SUPERCONDUTTIVITA’ E SUPERFLUIDITA’ AA 2018-19

LUCIANO PIETRONERO

1. Fenomenologia della Superconduttività

• Proprietà generali dello stato superconduttore
• Proprietà elettriche e termodinamiche
• Resistività nulla; Correnti persistenti
• Diamagnetismo perfetto; Effetto Meissner
• Teoria fenomenologica di London
• Effetti del campo magnetico: SC di Tipo I e di Tipo II
• Quantizzazione del flusso magnetico
• Effetto Josephson DC e AC

2. Ruolo dei Fononi e Interazione Elettrone-Fonone

• Effetto isotopico e ruolo dei fononi
• Seconda quantizzazione per i fononi; Fluttuazioni reticolo armonico
• Seconda quantizzazione per gli elettroni e risposta del gas di elettroni
• Interazione elettrone-fonone
• Schermo di Thomas-Fermi e resistività elettrica dei metalli

3. