Corsi - Lauree specialistiche in Fisica

Campusnet
Brochure dei corsi
Table of Contents
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Università degli Studi di Parma
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Classe 20/S: Lauree specialistiche in Fisica
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Corsi di insegnamento: brochure creato il 25 luglio 2010
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Biofisica applicata .
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Biologia Molecolare
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Caratterizzazione Elettrica, Magnetica ed Ottica dei Materiali .
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Complementi di Meccanica Classica .
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Complementi di Storia della Fisica .
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Diffrazione di neutroni e di raggi X .
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Elettrodinamica
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Fisica Astro-Particellare
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Fisica dei Sistemi Biologici .
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Fisica della Gravitazione
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Fisica Statistica 2 .
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Fotobiologia .
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Laboratorio avanzato di Informatica .
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Laboratorio di Biofisica III .
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Laboratorio di Biofisica IV .
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Laboratorio Diagnostica Materiali
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Laboratorio Teorico 3 .
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Proprietà di Trasporto nella Materia Condensata .
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Proprietà elettromagnetiche della Materia
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Proprietà Ottiche della Materia .
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Sistemi a Bassa Dimensionalità .
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Teoria Quantistica dei Campi 2 .
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Teoria Quantistica dei Campi 3 .
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Teorie di Gauge su Reticolo .
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Università degli Studi di Parma
Classe 20/S: Lauree specialistiche in Fisica
Corsi di insegnamento: brochure creato il 25 luglio 2010
Biofisica applicata
Codice: 21968
CdL: Corso di Laurea Specialistica in Fisica dei Biosistemi
Docente: Prof. Robert Tibor Sorbi (Titolare del corso)
Recapito: (052190) 6226 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 2° anno
Crediti/Valenza: 4
SSD: FIS/07 - fisica applicata (a beni culturali, ambientali, biologia e medicina)
PROGRAMMA
La luce; la retina; i fotorecettori; la visione fotopica ed i colori; la visione scotopica; i fotopigmenti; il ciclo della
rodopsina; potenziale recettore; teoria del secondo messaggero; il cGMP; l'elaborazione retinica; rumore e
suono; audiogramma; l'orecchio esterno, medio ed interno; organo del Corti; tonotopicità della coclea;
potenziali acustici; sensibilità e risoluzione del tono; propagazione dell'informazione acustica.
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
Lunedì
8:30 - 10:30
Aula "Fermi" Plesso di Fisica
Mercoledì
8:30 - 10:30
Aula "Fermi" Plesso di Fisica
Lezioni: dal 05/10/2009 al 29/01/2010
http://fisicaspecialistica.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=2042
Biologia Molecolare
Codice: 02617
CdL: Corso di Laurea Specialistica in Fisica dei Biosistemi
Docente: Prof. Roberto Favilla (Titolare del corso)
Recapito: 0521-905488 [[email protected]]
Tipologia: Affine o integrativo
Anno: 2° anno
Crediti/Valenza: 4
PROGRAMMA
La visione mendeliana del mondo
Le scoperte di Mendel
1
La teoria cromosomica dell'eredità
Linkage genico e crossino over
Mappatura dei cromosomi
L'origine della variabilità genetica attraverso le mutazioni
Prime ipotesi sulla natura e funzione dei geni
Primi esperimenti epr trovare una relazione gene-proteina
Gli acidi nucleici trasmettono l'informazione genetica
L'esperimento di Avery: il DNA è il materiale genetico
La doppia elica
L'informazione genetica consiste nella sequenza di 4 basi
Il dogma centrale
Direzione di sintesi delle proteine
Struttura del DNA e dell'RNA
La struttura del DNA
La topologia del DNA
La struttura dell'RNA
Cromosomi, cromatina e nucleosomi
La sequenza del cromosoma e la diversità
Duplicazione del cromosoma e segregazione
Il nucleosoma
Strutture di ordine superiore della cromatina
Regolazione della struttura della cromatina
Assemblaggio dei nucleosomi
La replicazione del DNA
La chimica della sintesi del DNA
2
Il meccanismo d'azione della DNA polimerasi
La forcella replicativa
La specializzazione delle DNA polimerasi
La sintesi del DNA a livello di forcella replicativa
Selezione delle origini e attivazione operata dall'iniziatore
La terminazione della replicazione
La mutabilità e la riparazione del DNA
Gli errori di replicazione e la loro riparazione
I danni al DNA e riparazione del DNA danneggiato
I meccanismi della trascrizione
Le RNA polimerasi e il ciclo della trascrizione
Il ciclo della trascrizione nei batteri
La trascrizione negli eucarioti
Lo splicing dell'RNA
La chimica dello splicing dell'RNA
Il macchinario dello spliceosoma
Le vie dello splicing
Lo splicing alternativo
Il rimescolamento degli esoni
L'editing dell'RNA
Il trasporto dell'mRNA
La traduzione
RNA messaggero
RNA transfer
3
Il legame degli amminoacidi al tRNA
Il ribosoma
Inizio della traduzione
Allungamento durante la traduzione
Conclusione della traduzione
Regolazione traduzione-dipendente dell'mRNA e della stabilità delle proteine
Il codice genetico
Il codice è degenerato
Tre regole disciplinano il codice genetico
Mutazioni soppressore nello stesso gene o in geni diversi
Il codice è pressoché universale.
TESTI
1) J.D. Watson et al.: Biologia molecolare del gene, V ed., Zanichelli (2005). 2) D.L.Nelson e M.M. Cox: I
principi di biochimica di Lehninger, IV ed., Zanichelli (2006).
