Corsi - Corso di Laurea Magistrale in Fisica

Campusnet
Brochure dei corsi
Table of Contents
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Università degli Studi di Parma
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Classe LM 17: Lauree Magistrali in Fisica
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Corsi di insegnamento: brochure creato il 18 luglio 2010
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Biochimica Applicata .
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Biologia Cellulare .
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Chimica Organica .
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Cristallografia .
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Diffrazione di neutroni e raggi X .
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Dispositivi a Semiconduttore
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Elettonica Molecolare .
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Fisica dei Dispositivi a Semiconduttore .
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Fisica dei liquidi .
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Fisica dei Materiali per Fotonica .
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Fisica dei plasmi .
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Fisica dei Sistemi Complessi
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Fisica della Gravitazione
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Fisica della Materia
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Fisica delle Interazioni Fondamentali .
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Fisica Nucleare e Subnucleare .
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Fisica Sanitaria 1 .
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Fisica Statistica
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Fisiologia .
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Interazioni magnetiche nei solidi .
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Introduzione alla Biofisica .
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Laboratorio 1 .
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Modulo di Laboratorio 1 - Modulo I
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Modulo di Laboratorio 1 - Modulo IIA .
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Modulo di Laboratorio 1 - Modulo IIB .
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Modulo di Laboratorio 1 - Modulo IIC .
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Laboratorio di Chimica dei Materiali Inorganici
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Macromolecole biologiche informazionali
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Materiali Funzionali
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Materiali Nanostrutturati a base Carbonio .
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Meccanica Quantistica .
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Metodi Avanzati in Teoria di Campo .
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Metodi Matematici Avanzati
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Nanostrutture .
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Proprietà di Trasporto nella Materia Condensata .
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Proprietà magnetiche della materia .
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Proprietà Ottiche della Materia .
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Sistemi dinamici .
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Struttura e Reattività dei Solidi .
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Tecnologie Elettroniche .
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Teoria dei Campi .
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Teoria Quantistica dei campi di Gauge
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Teorie di Gauge su Reticolo .
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Università degli Studi di Parma
Classe LM 17: Lauree Magistrali in Fisica
Corsi di insegnamento: brochure creato il 18 luglio 2010
Biochimica Applicata
Codice: 00062
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Prof. Enrico Bignetti (Titolare del corso)
Recapito: 0521/905277 - 906228 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 1° anno
Crediti/Valenza: 6
NOTA
CORSO NON ATTIVATO A.A. 2009/2010
ORARIO LEZIONI
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=8cfe
Biologia Cellulare
Codice: 04662
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente:
Recapito: []
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 1° anno
Crediti/Valenza: 6
NOTA
CORSO NON ATTIVATO A.A. 2009/2010
ORARIO LEZIONI
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=ba4f
Chimica Organica
Codice: 14786
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Dott. Laura Baldini (Titolare del corso)
Recapito: 0521-905457 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 2° anno
Crediti/Valenza: 6
1
NOTA
CORSO NON ATTIVATO 2009/2010
ORARIO LEZIONI
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=f1c7
Cristallografia
Codice: 00209
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Prof. Gianluca Calestani (Titolare del corso)
Recapito: 0521 905448 [[email protected]]
Tipologia: Affine o integrativo
Anno: 1° anno
Crediti/Valenza: 6
Avvalenza:
http://stm.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=39a1;sort=DEFAULT;search=%7bdocente%7d%20%3d%7e%20%2f%5ecalestg%20%2ev%2e%2f%20and%20%7bqq%7d%20ne%20%277811%27;hits=4
ORARIO LEZIONI
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=f57a
Diffrazione di neutroni e raggi X
Codice: 19412
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Prof. Antonio Deriu (Titolare del corso)
Recapito: 0521 905267 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 1° anno
Crediti/Valenza: 6
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 01/03/2010 al 11/06/2010
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=7f56
Dispositivi a Semiconduttore
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente:
Recapito: []
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 2° anno
Crediti/Valenza: 6
2
NOTA
CORSO NON ATTIVATO A.A. 2009/2010
ORARIO LEZIONI
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=50fe
Elettonica Molecolare
Codice: 23662
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente:
Recapito: []
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 1° anno
Crediti/Valenza: 6
NOTA
CORSO NON ATTIVATO A.A. 2009/2010
ORARIO LEZIONI
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=1052
Fisica dei Dispositivi a Semiconduttore
Codice: 18967
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Prof. Luciano Tarricone (Titolare del corso)
Recapito: +39-0521-905269 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 1° anno
Crediti/Valenza: 6
Avvalenza:
http://stm.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=4b40;sort=DEFAULT;search=%7bdocente%7d%20%3d%7e%20%2f%5etarricone%20%2ev%2e%2f%20and%20%7bqq%7d%20ne%20%277811%27;hits=3
OBIETTIVI
Il corso si propone di offrire agli studenti la possibilità di comprensione dei primcipi fisici di funzionamento dei
dispositivi a semiconduttore che trovano impiego nella micro elettronica e nell’optoelettronica con cenni anche
ai dispositivi quantistici e alle relatuive nanotecnologie di fabbricazione. Partendo da un richiamo delle proprietà
fondamentali dei semiconduttori il corso tratta in dettaglio le proprietà ottiche partendo dall’interazione
luce-materia e descrivendo i fondamenti dei processi ottici che determinano le proprietà dei dispositivi per
fotonica e optoelettronica. Le equazioni fondamentali per descrivere il funzionamento dei dispositivi elettronici
sono introdotte partendo dalla descrizione della distribuzione di cariche libere sia in sistemi omogenei che
disomogenei e sotto l’azione di perturbazioni esterne. Segue una descrizione dei principali tipi di dispositivi con
un breve richiamo alle tecnologie di fabbricazione. Viene introdotto il concetto di "ingegneria delle bande" alla
bade dello sviluppo dei dispositivi quantistici e della nanoelettronica.
RISULTATI DELL’APPRENDIMENTO
Milestones del corso sono : (i) delle proprietà fisiche fondamentali dei semiconduttori in relazione ad alcune
tecniche diagnostiche in grado di verificarne il loro controllo attraverso le relative tecnologie di fabbricazione e
di processo, (ii) i principi fisici alla base del funzionamento dei principali dispositivi a semiconduttore oggi
utilizzati nella micro e optoelettronica, (iii) la conoscenza delle possibilità di " adattare" le proprietà fisiche e le
relative caratteristiche dei dispositivi con essi realizzati, al fine di otteenere dispositivi con particolari figure di
merito
3
PROGRAMMA
I. Richiami delle proprietà fisiche fondamentali dei semiconduttori: (2 CFU, 16 lezioni)* : Strutture cristalline,
legami chimici e bande di energia. Dinamica elettronica. Struttura a bande dei principali semiconduttori.
Statistica dei portatori in equilibrio Semiconduttori intrinseci ed estrinseci. Concentrazione di elettroni e
lacune e loro variazione con la temperatura. Trasporto dei portatori di caricanell’approssimazione
semi-classica. Conducibilità e mobilità. . L'effetto Hall e sue applicazioni allo studio delle proprietà
elettriche dei semiconduttori. Magnetoresistenza, effetto SDH. Cenni all'effetto Hall quantistico.
