Scheda programma d'esame
STATISTICAL PHYSICS
ENORE GUADAGNINI
Academic year2017/18
CoursePHYSICS
Code207BB
Credits9
PeriodSemester 1
LanguageItalian

ModulesAreaTypeHoursTeacher(s)
FISICA STATISTICAFIS/02LEZIONI54
ENORE GUADAGNINI unimap
Learning outcomes
Knowledge

The student who successfully completes the course will be able to demonstrate advanced knowledge of classical and quantum statistical physics. In particular student are expected to acquire: - full knowledge of classical and quantum ideal gases with application to condensed matter problems - knowledge of the theory of phase transitions in mean field approximation - knowledge of the theory of the renormalization group framework - introduction to quantum phase transitions

Assessment criteria of knowledge

During the oral exam the student must be able to demonstrate his/her knowledge of the course material. Furthermore the student is expected to demonstrate the ability to put into use the theoretical tools learned during the course.

Methods:

  • Final oral exam
Teaching methods

Delivery: face to face

Learning activities:

  • attending lectures

Attendance: Advised

Teaching methods:

  • Lectures
Programma (contenuti dell'insegnamento)

Richiami di termodinamica e statistica classica , potenziali termodinamici,
statistica di Bose-Einstein e di Fermi-Dirac. Gas perfetti quantistici di Fermi e di Bose , derivazione del granpotenziale , energia libera , potenziale chimico.

Gas di fermioni non relativistici , energia di Fermi , sviluppo di Sommerfeld , capacità termica dei fermioni. Gas di bosoni non relativistici , condensazione di Bose-Einstein , temperatura critica , numero di particelle nel condensato , capacità termica. Gas di fotoni , energia libera , fononi.
Teoremi di Lee-Yang , classificazione di Herenfest delle transizioni di fase.
Descrizione di Landau delle transizioni continue , magnetizzazione spontanea , legge di Curie-Weiss , rottura spontanea di simmetria.

Fenomenologia della superconduttività , teoria BCS , trasformazione di Bogoliubov , calcolo dei potenziali termodinamici per superconduttore , derivazione della equazione di gap , transizione di fase per superconduttori , teoria di Landau-Ginzburg , effetto Meissner , lunghezza di penetrazione , fenomeno di Higgs , quantizzazione del flusso magnetico , effetto Josephson.

Fenomenologia della supefluidità , effetto fontana , effetto termomeccanico. Teoria di Landau , legge di dispersione per le quasi-particelle , fononi e rotoni , calcolo della energia libera , velocità del condensato e del gas di quasi-particelle, densità di massa dei due fluidi , derivazione dello spettro dei fononi dalla teoria microscopica , trasformazione di Bogoliubov , parametro d’ordine per superfluido , linee di vorticità , fluido in recipiente rotante , velocità angolare critica , secondo suono.

Syllabus

Statistical ensambles. Classical ideal gases. Bose and Fermi distributions for quantum gases. Bose-Einsetin condensation. Magnetism properties of matter. Theory of phase transition. Mean field approximation. Landau-Ginzburg effective theories. Ginzburg criterion. Peierls argument for the 2D Ising model. Introduction to renomalization group theory with physical applications. Quantum phase transitions. Quantum one-dimensional Ising model in a transverse field.

Bibliography

Recommended reading includes the following works: Kerson Huang, Statistical mechanics J. Cardy, Scaling and renormalization in statistical physics

Updated: 20/06/2018 17:50