ORARIO LEZIONI
http://fisicaspecialistica.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=3fb3
Caratterizzazione Elettrica, Magnetica ed Ottica dei Materiali
Codice: 18525
CdL: Corso di Laurea Specialistica in fisica della Materia
Docente: Prof. Marco Paolo Fontana (Titolare del corso)
Recapito: 0521-905240 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 2° anno
Crediti/Valenza: 5
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
Lezioni: dal 01/03/2010 al 11/06/2010
Nota: Orario da concordare col docente
4
http://fisicaspecialistica.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=8165
Complementi di Meccanica Classica
Codice: 23645
CdL: Corso di Laurea Specialistica in Fisica Teorica
Docente: Prof. Gian Luca Caraffini (Titolare del corso)
Recapito: 0521-906905 [[email protected]]
Tipologia: Affine o integrativo
Anno: 2° anno
Crediti/Valenza: 5
SSD: MAT/07 - fisica matematica
NOTA
CORSO NON ATTIVATO 2009/2010
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
http://fisicaspecialistica.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=7c4e
Complementi di Storia della Fisica
Codice: 16680
CdL: Corso di Laurea Specialistica in Fisica Teorica
Docente: Prof. Bruno Carazza (Titolare del corso)
Recapito: 0521-905212 [[email protected]]
Tipologia: A scelta dello studente
Anno: 2° anno
Crediti/Valenza: 5
NOTA
CORSO NON ATTIVATO A.A. 2009/2010
ORARIO LEZIONI
http://fisicaspecialistica.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=5fd6
Diffrazione di neutroni e di raggi X
Codice: 19412
CdL: Corso di Laurea Specialistica in fisica della Materia
Docente: Prof. Antonio Deriu (Titolare del corso)
Recapito: 0521 905267 [[email protected]]
Tipologia: A scelta dello studente
Anno: 2° anno
Crediti/Valenza: 5
SSD: FIS/03 - fisica della materia
Avvalenza:
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=7f56;sort=DEFAULT;search=;hits=32
5
PROGRAMMA
Introduzione alla diffrazione X
Raggi X: onde e fotoni, scattering da un elettrone, da un atomo e da una molecola, scattering Compton,
assorbimento, riflessione e rifrazione, coerenza, interazioni magnetiche, sorgenti di raggi X: apparati da
laboratorio, radiazione di sincrotrone: collimazione, caratteristiche spettrali, wiggler ed undulatori.
Teoria cinematica della diffrazione X
Scattering da un reticolo cristallino, la condizione di Laue ed il reticolo reciproco, la sfera di Ewald, il fattore di
struttura della cella unitaria, vibrazioni reticolari: fattore di Debye-Waller e TDS, intensità integrata.
Rifrazione e riflessione di raggi X
Indice di rifrazione e assorbimento, legge di Snell ed equazioni di Fresnel, riflessione da uno strato omogeneo di
spessore finito, da un multistrato, superfici ed interfacce corrugate.
Teoria dinamica della diffrazione X
Riflessione e trasmissione attraverso pochi strati atomici, teoria di Darwin, curva di riflettività di Darwin,
larghezza della curva di Darwin, intensità integrata, onde stazionarie.
Assorbimento dei raggi X
Assorbimento fotoelettrico, sezioni d'urto di scattering e di assorbimento, assorbimento di raggi X da un
atomo isolato, EXAFS: schema teorico ed esempi, dicroismo dei raggi X, scattering risonante.
Introduzione allo scattering di neutroni
Proprietà del neutrone e complementarità tra:neutroni e raggi X, produzione di neutroni: reattori, sorgenti a
spallazione, trasporto dei neutroni: guide, selezione dei neutroni: monocromatori e chopper, rivelatori di
neutroni, strumentazione: diffrattometri, diffrazione a piccoli angoli e riflettometria, spettrometri su sorgenti
continue: TAS & TOF, spettrometri su sorgenti pulsate: spettrometri ad alta risoluzione.
Teoria dello scattering di neutroni
Le sezioni d'urto di scattering, il Fattore di Struttura Dinamico, scattering coerente ed incoerente, funzioni
di scattering e funzioni di correlazione, spettro di energie accessibile ai neutroni e moti atomici investigabili.
Diffrazione di neutroni
diffrazione da strutture cristalline, diffrazione da sistemi disordinati, scattering a piccoli angoli: fattore di forma,
fattore di struttura, variazione di contrasto
Scattering anelastico e quasielastico di neutroni
Scattering anelastico, modi normali, sezione d'urto di scattering ad un fonone, misura delle curve di
dispersione, scattering incoerente ed approssimazione incoerente, spettroscopia vibrazionale, funzioni di
correlazione e funzioni intermedie di scattering, esempi di moti diffusivi
Scattering magnetico dei neutroni
L'interazione magnetica neutrone-elettrone, sezione d'urto di scattering magnetico e fattore di
forma magnetico, diffrazione da sistemi magneticamente ordinati, neutroni polarizzati, scattering magnetico
anelastico
TESTI
Neutron and Synchrotron Radiation for Condensed Matter Studies, Vol I, (Springer-Verlag & Les Editions de
Physique) X-ray diffraction, B.E. Warren (1990 - Dover Publ.) The Optical Principles of the Diffraction of
X-rays, R.W. James (1982 - Ox Bow Press) Introduction to the Theory of Thermal Neutron Scattering, G.L.