(*) questa prima parte sarà ridotta più brevi richiami per gli studenti che li abbiano o li stiano acquisendo in
altri corsi.
II. Processi ottici nei semiconduttori (2 CFU, 16 lezioni): Interazione luce-materia: richiami storici. La
spettroscopia ottica nei semiconduttori. Le costanti ottiche e il modello macroscopico. Relazioni tra n, k e a.
Relazioni di dispersione. Riflessione, trasmissione, interferenza. Transizioni ottiche e coefficiente di
assorbimento. Teoria quantistica delle transizioni ottiche; modello microscopico. Probabilità di transizione e
coefficiente di assorbimento per transizioni banda-bamda. Cenni agli altri tipi di processi di assorbimento ottico.
Deviazione dal comportamento ideale: eBurstein-Moss, non parabolicità delle bande, disordine. Cenni alle
spettroscopie modulative e ad alta energia (UPS, XPS). Cenni alle transizioni ottiche in sistemi a dimensionalità
ridotta. Elementi di spettroscopia ottica per lo studio di materiali semiconduttori: aspetti metodologici e
sperimentali.
III. Elettroni e lacune in eccesso in semiconduttori omogenei (1 CFU, 8 lezioni) : Generazione di portatori in
eccesso. Processi di Generazione e Ricombinazione: banda-banda, Auger, in stati superficiali. Modello SRH e
tempi di vita dei portatori. Diffusione dei portatori , lunghezza di diffusione e relazione di Einstein. Equazione
di continuità. Diffusione ambipolare. Esempi di soluzione dell'equazione di continuità.
IV. Semiconduttori Disomogenei (1 CFU, 8 lezioni): Superfici ideali, livelli di Tamm-Schokley. Superfici reali:
il modello di Cowley-Sze. Il contatto metallo-semiconduttore. L'effetto Schottky e la barriera
metallo-semiconduttore ideale. Il diodo a barriera Schottky. Barriera di Mott e contatti ohmici. Semiconduttori
non uniformemente drogati: La giunzione p-n. Teoria della giunzione in approssimazione di svuotamento,
capacità della giunzione e polarizzazione diretta e inversa. Caratteristica J/V e deviazioni dall'idealità.
Eterogiunzioni: discontinuità delle bande e stati all'interfaccia. Cenni alle eterostrutture a dimensionalità
ridotta a modulazione di drogaggio e/o composizione.
V. Dispositivi (2 CFU, 16 lezioni): Dispositivi Elettronici: Il transistor bipolare a giunzione (BJT)
amplificazione e guadagno di corrente . Cenni ad altri tipi di transistors: il transistor bipolare a eterogiunzione
(HBT), ad effetto di campo (JFET). Strutture Metallo-Ossiodo-Semiconduttore : il condensatore MOS. Il
transistor MOS a effetto di campo (MOSFET) . Cenni ai dispositivi per memorie ad accoppiamento di carica
(CCD). Cenni alle tecnologie VLSI. Dispositivi optoelettronici: Diodi emettitori di luce (LED). Laser a
semiconduttore. Fotorivelatori. Effetto fotovoltaico: principi fisici e applicazioni alla conversione
dell'energia solare.
TESTI
Appunti dalle lezioni del corso di "Fisica dei Materiali e Laboratorio" Appunti dalle lezioni del corso "Materiali
semiconduttori:struttura, pproprietà, applicazioni" Testi consigliati per consultazione: o M.Wolf, N. Holonyak,
G.E. Stillman ""Physical properties of semiconductors" Prentice Hall International Editions o J. I. Pankove
"Optica processes in semiconductors" Dover publ.inc. o M.S. Tyagi "Semiconductor materials and devices" John
Wiley & sons o S.Sze "Introduction to Semiconductor devices: Physcs and technology" John Wiley & sons o R
S..Muller, T.I. Kamins "Device electronics for integrated circuits" John Wiley & sons o P. Bhattacharya
"Semiconductor optoelectronic devices" Prentice Hall International Editions
NOTA
CORSO NON ATTIVATO A.A. 2009/2010 NOTE: Il corso è aperto anche a studenti provenienti da altri corsi
di Laurea dfiversi da STM; per questi, ove mancassero le conoscenze di base, è previsto una prima parte sulla
fisica dei semiconduttoridi. In ogni caso lo studente, d’intesa col docente, potrà selezionare gli argomenti da
approfondire in base ai suoi specifici interessi.
4
ORARIO LEZIONI
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=eef7
Fisica dei liquidi
Codice: 1001098
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Dott. Maria Tau (Titolare del corso)
Recapito: 0521905211 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 1° anno
Crediti/Valenza: 6
NOTA
CORSO NON ATTIVATO A.A. 2009/2010
ORARIO LEZIONI
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=621e
Fisica dei Materiali per Fotonica
Codice: 23661
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Prof. Pier Paolo Lottici (Titolare del corso)
Recapito: 0521-905238 - 906212 3204370624 3298603143 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 1° anno
Crediti/Valenza: 6
Avvalenza:
http://stm.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=cff2;sort=DEFAULT;search={docente}%20%3d~%20%2f^pplottici%20.v.%2f%20and%20{qq}%20ne%20%277811%27;hits=1
NOTA
CORSO NON ATTIVATO A.A. 2009/2010
ORARIO LEZIONI
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=c7b8
Fisica dei plasmi
Codice: 06895
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Prof. Leonardo Ferrari (Titolare del corso)
Recapito: [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 1° anno
Crediti/Valenza: 6
NOTA
CORSO NON ATTIVATO A.A. 2009/2010
5
ORARIO LEZIONI
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=74ab
Fisica dei Sistemi Complessi
Codice: 1001046
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Dott. Raffaella Burioni (Titolare del corso)
Recapito: +39 0521 905492 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 1° anno
Crediti/Valenza: 6
NOTA
CORSO NON ATTIVATO A.A. 2009/2010
ORARIO LEZIONI
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=9a17
Fisica della Gravitazione
Codice: 16678
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Dott. Roberto De Pietri (Titolare del corso)
Recapito: +39 0521 905227 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 1° anno
Crediti/Valenza: 6
SSD: FIS/02 - fisica teorica, modelli e metodi matematici
PROGRAMMA
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.
6
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)
NOTA
CORSO NON ATTIVATO A.A. 2009/2010 Gli studenti interessati al Corso sono invitati a contattare il docente
ed a registrarsi allo stesso.
