ruggero vaia curriculum vitae - information

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Dr. Ruggero Vaia
CONSIGLIO NAZIONALE delle RICERCHE
ISTITUTO dei SISTEMI COMPLESSI
ISC – CNR
Sezione di Firenze
Via Madonna del Piano 10
50019 - Sesto Fiorentino (FI), Italy
Tel: (39) 055 522 6673
Fax: (39) 055 522 6683
E-mail: [email protected]
RUGGERO VAIA
CURRICULUM VITAE
Dati anagrafici e informazioni generali
Nome
Data di nascita
Luogo di nascita
Ruggero Vaia
26/04/1958
Cavalese (TN)
Titolo di studio
Laurea in Fisica
Posizione
Matricola CNR
Macro area
Area disciplinare
Settore scientifico
Primo Ricercatore CNR
22383
Materiali e dispositivi
Scienze Fisiche
FIS/03 - Fisica della materia
Sede
Indirizzo
Telefono
Fax
Posta elettronica
Istituto dei Sistemi Complessi – Sezione di Firenze
via Madonna del Piano 10, 50019 Sesto Fiorentino (FI)
055 522 6673
055 390 9046
[email protected]
1
Studi, diplomi, concorsi, professione
07/1977
Diploma di Maturità Scientifica presso il Liceo Scientifico Statale E.Torricelli di
Bolzano, con votazione 60/60.
11/1977-03/1982
Frequenza del Corso di Laurea in Fisica, indirizzo generale, presso l’Università di
Firenze.
11/1981-04/1983
Associato all’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), come laureando del Gruppo
IV – Fisica Teorica.
03/02/1983
Laurea in Fisica presso l’Università di Firenze con la votazione 110/110 con lode.
Titolo della tesi: Espansione multipolare per una particella di prova in campi geometrici.
Relatore: Prof. Marco Toller, Università di Trento.
03/1983-08/1983
Collaborazione scientifica gratuita presso l’Università di Trento con il Prof. Marco Toller
per il completamento della ricerca concernente la Tesi di Laurea.
09/1983-09/1984
Collaborazione scientifica gratuita presso l’Istituto di Elettronica Quantistica del CNR
(IEQ-CNR, Firenze) con il Dr. U. Balucani (IEQ-CNR).
08/1984
Vincitore di concorso ordinario a cattedre nella scuola media bandito con D.P.
30/10/1982 per la classe di concorso LXXXV – Scienze matematiche, chimiche, fisiche
e naturali nella scuola media.
11/1984
Vincitore di concorso ordinario a cattedre nella scuola secondaria di II grado bandito
con D.M. 4/09/1982 per la classe di concorso LXV – Matematica e Fisica.
09/1984-09/1985
Insegnante di Matematica e Fisica del Liceo Scientifico G. Galilei (Trento), presso
la sezione Quinquennio Unitario Sperimentale di Cavalese. Inizialmente su comando
dalla Scuola Media Statale G. Segantini di Cavalese, successivamente come vincitore di
cattedra per la classe LXV. Membro interno della commissione per l’esame di maturità
scientifica. Confermato in ruolo alla fine dell’anno di prova. Il 30/09/1985 dimissioni
spontanee per assunzione al CNR.
05/1985
Vincitore nel concorso pubblico ad un posto di Collaboratore del ruolo tecnicoprofessionale (dal 1989 la denominazione è Ricercatore) assegnato all’Istituto di
Elettronica Quantistica – CNR nel concorso indetto con bando CNR 307.40.5 del
22/08/1984.
da 1/10/1985
Ricercatore di ruolo del terzo livello professionale del Consiglio Nazionale delle Ricerche
presso l’Istituto di Elettronica Quantistica (IEQ), Firenze.
1988-2000
Responsabile scientifico di Progetto di Ricerca CNR su Meccanica Statistica
quantistica e classica di sistemi nonlineari costituito presso l’IEQ-CNR. In seguito ad
una riorganizzazione delle linee di ricerca, dal 2000 esso è confluito nella Linea di Ricerca
su Struttura e dinamica della materia condensata, responsabile Dr. U. Balucani.
da 01/1995
Associato di classe C (ricercatori non universitari) all’Istituto Nazionale di Fisica
della Materia (INFM), Unità di Ricerca di Firenze.
da 03/2002
Ricercatore presso l’Istituto di Fisica Applicata Nello Carrara (IFAC), nato nell’ambito della riorganizzazione della rete scientifica del CNR dall’accorpamento dell’Istituto di Elettronica Quantistica (IEQ) e dell’Istituto di Ricerca sulle Onde
Elettromagnetiche (IROE).
da 07/2004
Ricercatore presso l’Istituto dei Sistemi Complessi (ISC), Sezione Territoriale di
Firenze, nato come nuovo Istituto con sede principale a Roma, nell’ambito della ulteriore
riorganizzazione della rete scientifica del CNR.
da 01/2006
Qualifica professionale di Primo Ricercatore, in seguito all’espletamento di concorso
CNR indetto con bando n. 364.4 del 9/06/2004, nell’area disciplinare Scienze Fisiche.
2
Attività scientifica
Particella di prova in campi geometrici (Tesi di Laurea, 1982-1984)
Il piano di studio era stato principalmente incentrato sulla fisica teorica, e particolarmente sulla teoria dei campi
classica e quantistica (elettrodinamica quantistica e meccanica statistica di sistemi a molti corpi). Nel lavoro
svolto per la Tesi di Laurea è studiata l’espansione multipolare per le equazioni di moto di una particella di prova
estesa (descritta da un campo) in interazione con generici campi geometrici (elettromagnetico, gravitazionale,
e campi di gauge non abeliani), definiti su una varietá differenziale, la quale rappresenta l’insieme di tutti i
sistemi di riferimento.
Collaboratori: M. Toller (Univ. Trento).
Pubblicazioni: [1]
Ferromagnete unidimensionale in campo Zeeman (1983-1989)
Trattazione nonperturbativa per la termodinamica classica (1983-1984)
Mi sono dedicato allo studio della meccanica statistica di sistemi di spin, in collaborazione con il Dr. U. Balucani,
la Dr.ssa M.G. Pini (IEQ-CNR, Firenze), il Prof. V. Tognetti ed il Dr. A. Rettori (Università di Firenze).
Si è messa a punto una trattazione nonperturbativa dell’interazione dinamica nella catena ferromagnetica di
Heisenberg in campo Zeeman esterno, che elimina le inconsistenze che sorgono nella teoria perturbativa quando
il disordine termico supera l’effetto ordinante del campo.
Pubblicazioni: [2, 3]
Fluttuazioni longitudinali classiche e quantistiche (1985-1986)
Abbiamo analizzato le fluttuazioni di magnetizzazione con un approccio puramente microscopico, al fine di
riprodurre lo spettro longitudinale (cioè nella direzione del campo) per qualunque vettore d’onda. L’interesse di
questa ricerca era correlato all’esistenza di recenti simulazioni di dinamica molecolare classica e di nuove misure
di diffusione di neutroni polarizzati della componente longitudinale dello spettro nel ferromagnete pseudounidimensionale CsNiF3. In quest’ultimo caso i dati sperimentali sono stati interpretati mediante un approccio
nonperturbativo in termini di magnoni interagenti, in cui gli effetti quantistici sono essenziali. La densità di
magnetizzazione risulta essere accoppiata con la densità di energia di scambio, in maniera tale che lo spettro dei
magnoni liberi è sostituito da un largo picco centrato intorno alle frequenze di eccitazione trasversa del sistema
in campo nullo, riflettendo l’effetto isotropizzante della temperatura sulle fluttuazioni di spin longitudinali.
Pubblicazioni: [4, 5]
Fluttuazioni longitudinali nel regime idrodinamico (1986-1987)
Nel caso di vettori d’onda piccoli l’approccio precedente è troppo semplificato, poiché, per esempio, il damping
magnonico diventa un importante canale per il raggiungimento dell’equilibrio locale della densità di magnetizzazione, la quale è una quantità quasi-conservata in questo regime. L’estensione completa al secondo ordine
perturbativo è lontana dall’essere affrontabile, perché include termini ladder (diagrammi di Feynman a scala)
per i processi a due magnoni sotto esame. Pertanto abbiamo fatto ricorso alla tecnica dei superoperatori di
proiezione di Mori-Zwanzig sulle variabili quasi conservate (densità di magnetizzazione, energia ed impulso).
Ciò dà luogo, a bassa temperatura, ad un nuovo tipo di eccitazione fortemente collettiva, ovvero il secondo
magnone. Quest’ultimo è stato ‘osservato’ in simulazioni numeriche nel caso unidimensionale. Abbiamo inoltre
stimato la possibilità di osservare sperimentalmente il secondo magnone per mezzo di diffusione di neutroni
polarizzati in sistemi reali, come il composto ferromagnetico tridimensionale EuO.
Pubblicazioni: [6, 7]
Ferromagnete classico nel limite continuo (1988-1989)
Lo scopo di questa ricerca è quello di riprodurre i risultati delle precedenti ricerche sul ferromagnete di Heisenberg, ovvero la descrizione del passaggio tra i regimi di basso ed alto campo applicato, sfruttando il fatto che,
nel limite del continuo, il modello è completamente integrabile. Infatti è possibile derivare un’equazione implicita per l’energia libera a partire dall’espressione dell’hamiltoniana in termini delle variabili azione-angolo, le
quali sono ottenibili dalla trasformazione di scattering inverso. Le variabili azione-angolo descrivono le differenti
eccitazioni del sistema, ovvero magnoni e solitoni, il cui contributo all’energia libera non è indipendente, poiché
devono essere soddisfatte delle equazioni di sfasamento. Il lavoro segue la traccia del metodo del Bethe Ansatz
generalizzato introdotto dal gruppo di Manchester-Jyväskylä per vari sistemi nonlineari. Si è mostrato che la
termodinamica dipende dalla variabile adimensionale universale x2 = H/T 2 (H è il campo, T la temperatura),
e si ottiene una semplice espansione iterativa per x 1.
Pubblicazioni: [18]
3
Dinamica critica del ferromagnete di Heisenberg tridimensionale (1987)
Al fine di mettere a prova la validità della teoria mode-coupling di Hubbard, abbiamo risolto numericamente
la corrispondente equazione integro-differenziale per la funzione di rilassamento, nel caso di un reticolo a facce
centrate con interazioni magnetiche a primi e secondi vicini, che è un modello per il composto EuO. I risultati
sono in accordo con quelli ottenuti mediante la tecnica del gruppo di rinormalizzazione (Folk-Iro), ma sono in
disaccordo con gli esperimenti di eco di spin eseguiti da Mezei. Ciò è dovuto alla necessità di includere l’effetto
dell’interazione magnetica dipolare, come è stato successivamente dimostrato da Schwabl.