Squires, (1978 - Cambridge Univ. Press,) Neutrons and Solid State Physics, L. Dobrzynski, K. Blinowski (1994
Ellis Horwood) Neutron Scattering Methods of Experimental Physics, Vol. 23A,(1986 - Academic Press, New
York)
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
Lunedì
14:30 - 16:30
Aula "Fermi" Plesso di Fisica
Martedì
14:30 - 16:30
Aula "Fermi" Plesso di Fisica
Lezioni: dal 02/03/2009 al 12/06/2009
6
http://fisicaspecialistica.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=b620
Elettrodinamica
Codice: 03402
CdL: Corso di Laurea Specialistica in fisica della Materia
Docente: Prof. Riccardo Tedeschi (Titolare del corso)
Recapito: 0521 905268 [[email protected]]
Tipologia: Di base
Anno: 2° anno
Crediti/Valenza: 5
PROGRAMMA
1) Calcolo tensoriale: Sistemi di coordinate più comuni; coordinate cartesiane, cilindriche sferiche.
Trasformazione di coordinate. La convenzione di Einstein. Definizione formale di vettori co e controvarianti e di
tensori co e controvarianti. Tensori misti. Operazioni elementari su tensori e proprietà di simmetria e
antisimmetria. Prodotto esterno, contrazione e prodotto interno. Il tensore di deformazione come primo esempio
di tensore in ambito cartesiano. Funzionali lineari e spazio duale. Il differenziale di una funzione. Il prodotto
scalare, primo esempio del tensore metrico. Metrica Riemanniana e pseudo-Riemanniana.
2) Soluzione di alcuni problemi tipici finalizzati all'uso della funzione di Green: Teorema di Green e
condizioni
al contorno. Carica puntiforme in presenza di una sfera conduttrice a potenziale fissato. L'equazione di
Laplace e
sua soluzione in casi semplici. Polinomi di Legendre di prima e seconda specie, armoniche sferiche e teorema
dell'addizione. Cenni su problemi a simmetria azimutale.
3) Equazioni di Maxwell: Gauge di Lorentz e di Coulomb. Soluzione dell'equazione d'onda in
presenza di
sorgenti. Teoremi di conservazione.
4) Dispersione: onde piane monocromatiche in isolanti e conduttori. Linearità e causalità. Dispersione e relazioni
di Kramers e Kronig. il modello di Drude.
5) Formulazione covariante dell'elettrodinamica.
TESTI
John David Jackson Classical Elettrodynamics John Wiley & Sons, New York.
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
Lunedì
8:30 - 10:30
Aula "Boltzmann" Plesso di Fisica
Mercoledì
8:30 - 10:30
Aula "Einstein" Plesso di Fisica
Lezioni: dal 05/10/2009 al 29/01/2010
http://fisicaspecialistica.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=9ff8
Fisica Astro-Particellare
Codice: 18509
CdL: Corso di Laurea Specialistica in Fisica Teorica
Docente: Prof. Luca Trentadue
Recapito: 0521-905224 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 2° anno
7
Crediti/Valenza: 5
PROGRAMMA
Programma del Corso • Generalità, cenni di astrofisica stellare e grandezze caratteristiche • Elettrodinamica
Quantistica (introduzione) • Teorie di campo efficaci (introduzione) • Raggi cosmici e meccanismi di
accelerazione • Masse dei neutrini e loro oscillazione • Violazione di CP e asimmetria materia-antimateria • La
costante cosmologica e l'Energia Recondita • La Materia Oscura
TESTI
"Basics of Modern Cosmology", A.D.Dolgov,M.V.Sazhin,Ya.B.Zeldovich, Editions Frontieres, Gif-sur-Yvette,
France "Gravitation and cosmology: principles and applications of the general theory of relativity" S.Weinberg,
John Wiley & Sons. Inc. "High energy astrophysics" M.S.Longair, Cambridge University Press "The
cosmological constant and Dark Energy" P.J.E. Peebles, astro-ph/0207347 "Tasi lectures on Dark Matter", Keith
A. Olive, astro-ph/0301505
NOTA
CORSO NON ATTIVATO A.A. 2009/2010
ORARIO LEZIONI
http://fisicaspecialistica.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=e17f
Fisica dei Sistemi Biologici
Codice: 16669
CdL: Corso di Laurea Specialistica in Fisica dei Biosistemi
Docente: Prof. Arnaldo Vecli (Titolare del corso)
Recapito: [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 2° anno
Crediti/Valenza: 5
SSD: FIS/07 - fisica applicata (a beni culturali, ambientali, biologia e medicina)
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Giovedì
10:30 - 12:30
Venerdì
10:30 - 12:30
Aula
Lezioni: dal 05/10/2009 al 29/01/2010
http://fisicaspecialistica.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=773e
Fisica della Gravitazione
Codice: 16678
CdL: Corso di Laurea Specialistica in Fisica Teorica
Docente: Dott. Roberto De Pietri (Titolare del corso)
Recapito: +39 0521 905227 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 2° anno
Crediti/Valenza: 6
SSD: FIS/02 - fisica teorica, modelli e metodi matematici
8
OBIETTIVI
Si presenta un quadro di insieme della attuale comprensione della fisica dei fenomeni gravitazionali entro lo
schema concettuale fornito dalla teoria della relatività generale di Einstein. In particolare la struttura causale
dello spaziotempo, i buchi neri, la cosmologia relativistica e le onde gravitazionali.
PROGRAMMA
Inizio lezioni A.A. 2007/2008 lunedì 15/10/2007 ore 9:00.
Parte I: Principio di equivalenza e suoi sviluppi.
Il principio di equivalenza: Realizzazione del principio di equivalenza in termini di metrica quadridimensionale.
Equazioni delle geodetiche e loro limite per velocità piccole rispetto alla velocità della luce. Identificazione della
componente 00 del campo metrico con il potenziale gravitazionale newtoniano.
Cinematica relativistica: Sincronizzazione degli orologi in spazi tempi curvi e misure di distanze e tempi.
