- Oggetto:
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Processi stocastici per la fisica
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Stochastic processes for physics
- Oggetto:
Anno accademico 2016/2017
- Codice dell'attività didattica
- FIS0013
- Docenti
- Luca Mortarini (Titolare del corso)
Prof. Enrico Ferrero (Titolare del corso) - Corso di studi
- Laurea Magistrale Interateneo in Fisica dei sistemi complessi
- Anno
- 1° anno
- Periodo didattico
- Secondo periodo didattico
- Tipologia
- B=Caratterizzante
- Crediti/Valenza
- 6
- SSD dell'attività didattica
- FIS/06 - fisica per il sistema terra e per il mezzo circumterrestre
- Modalità di erogazione
- Tradizionale
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Facoltativa
- Tipologia d'esame
- Orale
- Prerequisiti
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Elementi base di probabilitÃÂ e statistica
- Propedeutico a
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- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Conoscenza e capacità di comprensione: Acquisizione di una solida preparazione di base per lo studio dei processi stocastici con applicazione ai sistemi fisici.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: capacità di realizzare modelli della realtà fisica basati sulla teoria dei processi stocastici e di comprendere teorie fisiche e matematiche basate sulle statistiche avante dipendenti dal tempo
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Capacità di sviluppare modelli stocastici
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Modalità di insegnamento
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Modalità di verifica dell'apprendimento
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Attività di supporto
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Programma
Prima parte (4CFU): Vettori e successioni di variabili casuali. Generalità e definizioni, trasformazioni, valori attesi, funzioni caratterische, convergenza stocastica, teoremi limite. Processi stocastici: concetti generali, sistemi senza memoria, sistemi lineari, spettri di potenza, random walk, moto Browniano, segnali deterministici nel rumore, Processi di Markov, generalità, Processi omogenei, Equazione di Chapman Kolmogorov, Catene di Markov a tempo discreto, catene a tempo continuo, processi continuo, equazione di diffusione, equazione di Fokker-Planck.
Seconda parte (2CFU), lezioni tenute da L. Mortarini:
1) Equazione del telegrafo, moto Browniano in n-dimensioni, tempo di permanenza; 2) Random Walk con passo variabile, cenni sulle grandi deviazioni e sulla superdiffusione; 3) Problema della rovina e tempo medio di uscita; 4) Entropia, entropia di Shannon, principio di massima entropia e teorema di Shannon Mc-Millan; 5) Integrale sui cammini, ponte Browniano, Decomposizione di Karhunen-Loeve e teoria di Feynman-Kac; 6) Processi di Markov Continui, Integrazione stocastica, funzioni non-anticipative, Analisi di Ito e l’integrale di Stratonovich; 7) Crescita Malthusiana; 8) La buca di potenziale, Potenziali confinati ed equilibrio, processi di Ornstein-Uhlenbeck;
First part (4CFU): Sequences of random variables. Stochastic processes: general concepts, linear sistems, power spectra, random walks, Brownian motion, deterministic signals in the noise, omogeneous processes, Chapman-Kolmogorov equation, Markov chains and processes, diffusion equatiom, Fokker-Planck equation.
Second part (2CFU): Lessons taught by L. Mortarini
1) Telegraph Equation, Brownian motion in n-dimensions, in n-dimensioni, stopping time; 2) Random Walk with variable step, large fluctuations and super-diffuson; 3) Ruin problem and average exit time; 4) Entropy, Shannon Entropy, maximum Entropy principle and Shannon Mc-Millan theorem; 5) Path integrals, Brownian bridge, Karhunen-Loeve decomposition and Feynman-Kac theory; 6) Continuous Markov Processes, stochastic integration, non-anticipative functions, Ito Analysis and Stratonovich; 7) Malthusian growth; 8) The potential well, confining Potential and equilibrium, Ornstein-Uhlenbeck processes;
Testi consigliati e bibliografia
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Papoulis A. (1991) Probability, Random Variables and Stochastic Processes, Third edition, McGraw-Hill International
Gardiner C.W. (1990) Handbook of Stochastic Methods, Springer-Verlag
The Fokker-Planck Equation: Methods of Solutions and Applications, Hannes Risken, Till Frank, Springer 1996
G. Boffetta, A. Vulpiani, La probabilità in fisica, un'introduzione, Springer-Verlag, Italia, 2012
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Orario lezioni
Giorni Ore Aula Lunedì 11:00 - 13:00 Aula Wick Dipartimento di Fisica Martedì 16:00 - 18:00 Sala Franzinetti Dipartimento di Fisica Mercoledì 9:00 - 11:00 Aula Wick Dipartimento di Fisica Lezioni: dal 12/01/2017 al 15/03/2017
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Note
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