Pubblicazioni: [8]
Nuovo metodo variazionale per la termodinamica quantistica (1987-1989)
Il nuovo metodo proposto da R. Giachetti e V. Tognetti [Phys. Rev. Lett. 55, 912 (1985)] e, indipendentemente, da R. Feynman e H. Kleinert [Phys. Rev. A 34, 5080 (1986)] muove dalla formula dell’integrale
funzionale di Feynman, e consiste in un forte miglioramento della precedente tecnica variazionale introdotta
da Feynman stesso. La funzione di partizione è approssimata mediante l’uso di un funzionale d’azione di prova nonlocale quadratico, ed usando una disuguaglianza funzionale dimostrata da Feynman (disuguaglianza di
Feynman-Jensen), è possibile la determinazione variazionale di un potenziale efficace classico. In questa ricerca
abbiamo dimostrato che il metodo è più accurato della usuale teoria della rinormalizzazione semiclassica, poiché
la cosiddette approssimazione gaussiana autoconsistente viene effettuata solamente sulla parte quantistica del
problema, mentre la parte classica viene separata mediante l’uso dell’approccio con l’integrale funzionale, ed
alla fine essa viene tenuta in conto esattamente dall’integrale configurazionale.
Campi unidimensionali con eccitazioni solitoniche (1987-1989)
Abbiamo anche dato applicazioni del metodo a teorie di campo nonlineari di tipo Klein-Gordon in una dimensione, per le quali le eccitazioni solitoniche contribuiscono in maniera rilevante alla termodinamica. Sono state
considerate le teorie sine-Gordon, doppio sine-Gordon e ‘ϕ4 ’. Oltre ad aver riprodotti gli esistenti risultati semiclassici, si è dimostrato come la difficoltà della transizione di fase non-fisica insorgente nella teoria semiclassica
è superata usando il potenziale efficace. Il metodo variazionale è quindi una tecnica di gran interesse per la
descrizione del comportamento ad ogni temperatura delle quantità termodinamiche di sistemi nonlineari, che si
trovano mediante calcoli di tipo classico. Abbiamo trattate le versioni discrete e continue delle precedenti teorie
di campo. Nel caso del modello sine-Gordon continuo, che è anche esattamente integrabile mediante la tecnica
del Bethe Ansatz, abbiamo verificato i nostri risultati approssimati per il calore specifico quantistico con quelli
esatti.
Pubblicazioni: [9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 17, 21]
Coppie di molecole con interazione centrale (1989)
Si è ottenuto il potenziale efficace per sistemi di molecole interagenti con un potenziale anarmonico. Nel
caso dell’interazione Lennard-Jones di due molecole, abbiamo calcolato la funzione di distribuzione radiale in
un regime di forte accoppiamento quantistico che non è accessibile per mezzo del metodo dell’espansione di
Wigner, con accordo ottimo rispetto a calcoli esatti.
Pubblicazioni: [20, 21]
Approssimazione armonica autoconsistente puramente quantistica (PQSCHA) per
hamiltoniane nonstandard (1988-1999)
Approccio variazionale (1988)
Il precedente metodo variazionale era stato introdotto per sistemi standard, cioè sistemi nella cui hamiltoniana
il momento coniugato appare solo in forma quadratica in un termine cinetico. Nel caso di un grado di libertà,
abbiamo derivato un’hamiltoniana efficace per il caso nonstandard, la quale va introdotta nell’integrale classico
sullo spazio delle fasi. Tuttavia, la disuguaglianza di Feynman-Jensen non è dimostrata in generale, ma va
verificata caso per caso. Il significato fisico dell’hamiltoniana efficace è trasparente, e riflette il gioco alterno
delle fluttuazioni quantistiche del momento e della coordinata, in accordo con il principio di indeterminazione.
L’estensione a molti gradi di libertà è molto difficile, ma potrebbe condurre alla possibilità di trattare sistemi
complicati, quali i sistemi di spin.
Pubblicazioni: [16]
Teoria della PQSCHA (1991-1992)
Successivamente alla prima fase del lavoro, si è compreso come non fosse possibile garantire un principio variazionale per il caso generale. Tuttavia è sempre possibile un approccio di tipo diverso, in cui l’hamiltoniana
efficace e le formule per il calcolo di medie termodinamiche sono ottenute per mezzo di un’approssimazione
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simile a quella armonica autoconsistente, ma effettuata su una distribuzione di probabilità ridotta, a sua volta
definibile in termini dell’integrale funzionale hamiltoniano. Abbiamo chiamato questo metodo approssimazione
armonica autoconsistente puramente quantistica (PQSCHA) [31,39]. Nella forma generalizzata al caso di molti
gradi di libertà, ne abbiamo fatto uso dapprima per lo studio di un sistema ferromagnetico unidimensionale
con eccitazioni di tipo solitonico, corrispondente al composto CsNiF3 in campo magnetico e successivamente
per una serie di modelli ferro- e antiferromagnetici in una, due e tre dimensioni (vedi oltre). Nel caso standard
l’approssimazione armonica autoconsistente puramente quantistica si rivela completamente equivalente all’uso
del metodo variazionale, ma lo generalizza e permette il calcolo del valore medio di equilibrio quantistico di
una qualunque grandezza per un sistema termodinamico descritto da una hamiltoniana esprimibile in termini
di variabili canoniche coniugate.
Pubblicazioni: [30, 38, 52, 57, 126]
Hamiltoniana efficace con variabili olomorfe (1998-1999)
La PQSCHA è stata sviluppata in termini delle variabili olomorfe relative ad operatori di creazione e distruzione,
in modo da permettere l’applicazione diretta del metodo ad hamiltonane generali. Si è individuata la formulazione più adatta dell’integrale funzionale, espresso mediante simboli di Weyl e senza condizioni al contorno
per le traiettorie; tale forma è invariante a vista sotto trasformazioni canoniche lineari ed è quindi utilissima
per il calcolo. Si è quindi giunti alle espressioni dell’hamiltoniana efficace e delle medie operatoriali. Una prima
applicazione è stata quella al modello di Heisenberg tridimensionale, in cui la trasformazione spin-bosoni rende
di immediato utilizzo il formalismo olomorfo, e nel caso tridimensionale si è ricavata la dipendenza della temperatura di transizione dal valore dello spin in ottimo accordo con i risultati sperimentali e numerici disponibili
in letteratura. Si è poi passati a considerare il modello Bose-Hubbard (BH) bidimensionale. Si è trovato che
l’approssimazione del modello BH con il modello XY quantistico (QXY), trascurando le fluttuazioni del numero nel termine di hopping non è sempre valida fino alla temperatura di transizione. Nel caso fermionico si è
trovata l’opportuna definizione per l’integrale funzionale in termini di simboli di Weyl dipendenti da variabili
di Grassmann.
Pubblicazioni: [77, 79, 89]
Catene di atomi quantistiche con interazione anarmonica (1989-1998)
Lo studio della termodinamica delle catene con interazione anarmonica è stato effettuato mediante il metodo
variazionale introdotto indipendentemente da Giachetti e Tognetti e Feynman e Kleinert per lo studio di una
singola particella soggetta ad un potenziale anarmonico o di una catena di particelle con interazione armonica
e potenziale di sito anarmonico. L’uso del metodo variazionale permette di ridurre il calcolo della funzione di
partizione quantistica ad un calcolo di tipo classico tramite l’introduzione di un opportuno potenziale efficace.
Diviene cosı̀ possibile fare uso di tutti i metodi disponibili per lo studio della termodinamica classica di un
sistema per ottenere informazioni anche sul suo comportamento quantistico.
Il metodo variazionale si basa sulla formulazione della meccanica statistica quantistica mediante integrali di
cammino, e sull’uso di un funzionale di azione di prova quadratico non locale, i cui parametri sono determinati
in maniera variazionale facendo uso della disuguaglianza di Feynman-Jensen per l’energia libera. L’uso dell’integrale funzionale consente, in un certo senso, di separare le fluttuazioni di origine termica da quelle puramente
quantistiche, e di limitare l’approssimazione armonica solo a queste ultime. Il potenziale efficace che cosı̀ si
ottiene è in grado di descrivere l’intero comportamento classico del sistema e gli effetti quantistici a livello
armonico autoconsistente.
Il metodo variazionale si rivela dunque particolarmente utile nella trattazione di quei sistemi nei quali le eccitazioni a bassa temperatura hanno carattere approssimativamente armonico, ma nei quali sono rilevanti gli effetti
nonlineari, che però hanno carattere prevalentemente classico.
Le catene nonlineari hanno costituito un banco di prova fondamentale per il metodo variazionale; infatti la
loro termodinamica classica può essere studiata in maniera esatta, e talvolta in modo analitico (catena di
Toda); nella loro trattazione si è cosı̀ certi di non introdurre altre approssimazioni oltre quelle proprie del
metodo variazionale. Inoltre le eccitazioni nonlineari giocano in tali sistemi un ruolo determinante nel definire
le proprietà termodinamiche.
Catene di Toda e Morse (1992-1994)
Lo studio della catena con interazione esponenziale (catena di Toda), ha mostrato in maniera inequivocabile la
validità del metodo, grazie alla possibilità di confronto con le proprietà termodinamiche globali, che sono note
esattamente sia nel caso classico sia in quello quantistico.
Pubblicazioni: [31, 43]
5
Catena Lennard-Jones (1990-1991)
L’applicazione ad una catena di atomi con interazione a primi vicini di tipo Lennard-Jones ha invece mostrato la
potenza del metodo variazionale nel trattare sistemi con potenziale di interazione realistici: i risultati ottenuti
con il potenziale efficace riproducono infatti quelli ottenuti mediante tecniche di simulazione Monte Carlo
quantistico, ma i tempi di calcolo vengono ridotti di alcuni ordini di grandezza; si è cosı̀ aperta la strada anche
all’applicazione del metodo a sistemi reali, in tre dimensioni, come i solidi di gas nobili.