Simmetrie spazio temporali e vettori di Killing. Il tensore energia impulso in relatività speciale e generale.
L’esperimento di Pound-Rebka e le verifiche dirette del principio di equivalenza.
Parte II: equazioni di Einstein e loro conseguenze.
Equazioni di Einstein: Equazioni per il campo gravitazionale. Formulazione variazionale ed Azione di
Hilbert-Palatini. Identità di Bianchi.
Soluzioni esatte: Studio delle equazioni di Einstein nel vuoto in presenza di simmetrie e loro soluzioni esatte. Il
caso di simmetria sferica e la soluzione di Schwarzschild. Simmetria assiale e soluzione di Kerr.
Campo debole e onde gravitazionali: Linearizzazione delle equazioni di Einstein. Soluzioni delle equazioni
linearizzate e loro interpretazione come "onde gravitazionali". Proprietà delle "onde gravitazionali" e metodi
sperimentali per la loro rivelazione. Formula di quadrupolo per il calcolo dell’intensità dell’emissione di onde
gravitazionali.
Verifiche sperimentali: Le classiche verifiche sperimetali delle equazioni di campo di Einstein: precessione del
perielio di Mercurio; deflessione gravitazionale della luce; evidenza indiretta dell’esistenza delle onde
gravitazionali dalle osservazioni sulla Pulsar PSR 1913+16.
Cosmologia relativistica: Il paradosso di Olbers. Spazi omogenei e metrica di Friedman-Robertson-Walker.
Legge di Hubble. Termine cosmologico nelle equazioni di Einstein. Spostamento della frequenza della
radiazione in cosmologia e modello standard dell’universo. L’espansione cosmica ed il problema della densità di
materia.
Il problema ai valori iniziali: Formulazione delle equazioni di Einstein nel formalisimo 3+1 e struttura
Hamiltoniana. Utilizzazione del formalismo 3+1 per la soluzione numerica dell’equazioni di Einstein (cenni)
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
Lunedì
8:30 - 10:30
Aula "Einstein" Plesso di Fisica
Martedì
8:30 - 10:30
Aula "Einstein" Plesso di Fisica
Lezioni: dal 05/10/2009 al 29/01/2010
http://fisicaspecialistica.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=7556
9
Fisica Statistica 2
Codice: 18508
CdL: Corso di Laurea Specialistica in Fisica Teorica, Corso di Laurea Specialistica in fisica della Materia
Docente: Prof. Paolo Santini (Titolare del corso)
Recapito: 0521905218 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 2° anno
Crediti/Valenza: 5
OBIETTIVI
Il corso si propone di fornire i concetti di base della teoria non relativistica dei sistemi a molti corpi. Programma
: Matrice densita’, entropia, ensembles. Particelle identiche, seconda quantizzazione, fononi, modello di
Hubbard, modelli di spin. Matrici densita’ ridotte a 1 e 2 corpi, correlazioni nei gas di Fermi e Bose liberi. Gas
d’elettroni, metodo Hartree-Fock, oscillazioni di plasma. Funzioni di Green, equazioni del moto, sviluppi
perturbativi, diagrammi di Feynman. Esercizio numerico al calcolatore : soluzione esatta dei modelli di
Heisenberg e/o Hubbard su clusters, calcolo di funzioni di correlazione ed osservabili termodinamiche.
TESTI
A: Messiah : Quantum mechanics. A. Fetter and J. Walecka : Quantum theory of many-particle systems. G. D.
Mahan : Many-particle physics. G. Rickayzen : Green’s functions and condensed matter. D.C. Mattis : The
theory of magnetism.
NOTA
INIZIO LEZIONI : 6-10-2009
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
Martedì
14:30 - 16:30
Aula "Bohr" Plesso di Fisica
Mercoledì
10:30 - 12:30
Aula "Bohr" Plesso di Fisica
Giovedì
8:30 - 10:30
Aula "Bohr" Plesso di Fisica
Lezioni: dal 05/10/2009 al 13/11/2009
http://fisicaspecialistica.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=f02b
Fotobiologia
Codice: 21518
CdL: Corso di Laurea Specialistica in Fisica dei Biosistemi
Docente: Dott. Aba Losi (Titolare del corso)
Recapito: +39-0521-905293 [[email protected]]
Tipologia: Affine o integrativo
Anno: 2° anno
Crediti/Valenza: 4
OBIETTIVI
Oggetto del corso di fotobiologia è lo studio della interazione della luce con la materia vivente e della
fenomenologia associata. Nei vari organismi la presenza di fotorecettori (sistemi proteici-cromoforici integrati)
consente una gamma di fotorisposte che variano dalla conversione dell’ energia luminosa in energia chimica ai
fenomeni visivi. Sistemi fotoattivi artificiali o semi-artificiali sono invece utlizzati in fotomedicina, ad esempio
nella terapia fotodinamica del cancro. Questi aspetti verrano illustrati durante il corso, assieme alle tecniche
biofisiche utilizzate per elucidare i meccanismi molecolari e fisici responsabili delle fotorisposte, gli aspetti
fotochimici, e la relazione fra struttura e funzione nei fotorecettori. Importanti applicazioni sono inoltre emerse
10
nel campo delle biotecnologie e conversione della energia luminosa (fotosintesi artificiale).
RISULTATI DELL’APPRENDIMENTO
Lo studente dovrá dimostrare di conoscere i concetti fondamentali della fotobiologia e le tecniche biofisiche
utilizzate per investigare i fotorecettori biologici. Essendo la fotobiologia un campo di studio "di confine" che
coinvolge diverse discipline scientifiche (dalla bioinformatica alla biologia molecolare, fino alle tecniche
biofisiche piú avanzate) lo studente dovrá dimostrare capacitá di integrare le informazioni che pervengono da
diversi approcci investigativi. Per questo, alla fine del corso, sará assegnato un tema d´esame che richiederá oltre
alle conoscenze di base sulla fotobiologia, anche la lettura di alcune pubblicazioni su un argomento attinente al
corso, da concordarsi con il docente.
