PRESENTAZIONE

Il corso fornisce una base teorica per comprendere i molteplici effetti della topologia nei sistemi di materia condensata.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L'obiettivo principale è quello di fornire le basi per comprendere la fisica dei sistemi topologici di materia condensata. In particolare, si porrà l'attenzione sui modelli reticolari per fermioni e spin. L'origine della quantizzazione topologica di osservabili come la conduttanza Hall e la carica trasportata nel modello di Rice Mele verrà spiegata nel dettaglio. I gli stati legati topologici saranno altresì discussi. Le potenziali applicazione tecnologiche verranno infine illustrate.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Al termine di questo insegnamento, lo studente sarà in grado di

• descrivere i concetti base legati alle interazioni nei sistemi a molti corpi;
• applicare strumenti dell’approccio perturbativo ai problemi con più scale di energia;
• calcolare le proprietà topologiche dei modelli a bande;
• utilizzare strumenti informatici di calcolo simbolico (software mathematica) per manipolare espressioni complesse ed effettuare calcoli analitici.

PREREQUISITI

• FISICA DELLA MATERIA 2

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni teoriche (frontali o se necessario a distanza) alla lavagna in cui vengono direttamente spiegate ed eventualemente calcolate le proprietà trattate. Ci si avvalerà anche di presentazioni con slides soprattuto per quanto riguarda gli aspetti di  misure sperimentali associate ai fenomeni fisica trattati.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Il modello di Hubbard,

Il modello di Heisenberg come limite del modello di Hubbard,

I magnoni ferromagnetici,

I magnoni antiferromagnetici,

Il modello xy e le transizioni di fase quantistiche

la catena di Kitaev e le transiizoni di fase topologiche

il modello di Jackiw-Rebbi

Il pompaggio di Thouless

la quantizzazione della conduttanza Hall

i fermioni di Majorana e la computazione quantistica

TESTI/BIBLIOGRAFIA

LIBRI CONSIGLIATI COME SUPPORTO PER LE DIVERSE PARTI DEL CORSO * H. Bruus, K. Flensberg, "Many-body Quantum Theory in Condensed Matter Physics" Oxford University Press (2004). * G.F. Giuliani, G. Vignale. "Quantum theory of the electron liquid"". Cambridge University Press (2005). * B. A. Bernevig, T. Hughes, "Topological insulators and topological superconductors". Princeton University Press (2013).

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

NICCOLO' TRAVERSO ZIANI (Presidente)

DARIO FERRARO

FABIO CAVALIERE (Presidente Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Dal 23 settembre 2024 secondo l'orario riportato qui 

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

La prova di esame consiste in una prova orale.

Per gli studenti con disabilità o con DSA si rimanda alla sezione Altre Informazioni.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L'esame orale è sempre condotto dal docente responsabile e da un altro esperto della materia, e ha una durata di circa 45 minuti.  E’ articolato su una parte predefinita e sviluppata dallo studente e da ulteriori domande che, traendo spunto dalla prima parte, vertono su tutto il  programma d’esame.

Cio' consente alla commissione di giudicare, oltre che la preparazione, il grado di raggiungimento degli obiettivi di comunicazione, autonomia e chirezza logica nell'esposizione.

Con queste modalità è possibile verificare con elevata accuratezza il raggiungimento degli obiettivi formativi dell'insegnamento. Quando questi non sono raggiunti, lo studente è invitato ad approfondire lo studio e ad avvalersi di ulteriori spiegazioni da parte del docente titolare.

Calendario appelli

ALTRE INFORMAZIONI

Si ricorda alle studentesse e agli studenti con disabilità o con disturbi specifici dell'apprendimento (DSA) che per poter richiedere adattamenti in sede d'esame occorre prima inserire la certificazione sul sito web di Ateneo alla pagina servizionline.unige.it nella sezione “Studenti”. La documentazione sarà verificata dal Settore servizi per l’inclusione degli studenti con disabilità e con DSA dell’Ateneo, come indicato sul sito federato al link: FISICA 9012 | Studenti con disabilità e/o DSA | UniGe | Università di Genova | Corsi di Studio UniGe

Successivamente, con significativo anticipo (almeno 10 giorni) rispetto alla data di esame occorre inviare una e-mail al/alla docente con cui si sosterrà la prova di esame, inserendo in copia conoscenza sia il docente Referente di Scuola per l'inclusione degli studenti con disabilità e con DSA (sergio.didomizio@unige.it) sia il Settore sopra indicato. Nella e-mail occorre specificare:

•            la denominazione dell’insegnamento

•            la data dell'appello

•            il cognome, nome e numero di matricola dello studente

•            gli strumenti compensativi e le misure dispensative ritenuti funzionali e richiesti.

Il/la referente confermerà al/alla docente che il/la richiedente ha diritto a fare richiesta di adattamenti in sede d'esame e che tali adattamenti devono essere concordati con il/la docente. Il/la docente risponderà comunicando se sia possibile utilizzare gli adattamenti richiesti.

Le richieste devono essere inviate almeno 10 giorni prima della data dell’appello al fine di consentire al/alla docente di valutarne il contenuto. In particolare, nel caso in cui si intenda usufruire di mappe concettuali per l’esame (che devono essere molto più sintetiche rispetto alle mappe usate per lo studio) se l’invio non rispetta i tempi previsti non vi sarà il tempo tecnico necessario per apportare eventuali modifiche.

Per ulteriori informazioni in merito alla richiesta di servizi e adattamenti consultare il documento: Linee guida per la richiesta di servizi, di strumenti compensativi e/o di misure dispensative e di ausili specifici