Pubblicazioni: [19, 22, 23]
Catene con legame idrogeno (1995-1998)
Un ulteriore campo di applicazione del metodo è costituito dalle catene con legame idrogeno, per le cui proprietà
di trasporto sono stati proposti meccanismi di tipo solitonico. Tali sistemi possono essere descritti con un
modello unidimensionale caratterizzato dalla presenza di un ione leggero (protone) ed uno pesante per ogni
cella, e da un potenziale di interazione nonlineare a primi e secondi vicini. Mediante il potenziale efficace è
stato possibile calcolare le correzioni quantistiche per l’energia interna ed il calore specifico, e mostrare come
le fluttuazioni quantistiche, causando una diminuzione dell’altezza efficace della barriera vista dal protone,
facilitano la popolazione solitonica anche a bassa temperatura.
Pubblicazioni: [53, 67]
Calcolo di funzioni di correlazioni statiche (1991-1994)
Il metodo variazionale, originariamente introdotto per il solo calcolo delle quantità termodinamiche globali,
è stato riformulato in maniera da ottenere anche gli elementi fuori diagonale della matrice densità nella rappresentazione delle coordinate. Ciò ha consentito di ottenere espressioni esplicite per il calcolo delle media
termodinamica quantistica di equilibrio di una qualunque osservabile del sistema. Si è potuto cosı̀ procedere al
calcolo delle funzioni di correlazione statiche seno-seno e coseno-coseno del modello Sine-Gordon, studiando il
comportamento in temperatura delle rispettive lunghezze di correlazione e mettendo in evidenza effetti riconducibili alla rinormalizzazione delle eccitazioni solitoniche. È stato inoltre possibile calcolare in maniera esplicita
le funzioni di correlazione statiche posizione-posizione e forza-forza del reticolo di Toda, che nel caso quantistico
non sono al momento calcolabili con altri metodi.
Pubblicazioni: [27, 24, 31, 42]
Funzioni di correlazione dinamiche (1992-1998)
La disponibilità di espressioni esplicite per il calcolo del valore medio termodinamico quantistico di equilibrio
di una qualunque osservabile ha dato la possibilità di ottenere informazioni anche sulle funzioni di correlazione
dinamiche del sistema, che possono essere ricostruite a partire dalla loro rappresentazione in frazione continua
e dalla conoscenza dei relativi momenti in frequenza. Per il calcolo di questi ultimi il metodo del potenziale
efficace rappresenta infatti una alternativa preferibile rispetto a metodi basati sulla simulazione Monte Carlo
quantistica, come proposto in precedenza da Maradudin e McGurn. Infatti i valori ottenuti per i momenti nel
caso di una catena con interazione Lennard-Jones a primi vicini sono in ottimo accordo con quelli ottenuti tramite
simulazione, ma il tempo di calcolo viene drasticamente ridotto e non sono presenti errori statistici che possono
dar luogo a notevoli differenze nelle forme degli spettri. Poiché è possibile calcolare solo i momenti di ordine
più basso, è necessario adottare opportuni criteri di terminazione della frazione continua. Sono stati considerati
e confrontati fra loro le terminazioni gaussiana, a due poli e a tre poli, e il problema della terminazione è stato
affrontato in maniera dettagliata nel caso di una catena Lennard-Jones, confrontando le funzioni di correlazione
dinamica classiche calcolate con i risultati di simulazioni di dinamica reticolare. Ciò ha consentito di ottenere
risultati ancora più realistici e di mostrare l’inadeguatezza di approcci di tipo perturbativo adottati da altri
gruppi.
Pubblicazioni: [32, 39, 36, 42, 46, 47, 70, 78]
Termodinamica dei solidi di gas nobili (1992-1997)
Il metodo del potenziale efficace è stato applicato allo studio delle proprietà termodinamiche dei solidi di gas
nobili più pesanti, per i quali siamo riusciti ad ottenere risultati in ottimo accordo con i dati sperimentali, non
solo per le quantità globali come densità e calore specifico in funzione della temperatura, ma anche per quantità
di tipo microscopico, come l’energia cinetica media per atomo, accessibile sperimentalmente con esperienze
di diffusione anelastica di neutroni. Nel caso di sistemi tridimensionali il problema del calcolo delle medie
classiche per un sistema anarmonico, come è quello descritto dal potenziale efficace, viene affrontato mediante
simulazione Monte Carlo (MC), che è comunque assai meno oneroso computazionalmente del corrispondente
algoritmo quantistico. Il metodo del potenziale efficace per lo studio delle proprietà dei cristalli anarmonici è
stato ripreso e largamente impiegato anche da altri gruppi, in particolare quello di Horton e Cowley alla Rutgers
University (NJ, USA).
Si sono inoltre calcolati mediante simulazione Monte Carlo quantistica i primi tre momenti in frequenza per la
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funzione di correlazione del neon solido usando un potenziale Lennard-Jones, in modo da ricostruire lo spettro
tramite lo sviluppo in frazione continua e confrontarlo con l’analogo risultato del potenziale efficace, che risulta
insufficiente in quanto tratta a livello classico il damping fononico.
Pubblicazioni: [28, 34, 37, 38, 41, 47, 64, 72]
Nuova tecnica di estrapolazione Trotter nelle simulazioni Monte Carlo quantistiche
(1992-1996)
L’uso della simulazione Monte Carlo per lo studio delle proprietà termodinamiche di sistemi quantistici è basata
su una discretizzazione del tempo immaginario βh̄ in un numero finito, detto numero di Trotter P , di intervalli; il
risultato quantistico per una data grandezza viene poi ottenuto per estrapolazione a P → ∞ dei dati ottenuti da
simulazioni effettuate a P finito. Specialmente a bassa temperatura, dove sono prevalenti gli effetti quantistici,
per ottenere estrapolazioni attendibili sono necessari dati di simulazione ottenuti per numeri di Trotter molto
alti, cui sono associati lunghi tempi di calcolo o rilevanti errori statistici, e ciò anche se il sistema è puramente
armonico. Partendo dall’osservazione che le grandezze termodinamiche di un sistema di oscillatori armonici
possono essere calcolate in maniera esatta per numero di Trotter finito, abbiamo proposto una procedura di
correzione sistematica dei dati uscenti dalla simulazione, in modo da depurarli, almeno a livello armonico
autoconsistente, dagli effetti dell’uso di un numero di Trotter finito. Tale procedura si rivela particolarmente
efficiente per sistemi, quali i solidi, in cui gli effetti anarmonici sono piccoli nelle regioni di temperatura in cui
sono invece importanti quelli quantistici. L’applicazione a numerosi modelli ha mostrato come tale procedura
assicuri una più rapida convergenza dei dati di simulazione al limite per P → ∞, consentendo cosı̀ di utilizzare
numeri di Trotter più piccoli, e diminuendo l’incertezza nell’estrapolazione. Inoltre il metodo è di semplice
applicabilità, poiché non richiede modifiche del codice di simulazione.
Pubblicazioni: [28, 37, 50, 64]
Termodinamica di catene di spin quantistiche (1991-2007)
Ferromagnete unidimensionale con anisotropia planare in campo magnetico (1990-1993)
Il metodo dell’hamiltoniana efficace esteso al caso di molti gradi di libertà ci ha permesso di calcolare l’energia
libera di sistemi a molti corpi con hamiltoniana canonica generale, senza la restrizione sul fatto che i momenti
debbano apparire solo quadraticamente in un termine cinetico separato. Una classe di hamiltoniane di questo
tipo è quella che descrive i sistemi di spin localizzati interagenti: infatti mediante note trasformazioni degli
operatori di spin, come quella di Holstein-Primakoff, gli operatori hamiltoniani possono essere espressi in termini
di variabili canoniche. In questa ricerca si è considerato il problema della catena ferromagnetica con anisotropia
planare, che ha una realizzazione fisica nel composto reale CsNiF3 . Un aspetto importante del metodo è che
l’hamiltoniana efficace corrisponde alla forma rinormalizzata del corrispondente simbolo di Weyl, che si ottiene
dall’operatore quantistico per mezzo dell’ordinamento simmetrico degli operatori canonici. Con il nostro metodo
abbiamo riprodotto con successo il comportamento quantitativo di dati sperimentali preesistenti [A.P.Ramirez,
W.P.Wolf, Phys. Rev. B 32, 1639 (1985)] per l’eccesso di calore specifico, cioè la differenza tra i calori
specifici misurati in presenza ed in assenza di campo magnetico esterno (ciò permette di eliminare il contributo
reticolare, altrimenti difficile da stimare). Inoltre abbiamo esteso i calcoli a varie altre quantità (magnetizzazione,
suscettività) ed alle funzioni di correlazione statiche per le varie componenti dello spin, ottenendo ottimo accordo
con i numerosi dati sperimentali disponibili. Si sono messe in luce le deficienze di altri metodi di approssimazione
precedentemente impiegati per lo studio di tale composto, che portavano a trascurare o gli effetti quantistici o
gli effetti nonlineari, entrambi fondamentali per interpretare correttamente i risultati sperimentali.
Pubblicazioni: [25, 26, 29, 33, 35, 40]
Ferro- e antiferromagnete unidimensionale isotropo (1999-2000)
Il modello di Heisenberg unidimensionale è stato oggetto di numerosi lavori sia teorici che sperimentali, per
cui sono disponibili molti dati di riferimento. L’approccio mediante l’hamiltoniana efficace classica è particolarmente interessante in questo caso, in quanto il modello di Heisenberg classico unidimensionale è risolubile
analiticamente in forma chiusa [M.E. Fisher, Am. J. Phys. 32, 343 (1964)], e pertanto il caso quantistico diviene
quasi completamente analitico. I risultati ottenuti mostrano chiaramente il vantaggio della PQSCHA rispetto
ad altri approcci teorici (come per esempio l’espansione in cumulanti), e permettono una discussione anche sui
limiti generali dei metodi semiclassici nello studio di sistemi a forte accoppiamento quantico.
Pubblicazioni: [84]
Modello di Ising in campo trasverso e transizione di fase quantistica (2005-2007)
Il sistema più semplice che presenta una transizione di fase quantistica è il modello di Ising unidimensionale
con spin 1/2 in campo trasverso. Essendo stato risolto esattamente da P. Pfeuty [Ann. Phys. 57, 79 (1970)]
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esso è considerato come prototipo per lo studio di queste transizioni. Tuttavia in letteratura sono presenti
pochissimi lavori sulla sua controparte classica, che non ammette soluzione analitica esatta. Entrambi i modelli,
quantistico e classico, sono caratterizzati a T = 0 da un campo critico Hc che separa due differenti regimi: ordine
ferromagnetico per H < Hc e paramagnetico per H > Hc . Lo scopo di questo lavoro è l’indagine del sistema
classico in prossimità del punto critico a T = 0, dove esso risulta presentare caratteristiche assai simili a quelle
del sistema quantistico: pertanto il ruolo delle fluttuazioni di pura origine quantistica non è cosı̀rilevante come
si crede comunemente. Il diagramma di fase classico mostra tre regimi caratterizzabili mediante i differenti
comportamenti asintotici della lunghezza di correlazione, in piena analogia con il sistema quantistico, la differenza essendo solo negli esponenti di decadimento algebrico. Ne segue che discriminare sperimentalmente effetti
quanto-critici genuini non basta osservare comportamenti algebrici, ma di essi vanno determinati accuratamente
gli esponenti. Queste conclusioni hanno validità generale e modificano il corrente concetto di “transizione di
fase quantistica”.