PROGRAMMA
1. Introduzione alla fotobiologia. 1a Le leggi della fotochimica e gli Stati eccitati 1b.Termini e concetti associati
con la emissione di luce e sorgenti luminose. 1c: Termini e concetti associati con la ricezione di luce. 1d.
Tecniche spettroscopiche utilizzate in fotobiologia.
2. Generalità sui fotorecettori. 2a. Convertitori di energia e fotorecettori sensoriali 2b. I meccanismi fotochimici
primari 2c. Il concetto di fotociclo
3. I meccanismi molecolari della conversione luce-energia metabolica. 3a. La batteriorodopsina: una pompa
protonica fotoindotta. 3b. Fotosintesi anossigenica e ossigenica 3c. Termodinamica della conversione
luce-energia metabolica
4. I meccanismi molecolari della fotorecezione sensoriale 4a. Le rodopsine 4b. I fitocromi e la fotomorfogenesi
4c: i fotorecettori di luce blu
5. Applicazioni alle Biotecnologie e risorse rinnovabili (fotosintesi artificiale).
6. La fototerapia e la fotoprotezione. 6a. Fotochimica nella fototerapia dell’ittero neonatale. 6b. Meccanismi di
fotosensibilizzazione e terapia fotodinamica. 6c. Le fotoliasi nella riparazione di lesioni al DNA 6d. Le melanine
6e Ritmi circadiani.
NOTA
Per una introduzione alla fotobiologia www.kumc.edu/POL/ASP_Home/asp_bro2.html
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
Lezioni: dal 05/10/2009 al 22/01/2010
http://fisicaspecialistica.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=f6c4
Laboratorio avanzato di Informatica
Codice: 22987
CdL: Corso di Laurea Specialistica in fisica della Materia
Docente: Dott. Roberto Alfieri (Titolare del corso)
Recapito: 0521 906214 [[email protected]]
Tipologia: Altre attività
Anno: 2° anno
Crediti/Valenza: 4
SSD: INF/01 - informatica
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PROGRAMMA
Sviluppo di un progetto per il calcolo scientifico.
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
Lezioni: dal 06/10/2008 al 23/01/2009
http://fisicaspecialistica.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=2b69
Laboratorio di Biofisica III
Codice: 18477
CdL: Corso di Laurea Specialistica in Fisica dei Biosistemi
Docente: Prof. Roberto Favilla (Titolare del corso)
Recapito: 0521-905488 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 2° anno
Crediti/Valenza: 3
SSD: FIS/07 - fisica applicata (a beni culturali, ambientali, biologia e medicina)
PROGRAMMA
A) Attività ottica
Lezioni teoriche:
Asimmetria e dissimmetria
Principi di dicroismo circolare (CD)
CD di proteine
Esercitazioni:
Calibrazione di un dicrografo
Spettri CD di proteine
Metodi di analisi degli spettri CD di proteine
B) Cinetica
Lezioni teoriche:
Cinetica chimica
Cinetica enzimatica
Cinetica di folding delle proteine
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Esercitazioni:
Tempo morto di un spettrofotometro a flusso arrestato (stopped flow)
Attività enzimatica dell'alcool deidrogenasi
Cinetica di denaturazione/rinaturazione di una proteina
C) Biofisica computazionale
La banca dati PDB e le strutture biomolecolari. Analisi strutturale di proteine tramite softwares. Sovrapposizione
strutturale e Root Mean Square Deviation. Introduzione all’uso dei due programmi più diffusi: RasMol e
SwissPdbViewer.
Esercitazione 1: analisi strutturale e comparativa di proteine.
Introduzione alla biofisica computazionale. Energia potenziale di una molecola e sua minimizzazione. Principio
di Anfinsen e strategie di ricerca del minimo globale dell’energia. Principi fondamentali della dinamica
molecolare e sue applicazioni. Simulazione del solvente. Analisi dei risultati.
Esercitazione 2: ricerca della struttura in soluzione di un peptide oppiode tramite simulated annealing e dinamica
molecolare.
TESTI
A) Attività ottica - D.G. Morris: Stereochemistry, RSC 2001 - G. Fasman: CD and the conformational analysis
of biomolecules, Plenum 1996 - C.R. Cantor, P.R. Schimmel: Biophysical Chemistry, Vol. 2, W.H.Freeman and
Co. 1980 B) Cinetica - A. Fersht: Structure and mechanism in protein science, Freeman 1999 - B. Noelting:
Protein folding kinetics, Springer-Verlag 1999 - I. Tinoco et al: Physical Chemistry, Prentice Hall 2002 Sono
inoltre disponibili gli appunti delle lezioni e i softwares utilizzati per l’analisi strutturale con i loro manuali.
NOTA
Il corso di laboratorio di Biofisica III è il primo dei due moduli di un corso semestrale di 6 crediti, che tratta di
alcuni metodi spettroscopici avanzati per lo studio delle macromolecole biolgiche. In particolare si occupa di
attività ottica, cinetica chimica e biofisica computazionale, con esercitazioni pratiche. La parte di biofisica
computazionale verrà tratttata dalla dott.ssa Eugenia Polverini.
