronic specific heat (AM Ch. 2, K Ch. 6) Sommerfeld integral (AM Ch. 2) Electronic specific heat (AM Ch. 2, K Ch. 6) Tight binding (AM Ch 10) Exercise: weak-electron method in an FCC crystal (AM Ch. 9 ex. 3) Tight binding (AM Ch 10). Exercise: tight binding method applied to a SC crystal Tight binding: polyacetylene bands (lecture notes) Tight binding: graphene bands (lecture notes) Tight binding: graphene bands, Dirac cone, massless relativistic fermions, hexagonal boron nitride (lecture notes) Semiclassical model: motion equations (AM Ch. 12) Semiclassical model: motion equations (AM Ch. 12): filled bands, holes, effective mass Boltzmann equation part I (GPP 11.3) Boltzmann equation part II (GPP 11.3) Static conductivity in metals (GPP 11.4) Semiconductors: main properties (GPP 13.1, AM Ch. 28) Number of carriers in thermal equilibrium: the intrinsic case (AM Ch. 28; GPP 13.1) Effective mass theorem and envelope wavefunction (GPP 13.2) Effective mass theorem and envelope wavefunction (GPP 13.2, BG 11.3.1) and impurities (BG 11.3.1) Conduction band electrons and Landau levels in three dimensions (BG 9.6, GPP 15.2) Doping: donors and acceptors. Level statistics (AM 28, GPP 13.2) Chemical potential and number of carriers vs temperature (AM 28,GPP 13.3) Chemical potential and number of carriers vs temperature (AM 28,GPP 13.3) N.W. Ashcroft, N.D, Mermin, “Solid State Physics”, Holt-Saunders Int. Ed. 1981
(Date degli appelli d'esame)
C. Kittel, “Introduzione alla Fisica dello Stato Solido”, Ed. CEA, 2008 J. M. Ziman-Principles of the Theory of Solids-Cambridge University Press, 1979 |
6 | FIS/03 | 24 | 36 | - | - | Attività formative caratterizzanti | ENG | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
1055349 -
PHYSICS LABORATORY I
(obiettivi)
Gli obiettivi principali di Physics Laboratory I sono:
i) apprendimento dei principi fisici sull'interazione fra radiazione elettromagnetica o particelle e la materia, dei principi di funzionamento di sorgenti di particelle e di rivelatori; ii) apprendimento di tecniche di laboratorio e delle loro basi teoriche, ai fini della realizzazione di un'esperienza di laboratorio nel successivo corso di Physics Laboratory II. Al termine del corso, gli studenti svilupperanno doti di ragionamento quantitativo e abilità di comprensione delle tecniche sperimentali per lo studio dei fenomeni relativi collegati (a seconda del canale scelto) alla fisica delle particelle, alla fisica della materia condensata e della biofisica. Inoltre gli studenti saranno capaci di: - identificare le assunzioni alla base di un esperimento di fisica - identificare e spiegare i limiti delle ipotesi su cui si basa una tecnica sperimentale. L'insegnamento e' erogato in tre canali corrispondenti a tre diversi indirizzi. Un canale e' rivolto a studenti interessati alla fisica sperimentale delle particelle elementari. Per tale canale, al termine del corso, lo studente conoscera' i principi di funzionamento di rivelatori a gas, di rivelatori a stato solido, calorimetri elettromagnetici, tecniche di identificazione di particelle (anche basate su effetto Cherenkov), spettrometri magnetici e rivelatori di fotoni (PMT, fotodiodi e simili). Un secondo e terzo canale e' rivolto a studenti interessati alla fisica della materia condensata. Per tali canali, al termine del corso, lo studente conoscera' i fondamenti delle tecniche di diffrazione con elettroni e raggi x, di microscopia a scansione su scala atomica, di spettroscopia ottica e Raman, di spettroscopia elettronica di fotoemissione, luce di sincrotrone e assorbimento di raggi x.