Pubblicazioni: [112, 113]
Ferro- ed antiferromagneti quantistici bidimensionali (1994-2003)
Ferro- ed antiferromagneti con anisotropia planare su reticolo quadrato (1994-2003)
Una delle caratteristiche peculiari dei sistemi magnetici bidimensionali è quella di presentare, in presenza di una
anisotropia di piano facile comunque piccola, una transizione di fase, detta di Berezinskii-Kosterlitz e Thouless
(BKT), cui non corrisponde la presenza di una magnetizzazione finita, ma solo la divergenza della funzione di
correlazione delle fluttuazioni di spin. Tale transizione è stata solitamente studiata adottando un modello di
spin classici a due sole componenti, ma quando si vogliano considerare composti reali, e in particolare indagare
sull’entità di eventuali effetti quantistici, è necessario tenere conto della possibilità degli spin di fluttuare al di
fuori del piano facile. Lo studio degli effetti quantistici in tali sistemi è stato condotto mediante l’uso del metodo
della hamiltoniana efficace, che riconduce il problema a quello di un sistema classico con i parametri di interazione opportunamente rinormalizzati. I principali effetti quantistici consistono in una riduzione della costante di
interazione di scambio, e conseguentemente della temperatura di transizione rispetto al sistema classico; inoltre
anche l’anisotropia del sistema risulta ridotta. I risultati ottenuti per la temperatura di transizione sono in
ottimo accordo con i risultati di simulazioni Monte Carlo quantistiche anche nell’estremo caso di spin S = 1/2,
allorché si tenga conto che, nella deduzione dell’hamiltoniana efficace, diverse trasformazioni da variabili di spin
a variabili canoniche coniugate devono essere utilizzate nel caso di sistemi quasi planari e in quello di sistemi
quasi isotropi.
Nell’ambito dello studio di tali sistemi con il metodo PQSCHA, abbiamo anche eseguito estensive simulazioni
Monte Carlo del magnete a piano facile classico, per il quale non vi erano risultati utili in letteratura. Abbiamo verificato il carattere BKT della transizione, mediante calcolo e fitting in temperatura per suscettività e
lunghezza di correlazione, ed abbiamo individuata la temperatura critica classica al variare del parametro di
anisotropia.
Pubblicazioni: [44, 45, 48, 51, 49, 54, 55, 59, 61, 68, 91, 96, 98, 101, 109]
Antiferromagneti con anisotropia planare su reticolo triangolare (1998-1999)
Di particolare interesse è risultato lo studio di sistemi con anisotropia di piano facile nel caso in cui l’accoppiamento fra spin primi vicini è antiferromagnetico ed il reticolo è triangolare. In tal caso infatti il sistema presenta
frustrazione e la transizione BKT per la magnetizzazione è accompagnata da una transizione di tipo Ising per
il parametro d’ordine di chiralità. Le simulazioni Monte Carlo classiche da noi effettuate hanno permesso di
studiare il comportamento delle due transizioni al variare del parametro di anisotropia e di mostrare che le due
transizioni sono effettivamente distinte; l’applicazione a tali sistemi del metodo dell’hamiltoniana efficace ha poi
permesso anche di studiare l’effetto delle fluttuazioni quantistiche.
Pubblicazioni: [69, 73, 81, 82]
Antiferromagnete con anisotropia di asse facile (2000-2003)
I composti studiati sperimentalmente sono solo in prima approssimazione ben descrivibili con un modello di
Heisenberg isotropo; le piccole componenti di anisotropia presenti divengono essenziali nel descrivere il loro
comportamento quando la temperatura si abbassa. Per tale ragione si è studiato in maniera dettagliata il
modello di Heisenberg quantistico bidimensionale su reticolo quadrato in presenza di anisotropia di asse facile.
Si è mostrato che tale modello quantistico presenta, per qualunque valore del parametro di anisotropia, una
transizione di tipo Ising in corrispondenza di una temperatura critica finita, il cui valore è stato valutato al
variare del parametro di anisotropia e del valore dello spin. Oltre alla temperatura critica, sono state valutate
quantitativamente numerose grandezze termodinamiche accessibili sperimentalmente e i risultati ottenuti sono
stati confrontati, riscontrando un ottimo accordo, con quelli ottenuti sperimentalmente mediante diffusione di
neutroni sul Rb2 MnF4 . Ciò ha permesso di concludere che il comportamento magnetico di tale composto è
8
determinato sia al di sopra che al di sotto della temperatura di transizione dalle proprietà dei singoli piani
contenenti gli ioni Mn, mentre la residua interazione fra piani sembra essere non rilevante nel determinare le
proprietà magnetiche del materiale.
Pubblicazioni: [86, 87, 88, 90, 91, 98, 109]
Simulazione Monte Carlo quantistica di antiferromagneti bidimensionali di spin S = 1/2 debolmente anisotropi (2003-2004)
Il metodo dell’Hamiltoniana efficace impiegato per lo studio degli effetti quantistici negli antiferromagneti bidimensionali è ai limiti della sua accuratezza quantitativa quando si considerano sistemi con spin S=1/2. Questi
ultimi tuttavia rappresentano una grande quantità di sistemi sperimentali che sono ulteriormente caratterizzati
per la presenza di deboli anisotropie di piano o asse facile. Si è dunque effettuata una indagine dettagliata del
comportamento degli antiferromagneti bidimensionali di spin S = 1/2 debolmente anisotropi tramite simulazioni Monte Carlo quantistiche (QMC) impiegando l’algoritmo a loop in tempo continuo, che permette di eliminare
i problemi legati alla necessità di estrapolare i risultati rispetto al numero di Trotter. Si è cosı̀ mostrato che
anche nel sistema quantistico le eventuali anisotropie, per quanto piccole, portano sempre verso una transizione
di fase, Ising nel caso di asse facile e BKT nel caso di piano facile. Si è inoltre mostrato come, anche nel caso
di piccole anisotropie, sia possibile individuare un intervallo di temperatura intorno alla transizione, accessibile
sperimentalmente, nel quale si manifestano in modo evidente il carattere bidimensionale del sistema e gli effetti
delle deboli anisotropie sulle grandezze termodinamiche permettendo di dedurre dai dati sperimentali il valore
del parametro di anisotropia. Con una opportuna modifica e generalizzazione degli algoritmi di simulazione
QMC si sono infine studiate le proprietà dell’antiferromagnete isotropo bidimensionale in presenza di un campo
magnetico statico applicato che induce una anisotropia di piano facile efficace: è stata quindi studiata la relativa
transizione BKT disegnando il diagramma di fase in funzione del campo e si è studiato il comportamento delle
grandezze termodinamiche al variare del campo applicato.
Pubblicazioni: [97, 98, 105, 101, 102, 106, 109]
Antiferromagnete isotropo (1996-2003)
Il metodo dell’hamiltoniana efficace è stato anche applicato allo studio del modello di Heisenberg antiferromagnetico isotropo bidimensionale che è ritenuto appropriato per descrivere le proprietà magnetiche di molti
composti precursori dei superconduttori ad alta temperatura. Lo studio si è concentrato in particolare sull’andamento della lunghezza di correlazione delle fluttuazioni di spin al variare della temperatura e dello spin.
Nell’intervallo di validità delle approssimazioni proprie della teoria siamo cosı̀ riusciti a riprodurre i risultati
sperimentali che avevano mostrato, al crescere del valore dello spin, deviazioni rispetto alle predizioni delle
teorie di campo basate sul modello sigma nonlineare correntemente usato per l’interpretazione delle proprietà
dell’antiferromagnete di Heisenberg bidimensionale a bassa temperatura.
L’argomento è stato ripreso alla luce di un lavoro di P. Hasenfratz [Eur. Phys. J. B 13, 11 (2000)] che, con
l’introduzione di effetti di cut-off, ha esteso la validità dei risultati delle teorie di campo a un intervallo di
temperature più ampio. Abbiamo mostrato come i risultati ottenuti da Hasenfratz per la lunghezza di correlazione quantistica siano esprimibili in funzione della lunghezza di correlazione classica, analogamente a quanto
ottenuto con il metodo dell’Hamiltoniana efficace, e addirittura impiegando quasi lo stesso coefficiente di rinormalizzazione della costante di scambio; ciò ci ha quindi permesso di ottenere una espressione per la lunghezza
di correlazione in funzione della temperatura che copre sia le basse temperature che quelle intermedie, e di
mostrare che con opportune modifiche l’intervallo di validità dei risultati ottenuti con l’Hamiltoniana efficace
possono essere anch’essi estesi alle temperature più basse per tutti i valori dello spin, ottenendo quindi una
descrizione del comportamento della lunghezza di correlazione del sistema quantistico a tutte le temperature.
Pubblicazioni: [56, 58, 60, 65, 66, 71, 74, 76, 100, 104, 109]
Antiferromagnete in campo magnetico (2004-2006)
Si è usato un approccio semiclassico per determinare la temperatura della transizione di Kosterlitz-Thouless
(KT) in funzione del campo magnetico per ogni valore dello spin. L’accordo con il diagramma di fase determinato
sperimentalmente nel 1984 per il composto quasi-bidimensionale manganese-formate-dihydrate, di spin S=5/2,
ha permesso di stabilire che quella fu la prima osservazione sperimentale, seppur indiretta, di una genuina
transizione KT.
Pubblicazioni: [111, 114]
Sistemi quantistici dissipativi (1997-2008)
Potenziale efficace per sistemi quantistici dissipativi (1997-2001)
I progressi compiuti dalle tecniche di fabbricazione dei microdispositivi hanno portato ad un crescente interesse
per lo studio delle proprietaà dei sistemi mesoscopici quali, ad esempio, le matrici di giunzioni Josephson.