ORARIO LEZIONI
http://fisicaspecialistica.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=4550
Laboratorio di Biofisica IV
Codice: 18478
CdL: Corso di Laurea Specialistica in Fisica dei Biosistemi
Docente: Prof. Roberto Favilla (Titolare del corso)
Recapito: 0521-905488 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 2° anno
Crediti/Valenza: 3
SSD: FIS/07 - fisica applicata (a beni culturali, ambientali, biologia e medicina)
PROGRAMMA
C) Fluorescenza
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Lezioni teoriche:
FRET (fluorescence resonance energy transfer): teoria di Foerster
FRET risolta in tempo
Anisotropia di fluorescenza
Esercitazioni:
Spettri di fluorescenza di una coppia donatore-accettore
FRET di una coppia legata ad una macromolecola (misure in ensemble)
Anisotropia di fluorescenza di un fluoroforo libero e legato
D) Spettroscopia di singola molecola
Lezioni teoriche:
Principi di microscopia confocale
Principi di spettroscopia di correlazione di fluorescenza (FCS)
FRET su singola coppia (spFRET)
Esercitazioni:
Microscopio confocale: determinazione del volume confocale
FCS di un fluoroforo libero e legato (misure in singola molecola)
spFRET in una singola molecola di dsDNA.
TESTI
C) Fluorescenza - C.R. Cantor, P.R. Schimmel: Biophysical Chemistry, Vol. 2, W.H.Freeman and Co. 1980 J.R. Lakowitz: Principles of fluorescence spectroscopy, Plenum 2000 - P.R. Selvin: The renaissance of FRET,
Nat. Struct. Biol. 7, 730-734 2000. D) Spettroscopia di singola molecola - Ch. Zander, J. Enderlein, R.A. Keller:
Single molecule detection in solution, Wyley-VCH 2002 - B. Valeur, J.C. Brochon: New trends in fluorescence
spectroscopy, Springer-Verlag 2001 - A. Cooper: Biophysical Chemistry, RCS 2004.
NOTA
Il corso di laboratorio di Biofisica è il secondo modulo di un corso semestrale di 6 crediti, che tratta di tecniche
avanzate di spettroscopia ottica applicate allo studio delle macromolecole biologiche, in particolare di due
tecniche di fluorescenza (FRET e anisotropia) e di microscopia confocale applicata allo studio di singole
molecole.
ORARIO LEZIONI
http://fisicaspecialistica.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=7cce
14
Laboratorio Diagnostica Materiali
Codice: 18523
CdL: Corso di Laurea Specialistica in fisica della Materia
Docente: Prof. Antonio Deriu (Titolare del corso)
Recapito: 0521 905267 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 2° anno
Crediti/Valenza: 6
SSD: FIS/03 - fisica della materia
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
Lezioni: dal 05/10/2009 al 22/01/2010
http://fisicaspecialistica.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=187d
Laboratorio Teorico 3
Codice: 16675
CdL: Corso di Laurea Specialistica in Fisica Teorica
Docente: Dott. Francesco Di Renzo (Titolare del corso)
Recapito: 0521 905491 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 2° anno
Crediti/Valenza: 4
OBIETTIVI
Il corso si propone di fornire una introduzione alle principali tecniche computazionali della teoria dei campi. Lo
stile sarà assolutamente informale, rivolto alla soluzione di problemi.
PROGRAMMA
Il significato della rinormalizzazione in teoria quantistica dei campi: il punto di vista della regolarizzazione su
reticolo.
Calcolo di sezioni d’urto ad albero per processi di QED. Anche in attesa dell’acquisizione degli strumenti
concettuali della teoria dei campi, si farà un cenno alla teoria del propagatore di Dirac.
Tecniche di calcolo di grafici di Feynman.
Introduzione all’utilizzo di strumenti di calcolo simbolico (Mathematica). Applicazione al calcolo di tracce di
Dirac.
Il problema della (in)dipendenza da schema di rinormalizzazione.
Problemi infrarossi in Elettrodinamica quantistica. Il livello di generalità sarà da definire coordinandosi
all’avanzamento dei programmi dei corsi di Teoria Quantistica dei Campi.
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
Mercoledì
14:30 - 18:30
Aula "Boltzmann" Plesso di Fisica
Lezioni: dal 05/10/2009 al 29/01/2010
15
http://fisicaspecialistica.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=bd5c
Proprietà di Trasporto nella Materia Condensata
Codice: 18522
CdL: Corso di Laurea Specialistica in fisica della Materia
Docente: Prof. Antonella Parisini (Titolare del corso)
Recapito: 0521 905272 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 2° anno
Crediti/Valenza: 5
Avvalenza:
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=f6d2;sort=DEFAULT;search=;hits=39
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
http://fisicaspecialistica.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=1baa
Proprietà elettromagnetiche della Materia
Codice: 07354
CdL: Corso di Laurea Specialistica in fisica della Materia
Docente: Prof. Giuseppe Amoretti (Titolare del corso)
Recapito: 0521-905258/5210 [[email protected]]
Tipologia: A scelta dello studente
Anno: 2° anno
Crediti/Valenza: 5
OBIETTIVI
Il programma del corso di Proprietà Elettromagnetiche della Materia risponde all’esigenza di approfondire un
importante argomento quale il magnetismo nei solidi dal punto di vista delle interazioni fondamentali. Il corso
comprende una parte di esercitazioni nella quale vengono trattati esempi notevoli, anche utilizzando programmi
di calcolo numerico. Date le caratteristiche del programma svolto, il corso è adatto per studenti che abbiano già
conoscenza della meccanica quantistica, della fisica atomica e di elementi della fisica dei solidi.
PROGRAMMA
1- Stati elettronici degli ioni di transizione in un cristallo;
2- teoria di campo cristallino e operatori tensoriali;
3- calcolo delle osservabili fisiche (magetizzazione, suscettività, fattore g, campo iperfine,
splitting di quadrupolo nucleare, calore specifico di Schottky ed entropia, sezione d’urto
per scattering anelastico di neutroni).