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=6ccd
Fisica della Materia
Codice: 16668
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Prof. Davide Cassi (Titolare del corso)
Recapito: +39-0521-905674 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 1° anno
Crediti/Valenza: 6
SSD: FIS/03 - fisica della materia
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
Mercoledì
10:30 - 12:30
Aula "Einstein" Plesso di Fisica
Giovedì
10:30 - 12:30
Aula "Einstein" Plesso di Fisica
Lezioni: dal 01/03/2010 al 11/06/2010
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=e60e
Fisica delle Interazioni Fondamentali
Codice: 1001048
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Prof. Luca Trentadue (Titolare del corso)
Recapito: 0521-905224 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 1° anno
Crediti/Valenza: 6
7
NOTA
CORSO NON ATTIVO A.A. 2009/2010
ORARIO LEZIONI
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=6797
Fisica Nucleare e Subnucleare
Codice: 1001040
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Prof. Luca Trentadue (Titolare del corso)
Recapito: 0521-905224 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 1° anno
Crediti/Valenza: 6
SSD: FIS/04 - fisica nucleare e subnucleare
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
Mercoledì
8:30 - 10:30
Aula "Einstein" Plesso di Fisica
Giovedì
8:30 - 10:30
Aula "Einstein" Plesso di Fisica
Lezioni: dal 15/03/2010 al 28/05/2010
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=03bc
Fisica Sanitaria 1
Codice: 1001242
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Dott. Adriano Borrini (Titolare del corso)
Recapito: [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 1° anno
Crediti/Valenza: 6
SSD: FIS/07 - fisica applicata (a beni culturali, ambientali, biologia e medicina)
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Martedì
14:30 - 16:30
Giovedì
14:30 - 16:30
Aula
Lezioni: dal 15/03/2010 al 11/06/2010
Nota: Orario in corso di definizione
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=2df3
8
Fisica Statistica
Codice: 16658
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Prof. Paolo Santini (Titolare del corso)
Recapito: 0521905218 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 1° anno
Crediti/Valenza: 6
SSD: FIS/03 - fisica della materia
PROGRAMMA
Richiami di meccanica statistica classica.
Stati miscela in meccanica statistica quantistica, operatore densità, entropia statistica.
Principio fondamentale della meccanica statisica, ensembles quantistici.
Gas ideali quantistici, paramagneti, vibro-rotazioni molecolari, calore specifico dei solidi. Transizioni di fase.
Risposta lineare, formula di Kubo.
NOTA
Inizio lezioni: 17-11-2009
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
Martedì
14:30 - 16:30
Aula "Bohr" Plesso di Fisica
Mercoledì
14:30 - 16:30
Aula "Bohr" Plesso di Fisica
Giovedì
8:30 - 10:30
Aula "Bohr" Plesso di Fisica
Lezioni: dal 17/11/2009 al 29/01/2010
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=80a0
Fisiologia
Codice: 22184
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Prof. Emilio Macchi (Titolare del corso)
Recapito: 0521-906116 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 1° anno
9
Crediti/Valenza: 6
NOTA
CORSO NON ATTIVATO A.A. 2009/2010
ORARIO LEZIONI
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=d010
Interazioni magnetiche nei solidi
Codice: 1001096
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Prof. Giuseppe Amoretti (Titolare del corso)
Recapito: 0521-905258/5210 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 1° anno
Crediti/Valenza: 6
SSD: FIS/01 - fisica sperimentale
OBIETTIVI
Il programma del corso di Interazioni Magnetiche nei Solidi 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.
RISULTATI DELL’APPRENDIMENTO
Possibili applicazioni a superconduttori ad alta temperatura critica, fermioni pesanti, supermagneti, nanomagneti
molecolari.
PROGRAMMA
Programma del Corso
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;
6- hamiltoniane di spin e magnetismo molecolare.
TESTI
G. AMORETTI, "Crystal Field and Exchange Interaction for Magnetic Ions in Solids", in "Magnetic Properties
of Matter", World Scientific, 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. D. GATTESCHI, R. SESSOLI, AND J. VILLAIN, "Molecular Nanomagnets", Oxford University Press,
New York, 2006.
10
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 08/03/2010 al 08/06/2010
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=361b
Introduzione alla Biofisica
Codice: 1001234
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Dott. Aba Losi (Titolare del corso)
Recapito: +39-0521-905293 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 1° anno
Crediti/Valenza: 9
SSD: FIS/07 - fisica applicata (a beni culturali, ambientali, biologia e medicina)
OBIETTIVI
La biofisica é una scienza interdisciplinare che utilizza e sviluppa teorie e metodi propri delle scienze fisiche per
investigare sistemi biologici a tutti i livelli di organizzazione: dalla scala molecolare ad interi organismi, fino
agli ecosistemi. La biofisica interagisce quindi strettamente con i campi piú specifici della biochimica,
nanotecnologia, bio-ingegneria e della recente area della system biology. Obiettivo del corso é quello di fornire
una visione di insieme della biofisica, con l´approfondimento di determinati argomenti.
RISULTATI DELL’APPRENDIMENTO
Acquisizione di elementi fondamentali di fisica dei biosistemi, come dettagliato nel programma, come strumento
per il completamento del curriculum in biofisica.
PROGRAMMA
A.
Richiami di biologia e livelli di struttura nei biosistemi: costituenti elementari, macromolecole, complessi
e supercomplessi macromolecolari, strutture cellulari e organelli, strutture supercellulari (es. biofilm, tessuti,
colonie), organismi e domini, ecosistemi. Approfondimenti sui livelli e tipologia di struttura di proteine, acidi
nucleici, membrane cellulari e intracellulari.
B.
Richiami di chimica fisica: Termodinamica e funzioni termodinamiche. Criteri di spontaneitá di reazioni.
Equilibrii chimici. Cinetiche di reazione. Reazioni redox, reazioni di trasferimento di protoni ed elettroni. Teoria
di Marcus. Concetto di catalisi. Transizioni e stati eccitati. Reazioni promosse dall´assorbimento di luce
(fotoindotte: es. proton ed electron-transfer). Aspetti termodinamici delle reazioni fotoindotte.
C.
Struttura e funzione di macromolecole biologiche. Sintesi proteica. Folding proteico e suoi aspetti
cinetici e termodinamici. Modificazioni posttranslazionali. Associazione, dissociazione, assemblaggio.
Conformazioni e sub-conformazioni. Reazioni proteiche: meccanismi, cinetiche, termodinamica. Cofattori e
gruppi prostetici. Teoria del binding e cooperativitá. Transizioni strutturali, regolazione ed allosteria. Enzimi e
macchine molecolari. Cinetiche enzimatiche.Acidi nucleici.
D.
Tecniche per la determinazione della struttura tridimensionale di una proteina. NMR, cristallografia, altre
tecniche diffrattive. Spettroscopie utilizzate nello studio di struttura e funzione di proteine. Modellizzazione di
strutture proteiche.
11
E.
Modulo di fotobiologia. La luce come energia e informazione. I cromofori coinvolti e la reattivitá.
Trasferimento di energia a livello molecolare. Fotosintesi primitiva con pompe di membrana fotoindotte.
Fotosintesi ossigenica e anossigenica. Sistemi fotorecettorisensoriali: processi visivi, fotorecettori sensoriali in in
batteri e piante. Effetti biologici della radiazione elettromagnetica. fenomeni di fotosensibilizzazione.
F.
Input-output: proteine sensoriali e risposte biologiche. Sistemi sensoriali proteici: proteine di membrana
intrinseche ed estrinseche, sistemi a due componenti, organizzazione modulare a domini proteici. Meccanismi
molecolari di trasduzione del segnale: cambiamenti conformazionali proteici, trasduttori molecolari e secondi
messaggeri. Esemplificazioni dal campo dei segnali chemo-indotti e fotoindotti. Esempi presi dai domini
Eukarya, Bacteria, Archaea.
G.