Canale: 1
-
CAVOTO GIANLUCA
(programma)
0) Generalità su rivelazione radiazione, struttura esperimenti HEP, unità di misura, unità naturali.
1) Interazione radiazione con la materia. a) sezione d'urto, cammino libero medio, radioattività, cenni a sorgenti di particelle. b) particella cariche, perdita di energia per ionizzazione, scattering coulombiano multiplo, Bremsstrahlung, lunghezza di radiazione, perdite di energia per irraggiamento, effetto Cherenkov. c) fotoni, produzione di coppie, effetto fotoelettrico, effetto Compton, cascate elettromagnetiche d) interazioni di neutroni 2) Generalità sui rivelatori di particelle: risoluzione, tempo di risposta, efficienza. 3) Rivelatori a gas a) Ionizzazione nei gas, diffusione di ioni ed elettroni, velocità di drift, moltiplicazione, cenni a streamer e a Geiger. b) contatori proporzionale, multiwire PC c) camere a drift, time projection chambers d) cenni ad altri rivelatori a gas: multi-patterned gas counter (GEM). 4) Rivelatori a semiconduttore. a) giunzione p-n, polarizzazione inversa, rivelatori di posizione, rivelatori a microstrip b) rivelatori al Germanio per spettroscopia nucleare. 5) Spettrometro. Misura di quantità di moto in campo magnetico. Vari tipi di magneti per esperimenti a bersaglio fisso e a collisori. 6) Contatori a scintillazione. Scintillatori organici e inorganici. Fotomoltiplicatore, guadagno, circuito di polarizzazione. Raccolta di luce: guide di luce e wavelength shifter. 7) Contatori Cherenkov (a soglia). Contatori Cherenkov differenziali. 8) Generalità sui calorimetri in fisica . a) calorimetri elettromagnetici, dimensioni della cascata, fluttuazioni nella risoluzione, misure di posizione b) cascata adronica, cenni alla compensazione adronica. c) contributi alla risoluzione di un calorimetro, calorimetri omogenei, calorimetri con raccolta di carica, calorimetri con fibre scintillanti. 9) Formazione segnali nei rivelatori di particelle 10) Elettronica digitale per esperimenti di alte energie (elettronica modulare NIM e VME). ADC e TDC. 11) cenni all'analisi statistica dei dati. G. F. Knoll Radiation Detection and Measurement
(Date degli appelli d'esame)
J.D.Jackson Classical electrodynamics L.Rolandi W. Blum, Particle detection with drift chambers R.Wigmans, Calorimetry L.Bianchini, Selected exercises in particle and nuclear physics.
Canale: 2
-
MARIANI CARLO
(programma)
Programma
1. La diffrazione da cristalli Breve introduzione ai sistemi cristallini - Tecniche di diffrazione di raggi X, elettroni [es. Kittel, cap. 1,2] 2. Generalità sulla spettroscopia Grandezze e unità di misura - Elementi di teoria della risposta lineare - Grandezze spettroscopiche complesse e loro relazioni - La funzione dielettrica complessa - Riflettività e coefficiente di assorbimento [es. Wooten, cap. 2,3; Kittel, cap. 3,4; dispense sul sito] 3. Struttura a bande di sistemi cristallini esemplari, metalli (semplici, nobili, di transizione), semiconduttori (gruppo IV, III-V), grafene e grafite, nitruro di boro [es. Bassani, cap. 4] 4. Spettroscopia ottica Assorbimento e di riflettività - Sorgenti di radiazione elettromagnetica – Principio di funzionamento di un laser - La radiazione di sincrotrone - Analizzatori spettrali: monocromatori e interferometri - Rivelatori della radiazione e. m. [es. Wooten cap. 5,9; Bassani, cap. 5; dispense sul sito] 5. La spettroscopia di fotoemissione e l'assorbimento di raggi X La fotoemissione - XPS ed UPS - ARPES - Assorbimento di raggi X, tecniche XAS (NEFAXS) ed EXAFS [dispense sul sito] 6. Altre tecniche spettroscopiche Diffusione dei neutroni elastica e anelastica - Scattering della luce: Rayleigh e Raman [dispense sul sito] 7. Tecniche di visualizzazione e spettroscopia su scala nanometrica Microscopia e spettroscopia a scansione ad effetto tunnel (STM/STS) - Microscopia a forza atomica (AFM) [dispense sul sito] 8. Elementi di tecnica del vuoto Misura delle basse pressioni - Pompe, linee da vuoto, vacuometri [dispense sul sito] - F. Wooten, "Optical Properties of Solids", Academic Press, 1972; capitoli 2, 3, 5, 9.