Una delle caratteristiche di tali sistemi è che in essi sono importanti allo stesso tempo gli effetti quantistici e
9
quelli dissipativi. Come primo passo per lo studio di tali sistemi, è stato considerato il modello di CaldeiraLeggett, per il quale è stata ottenuta una espressione esplicita per il potenziale efficace per il calcolo delle
medie termodinamiche di equilibrio di una qualunque grandezza di interesse del sistema. In seguito il metodo
del potenziale efficace è stato applicato allo studio della transizione superconduttore-isolante dei reticoli di
giunzioni Josephson, mostrando quali sono gli effetti della dissipazione sulla temperatura di transizione.
Pubblicazioni: [63, 75, 80, 85, 83, 92, 93]
Simulazioni Monte Carlo di sistemi quantistici dissipativi e di matrici di giunzioni Josephson
(2001-2004)
È stato messo a punto un algoritmo per la simulazione numerica dei sistemi dissipativi quantistici a molti
corpi basato sulla trasformata di Fourier discreta dell’integrale di cammino in tempo immaginario. Le prime
applicazioni del metodo a sistemi modello (particella dissipativa in un potenziale quartico a doppia buca e catena
φ4 ) hanno confermato le potenzialità del metodo ed aprono la possibilità di effettuare simulazioni attendibili del
comportamento di matrici bidimensionali di giunzioni Josephson in presenza di dissipazione e di effettuare uno
studio quantitativo della transizione conduttore-isolante del sistema macroscopico al variare dell’accoppiamento
quantistico e della dissipazione.
Lo studio di matrici bidimensionali di giunzioni Josephson è stato inizialmente condotto in assenza di dissipazione
per valori dell’accoppiamento superiori a quelli accessibili con metodi di potenziale efficace; si è cosı̀ messo in
evidenza un comportamento rientrante del diagramma di fase della transizione da fase stato superconduttiva a
fase normale della matrice Josephson in un intervallo di valori del parametro di accoppiamento prossimi a quello
critico. Nel caso con dissipazione prodotta da shunt Ohmici R sulle giunzioni si è osservato come al crescere della
dissipazione, misurata dal parametro γ = π/(2e2 R), la rientranza sparisce progressivamente; i dati mostrano
che per γ ≥ 0.5 la transizione è presente anche forte accoppiamento, come congetturato in precedenti studi.
Pubblicazioni: [95, 99, 103, 107, 110, 108]
Effetti di interferenza in matrici di condensati di Bose-Einstein (2001)
Il metodo del potenziale efficace è stato applicato con successo allo studio degli effetti quantistici e termici sulla
struttura e l’intensità delle frange di interferenza di una matrice unidimensionale di condensati di Bose-Einstein,
con particolare attenzione alle conseguenze di tali effetti sulla osservabilità sperimentale della frange stesse.
Pubblicazioni: [94]
Accoppiamento ambientale in magneti quantistici (2007-2008)
Gli effetti di interazione ambientale in sistemi quantistici possono essere studiati all’interno di un formalismo
alla Caldeira-Leggett, tenendo conto dei casi più generali in cui l’accoppiamento coinvolga sia le coordinate che
i momenti, e in forma anche nonlineare. Queste estensioni permettono di applicare la tecnica anche ai sistemi
magnetici, i quali hanno un naturale ed ineliminabile accoppiamento con le vibrazioni del reticolo, che può
essere descritto mediante un funzionale-influenza quartico nelle variabili di spin.
Pubblicazioni: [115, 118, 119]
Impurezze magnetiche in antiferromagneti bidimensionali (2008-2010)
Attorno ad un’impurezza il campo magnetico induce una magnetizzazione alternata che decade con la distanza.
Simulazioni Monte Carlo [Eggert et al., Phys. Rev. Lett. 99, 097204 (2007)] hanno mostratoe un effetto
contointuitivo nel caso bidimensionale: la lunghezza di decadenza cresce con la temperatura quando ci si
avvicina alla transizione BKT. Abbiamo dato una spiegazione teorica di tale fenomeno in termini dell’eccitazione
di vortici.
Pubblicazioni: [116, 117]
Trasferimento di informazione quantistica attraverso canali quantistici (2009-2013)
Pubblicazioni: [120, 121, 122, 123, 124, 125, 127]
Analogo quantistico della culla di Newton mediante atomi freddi (2013-2014)
Pubblicazioni: [129]
10
Transizione di spin-flop in antiferromagneti lineari finiti (2013-2014)
Pubblicazioni: [131]
Controllo remoto di qubit mediante solitoni magnetici (2013-2015)
Pubblicazioni: [128, 130, 132, 133]
Collaborazioni occasionali
Analisi di spettri di fluorescenza (1997)
Messa a punto di un programma numerico per l’analisi di spettri di fluorescenza conseguenti a forti impulsi
laser.
Pubblicazioni: [62]
Attività di formazione
Correlatore di tesi di Laurea in Fisica
04/1991
Termodinamica quantistica delle catene di spin,
candidata Paola Verrucchi.
07/1995
Effetti quantistici negli antiferromagneti bidimensionali,
candidato Cristiano Biagini.
07/1996
Hamiltoniana efficace in meccanica statistica quantistica per mezzo di variabili
olomorfe,
candidato Andrea Fubini.
04/1997
Effetti quantistici nella termodinamica dei sistemi dissipativi,
candidato Andrea Rossi.
Supervisore di tesi di Dottorato in Fisica
12/1999
Effective classical Hamiltonian for the statistical mechanics of bosonic and fermionic
systems,
candidato Riccardo Maciocco.
Corsi di formazione
Corso di cinque lezioni (26/02-11/03/2004) su Termodinamica quantistica e integrali funzionali, tenuto
nell’ambito del Corso di formazione su Integrali funzionali in fisica svoltosi presso l’IFAC-CNR nel periodo
gennaio-aprile 2004.
11
Revisione editoriale
Revisore (referee) per le riviste:
Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation
Computer Physics Communications
European Physical Journal B
Europhysics Letters
New Journal of Physics
Physical Review Letters
Physical Review A
Physical Review B
Physical Review E
Journal of Physics A
Journal of Physics: Condensed Matter
Journal of Nanoparticle Research
Journal of Magnetism and Magnetic Materials
Journal of Statistical Physics
Physica A
Collaborazioni internazionali
Nel corso dell’attività di ricerca sono stati stabiliti numerosi contatti e collaborazioni a livello internazionale.
Si possono menzionare i professori Stephen W. Lovesey (Rutherford Appleton Laboratory), M. Neumann (Università di Vienna), Alexei A. Maradudin (Università della California, Irvine), A.R. Mc Gurn (Università del
Michigan), George K. Horton e E. Roger Cowley (Rutgers University, NJ), W. Janke (Università di Lipsia), con
i quali sono stati effettuati scambi di visite e di studenti.
Referenze
Bernard B. Beard1
Alan R. Bishop
George K. Horton2
Wolfhard Janke
Stephen W. Lovesey
Alexei A. Maradudin
Hans J. Mikeska
Martin Neumann
Andrei Varlamov
Ulrich Weiss
1
2
Department of Physics and Mechanical Engineering,
Christian Brothers University, Memphis, TN (USA)
Theoretical Division, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM (USA)
Department of Physics and Astronomy,
Rutgers – The State University of New Jersey, Piscataway, NJ (USA)
Institut fü Theoretische Physik, Universität Leipzig, Leipzig (Germania)
Rutherford Appleton Laboratory, Chilton, Didcot (UK)
Department of Physics, University of California, Irvine, CA (USA)
Institut für Theoretische Physik, Universität Hannover, Hannover (Germania)
Institut für Experimentalphysik, Universität wien, Wien (Austria)
Unità di Ricerca INFM, Università di Tor Vergata, Roma
II Institut für Theoretische Physik, Universität Stuttgart, Stuttgart (Germania)
Prof. Beard passed away on Mar 10, 2012.
Prof. Horton passed away on Nov 1, 2009.
12
Progetti di ricerca nazionali e internazionali dal 1998
11/1998
12/1999
11/2000
12/2000
11/2002
11/2005
Approvazione del programma biennale di ricerca cofinanziato (COFIN) MURST su Sistemi
correlati quantistici in bassa dimensionalità: cofinanziamento totale 827 milioni di lire per 7 unità di ricerca (Bologna, Catania, Firenze, Genova, Napoli, Salerno, Torino). Per
l’unità di Firenze (Tognetti, Cuccoli, Verrucchi, Fubini, Maciocco, Piegari, Pedrolli, Vaia) il
cofinanziamento è di 130 milioni di lire.
Approvazione del progetto 2D Magnetic Systems with Anisotropy: gruppo fiorentino (Tognetti, Cuccoli, Vaia, Verrucchi) in collaborazione con il gruppo del Prof. W.Janke dell’Università di Lipsia, nell’ambito del Programma Vigoni (collaborazione Italia-Germania, finanziato
dalla Conferenza dei Rettori delle Università Italiane – CRUI e dall’analogo organismo tedesco
DAAD).
Approvazione del programma biennale di ricerca cofinanziato (COFIN) MURST su Effetti
quantistici in sistemi a stato solido di bassa dimensionalità: cofinanziamento 856 milioni
di lire per 7 unità di ricerca (Bologna, Catania, Firenze, Genova, Napoli, Salerno, Torino). Per
l’unità di Firenze (Tognetti, Cuccoli, Biagini, Spicci, Verrucchi, Fubini, Piegari, Vaia, Varlamov)
il cofinanziamento è di 135 milioni di lire.
Approvazione per la seconda annualità del progetto 2D Magnetic Systems with Anisotropy: gruppo fiorentino (Tognetti,Cuccoli, Roscilde, Vaia, Verrucchi) in collaborazione con il
gruppo del Prof. W.Janke dell’Università di Lipsia, nell’ambito del Programma Vigoni (collaborazione Italia-Germania, finanziato dalla Conferenza dei Rettori delle Università Italiane –
CRUI e dall’analogo organismo tedesco DAAD).
Approvazione del programma biennale di ricerca cofinanziato (COFIN) MIUR su Effetti di
spin nanostrutture: cofinanziamento 204.000 euro per 5 unità di ricerca (Pisa, Firenze,
Genova, Catania, Roma tre). Per l’unità di Firenze (Tognetti, Cuccoli, Rettori, Roscilde, Fort,
Fubini, Verrucchi, Vindigni, Pini, Politi, Vaia, Varlamov) il cofinanziamento è di 43.000 euro.