New-trends: l´ingegnerizzazione di proteine come reporters per studi cellulari e per la regolazione di
metaboliti. Spettroscopie di singola molecola. Cenni di biofisica ambientale. Cenni di system biology.
TESTI
Materiale didattico e articoli distribuiti durante il corso.
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
Lunedì
14:30 - 16:30
Aula "Bohr" Plesso di Fisica
Martedì
8:30 - 10:30
Aula "Einstein" Plesso di Fisica
Venerdì
10:30 - 12:30
Aula "Bohr" Plesso di Fisica
Lezioni: dal 01/03/2010 al 11/06/2010
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=bca0
Laboratorio 1
Codice: 1001248
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Prof. Roberto Coisson (Titolare del corso), Prof. Enrico Onofri (Titolare del corso), Prof.
Cristiano Viappiani (Titolare del corso)
Recapito: 0521 - 905241 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 1° anno
Crediti/Valenza: 12
SSD: FIS/01 - fisica sperimentale
Moduli didattici:
Laboratorio 1 - Modulo I
Laboratorio 1 - Modulo IIA
Laboratorio 1 - Modulo IIB
Laboratorio 1 - Modulo IIC
ORARIO LEZIONI
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=614e
12
Modulo di Laboratorio 1 - Modulo I
Codice: 1001250
Docente: Prof. Roberto Coisson (Titolare del corso)
Recapito: 0521 - 905241 [[email protected]]
Crediti/Valenza: 6
SSD: FIS/01 - fisica sperimentale
Corso integrato:
Laboratorio 1 (Codice: 1001250
)
RISULTATI DELL’APPRENDIMENTO
Imparare a progettare un esperimento, acquisire pratica con alcuni strumenti di uso comune e con le tecniche di
interfacciamento e di trattamento dei dati. La verifica dell’apprendimento avviene durante il corso; gli studenti
scrivono una relazione durante ogni esperimento.
PROGRAMMA
Agli studenti, a gruppi di 2, previa discussione all’inizio del corso, vengono assegnati 2 o 3 esperimenti da
svolgere nel corso del semestre, nei laboratori didattici o nei laboratori di ricerca.
A titolo indicativo, gli esperimenti possono riguardare:
Interferometria ottica con luce incoerente
Ellissometria
Spettroscopia di fluorescenza e Raman
Diffrazione di luce da onde acustiche
Misure magnetiche
Risonanze magnetiche
(e altri che verranno in mente in seguito)
TESTI
verranno forniti via web
NOTA
Prerequisiti sono elementi di statistica e trattamento dati, elementi di elettronica analogica e digitale,
programmazione (per es. Matlab, Scilab o C), elettromagnetismo.
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
Lunedì
14:30 - 18:30
Laboratori Didattici Plesso di Fisica
Giovedì
14:30 - 18:30
Laboratori Didattici Plesso di Fisica
Lezioni: dal 03/11/2009 al 29/01/2010
13
Modulo di Laboratorio 1 - Modulo IIA
Codice: 1001252
Docente: Prof. Enrico Onofri (Titolare del corso)
Recapito: 0521905225 [[email protected]]
Crediti/Valenza: 6
Modalità di erogazione: Tradizionale
Lingua di insegnamento: Italiano
Modalità di frequenza: Obbligatoria
Modalità di valutazione: Orale
Corso integrato:
Laboratorio 1 (Codice: 1001252
)
OBIETTIVI
Attraverso alcuni case studies si darà una panoramica di tecniche di calcolo utili per risolvere problemi di fisica
quali: a= spettro di energie per sistemi elementari di Meccanica Quantistica b= sistemi a N corpi in meccanica
classica c= sistemi diffusivi (moto Browniano in campo di forze) con applicazioni al MonteCarlo (metodo di
Langevin-Parisi)
RISULTATI DELL’APPRENDIMENTO
Lo studente dovrà essere in grado di programmare a) un semplice codice di evoluzione di Langevin, utilizzando
la tecnica dello splitting (o leapfrog), in alternativa b) la dinamica del sistema solare con il calcolo della
precessione del perielio di Mercurio.
PROGRAMMA
Il Laboratorio prevede una serie di "esperimenti numerici" che intendono familiarizzare lo/la studente/ssa con
tecniche avanzate di soluzione per problemi che non consentono un approccio analitico. Gli studenti sono
suddivisi in gruppi e a ciascuno e‘ assegnato un progetto. Alla fine del corso i vari gruppi presentano i loro
risultati in forma di presentazione a un congresso. I temi di quest’anno sono:
1) Meccanica celeste: calcolo delle orbite dei pianeti nel sistema solare per arrivare al valore dello spostamento
secolare del perielio di Mercurio.
2) MonteCarlo: tecniche di simulazione applicate al calcolo dello spettro per sistemi di Meccanica Quantistica,
oscillatore anarmonico, molecola di ammoniaca.
3) Dinamica non-lineare: riproduzione dell’esperimento di Fermi-Pasta-Ulam e studio del comportamento
medio nel tempo dei modi normali.
4) Simulazione di sistemi diffusivi: studio di equazioni differenzialei stocastiche con applicazione al
MonteCarlo quantistico.
Gli studenti devono sviluppare capacita‘ di modellizzazione di problemi fisici in termini di simulazioni o di
calcolo numerico, con valutazione degli errori.
Il grado di apprendimento e‘ valutato nel corso del lavoro e attraverso la relazione finale
14
TESTI
Lezioni di Pelissetto alla Scuola di Parma, 1993 Appunti dalle mie lezioni
NOTA
Si utilizzerà il linguaggio matlab
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
Lunedì
14:30 - 18:30
Aula "Einstein" Plesso di Fisica
Martedì
14:30 - 18:30
Aula "Einstein" Plesso di Fisica
Lezioni: dal 01/03/2010 al 11/06/2010
Modulo di Laboratorio 1 - Modulo IIB
Codice: 1001297
Docente: Prof. Roberto Coisson (Titolare del corso)
Recapito: 0521 - 905241 [[email protected]]
Crediti/Valenza: 6
SSD: FIS/01 - fisica sperimentale
Corso integrato:
Laboratorio 1 (Codice: 1001297
)
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
Martedì
10:30 - 12:30
Laboratori Didattici Plesso di Fisica
Giovedì
14:30 - 18:30
Laboratori Didattici Plesso di Fisica
Lezioni: dal 01/03/2010 al 11/06/2010
Modulo di Laboratorio 1 - Modulo IIC
Codice: 1001299
Docente: Prof. Cristiano Viappiani (Titolare del corso)
Recapito: +39 0521 905208 [[email protected]]
Crediti/Valenza: 6
Corso integrato:
Laboratorio 1 (Codice: 1001299
)
OBIETTIVI
Il corso intende fornire un panorama sulle applicazioni delle metodologie basate sull’emissione di fluorescenza
da parte di molecole organiche sia di origine naturale che sintetica, per lo studio di proprietà funzionali e
strutturali di macromolecole biologiche. Lo scopo del corso è di introdurre in maniera qualitativa le metodologie
sperimentali, analizzando potenzialità ed ambiti di applicazione. Esercitazioni opportunamente predisposte
permetteranno agli studenti di applicare direttamente i concetti appresi nelle lezioni introduttive.