(Date degli appelli d'esame)
- F. Bassani, G. Pastori-Parravicini, “Electronic States and Optical Transitions in Solids”, capitoli 4, 5. - C. Kittel, “Introduzione alla Fisica dello Stato Solido”, Ed. CEA, 2008, capitoli 1, 2, 3, 4. - dispense del corso disponibili sul sito: https://elearning2.uniroma1.it/login/index.php
Canale: 3
-
BORDI FEDERICO
(programma)
Spettroscopia dielettrica come paradigma delle tecniche spettroscopiche: hamiltoniana d'interazione e teorema di Liouville;
teoria della risposta lineare; funzione di risposta e funzione di correlazione; risposta e suscettibilità generalizzata; relazioni di Kramers-Kronig causalità e risposta; teorema di fluttuazione-dissipazione. Scattering della luce statico e dinamico come paradigma dei metodi di diffusione: fattori di struttura statico e dinamico. Elementi di microscopia a sonda. Elementi di microscopia ottica ed elettronica. Il lavoro in laboratorio consisterà nello svolgere attività pratica con alcune delle tecniche più comuni impiegate per la caratterizzazione spettroscopica e strutturale dei sistemi di materia soffice biologica (scattering della luce, fluorescenza, spettroscopia infrarossa, dicroismo circolare, microscopia a forza atomica, microscopia elettronica, risonanza magnetica nucleare, spettroscopia dielettrica) Dispense di Spettroscopia Dielettrica distribuite dal docente
(Date degli appelli d'esame)
Capitoli scelti da: B.J. Berne, R. Pecora "Dynamic light scattering", Dover K.S.Schmitz "Dynamic light Scattering by Macromolecules", Academic Press C.H. Wang "Spectroscopy of condensed Media", Academic Press M.Muller "Introduction to Confocal Fluorescence", SPIE Press E. Hecht "Optics", Addison Wesley P.Eaton, P. West "Atomic force microscopy", Oxford Univ. Press |
6 | FIS/01 | 48 | - | - | - | Attività formative caratterizzanti | ENG | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Insegnamento | CFU | SSD | Ore Lezione | Ore Eserc. | Ore Lab | Ore Studio | Attività | Lingua | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
1044539 -
SOLID STATE PHYSICS
(obiettivi)
Obbiettivi:
Comprendere e saper operare con: - teorie di campo medio per descrivere la struttura elettronica dei solidi tenendo conto dell’interazione fra elettroni - teoria della risposta lineare per descrivere e calcolare osservabili fisiche accessibili sperimentalmente - proprieta’ topologiche (fase di Berry) della struttura a bande (polarizzazione spontanea)
-
MAURI FRANCESCO
(programma)
1 Introduction
1.1 Measuring electronic bands in solids with Arpes. Lifetime broadening and kinks in the dispersion 1.2 Predictive power of theory: band structure comparison with experiments 2 Mean field description of electrons in solids: Hartree-Fock 2.1 Band structure in presence of spin-orbit interaction: spinor and Kramer’s doublets 2.2 Ground-state of N-independent electron systems 2.3 Ground-state of N-interacting electron systems 2.4 Hartree-Fock (HF). General derivation non-collinear 2.2 HF collinear 2.3 Self-consistent HF Hamiltonian 2.3 Interaction 3D Jellium: HF total energy and band structure, ferromagnetic instability, correlation energy, pair correlation function, [impact of correlation on Kinetic energy] 3 Mean field description of electrons in solids: Density functional theory 3.1 Hohenberg-Kohn (HK) and Kohn and Sham (KS) theorems 3.2 HK and KS functionals and KS Hamiltonian 3.3 Approximated exchange and correlation functionals (LDA GGA) 3.4 [Adiabatic connection theorem for the exchange and correlation functional] 4 Linear response theory in DFT for static (and dynamic) perturbations 4.1 First and second order derivatives of total energy: physical observable and evaluation within DFT 4.2 Density-density response for a generic system with a matrix formalism (in real space and reciprocal space). DFT and RPA. 4.3 Density-density response in Jellium. Lindhard functions in different dimensions. 