4- interazione di scambio in isolanti, superscambio, scambio antisimmetrico e ferromagnetismo debole;
5- teoria di campo medio e ordine magnetico;
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6- scambio ed effetti di correlazione elettronica in sistemi metallici.
Possibili applicazioni: superconduttori ad alta temperatura critica, fermioni pesanti, supermagneti.
TESTI
G. AMORETTI, "Crystal Field and Exchange Interaction for Magnetic Ions in Solids", in "Magnetic Properties
of Matter", World Scienti_c, Singapore, 1988, p. 3-108. P. FULDE, "Electron Correlations in Molecules and
Solids", Springer-Verlag, Berlin, 1991. B.R. JUDD, "Operator Techniques in Atomic Spectroscopy",
McGraw-Hill, New York, 1963. A. HERPIN, "Theorie du Magnetisme", Presses Universitaires de France, Paris,
1968. C.A. MORRISON, "Angular Momentum Theory Applied to Interactions in Solids", Adelphi, MD, USA,
1988.
NOTA
CORSO NON ATTIVATO A.A. 2009/2010
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
Lunedì
16:30 - 18:30
Aula "Fermi" Plesso di Fisica
Martedì
16:30 - 18:30
Aula "Fermi" Plesso di Fisica
Lezioni: dal 02/03/2009 al 29/06/2009
http://fisicaspecialistica.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=104a
Proprietà Ottiche della Materia
CdL: Corso di Laurea Specialistica in fisica della Materia
Docente: Prof. Rosanna Capelletti
Recapito: 0521/905247 [[email protected]]
Tipologia: A scelta dello studente
Anno: 2° anno
Crediti/Valenza: 5
Avvalenza:
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=ff00;sort=DEFAULT;search=;hits=32
ORARIO LEZIONI
http://fisicaspecialistica.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=837d
Sistemi a Bassa Dimensionalità
Codice: 18524
CdL: Corso di Laurea Specialistica in fisica della Materia
Docente: Prof. Massimo Carbucicchio (Titolare del corso)
Recapito: +39 0521 905264 (905255) [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 2° anno
Crediti/Valenza: 5
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PROGRAMMA
Obiettivi:
Approfondire ed estendere le conoscenze dello studente sull'argomento della sua tesi di laurea.
Contenuti:
Il Corso riguarda le proprietà, le modalità di crescita e le metodologie per una caratterizzazione morfologica,
composizionale, strutturale e magnetica di sistemi a bassa dimensionalità quali film sottili e multistrati
magnetici, rivestimenti nanostrutturati protettivi, nanotubi a base di carbonio.
TESTI
▪ K. L. Chopra, "Thin film phenomena", McGraw-Hill Book Company, New York. ▪ M. C.
Desjonquères, D, Spanjaard, "Concepts in Surface Physics", Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, New York.
▪ H. Ibach, "Electron Spectroscopy for Surface Analysis", Speringer-Verlag Berlin, Heidelberg, New
York. ▪ P. J. F. Harris, "Carbon nanotubes and related structures", Cambridge University Press, 1998.
NOTA
NON ATTIVATO A.A. 2009/2010 Prerequisiti: Il Corso prevede la conoscenza di elementi di Meccanica
Quantistica, Struttura della Materia, Fisica dello Stato Solido, Elettronica e Informatica.
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
Lezioni: dal 02/03/2009 al 12/06/2009
http://fisicaspecialistica.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=388e
Teoria Quantistica dei Campi 2
Codice: 18503
CdL: Corso di Laurea Specialistica in Fisica Teorica
Docente: Dott. Luca Griguolo (Titolare del corso)
Recapito: 0521-905220 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 2° anno
Crediti/Valenza: 6
OBIETTIVI
Il corso discute alcuni aspetti avanzati della moderna teoria quantistica dei campi, con particolare enfasi sulle
proprieta’ formali e sui metodi di calcolo analitici. Lo studente viene introdotto all’uso delle tecniche funzionali
per l’azione effettiva, al calcolo dei grafici di Feynamn ad una loop (in regolarizzazione dimensionale), alla
teoria della rinormalizzazione e alla formulazione classica e quantistica delle teorie di gauge non-abeliane (teorie
di Yang-Mills). L’apparato formale presentato e le tecniche di calcolo acquisite sono alla base dell’attivita’ di
tesi e di ricerca nel campo della fisica teorica delle interazioni fondamentali.
PROGRAMMA
Parte 1: Richiami di formalismo funzionale: integrale di Feynman, funzionale generatore delle funzioni di Green
e delle funzioni di Green connesse.
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Il formalismo dell’azione effettiva: grafici one-particle irreducible e significato dell’azione effettiva. Sviluppo
semiclassico dell’azione effettiva: termine classico e metodo del punto sella. Contributi quantistici, determinanti
funzionali, metodo della funzione zeta. Calcolo del potenziale effettivo. Anomalia di traccia. Significato fisico
del potenziale effettivo. Rottura spontanea della simmetria e teorema di Goldostone.
Argomento speciale: il gruppo conforme in quattro dimensioni.
Parte 2: Sviluppo perturbativo delle funzioni di Green attraverso i grafici di Feynmann. Struttura generale dei
grafici di Feynman per teorie scalari in quattro dimensioni: il problema delle divergenze, classificazione dei
grafici
divergenti, tecnica della regolarizzazione dimensionale. Struttura della
teoria scalare one-loop, calcolo dei termini divergenti e delle parti finite, sottrazione delle parti divergenti.