15
PROGRAMMA
Prerequisiti
Conoscenze di Matematica Fisica e Chimica (laurea triennale). Conoscenze di base di spettroscopie ottiche di
assorbimento. Conoscenza dei comuni processi fotofisici in molecole organiche.
Introduzione
Processi fotofisici molecolari
Processi radiativi
Processi non radiativi
Interazioni intermolecolari
Diagramma di Jablonski
Fluorescenza
Tempo di vita
Resa quantica
Cinetica di disattivazione
Spettri di eccitazione e di emissione
Effetto del solvente sugli spettri di emissione
Polarizzazione dell'emissione
Interazione con soluti/altre specie molecolari
FRET
Tecniche spettrofluorimetriche stazionarie e risolte nel tempo
Esercitazioni
Spettri di eccitazione/emissione di un composto organico
Quenching della fluorescenza ed interazioni molecolari (Stern Volmer)
Fluorescenza di proteine: aminoacidi aromatici
FRET tra fluorofori all'interno di proteine
Fluorescenza di proteine: fluorofori estrinseci
Spettri di emissione di Green fluorescent protein (GFP)
Binding di coloranti fluorescenti a proteine
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
Lunedì
10:30 - 12:30
Aula "Boltzmann" Plesso di Fisica
Martedì
10:30 - 12:30
Lunedì
8:30 - 12:30
Laboratori Didattici Plesso di Fisica
Lezioni: dal 01/03/2010 al 11/06/2010
Nota: Dal 1/03/2010 al 19/03/2010 le lezioni si svolgeranno solo dalle 10.30 alle 12.30 al lunedì in Aula
Boltzamnn e al martedì in Aula Melloni.
Dal 15/03/2010 le lezioni si svolgeranno solo nei laboratori didattici al lunedì mattina dalle 8.30 alle 12.30
Laboratorio di Chimica dei Materiali Inorganici
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Prof. Daniele Alessandro Cauzzi (Titolare del corso)
Recapito: 0521 905467 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 2° anno
Crediti/Valenza: 6
16
NOTA
CORSO NON ATTIVATO A.A. 2009/2010
ORARIO LEZIONI
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=0503
Macromolecole biologiche informazionali
Codice: 1001240
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Prof. Roberto Favilla (Titolare del corso)
Recapito: 0521-905488 [[email protected]]
Tipologia: Affine o integrativo
Anno: 1° anno
Crediti/Valenza: 6
SSD: BIO/11 - biologia molecolare
OBIETTIVI
Fornire agli studenti della laurea magistrale in Fisica, curriculum biofisico-sanitario, i concetti fondamentali
relativi ai meccanismi molecolari di trasmissione e realizzazione dell’informazione genetica.
PROGRAMMA
1. parte: Proteine: Composizione e struttura delle proteine, Analisi strutturale delle proteine, Analisi della
funzione proteica: il caso dell'emoglobina, Gli enzimi: concetti di catalisi enzimatica, Esempi di catalitici
enzimatica: proteasi e anidrasi carbonica.
2. parte: Acidi Nucleici: Flusso dell’informazione; Analisi genomica ed evoluzione molecolare, DNA:
replicazione, danno e riparazione; RNA: trascrizione ematurazione, Proteine: traduzione, trasporto e
degradazione.
TESTI
Berg et al.: Biochimica, VI ed., Zanichelli 2008 Petsko - Ringe: Struttura e Funzione delle Proteine, Zanichelli
2006 Watson et al.: Biologia Molecolare del Gene, Vi ed. Zanichelli 2009.
NOTA
Il corso si volge mediante lezioni frontali, la valutazione tramite esame scritto-orale congiunto.
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
Martedì
10:30 - 12:30
Aula "Boltzmann" Plesso di Fisica
Mercoledì
10:30 - 12:30
Aula "Einstein" Plesso di Fisica
Venerdì
10:30 - 12:30
Aula "Bohr" Plesso di Fisica
Lezioni: dal 17/11/2009 al 05/02/2010
Nota: Orario ricevimento studenti: tutti giovedì dalle 11.00 alle 12.00
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=4a8e
17
Materiali Funzionali
Codice: 16690
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Prof. Enrico Dalcanale (Titolare del corso)
Recapito: 0521-905463 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 2° anno
Crediti/Valenza: 6
NOTA
CORSO NON ATTIVATO A.A. 2009/2010
ORARIO LEZIONI
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=f9e2
Materiali Nanostrutturati a base Carbonio
Codice: 18971
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Prof. Mauro Riccò (Titolare del corso)
Recapito: [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 1° anno
Crediti/Valenza: 6
Avvalenza:
http://stm.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=61bb;sort=DEFAULT;search=%7bdocente%7d%20%3d%7e%20%2f%5ericco%20%2ev%2e%2f%20and%20%7bqq%7d%20ne%20%277811%27;hits=1
ORARIO LEZIONI
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=a803
Meccanica Quantistica
Codice: 1001004
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Prof. Giovanni Cicuta (Titolare del corso)
Recapito: 0521 / 905229 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 1° anno
Crediti/Valenza: 9
SSD: FIS/02 - fisica teorica, modelli e metodi matematici
PROGRAMMA
Negli ultimi 40 anni i progressi della elettronica quantistica hanno permesso esperimenti che i fondatori della
meccanica quantistica avevano descritto solo come esperimenti immaginari : l'interferenza di un singolo
fotone e la sua delocalizzazione, esperimenti su stati entangled, ecc.
18
Negli ultimi 10 anni sono stati pubblicati nuovi libri di testo, nei quali e' presente un considerevole
cambiamento nell'esposizione della materia. L'operatore statistico (la matrice densita') e
situazioni dove l'osservatore ha una conoscenza solo parziale del sistema quantistico sono ora descritte in
dettaglio fin dall'inizio. C'e' piu' attenzione sulla struttura della teoria e su sistemi di
pochi gradi di liberta' (specialmente sistemi di due livelli di energia). Parallelamente e' diminuita la
parte riguardante la soluzione dell'equazione di Schrodinger in una dimensione in una quantita' di
esempi analiticamente risolubili.
Il corso sviluppera' gli argomenti secondo la traccia di questi nuovi testi.
TESTI
K. Gottfried T-M. Yan, Quantum Mechanics : Fundamentals, Springer 2003. M. Le Bellac, Quantum Physics,
Cambridge Univ. Press 2006. G. Auletta, M. Fortunato, G. Parisi, Quantum Mecganics, Cambridge Univ. Press
2009.
NOTA
Modalita’ dell’esame. La valutazione dell’apprendimento sara’ : 30 % sui compiti a casa 30 % sul compito a
meta’ del corso 40 % sul compito a fine corso
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
Lunedì
9:30 - 12:30
Aula "Bohr" Plesso di Fisica
Mercoledì
8:30 - 10:30
Aula "Boltzmann" Plesso di Fisica
Giovedì
10:30 - 12:30
Aula "Boltzmann" Plesso di Fisica
Lezioni: dal 03/11/2009 al 11/02/2010
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=6c72
Metodi Avanzati in Teoria di Campo
Codice: 1001050
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Dott. Luca Griguolo (Titolare del corso)
Recapito: 0521-905220 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 1° anno
Crediti/Valenza: 6
NOTA
CORSO NON ATTIVATO A.A. 2009/2010
ORARIO LEZIONI
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=50d5
19
Metodi Matematici Avanzati
Codice: 1001044
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Prof. Enrico Onofri (Titolare del corso)
Recapito: 0521905225 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 1° anno
Crediti/Valenza: 6
SSD: FIS/02 - fisica teorica, modelli e metodi matematici
OBIETTIVI
Il corso costituisce una introduzione alla teoria delle algebre e dei gruppi di Lie rilevanti per l’apprendimento
della teoria dei campi quantistici e della teoria delle interazioni fondamentali. Si introdurra‘ la teoria delle
rappresentazioni unitarie di gruppi di Lie quali SU(2), SU(3) (gruppi compatti), SU(1,1) (non compatto), il
gruppo di Poincare’.