4.4 [Phonon perturbation in reciprocal space. Calculation of dynamical matrix, electron-phonon interaction and Kohn anomalies.] 4.5 Response to a uniform static electric field in an insulator. Susceptibility, piezoelectric tensor and effective charges 4.6 Response to an electromagnetic electric field (monochromatic light) in an insulator. Susceptibility: interband-transitions and excitons 5 Spontaneous polarization 5.1 Definition of the Berry phase 5.2 Wannier functions 5.2 Spontaneous polarization as a Berry phase: formulation with the Wannier and with the Bloch representation. 6 Exercise sessions (integral part of the program) 6.1 Graphene π-electron band structure and ARPES 6.2 Density matrix and pair correlation function in Jellium 6.3 Dissociation of the H2 molecule with a 2-site Hubbard model: exact solution and approximated restricted and unrestricted HF solutions. 6.4 Calculation of the macroscopic susceptibility as long-wave limit of a sinusoidal modulated perturbation 6.5 Spontaneous polarization, Berry phase and Wannier functions of a linear 2-atom chain Fundamentals of Condensed Matter Physics, Cohen and Louie, Cambridge University Press, Chapters 5, 6, 7, 8, 10
(Date degli appelli d'esame)
Solid State Physics (Second Edition), Grosso and Pastori-Parravicini, Accademic Press, Chapters 4 and 8 Quantum Theory of the electron liquid, Giuliani and Vignale, Cambridge University Press, Chapters 1, 2, 3, 4 (selected parts). |
6 | FIS/03 | 24 | 36 | - | - | Attività formative caratterizzanti | ENG | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
- -
A SCELTA DELLO STUDENTE
|
6 | 24 | 36 | - | - | Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a) | ENG | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
AAF1901 -
ENGLISH LANGUAGE
(obiettivi)
Fornire agli studenti le basi linguistiche più comuni per orientarsi nell'ambito della comunicazione scientifica scritta ed orale.
-
Migliorelli Jessica
(programma)
Il corso fornirà agli studenti gli strumenti necessari per acquisire abilità scritte e orali, sia nella comprensione che nella produzione, di livello accademico.
Materiale basato su articoli presi da diverse fonti (es. CNN, BBC, The Times) verrà analizzato per presentare nozioni di grammatica, strutture linguistiche, collocations e altri aspetti della lingua in contesti linguistici reali. Inoltre, durante il corso verranno considerati alcuni aspetti della pronuncia. Grammar Reference for Learners of English, Jessica Migliorelli
(Date degli appelli d'esame)
isbn 978-88-255-2480-2, Aracne, 2019 http://www.aracneeditrice.it/index.php/pubblicazione.html?item=9788825524802 |
4 | 40 | - | - | - | Ulteriori attività formative (art.10, comma 5, lettera d) | ENG | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
10589922 -
PHYSICS LABORATORY II
(obiettivi)
Introduzione degli studenti ad un reale ambiente di ricerca, al lavoro di equipe, alla condivisione di compiti e allo sfruttamento efficace delle diverse competenze e interessi attraverso l’applicazione delle metodiche sperimentali specifiche apprese nel precedente corso di Physics Laboratory I. Capacità di ripetere, sotto la supervisione di uno dei docenti, un esperimento tipico della fisica moderna (diverso per ciascun gruppo di 2-3 studenti) e di comprenderne a fondo e presentarne i risultati: rimessa in funzione o montaggio ex novo dell’apparato sperimentale, presa dati, programmi di acquisizione, aggiornamento o scrittura di programmi di analisi dati e infine interpretazione e discussione dei risultati, con redazione in forma di nota scientifica del lavoro svolto e sua presentazione in forma orale.