Approvazione del programma biennale di ricerca cofinanziato (PRIN) MIUR su Fenomeni
cooperativi in sistemi coerenti della materia condensata e loro realizzazione in
dispositivi a chip atomico, coordinatore nazionale Mario Rasetti (Politecnico di Torino).
L’unità di Firenze (Cuccoli, Baroni, Verrucchi, Vaia) svolge ricerca su Fenomeni collettivi e
loro controllo in sistemi di spin su reticolo: proprietà statiche e dinamiche al variare
dei parametri di interazione, il responsabile scientifico è Alessandro Cuccoli (Università di
Firenze), il cofinanziamento è di 14.000 euro.
13
Organizzazione di congressi
Congresso, luogo, data
Ruolo nell’organizzazione
NATO advanced research Workshop on
Microscopic aspects of non-linearity in condensed matter
Firenze, 7–13 giugno 1990.
Membro del
Comitato Organizzatore Locale
9th General Conference of the European Physical Society
Firenze, 14–17 settembre 1993.
Membro del
Comitato Organizzatore Locale
Workshop on Effective potential methods for quantum effects
in condensed matter
Firenze, 23–25 febbraio 1995.
Segretario Scientifico
6th International Conference on Path Integrals from peV to
TeV: 50 years from Feynman’s paper
Firenze, 25–29 agosto 1998.
Segretario Scientifico
International Conference on Theoretical Trends in low-dimensional
Magnetism
(Satellite della Conferenza Internazionale ICM2003, Roma)
Firenze, 23–25 luglio 2003
Chairman della conferenza
International Conference on Magnetism ICM2003
Roma, 27 luglio – 1 agosto 2003
Membro del
National Support Committee
14
Partecipazione e comunicazioni a scuole e congressi
Si riporta l’elenco dei convegni scientifici a cui il sottoscritto ha effettivamente partecipato, mentre non sono
menzionate le numerose presentazioni effettuate dai coautori in altre conferenze, né i seminari su invito svolti
dal sottoscritto e dai coautori durante visite scientifiche presso organismi di ricerca nazionali ed esteri.
Delle comunicazioni presentate sono specificati autori, titoli e tipologia; l’effettivo presentatore della comunicazione appare in corsivo.
1. Trieste, 5-30/07/1982,
ICTP Summer School on Fibre Bundles and Geometry
2. Firenze, 12-15/10/1982,
International Meeting on Geometry and Physics
3. Fai della Paganella (TN), 4-7 aprile 1984,
Secondo Convegno Teorico del GNSM
? U.Balucani, M.G.Pini, A.Rettori, V.Tognetti, R.Vaia,
Statistical mechanics of the classical ferromagnetic chain in a field, poster.
4. S. Miniato (PI), 28/05-1/06/1984,
International Workshop on Magnetic Excitations and Fluctuations
? U.Balucani, M.G.Pini, A.Rettori, V.Tognetti, R.Vaia,
Classical ferromagnetic chain in a field: spin waves versus non-perturbative interactions, talk.
5. Genova, 24-27/06/1986,
1o Congresso Nazionale di Fisica della Materia
? U.Balucani, A.Federighi, V.Tognetti, R.Vaia,
Modi idrodinamici in ferromagneti di Heisenberg, poster.
6. Torino, 8-20/10/1986,
GNSM National School on Magnetic Properties of Matter
7. Boston, USA, 10-16/08/1986,
16th IUPAP International Conference STATPHYS 16
? U.Balucani, A.Federighi, V.Tognetti, R.Vaia,
Hydrodynamic modes in Heisenberg ferromagnets, poster.
8. Torino, 25-29/05/1987,
International Workshop on Magnetic Excitations and Fluctuations II
? U.Balucani, B.Dorner, K.Kakurai, R.Pynn, M.Steiner, V.Tognetti, R.Vaia,
Study of longitudinal fluctuations in CsNiF3 by means of inelastic polarized neutron scattering, talk.
9. Chicago, USA, 9-12/11/1987,
32nd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
? U.Balucani, R.Vaia, A.Federighi, V.Tognetti,
The dynamics of longitudinal spin fluctuations, poster.
10. Budapest, Hungary, 6-9/04/1988,
8th General Conference of the EPS-CMD
? R.Giachetti, V.Tognetti, R.Vaia,
Effective potential for the quantum thermodynamics of integrable and non integrable one-dimensional
systems, poster.
11. Fai della Paganella (TN), 12-15/04/1988,
Sesto Convegno Teorico del GNSM
? R.Giachetti, V.Tognetti, R.Vaia,
Effective potential for the quantum thermodynamics of integrable and non integrable one-dimensional
systems, poster.
12. L’Aquila, 9-11/05/1988,
Discussion Meeting on Statistical Mechanics
? R.Giachetti, V.Tognetti, R.Vaia,
Variational method and effective potential for quantum thermodynamics, invited talk.
13. Napoli, 16-18/06/1988,
Convegno Nazionale La meccanica quantistica di Feynman a 40 anni dalla sua proposta
? R.Giachetti, V.Tognetti, R.Vaia,
Lagrangian and Hamiltonian approaches to variational methods for quantum thermodynamics, invited
talk.
15
14. Paris, France, 24-29/07/1988,
International Conference on Magnetism – ICM88
? R.Giachetti, V.Tognetti, R.Vaia,
Double sine-Gordon model for the classical and quantum thermodynamics of magnetic chains, poster.
15. Bangkok, Thailand, 9-13/01/1989,
3rd International Conference Path Integrals from meV to MeV
? R.Giachetti, V.Tognetti, R.Vaia,
An effective hamiltonian for quantum statistical mechanics, invited talk.
16. Évora, Portugal, 22/05-2/06/1989,
International NATO-ASI School on Applications of Statistical and Field Theory Methods to
Condensed Matter
? R.Giachetti, V.Tognetti, R.Vaia,
Variational method for quantum statistical mechanics, corso di lezioni.
17. Rio de Janeiro, Brazil, 31/07-4/08/1989,
17th IUPAP International Conference on Statistical Physics
? V.Tognetti, R.Vaia, R.Giachetti,
Effective Hamiltonians for quantum statistical mechanics by variational method, poster.
? R.K.Bullough, Y.Z.Chen, J.Timonen, V.Tognetti, R.Vaia,
Classical thermodynamics of the Heisenberg chain in a field by generalized Bethe Ansatz method, poster.
18. Pavia, 6-8/11/1989,
14o Congresso del Settore Proprietà Collettive GNSM-CISM
? A.Cuccoli, V.Tognetti, R.Vaia,
Effetti quantistici in sistemi Lennard-Jones, talk.
19. Karpacz, Poland, 19/02-1/03/1990,
26th Karpacz School of Theoretical Physics
? R.Giachetti, V.Tognetti, A.Cuccoli , R.Vaia,
New variational method for quantum thermodynamics and applications, corso di lezioni.
20. Fai della Paganella (TN), 4-7/04/1990,
7o Convegno Teorico del GNSM
? A.Cuccoli, V.Tognetti, R.Vaia,
Potenziale efficace per fononi anarmonici, poster.
21. Firenze, 7-13/06/1990,
NATO Advanced Research Workshop on Microscopic Aspects of Nonlinearity in Condensed Matter
? A.Cuccoli, V.Tognetti, R.Vaia,
Thermodynamic properties of a quantum chain with nearest-neighbor anharmonic interactions, poster.
22. Montpellier, Francia, 30/11-4/12/1990,
Interdisciplinary Meeting on Nonlinear Evolutions and Inverse Methods – RCP264
? A.Cuccoli, V.Tognetti, R.Vaia,
Calculation of quantum correlation functions in nonlinear systems by effective potential, talk.
23. Duisburg, Germania, 12-14/03/1991,
18th Conference of the Middle-European Cooperation in Statistical Physics – MECO18
? A.Cuccoli, A.Macchi, V.Tognetti, R.Vaia, M.Zoppi,
Quantum thermodynamics of solid argon by effective potential, poster.
? A.Cuccoli, V.Tognetti, R.Vaia,
Effective potential for quantum static correlation functions in nonlinear systems, poster.
? A.Cuccoli, V.Tognetti, P.Verrucchi, R.Vaia,
Quantum thermodynamics of the easy-plane ferromagnetic chain by effective hamiltonian, poster.
24. Dijon, France, 4-6/06/1991,
7th Interdisciplinary Workshop on Nonlinear Coherent Structures in Physics and Biology
? A.Cuccoli, V.Tognetti, P.Verrucchi, R.Vaia,
Thermodynamics of quantum spin chains, talk.
25. Goslar, Germany, 16-20/07/1991,
2nd International Wigner Symposium
? A.Cuccoli, V.Tognetti, R.Vaia,
Quantum thermodynamics in classical phase space, talk.
16
26. Edinburgh, UK, 2-6/09/1991,
International Conference on Magnetism – ICM91
? A.Cuccoli, V.Tognetti, P.Verrucchi, R.Vaia,
Quantum thermodynamics of easy-plane ferromagnetic chains, poster.
27. Prag, Czech Republic, 6-9/04/1992,
12th General Conference of the CMD-EPS
? A.Cuccoli, V.Tognetti, P.Verrucchi, R.Vaia,
Thermodynamics of quantum easy-plane ferromagnetic chains, poster.
? A.Cuccoli, M.Spicci, V.Tognetti, R.Vaia,
Thermodynamics and correlation functions of the quantum Toda lattice, poster.
? A.Cuccoli, V.Tognetti, A.A.Maradudin, A.R.McGurn, R.Vaia,
Spectral shape of quantum chains, poster.
28. Tutzing, Germany, 18-21/05/1992,
4th International Conference Path Integrals from meV to MeV
? A.Cuccoli, V.Tognetti, P.Verrucchi, R.Vaia,
Quantum thermodynamics in classical phase space, talk.
? A.Cuccoli, V.Tognetti, A.A.Maradudin, A.R.McGurn, R.Vaia,
Frequency moments and spectral shape of quantum chains, poster.
? A.Cuccoli, A.Macchi, V.Tognetti, M.Neumann, R.Vaia,
Quantum Monte Carlo by effective potential method, poster.
29. Berlin, Germany, 2-8/08/1992,
18th IUPAP International Conference on Statistical Physics
? A.Cuccoli, V.Tognetti, P.Verrucchi, R.Vaia,
Quantum thermodynamics in classical phase space, poster.
? A.Cuccoli, V.Tognetti, R.Vaia, A.A.Maradudin, A.R.McGurn,
Spectral shape of the quantum Lennard-Jones chain, talk.