RISULTATI DELL’APPRENDIMENTO
Lo studente dovra‘ impadronirsi dei concetti fondamentali di simmetria nei sistemi quantistici e delle tecniche di
costruzione delle rappresentazioni unitarie, in particolare per i gruppi unitari e il gruppo di Poincare’.
PROGRAMMA
Simmetrie - gruppi e algebre di Lie - teoria delle rappresentazioni
I (1 CFU), II (3 CFU), III (2 CFU)
I. Richiami: Simmetrie e leggi di conservazione in Meccanica Classica e Quantistica
I.1 Simmetrie geometriche, realizzazione in termini di trasformazioni canoniche e trasformazioni unitarie
I.2 Trasformazioni infinitesimali
I.3 Leggi di conservazione, teorema di E.Noether
I.4 Simmetrie "nascoste": il caso del potenziale di Newton/Coulomb centralmente simmetrico I.5 Rottura della simmetria: es. spostamento del perielio dei pianeti.
II. Le basi matematiche
II.1 La struttura di gruppo (discreto, continuo)
II.2 Proprieta‘ essenziali dei gruppi finiti (simmetrie discrete) - sottogruppi, teorema di Lagrange
II.3 Il concetto di rappresentazione lineare (unitaria)
20
II.4 Proprieta‘ delle rappresentazioni irriducibili - gruppi finiti (Schur’s lemma, la tabella dei caratteri, il caso del
gruppo simmetrico, tecniche simboliche, ortogonalita‘, Fourier analysis on groups)
II.5 I gruppi di Lie - struttura (costanti di)
II.5.1 Analisi sulle varieta‘, integrazione, misura di Haar
II.5.2 L’intorno dell’identita‘, il map esponenziale, la struttura di algebra di Lie
II.5.3 Sottogruppi e sottoalgebre, varieta‘ omogenee - esempi
II.6 I gruppi semi-semplici (compatti) struttura e classificazione (Cartan)
II.6.1 La metrica di Cartan
II.6.2 Sottogruppi di Cartan e spazio delle radici - es. SU(2), SU(3), SO(5)
II.6.3 Invarianti, relazione tra il Casimir e l’operatore di Laplace-Beltrami sulle varieta‘ omogrnee
II.6.4 Rappresentazioni irriducibili, analisi di Fourier sui gruppi
III Applicazioni
III.1 Gruppi rilevanti per la fisica delle particelle elementari
III.2 Analisi sui gruppi di Lie per le teorie di gauge
III.3 Rappresentazioni "indotte" e gruppo di Poincare’
NOTA
Programma preliminare in attesa di armonizzarlo con gli altri corsi del I anno magistrale.
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
Martedì
10:30 - 12:30
Aula "Bohr" Plesso di Fisica
Mercoledì
10:30 - 12:30
Aula "Boltzmann" Plesso di Fisica
Lezioni: dal 09/11/2009 al 29/01/2010
Nota: Il corso prevede 4 ore settimanali fino a tutto dicembre e
5 ore nel mese di gennaio
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=bdeb
Nanostrutture
Codice: 1001102
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente:
Recapito: []
21
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 2° anno
Crediti/Valenza: 6
NOTA
CORSO NON ATTIVATO A.A. 2009/2010
ORARIO LEZIONI
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=b0b5
Proprietà di Trasporto nella Materia Condensata
Codice: 18522
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Prof. Antonella Parisini (Titolare del corso)
Recapito: 0521 905272 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 1° anno
Crediti/Valenza: 6
SSD: FIS/03 - fisica della materia
OBIETTIVI
Presentare e discutere un insieme di fenomeni di trasporto nella materia condensata. La scelta è orientata al
trasporto elettronico nei semiconduttori per la grande varietà della relativa fenomenologia anche per quanto
concerne le strutture a bassa dimensionalità.
PROGRAMMA
Proprietà generali dei semiconduttori
Struttura a bande: gap diretto e gap indiretto. Masse efficaci di elettroni e lacune. Livelli di impurezza.
Impurezze shallow nell'approssimazione di massa efficace. Livelli elettronici profondi. Statistica di
elettroni e lacune in equilibrio termico. Dipendenza dell'energia di Fermi dalla temperatura e dal
drogaggio. Regime intrinseco, di esaustione e di congelamento. Meccanismi di compensazione; un esempio: il
GaAs semi-isolante.
Introduzione ai fenomeni di trasporto
Oscillatore di Bloch e ruolo fondamentale delle collisioni. L'equazione di Boltzmann. L'integrale di
collisione nell'approssimazione del tempo di rilassamento. Conducibilità elettrica in regime ohmico: valli
sferiche ed ellissoidali. Processi di scattering. Scattering da impurezze ionizzate e scattering fononico.
Trattazione cinetica dei fenomeni di trasporto.
Magneto-trasporto
Elettrone in campo magnetico. Quantizzazione di Landau e degenerazione dei livelli. Risonanza ciclotronica di
elettroni e lacune. Magneto-trasporto classico. Effetto Hall e magneto-resistenza fisica. Magneto-resistenza
geometrica. Magneto-trasporto quantistico. Quantizzazione delle orbite e del flusso. Effetto Shubnikov-de-Haas.
Estremo limite quantico. Gas bidimensionale di portatori ed effetto Hall quantistico. Regime balistico e
quantizzazione della conduttanza di un sistema uni-dimensionale.
Trasporto di elettroni e lacune fuori equilibrio
Rilassamento del dielettrico e carica spaziale. Fenomeni di generazione e ricombinazione di portatori di carica.
Tempo di vita dei portatori in eccesso. Evoluzione spazio-temporale di portatori fuori equilibrio. Equazione di
continuità per le correnti. Equazione ambipolare. Soluzioni stazionarie dell'equazione ambipolare:
22
iniezione ed estrazione di portatori minoritari. Soluzioni non stazionarie: esperienza di Haynes-Shockley.
Applicazione al problema del trasporto di carica nella giunzione p/n.
TESTI
Appunti del docente
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
Martedì
14:30 - 16:30
Aula "Bohr" Plesso di Fisica
Venerdì
11:00 - 13:00
Aula "Boltzmann" Plesso di Fisica
Lezioni: dal 08/03/2010 al 11/06/2010
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=f6d2
Proprietà magnetiche della materia
Codice: 1001094
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Prof. Massimo Solzi (Titolare del corso)
Recapito: 0521.90.5242/5292/6101 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 1° anno
Crediti/Valenza: 6
PROGRAMMA
Effetti magnetostatici, lavoro magnetico, relazioni termodinamiche e leggi costitutive; suscettibilità magnetica.
