PRESENTAZIONE

Il corso si propone di:

• indagare e comprendere i meccanismi fisici alla base del fenomeno della superconduttività,
• presentare i principali materiali superconduttori e le loro proprietà,
• far conoscere i principali campi di applicazione della superconduttività.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L'insegnamento presenta gli aspetti fenomenologici e teorici di base per comprendere le proprietà dei materiali superconduttori. Obiettivo principale è fornire gli elementi indispensabili per interpretare il comportamento dei superconduttori e delle loro applicazioni partendo dalle teorie fenomenologiche di Ginzburg e Landau e dal quelle microscopiche BCS.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

• Lo studente riceverà gli strumenti necessari a comprendere le proprietà di un materiale superconduttore.
• I meccanismi della superconduttività verranno compresi attraverso modelli teorici e fenomenologici che permettano di individuare i parametri microscopici che determinano le proprietà superconduttive in un metallo.
• I materiali superconduttori verranno presentati anche evidenziando lo sviluppo scientifico che ha portato alla loro scoperta.
• Le principali tecniche sperimentali per caratterizzare le proprietà superconduttive verranno descritte e comprese anche attraverso dimostrazioni in laboratorio.
• Per meglio comprendere le principali applicazioni nel campo della superconduttività saranno organizzate visite presso le industrie genovesi che si occupano di superconduttività .

PREREQUISITI

Non ci sono presequisiti. Si consiglia l'aver seguito Fisica della materia 2

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali alla lavagna con supporto presentazioni powerpoint; visita a laboratori di ricerca e industrie locali

PROGRAMMA/CONTENUTO

• Fenomenologia dello stato superconduttore.
• Modello a due fluidi: equazioni di London e lunghezza di penetrazione.
• Teorie microscopiche:  meccanismo di Cooper; Meccanismo dell’overscreening; risultati della teoria BCS ; teoria di McMillan; meccanismi di natura non fononica.
• Teoria di Ginzburg e Landau: parametro d'ordine; lunghezze di coerenza ; quantizzazione del flusso.
• Superconduttività debole: Effetto Josephson e SQUID.
• Superconduttori di II tipo: Stato misto, vortici e magnetizzazione reversibile. Proprieta' irreversibili; pinning e corrente critica.
• Materiali superconduttori, meccanismi e proprietà: Elementi superconduttori e regole di Matthias; leghe e composti A15; Superconduttori magnetici; Superconduttori ad alta Tc; MgB2; superconduttori a base Fe. Superconduttività negli idruri sotto pressione.
• Nastri/fili superconduttori per il trasporto di corrente: Superconduttori tecnologici (NbTi, Nb3Sn, YBCO, Bi2212/2223, MgB2); cenni sulle applicazioni di potenza della superconduttività.
• Modelling di proprietà superconduttive
• Studio sperimentale di proprietà superconduttive.
• Visita a Columbus Superconductors/ASG Superconductors.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Le dispense del corso sono rese disponibili su aulaweb.

Testi consigliati:

• Superconductivity, C. P. Poole Jr., H. A. Farach, R. J. Creswick, R. Prozorov, ELSEVIER Academic Press (2007).
• Introduction to Superconductivity, Tinkham Michael, second edition, Dover Pubns, (2004).
• Superfluidity and Superconductivity, David R. Tilley and John Tilley. J. Wiley & Sons, New York (1974).

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Dal 17 febbraio 2025 secondo l'orario riportato qui 

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Allo studente vengono proposti degli articoli scientifici per approfondire argomenti specifici trattati a lezione. Lo studente prepara una tesina sull’argomento scelto da presentare all’esame alla lavagna o con supporto presentazioni powerpoint. L'esame è orale e consiste nella discussione di un argomento concordato e in due o più domande sulla parte di corso non coperta dalla tesina.

Le date di esame non sono fissate a calendario, ma vengono richieste dallo studente e concordate con i docenti.

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

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L'esame orale, condotto dai docenti responsabili del corso o da un altro esperto della materia, ha una durata di circa 30 minuti.  E’ articolato sulla presentazione e discussione dell’argomento a scelta oltre ad un numero prefissato di domande (di norma due) che vertono sul programma d’esame e consente alla commissione di giudicare, oltre che la preparazione, il grado di raggiungimento degli obiettivi di comunicazione e la capacità di sintesi dello studente.

Con queste modalità la commissione è in grado di 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 ulteriore materiale e spiegazioni da parte dei docenti titolari.

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