Teoria della rinormalizzazione: introduzione dei
controtermini, parametri nudi e vestiti, lagrangiana rinormalizzata,
schemi di rinormalizzazione. Gruppo di rinormalizzazione:
equazione del gruppo di rinormalizzazione in sottrazione minimale, la sua
soluzione e il suo significato fisico. Funzione beta.
Proprieta’ di analiticita’ delle ampiezze, teorema ottico, discussione
delle parti immaginarie e regole di Cutkovsky.
Argomento speciale: un calcolo a due loop in teorie scalari.
Parte 3: Simmetrie non-abeliane in teorie di campo classiche: O(N) (campi
scalari), U(N) (fermioni). Formalismo generale,
correnti di Noether, cariche conservate. Simmetrie locali: simmetrie di
gauge non-abeliane, costruzione delle teorie di
Yang-Mills con il metodo di Noether. Formulazione geometrica dele teorie
di Yang-Mills: simmetria di gauge,
derivate covarianti, connessioni di gauge, lagrangiane invarianti.
Quantizzazione delle teorie di gauge:
metodo di Fadeev-Popov, campi ghost, discussione dei gauge-fixing e del
propagatore. Selezione dello spazio fisico, BRST,
regole di Feynman per teorie di Yang-Mills.
Argomento speciale: soluzioni classiche delle teorie di Yang.Mills
euclidee (istantoni).
NOTA
Facente parte di un corso integrato
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
Martedì
10:30 - 12:30
Aula "Einstein" Plesso di Fisica
Giovedì
10:30 - 12:30
Aula "Bohr" Plesso di Fisica
Lezioni: dal 05/10/2009 al 29/01/2010
http://fisicaspecialistica.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=bebb
Teoria Quantistica dei Campi 3
Codice: 18504
CdL: Corso di Laurea Specialistica in Fisica Teorica
Docente: Dott. Marisa Bonini (Titolare del corso)
Recapito: 0521-905226 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 2° anno
Crediti/Valenza: 8
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SSD: FIS/02 - fisica teorica, modelli e metodi matematici
PROGRAMMA
Metodi funzionali;integrale di cammino di Feynman in meccanica quantistica. Integrazione funzionale. Funzione
di Green per la particella scalare libera; Funzioni di Green, funzioni di Green connesse e loro funzionali
generatori per il campo scalare. Teoria delle perturbazioni; diagrammi di Feynman e regole di Feynman. Metodi
funzionali per campi fermionici. La corrispondenza fra meccanica statistica di equilibrio e
teoria dei campi quantistica euclidea. Simmetrie classiche e quantistiche Esempi di fisica classica e quantistica di
transizioni di fase con rottura spontanea di simmetria. Funzionali generatori, sviluppo in potenze di h. Le
funzioni di Green una-part-irriducibili. Sviluppo in impulsi dell'azione efficace. Valutazione del primo
contributo quantistico al potenziale efficace. Rinormalizzazione del contributo ad un loop del potenziale efficace.
Il modello sigma lineare classico. Teorema di Goldstone classico e quantistico. Identita' di Ward per il
modello sigma lineare.
Calculus di variabili di Grassmann con numero finito di generatori. Jacobiano negli integrali grassmaniani.
Integrali funzionali grassmaniani.
Teorie di gauge non-abeliane. Dall'invarianza
globale all'invarianza locale. Il gruppo ed algebra SU(3). La derivata covariante in teoria invariante sotto
il gruppo SU(N) locale. Densita' lagrangiana , forma matriciale e in campi componenti. Trasformazioni di
gauge infinitesime. Condizioni di gauge lineari; Il metodo di Faddeev e Popov per la quantizzazione funzionale
di teorie gauge-invarianti. Invarianza di gauge del determinante di F.P. e sua valutazione per la classe di
condizioni di gauge di Lorentz. Valutazione del propagatore libero del campo vettoriale e dei ghost. Regole di
Feynman per la teoria di Yang e Mills con e senza i fermioni.
Rinormalizzabilita' ed unitarieta' perturbativa nelle teorie di Yang e Mills. Definizione della
trasformazione BRST. Ridefinizione dei campi ghost in campi scalari reali. L'operatore s di BRST.
Nihilpotenza su campi elementari e su funzionali formati da funzioni dei campi. Rottura spontanea della
simmetria di gauge : il caso abeliano. Rottura spontanea della simmetria SU(2) con scalari nella rappresentazione
fondamentale. Rottura
spontanea della simmetria di gauge SU(2) ad U(1). La classe di gauge-fixing rinormalizzabili di t'Hooft. Il
settore bosonico del modello elettro-debole.
Liberta' asintotica : valutazione della funzione beta ad un loop.
TESTI
(M.Peskin and D.V.Schroeder, M. Kaku, A.Zee, C.Itzykson and J.B.Zuber
NOTA
Facente parte di un corso integrato
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
Lunedì
10:30 - 12:30
Aula "Einstein" Plesso di Fisica
Mercoledì
8:30 - 10:30
Aula "Bohr" Plesso di Fisica
Venerdì
8:30 - 10:30
Aula "Bohr" Plesso di Fisica
Lezioni: dal 05/10/2009 al 29/01/2010
http://fisicaspecialistica.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=c6fd
20
Teorie di Gauge su Reticolo
Codice: 19579
CdL: Corso di Laurea Specialistica in Fisica Teorica
Docente: Dott. Francesco Di Renzo (Titolare del corso)
Recapito: 0521 905491 [[email protected]]
Tipologia: A scelta dello studente
Anno: 2° anno
Crediti/Valenza: 5
Avvalenza:
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=d396;sort=DEFAULT;search=;hits=32
ORARIO LEZIONI
http://fisicaspecialistica.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=25c4
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