Interazioni magnetiche fondamentali: scale dimensionali e termini di energia libera magnetica. Interazione di
scambio. Anisotropia magnetica. Interazione dipolare. Interazioni magneto-elastiche.
Trasformazioni di fase magnetica: diagrammi di fase, transizioni di riorientazione di spin indotte da Campo
magnetico e temperatura.
Strutture della magnetizzazione: parametri di lunghezza di scala. Approccio micromagnetico. Domini magnetici
e pareti di dominio.
Processi di magnetizzazione. Rotazione coerente. Processi non uniformi di inversione della magnetizzazione.
Processi che coinvolgono il moto delle pareti di dominio. Isteresi e curve di magnetizzazione. Meccanismi di
coercitività.
Effetti del tempo e della temperatura. Superparamagnetismo. Viscosità magnetica. Isteresi dinamica.
Proprietà dei materiali magnetici hard per applicazioni come magneti permanenti: materiali basati su composti
RE-TM.
Proprietà dei materiali magnetici soft: materiali amorfi; modello random anisotropy.
Proprietà dei materiali magnetici nanostrutturati: nano particelle; film sottili e multistrato: anisotropia magnetica
di superficie e di interfaccia.
Processi di magnetizzazione di sistemi nano compositi: hard-soft massivi; hard-soft planari: multistrati
Exchange-spring.
Effetto magnetocalorico e sue applicazioni.
Tecniche di misura avanzate per la caratterizzazione dei materiali magnetici: tecniche basate sulla misura della
forza; suscettometria ac; Singular Point Detection e suoi sviluppi.
23
TESTI
Modern Magnetic Materials: Principles and Applications R. O’Handley John Wiley and Sons Inc., New York,
2000 ISBN: 978047115566-9 Physics of Magnetism and Magnetic Materials K.H.J. Buschow and F.R. de Boer
Kluwer Acad. Publ., New York, 2004 ISBN: 9780306474217 Hysteresis in Magnetism G. Bertotti Academic
Press, San Diego, 1998 ISBN: 0-12-093270-9
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
Lunedì
10:30 - 12:30
Aula "Rutherford" Plesso di Fisica
Mercoledì
14:30 - 18:30
Aula "Rutherford" Plesso di Fisica
Lezioni: dal 08/03/2010 al 07/06/2010
Nota: Le lezioni del mercoledì pomeriggio potranno variare ed essere dalle 14.30-16.30 o dalle 16.30-18.30,
secondo la disponibilità del docente.
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=9fbe
Proprietà Ottiche della Materia
Codice: 19564
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Prof. Rosanna Capelletti (Titolare del corso)
Recapito: 0521/905247 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 1° anno
Crediti/Valenza: 6
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
Martedì
8:30 - 10:30
Aula "Bohr" Plesso di Fisica
Venerdì
8:30 - 10:30
Aula "Bohr" Plesso di Fisica
Lezioni: dal 01/03/2010 al 11/06/2010
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=ff00
Sistemi dinamici
Codice: 16681
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Prof. Mario Casartelli (Titolare del corso)
Recapito: 0521 905221 [[email protected]]
Tipologia: Affine o integrativo
Anno: 1° anno
Crediti/Valenza: 6
SSD: --- Seleziona --Modalità di erogazione: Tradizionale
Lingua di insegnamento: Italiano
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Modalità di frequenza: Obbligatoria
Modalità di valutazione: Orale
PROGRAMMA
Nozioni preliminari di topologia, teoria della misura.
Gruppi di trasformazione a un parametro. Flussi e mappe.
Esempi elementari di mappe unidimensionali (Cerchio, famiglia quadratica, ecc.)
Nozione di attrattore.
Iperbolicità.
Caos topologico.
Spazi di shifts e dinamica simbolica.
Coniugio topologico.
Stabilità strutturale.
Sistemi dinamici metrici.
Spazi di probabilità.
Misure invarianti.
Teorema di Birkhoff.
Ergodicità e Mixing
Isomorfismo metrico.
Entropia di Shannon e Teorema di Khinchin.
Entropia di Kolmogorov ed Entropia Topologica.
Shifts di Bernoulli.
Esponenti di Lyapunov.
Predicibilità e caos
Frattali, dimensioni di Hausdorff, di capacità, di correlazione, di informazione.
Automi Cellulari, esempi (Ising, sandpiles…)
Analisi di Serie Temporali, Teorema di Wiener-Khinchin, rumore 1/f.
Altri argomenti eventuali:
Approfondimenti sul caso hamiltoniano.
25
Lettura di un articolo di rassegna.
Elaborazione di programmi semplici di simulazione.
TESTI
Alcuni testi:
R.L.Devaney: Chaotic Dynamical Systems (Benjamin 1985);
A.J. Lichtenberg and M.A. Liebermann: Regular and Stochastic Motion (Springer 1983);
V.I.Arnold and A. Avez: Ergodic Problems of Classical Mechanics (Benjamin 1968)
D. Ruelle: Chaotic Evolution and Strange Attractors (Cambridge UP 1989)
R. Badii and A. Politi: Complexity (Cambridge UP 1997)
T. Toffoli and N. Margulis: Cellular Automata Machines (Mit Press 1987)
A.Vulpiani: Determinismo e Caos (Carocci 2004)
P.Castiglione. M. Falcioni, A. Lesne, A. Vulpiani: Chaos and Corse Graining in Statistical Mechanics
(Cambridge UP, 2008)
Qualche sito con materiale interessante:
http://chaosbook.org/
http://www.math.unipd.it/~benettin/
http://sites.google.com/site/jeanrenechazottes/data-base-1/books-and-lecture-notes/ergodic-theory-nd-dynamical-systems
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
Martedì
10:30 - 12:30
Aula "Rutherford" Plesso di Fisica
Giovedì
8:30 - 10:30
Aula "Boltzmann" Plesso di Fisica
Venerdì
8:30 - 10:30
Aula "Einstein" Plesso di Fisica
Lezioni: dal 01/03/2010 al 11/06/2010
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=137f
26
Struttura e Reattività dei Solidi
Codice: 1001092
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Prof. Gianluca Calestani (Titolare del corso)
Recapito: 0521 905448 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 2° anno
Crediti/Valenza: 6
NOTA
CORSO NON ATTIVATO A.A. 2009/2010
ORARIO LEZIONI
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=be91
Tecnologie Elettroniche
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente:
Recapito: []
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 2° anno
Crediti/Valenza: 6
NOTA
CORSO NON ATTIVATO A.A. 2009/2010
ORARIO LEZIONI
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=03b5
Teoria dei Campi
Codice: 1001042
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Dott. Marisa Bonini (Titolare del corso), Dott. Luca Griguolo (Titolare del corso)
Recapito: 0521-905226 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 1° anno
Crediti/Valenza: 12
SSD: FIS/02 - fisica teorica, modelli e metodi matematici
PROGRAMMA
PRIMA PARTE (3CFU - DOCENTE: BONINI)
Metodi variazionali per un sistema a N gradi di liberta’ e per un
sistema di campi relativistici. Simmetrie e leggi di conservazione
Teorema di Noether.