? A.Cuccoli, A.Macchi, V.Tognetti, R.Vaia, M.Neumann,
Effective potential in Monte Carlo: quantum solid argon, poster.
? A.Cuccoli, M.Spicci, V.Tognetti, R.Vaia,
Thermodynamics and correlation functions of the quantum Toda lattice, poster.
? A.Cuccoli, V.Tognetti, P.Verrucchi, R.Vaia,
Thermodynamics of the quantum easy-plane ferromagnetic chain, poster.
30. Houston, USA, 1-4/12/1992,
37th Annual Conference Magnetism and Magnetic Materials
? A.Cuccoli, V.Tognetti, P.Verrucchi, R.Vaia,
Thermodynamics and correlations of the easy-plane ferromagnet CsNiF3, poster.
31. Poggio a Caiano (FI), Italy, 16-18/12/1992,
14o Congresso del Settore 3 del GNSM
? A.Cuccoli, A.Macchi, V.Tognetti, R.Vaia,
Termodinamica quantistica dei solidi di gas nobili tramite integrali di cammino di Feynman, talk.
32. Bangkok, Thailand, 7-12/01/1993,
International Conference on Path Integrals in Physics
? A.Cuccoli, V.Tognetti, P.Verrucchi, R.Vaia,
Quantum spin chains by effective Hamiltonian, invited talk.
? A.Cuccoli, A.Macchi, M.Spicci, V.Tognetti, R.Vaia,
From the path-integral to the thermodynamics of quantum solids, invited talk.
33. Regensburg, Germany, 29/03-2/04/1993,
13th General Conference of the CMD-EPS
? A.Cuccoli, A. Macchi, V.Tognetti, R.Vaia,
Kinetic energy of rare-gas solids: Monte Carlo calculations, talk.
34. Minneapolis, USA, 15-18/11/1993,
38th Annual Conference Magnetism and Magnetic Materials
? A.Cuccoli, V.Tognetti, P.Verrucchi, R.Vaia,
Quantum renormalization of the XY model, poster.
17
35. Lyon, France, 27/06-1/07/1994,
International Workshop on Computation of Rate Constants for Quantum Processes in
Condensed Phases
? A. Cuccoli, V. Tognetti, R. Vaia,
The effective potential method – theory and benchmarks, talk.
? A. Cuccoli, V. Tognetti, R. Vaia,
The effective potential method – applications to selected many-body systems, talk.
36. Warsaw, Poland, 22-26/08/1994,
International Conference on Magnetism – ICM94
? A.Cuccoli, V.Tognetti, P.Verrucchi, R.Vaia,
The quantum 2D XXZ ferromagnet, poster.
37. Firenze, 23-25/02/1995,
Workshop on Effective potential methods for quantum effects in condensed matter
? A.Cuccoli, V.Tognetti, P.Verrucchi, R.Vaia
Quantum effects in 2D Kosterlitz-Thouless ferromagnets, talk.
? A.Cuccoli, A.Macchi, G.Pedrolli, V.Tognetti, R.Vaia,
Improving convergence in path-integral Monte Carlo simulations, talk.
? A.Cuccoli, V.Tognetti, P.Verrucchi, R.Vaia,
Quantum statistical behaviour of the easy-plane ferromagnetic chain, talk.
? A. Cuccoli, A.A.Maradudin, A.R.McGurn, A.Macchi, M.Spicci, V.Tognetti, R.Vaia,
Spectral shape of nonlinear chains and quantum solids by effective potential, talk.
38. Xiamen, China, 31/07-4/08/1995,
19th IUPAP International Conference on Statistical Physics
? A.Cuccoli, A.Macchi, G.Pedrolli, V.Tognetti, R.Vaia,
The extrapolation to infinite Trotter number in path-integral Monte Carlo simulations of solid state
systems, talk.
? A.Cuccoli, V.Tognetti, P.Verrucchi, R.Vaia,
Monte Carlo simulations of the 2-dimensional classical XXZ ferromagnetic model, poster.
39. Dubna, Russia, 27-31/05/1996,
International seminar on Path Integral: Theory and Applications and
5th International Conference Path Integrals from meV to MeV
? L.Capriotti, A.Cuccoli, V.Tognetti, R.Vaia,
Effective potential and effective hamiltonian in quantum statistical mechanics of condensed matter
systems, talk.
? A.Cuccoli, V.Tognetti, R.Vaia, P.Verrucchi,
Quantum effects in two-dimensional spin systems, talk.
40. Atlanta, USA, 12-15/11/1996,
41th Annual Conference Magnetism and Magnetic Materials
? L.Capriotti, A.Cuccoli, V.Tognetti, P.Verrucchi, R.Vaia,
Thermodynamics of two-dimensional XXZ easy-plane quantum Heisenberg magnets, poster.
? A.Cuccoli, V.Tognetti, P.Verrucchi, R.Vaia,
Correlation length of the isotropic quantum Heisenberg antiferromagnet, poster.
41. Patras, Greece, 26-30/09/1997,
Patras Euroconference on Low dimensional and Mesoscopic Magnetic Materials
? R.Vaia,
Thermodynamics of the two dimensional Heisenberg model, 2 invited lectures.
42. Parigi, Francia, 20-24/07/1998,
20th IUPAP International Conference on Statistical Physics
? A.Cuccoli, V.Tognetti, P.Verrucchi, R.Vaia,
The quantum Heisenberg antiferromagnet on the square lattice, poster.
? L.Capriotti, A.Cuccoli, V.Tognetti, R.Vaia,
Phase transitions induced by easy-plane anisotropy in the classical Heisenberg antiferromagnet on a
triangular lattice: a Monte Carlo simulation, poster.
? A.Cuccoli, A.Fubini, A.Rossi, V.Tognetti, R.Vaia,
Effective potential for dissipative quantum systems, poster.
18
43. Firenze, 25-29/08/1998,
6th International Conference on Path Integrals from peV to TeV: 50 years from Feynman’s paper
? A.Cuccoli, A.Fubini, V.Tognetti, A.Rossi, R.Vaia,
Effective potential for dissipative quantum systems, talk.
? A.Cuccoli, V.Tognetti, P.Verrucchi, R.Vaia,
The quantum Heisenberg antiferromagnet on the square lattice, talk.
? A.Cuccoli, V.Tognetti, R.Giachetti, R.Maciocco, R.Vaia,
Effective Hamiltonian with holomorphic variables, talk.
? A.Cuccoli, V.Tognetti, R.Giachetti, R.Vaia,
Effective Hamiltonian, Mori product, and quantum dynamics, talk.
44. Évora, Portugal, 4-9/10/1998,
Euroconference Magnetism Today
? L.Capriotti, A.Cuccoli, V.Tognetti, R.Vaia,
Phase transitions induced by easy-plane anisotropy in the classical Heisenberg antiferromagnet on a
triangular lattice: a Monte Carlo simulation, poster.
? A.Cuccoli, V.Tognetti, P.Verrucchi, R.Vaia,
The quantum Heisenberg antiferromagnet on the square lattice, poster.
45. Miami, FL, USA, 9-12/11/1998,
42nd Annual Conference Magnetism and Magnetic Materials
? L.Capriotti, A.Cuccoli, V.Tognetti, R.Vaia,
Phase transitions induced by easy-plane anisotropy in the classical Heisenberg antiferromagnet on a
triangular lattice: a Monte Carlo simulation, poster.
? A.Cuccoli, V.Tognetti, P.Verrucchi, R.Vaia,
The quantum Heisenberg antiferromagnet on the square lattice, poster.
46. Wittenberg, Germany, 8-10/03/1999,
24th Conference of the Middle-European Cooperation in Statistical Physics – MECO24
? A.Cuccoli, A.Fubini, A.Rossi, V.Tognetti, R.Vaia,
Effective potential for dissipative quantum systems, poster.
47. Seattle, WA, USA, 10-15/09/1999,
10th International Conference on Recent Progress in Many-Body Theories
? A.Cuccoli, A.Fubini, A.Rossi, V.Tognetti, R.Vaia,
Quantum dissipative many-body systems: an effective potential for the thermodynamics, poster.
? A.Cuccoli, R.Giachetti, R.Maciocco, V.Tognetti, R.Vaia,
Effective Hamiltonian for bosonic systems, poster.
48. Belo Horizonte, Brazil, 1-4/08/2000,
Ising Centennial Colloquium
? A.Cuccoli, T.Roscilde, V.Tognetti, R.Vaia, P.Verrucchi,
The 2D quantum Heisenberg antiferromagnet with Ising-like anisotropy, talk.
49. Recife, Brazil, 6-11/08/2000,
International Conference on Magnetism – ICM2000
? A.Cuccoli, R.Maciocco, R.Vaia,
Transition temperature of 3D quantum Heisenberg ferro- and antiferromagnets, poster.
? A.Cuccoli, T.Roscilde, V.Tognetti, R.Vaia, P.Verrucchi,
Thermodynamics of the 2D easy-axis quantum antiferromagnet, poster.
? A.Cuccoli, V.Tognetti, R.Vaia, P.Verrucchi,
Semiclassical approach to the Thermodynamics of spin chains, poster.
50. Sopron, Hungary, 7-9/03/2002,
27th Conference of the Middle-European Cooperation in Statistical Physics – MECO27
? L.Capriotti, A.Cuccoli, A.Fubini, V.Tognetti, R.Vaia,
Simulating quantum dissipation in many-body systems, poster.
? A.Cuccoli, T.Roscilde V.Tognetti, P.Verrucchi, R.Vaia,
Phase transitions in anisotropic two-dimensional quantum antiferromagnets, poster.
? A. Fubini, A.Cuccoli, V.Tognetti, R.Vaia,
Quantum fluctuations in one-dimensional arrays of condensates, talk.
19
51. Antwerpen, Belgium, 27-31/05/2002,
7th International Conference on Path Integrals from Quarks to Galaxies
? A.Cuccoli, A.Fubini, V.Tognetti, R.Vaia,
Thermodynamics of quantum systems with dissipation, invited talk.
? A.Cuccoli, T.Roscilde, V.Tognetti, P.Verrucchi, R.Vaia,
Pure-quantum fluctuations in Heisenberg Magnets, talk.
? A.Cuccoli, A.Fubini, V.Tognetti, R.Vaia,
Quantum fluctuations in one-dimensional arrays of condensates, talk.
