Corso di laurea magistrale Interateneo in Fisica dei sistemi complessi

L'insegnamento intende fornire le basi teoriche per la comprensione dei fenomeni fisici di disequilibrio, partendo dalle classiche relazioni di fluttuazione e dissipazione e della risposta lineare, per arrivare alle moderne teorie e relazioni di fluttuazione, che sono di interesse in sistemi molto lontani dall'equilibrio e sopratutto nelle moderne bio e nanotecnologie.

Indicatori di Dublino

Conoscenza e comprensione 

L'insegnamento, ripercorre i progressi della fisica di dei fenonemi di disequilibrio per evidenziare la loro applicabilità e le loro limitazioni, avendo presenti i problemi delle moderne tecnologie, cosicché chi frequenta possa poi comprendere ed eventualmente sviluppare lo stato dell'arte.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Al fine di rendersi il più possibile indipendente nei lavori di ricerca che si andranno a svolgere, per esempio in occasione della tesi di laurea e in futuro, è richiesto lo studio di articoli specialistici della bibliografia presente.

Capacità di comprensione della letteratura corrente sui fenomeni di disequilibrio

Lezioni teoriche in classe se possibile. Altrimenti in diretta su piattaforma webex ed equivalenti

L'esame consiste di una prova orale, della durata di 30-40 minuti. Ci sono due possibili modalità  d'esame. Il primo modo prevede domande che possono spaziare su tutto il programma svolto a lezione (esame pieno). Il secondo modo si limita alla presentazione di un argomento di interesse corrente nella ricerca sui fenomeni di disequilibrio, che evidenzi le conoscenze acquisite nell'insegnamento e in tale ricerca (modalità semplificata con alcune limitazoni sull'esito finale). In caso di non superamento dell'esame la ripetizione dello stesso deve avvenire non prima di un mese dal primo tentativo. L'esame può essere svolto sia in presenza che in via telematica.

Termodinamica del disequilibrio:

• equilibrio locale, equazioni di bilancio e idrodinamiche;
• moto Browniano e teorema di fluttuazione-dissipazione;
• reciprocità di Onsager;
• relazioni di Green e Kubo;
• teoria di Onsager e Machlup.

Ensembles and misure invarianti:

• fondamenti microscopici e ruolo del caos;
• ipotesi ergodica e ipotesi caotica;
• trasporto anomalo.
• Equazione di Boltzmann.

Sistemi lontani dall'equilibrio e di scala nanoscopica:

• equivalenza e non-equivalenza degli ensemble;
• modelli dinamici;
• estensioni della teoria lineare;
• relazioni transienti di fluttuazione (Evans-Searles, Jarzynski, Crooks, Hatano-Sasa);
• relazioni stazionarie di fluttuazione (Evans-Cohen-Morriss, Gallavotti-Cohen);
• legami con la risposta lineare.