A conclusione del corso, gli studenti saranno capaci di: - selezionare la bibliografia rilevante per un esperimento di fisica - preparare un manoscritto nello stile di un articolo scientifico su rivista usando un appropriato software per la scrittura scientifica - pianificare e condurre un esperimenti di fisica usando le corrette procedure di laboratorio (annotazione su giornale di laboratorio, procedure di sicurezza)
Canale: 1
-
CAVOTO GIANLUCA
(programma)
Venti esperienze: circa 3 studenti a gruppo.
- Vita media del muone - Lettura ottica GEM - Luce Cherenkov da cristallo inorganico - Rivelatore germanio ultrapuro - Odoscopio a fibre scintillanti - Sfera di cristalli - Esperienze attività di ricerca VIRGO (onde gravitazionali) (cinque gruppi) - Sensore per Positron emission tomography - Rivelatori a gas con Micromega Lista completa: https://docs.google.com/spreadsheets/d/1M3y3r6xXko5ONiyhZq_eJQR-jaz9WrHvSy-DmwmIlek/edit#gid=895510979 Relazioni degli studenti degli anni precedenti
(Date degli appelli d'esame)
Canale: 2
-
MARIANI CARLO
(programma)
Programma
Tesine sperimentali di Fisica della Materia. Studio sperimentale di sistemi a bassa dimensione e nanostrutture, tramite tecniche di diffrazione, spettroscopia elettronica e ottica. Ambiente di ultra-alto-vuoto, diffrazione elastica di elettroni lenti, spettroscopia elettronica di fotoemissione. Attività di laboratorio in piccoli gruppi presso i laboratori sperimentali di Fisica della Materia del Dipartimento (https://www.phys.uniroma1.it/fisica/ricerca/aree-tematiche-e-gruppi-di-ricerca/struttura-materia-e-fisica-biosistemi). - articoli scientifici riguardanti le tecniche sperimentali specifiche del laboratorio, forniti dai docenti di riferimento del laboratorio scelto
(Date degli appelli d'esame)
- dispense del corso disponibili sul sito: https://elearning2.uniroma1.it/login/index.php
Canale: 3
-
BORDI FEDERICO
(programma)
Attività pratica in laboratorio in piccoli gruppi (2-5 studenti) sotto la supervisione di un tutor. Il lavoro in laboratorio consisterà nello svolgere attività pratica con alcune delle tecniche più comuni impiegate per la caratterizzazione spettroscopica e strutturale dei sistemi di materia soffice biologica (scattering della luce, fluorescenza, spettroscopia infrarossa, dicroismo circolare, microscopia a forza atomica, microscopia elettronica, risonanza magnetica nucleare, spettroscopia dielettrica).
Nei differenti laboratori gli studenti lavorano su problemi aperti di fisica moderna. B.J. Berne, R. Pecora "Dynamic light scattering", Dover
(Date degli appelli d'esame)
K.S.Schmitz "Dynamic light Scattering by Macromolecules", Academic Press M.Muller "Introduction to Confocal Fluorescence", SPIE Press E. Hecht "Optics", Addison Wesley P.Eaton & P. West "Atomic force microscopy", Oxford Univ. Press Per ogni esperienza assegnata verrà fornita la specifica documentazione necessaria. |
9 | FIS/01 | - | - | 108 | - | Attività formative caratterizzanti | ENG | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