52. Tampa, USA, 11-15/11/2002,
47nd Annual Conference Magnetism and Magnetic Materials
? A.Cuccoli, T.Roscilde, V.Tognetti, P.Verrucchi, R.Vaia,
Anisotropy and Ising-like transition of the S = 5/2 two-dimensional Heisenberg antiferromagnet
Mn-formate di-Urea, poster.
? A.Cuccoli, T.Roscilde, V.Tognetti, R.Vaia, P.Verrucchi,
Quantum Monte Carlo simulation of two-dimensional S = 1/2 antiferromagnets with very weak easy-plane
anisotropy, poster.
53. Saarbrücken, Germany, 20-22/03/2003,
28th Conference of the Middle-European Cooperation in Statistical Physics – MECO28
? A.Cuccoli, T.Roscilde, V.Tognetti, P.Verrucchi, R.Vaia,
Signatures of XY behaviour in 2D weakly anisotropic antiferromagnets, poster.
? A.Capriotti, A.Cuccoli, A.Fubini, V.Tognetti, R.Vaia,
Phase diagram of a 2D Josephson-junction array in the strongly quantum regime, poster.
54. Firenze, Italy, 23-25/07/2003,
International Conference on Theoretical Trends in Low-dimensional Magnetism
? A.Cuccoli, T.Roscilde, V.Tognetti, P.Verrucchi, R.Vaia,
Detection and control of XY behaviour in S = 1/2 antiferromagnets on the square lattice, talk.
? B.B.Beard, A.Cuccoli, R.Vaia, P.Verrucchi,
Quantum 2D Heisenberg antiferromagnet: bridging the gap between field-theoretical and semiclassical
approaches, poster.
55. Roma, 27/07-1/08/2003,
International Conference on Magnetism – ICM2003
? A.Cuccoli, T.Roscilde, P.Verrucchi, R.Vaia,
Signatures of XY behaviour in 2D weakly anisotropic antiferromagnets, talk.
? A.Cuccoli, T.Roscilde, R.Vaia, P.Verrucchi,
Field-induced XY behaviour in the S = 1/2 antiferromagnet on the square lattice, poster.
? B.B.Beard, A.Cuccoli, P.Verrucchi, R.Vaia,
Reconciling field-theoretical and semiclassical approaches to quantum 2D antiferromagnets, poster.
56. Anacapri, 20-22/09/2004,
International Conference on From Bohr atomic scale to Planck scale
? L.Capriotti, A.Cuccoli, A.Fubini, V.Tognetti, R.Vaia,
2D Josephson junction arrays: reentrant behavior and the effect of dissipation, talk.
57. Cortona, Italy, 3-6/04/2005,
30th Conference of the Middle-European Cooperation in Statistical Physics – MECO30
? L.Capriotti, A.Cuccoli, A.Fubini, V.Tognetti, R.Vaia,,
Quantum criticality in shunted Josephson junction arrays, talk.
58. Parma, 29/06-01/07/2005,
X Convegno Nazionale di Fisica Statistica e dei Sistemi Complessi
? L.Capriotti, A.Cuccoli, A.Fubini, V.Tognetti, R.Vaia,
Reentrant behavior and dissipative transition in 2D Josephson junction arrays, talk.
59. San Jose, USA, 30/10-03/11/2005,
50th Annual Conference Magnetism and Magnetic Materials
? A.Cuccoli, G.Gori, P.Verrucchi, R.Vaia,
Phase diagram of the two-dimensional quantum antiferromagnet in a magnetic field, talk.
60. Primos̆ten, Croatia, 23-26/04/2006,
31st Conference of the Middle-European Cooperation in Statistical Physics – MECO31
? A.Cuccoli, G.Gori, P.Verrucchi, R.Vaia,
BKT phase diagram of the 2D quantum Heisenberg antiferromagnet in a magnetic field, talk.
20
61. Parma, 21-23/06/2006,
XI Convegno Nazionale di Fisica Statistica e dei Sistemi Complessi
? A.Cuccoli, G.Gori, P.Verrucchi, R.Vaia,
The Kosterlitz-Thouless transition experimentally observed, talk.
62. Ladek Zdrój, Poland, 16-18/04/2007,
32nd Conference of the Middle-European Cooperation in Statistical Physics – MECO32
? A.Cuccoli, A.Taiti, R.Vaia, P.Verrucchi,
The classical side of quantum criticality, poster.
63. Dresden, Germany, 23-28/09/2007,
International Conference on Path Integrals – New Trends and Perspectives
? A.Cuccoli, A.Fubini, V.Tognetti, R.Vaia,
Environmental effects on the thermodynamics of quantum spin systems, plenary talk.
? A.Cuccoli, G.Gori, R.Vaia, P.Verrucchi,
Thermodynamics of quantum 2d Heisenberg magnets with intermediate spin, talk.
64. Puchberg/Wels, Austria, 14-16/04/2008,
33rd Conference of the Middle-European Cooperation in Statistical Physics – MECO33
? A.Cuccoli, A.Fubini, V.Tognetti, R.Vaia,
An approach to environmental effects on quantum spin systems, talk.
65. Austin, USA, 10-14/11/2008,
53th Annual Conference Magnetism and Magnetic Materials
? A.Cuccoli, R.Vaia,
Exotic vortex effect on the alternating order around impurities in 2D antiferromagnets, talk.
66. Karlsruhe, 26-31/07/2009,
International Conference on Magnetism – ICM2009
? A.Cuccoli, N.Del Sette, R.Vaia,
Spin-lattice coupling as environmental effect, poster.
? A.Cuccoli, R.Vaia,
Vortex contribution to the defect-induced alternating magnetization in 2D antiferromagnets, poster.
67. Pont--Mousson, France, 15-19/03/2010,
35th Conference of the Middle-European Cooperation in Statistical Physics – MECO35
? R.Vaia,
Symmetric environmental coupling and reentrant enhancement of quantum fluctuations, talk.
68. Parma, 21-23/06/2010,
XV Convegno Nazionale di Fisica Statistica e dei Sistemi Complessi
? R.Vaia,
Enhancement and reentrance of quantum fluctuations for symmetric environmental coupling, talk.
69. L’viv, Ukraine, 5-7/04/2011,
36th Conference of the Middle-European Cooperation in Statistical Physics – MECO36
? R.Vaia,
Time dependent spread of a generic 1D wavepacket, poster.
? L.Banchi, T.J.G.Apollaro, A.Cuccoli, R.Vaia, P.Verrucchi,
Efficient quantum information transfer through a uniform channel, talk.
70. Parma, 22-24/06/2011,
XVI Convegno Nazionale di Fisica Statistica e dei Sistemi Complessi
? R.Vaia,
Dispersion of a traveling wavepacket, poster.
? L.Banchi, T.J.G.Apollaro, A.Cuccoli, R.Vaia, P.Verrucchi,
Ballistic quantum information transfer and effective entangling gate through homogeneous quantum wires,
talk.
71. Tatranské Matliare, Slovakia, 18-22/03/2012,
37th Conference of the Middle-European Cooperation in Statistical Physics – MECO37
? L.Banchi, T.J.G.Apollaro, A.Cuccoli, R.Vaia, P.Verrucchi,
Almost-perfect transfer process through long unmodulated channels, talk.
72. Parma, 20-22/06/2012,
XVII Convegno Nazionale di Fisica Statistica e dei Sistemi Complessi
? L.Banchi, T.J.G.Apollaro, A.Cuccoli, R.Vaia, P.Verrucchi,
Transmitting a quantum state over an arbitrarily long uniform channel with almost perfect quality, talk.
21
73. Firenze, 30/06-05/07/2013,
International Conference on Quantum Information Processing and Communication - QIPC
2013
? L.Banchi, T.J.G.Apollaro, A.Cuccoli, R.Vaia, P.Verrucchi,
Effective entangling gate between remote qubits and ballistic quantum information transfer through
uniform cold atom chains, poster.
74. Parma, 25-27/06/2014,
XIX Convegno Nazionale di Fisica Statistica e dei Sistemi Complessi
? R.Vaia, R.Franzosi,
How cold atoms could realize a quantum Newton’s cradle, talk.
75. Bologna, 17-19/02/2015,
4th Italian Conference on Magnetism
? R.Vaia, M.Crescioli, P.Politi,
Reentrant spin-flop transition in nanomagnets, talk.
22
Pubblicazioni
Schema delle pubblicazioni suddivise per rivista:
Rivista
numero pubblicazioni
stampate
Brazilian Journal of Physics
Europhysics Letters
European Physical Journal B
Fizika Nizkikh Temperatur
Frontiers in Chemistry
International Journal of Modern Physics
International Journal of Quantum Information
Journal of Applied Physics
Journal of Magnetism and Magnetic Materials
Journal of Mathematical Physics
Journal de Physique (Paris)
Journal of Physics A
Journal of Physics B
Journal of Physics: Condensed Matter
Journal of Physics: Conference Series
New Journal of Physics
Nanomaterials and Nanotechnology
Nuovo Cimento D
Physica A
Physica D
Physica Scripta
Physica Status Solidi
Physics Letters A
Physical Review A
Physical Review B
Physical Review E
Physical Review Letters
libri e resoconti di congressi
1
2
1
1
1
2
1
15
9
2
2
1
1
3
2
2
1
1
1
2
1
1
5
10
245
4
5
31
Totale pubblicazioni
133
in stampa
sottoposte
Le pubblicazioni sono elencate di seguito in ordine cronologico e aggiornate al 28/08/2015.
L’ordine degli autori è quasi sempre stato alfabetico, salvo casi in cui fosse risultato necessario raggruppare
autori con la medesima affiliazione.
[1] M. Toller R. Vaia, A complete multipole expansion for a test particle in geometric fields, J. Math. Phys.
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Lovesey, U. Balucani, F. Borsa, V. Tognetti (Springer-Verlag, Berlin, 1984), pages 46–50.
[3] U. Balucani, V. Tognetti, R. Vaia, Magnetization and specific heat of classical ferromagnetic chains in a
field: crossover between two regimes, Phys. Lett. A103, 435 (1984).
[4] U. Balucani, B. Dorner, K. Kakurai, R. Pynn, M. Steiner, V. Tognetti, R. Vaia, Study of longitudinal
fluctuations in CsNiF3 by means of inelastic polarized neutron scattering, in Magnetic Excitations and
Fluctuations II, edited by U. Balucani, S. W. Lovesey, M. G. Rasetti, V. Tognetti (Springer-Verlag, Berlin,
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aspects of nonlinearity in Condensed Matter, edited by A. R. Bishop, V. L. Pokrovsky, V. Tognetti (Plenum
Press, New York, 1991), pages 333–337.
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