Physics - Fisica

OBIETTIVI GENERALI: Lo scopo del corso “Computational Solid State Physics” è quello di fornire sia le conoscenze di base teoriche, sia una diretta conoscenza pratica dei due principali approcci numerici in uso per la soluzione del problema quantistico a molti corpi in materia condensata: a) la teoria del funzionale densità, che permette di ottenere predizioni da principi primi di stati elettronici, energie strutturali e forze interatomiche in molecole e solidi; b) i diversi metodi di Monte Carlo quantistico --- variazionale, diffusivo, basato sul path-integral --- che possono essere applicati allo studio numerico di sistemi quantistici a molti corpi (l'elio liquido o solido, il gas di elettroni, elettroni in atomi e molecole). OBIETTIVI SPECIFICI: A - Conoscenza e capacità di comprensione OF 1) Conoscere e comprendere i fondamenti della teoria Hartree-Fock (H-F). OF 2) Conoscere e comprendere i fondamenti della teoria del Funzionale Densità (DFT). OF 3) Conoscere e comprendere i fondamenti della teoria dello Pseudopotenziale (PPT) OF 4) Conoscere e comprendere la teoria DFT+PPT dei sistemi cristallini OF 5) Conoscere e comprendere il metodo Monte Carlo (MC) variazionale per particelle identiche OF 6) Conoscere e comprendere il metodo “projection MC” per particelle identiche OF 7) Conoscere e comprendere il metodo MC degli integrali su cammino (PIMC) OF 8) Conoscere e comprendere il “problema del segno” per sistemi a molti fermioni identici B – Capacità applicative OF 9) Applicare DFT+PPT a sistemi di stato solido semplici (software Quantum Espresso) OF 10) Applicare i diversi metodi Monte Carlo quantistici a sistemi semplici di molti bosoni o molti fermioni identici (scrittura di semplici codici C e uso di grandi codici FORTRAN pre-esistenti) C - Autonomia di giudizio OF 11) Essere in grado di valutare, per un solido o un fluido quantistico reale, quale o quali teorie e algoritmi presentati nel corso si adattano alla descrizione e/o predizione di quali proprietà fisiche OF 12) Essere in grado di valutare la fattibilità, in termini di memoria e tempo CPU, di un progetto numerico di fisica molecolare o dei solidi D – Abilità nella comunicazione OF 13) Essere in grado di svolgere la presentazione dei risultati di un progetto teorico-numerico OF 14) Essere in grado di scrivere un report conciso e professionale sui risultati di un progetto teorico-numerico E - Capacità di apprendere OF 15) Orientarsi e progredire autonomamente nella capacità di programmazione C OF 16) Orientarsi e progredire autonomamente nell’uso di software e codici pre-esistenti OF 17) Orientarsi e progredire nelle capacità di visualizzazione grafica dei propri risultati OF 18) Orientarsi e progredire nella capacità di lettura di rassegne e articoli di ricerca