Richiami di elettromagnetismo classico: equazioni di Maxwell;
invarianza di gauge, soluzione generale delle equazioni di Maxwell nel
vuoto; Lagrangiana e termine che fissa la gauge; Il tensore
energia-impulso dell’Elettrodinamica. Propagazione e radiazione:
funzioni di Green; i potenziali di Lienard-Wiechert, scattering
27
Thompson, bremsstrahlung.
Equazione di Klein-Gordon, soluzione generale dell’equazione di
Klein-Gordon; soluzioni ad energia negativa, lagrangiana per il campo
di Klein-Gordon; estensione al campo complesso, identificazione della
corrente conservata associata all’invarianza per trasformazioni di
fase.
Equazione di Dirac libera: covarianza relativistica; soluzioni ad
energia positiva e negativa; interazione con il campo elettromagnetico
e limite non relativistico Lagrangiana di Dirac e sue proprieta’. il
caso a massa nulla. Algebra del gruppo di Lorentz; rappresentazioni
spinoriali. Spinori di Weyl; spinori di Majorana.
SECONDA PARTE (9CFU - DOCENTE: GRIGUOLO)
Quantizzazione del campo di Klein-Gordon: commutatore di campi scalari liberi; il propagatore di Feynman;
campi in interazione;
sviluppo perturbativo delle funzioni di Green; Teorema di Wick; diagrammi e regole di Feynman; sviluppo
perturbativo della matrice S. Il campo scalare carico.
Rinormalizzazione a un loop della teoria scalare:
Struttura generale dei grafici di Feynman per teorie scalari in quattro dimensioni: il problema delle divergenze,
classificazione dei grafici divergenti, regolarizzazione dimensionale. Rinormalizzazione a un loop.
Quantizzazione canonica del campo di Dirac; funzione di Green e propagatore
fermionico. Teorema di Wick per campi fermionici. Interazione di Yukawa. Regole di Feynman per il campo di
Dirac
Campo elettromagnetico: lagrangiana ed equazioni del moto, invarianza
di gauge. Quantizzazione canonica del campo vettoriale: gauge di
Coulomb; gauge di Lorentz; stati fisici; propagatore del fotone.
Derivazione delle regole di Feynam per la QED; regole di Feynman nello spazio dei momenti; tracce di matrici
gamma.
Teoria delle perturbazioni: interazione elettromagnetica; matrice di
scattering.
Processi elementari in QED: Scattering Compton; annichilazione e+ e-; scattering
elettrone-elettrone; bremsstrahlung;
TESTI
C. Itzykson, C. Zuber ’’Quantun field theory’, McGrow-Hill ed. M.Peskin, D Schroeder, ’’An Introduction to
quantum filed theory’, Addison Welsey ed.
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
Lunedì
9:30 - 12:30
Aula "Fermi" Plesso di Fisica
Mercoledì
14:30 - 17:30
Aula "Fermi" Plesso di Fisica
Lezioni: dal 01/03/2010 al 11/06/2010
Nota: Corso in Co-docenza al I semestre verrà svolto dalla Prof.ssa Bonini, nel II semestre dal Prof. Griguolo.
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=7678
28
Teoria Quantistica dei campi di Gauge
Codice: 1001052
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Dott. Marisa Bonini (Titolare del corso)
Recapito: 0521-905226 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 1° anno
Crediti/Valenza: 6
NOTA
CORSO NON ATTIVATO A.A. 2009/2010
ORARIO LEZIONI
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=00e3
Teorie di Gauge su Reticolo
Codice: 19138
CdL: Corso di Laurea Magistrale in Fisica
Docente: Dott. Francesco Di Renzo (Titolare del corso)
Recapito: 0521 905491 [[email protected]]
Tipologia: Caratterizzante
Anno: 1° anno
Crediti/Valenza: 6
SSD: FIS/02 - fisica teorica, modelli e metodi matematici
OBIETTIVI
Il corso si propone di fornire una introduzione agli strumenti concettuali e tecnici in uso nello studio delle Teorie
di Gauge in regolarizzazione reticolare. L’enfasi sara’ tanto sui fondamenti quanto sugli sviluppi attuali. Si
sottolineerà in particolare quali aspetti delle teorie di campo è possibile approcciare in uno studio non
perturbativo. Si porrà attenzione nel far cogliere quali strumenti numerici siano indispensabili in tale contesto,
cercando di introdurre gli studenti ad un uso avvertito degli stessi. Attenzione sarà anche riservata al carattere
interdisciplinare di molti degli strumenti sviluppati nell’ambito delle Teorie di Gauge su reticolo.
RISULTATI DELL’APPRENDIMENTO
In linea di massima, lo studente dovrebbe al termine del corso avere un panorama sufficientemente ampio di
strumenti teorici e tecnici rilevanti per lo studio delle teorie di gauge su reticolo. Insieme, dovrebbe aver
acquisito una serie di competenze spendibili in un campo di interessi più ampio e variegato: familiarità con
problemi di modellizzazione, competenze nel calcolo numerico, abilità nel trattamento di dati.
PROGRAMMA
- Il reticolo come regolatore per l’integrale funzionale; il caso della Meccanica Quantistica.
- Il punto di vista del reticolo sulla rinormalizzazione; connessione
con il Gruppo di Rinormalizzazione.
- La regolarizzazione reticolare di una teoria bosonica.
- La regolarizzazione reticolare di una teoria fermionica; il problema del doubling
e le sue possibili soluzioni.
- La regolarizzazione reticolare di teorie di gauge alla Wilson; la QED compatta;
lattice SU(3) e suo contenuto di teoria autointeragente; lattice QCD.
- Wilson loop, Polyakov loop, potenziali interquark, tensione di stringa.
- Strong coupling expansion.
- Teoria delle perturbazioni per teorie di campo in regolarizzazione reticolare.
- Programmi di "improvement" nel settore gluonico e fermionico della lattice QCD
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e loro realizzazione perturbativa e non-perturbativa.
- Il problema della chiralita’ in LQCD.
- Teorie di gauge a temperatura e densita’ finite; il diagramma di fase della QCD.
* Introduzione al metodo MonteCarlo. Risultati numerici e loro interpretazione.
Esempi: tensione di stringa, spettro di gueball e degli adroni, masse dei quarks,
calcolo di elementi di matrice, studio delle transizioni chirale e di deconfinamento.
Quest’ultimo argomento (marcato con *) verra’ introdotto progressivamente
durante il corso, al fine di dare una idea di quali siano i risultati ottenibili
da simulazioni numeriche (e con quali metodi) man mano che gli argomenti
del corso vengono presentati.
TESTI
Principali testi di riferimento: - H. Rothe, Lattice Gauge Theories, An Introduction, World Scientific 1992 - I.
Montvay and G. Münster, Quantum Fields on a Lattice, Cambridge1994
ORARIO LEZIONI
Giorni
Ore
Aula
Lunedì
9:30 - 11:30
Aula "Einstein" Plesso di Fisica
Martedì
10:30 - 12:30
Aula "Einstein" Plesso di Fisica
Lezioni: dal 01/03/2010 al 11/06/2010
http://fisicamagistrale.unipr.it/cgi-bin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=d396
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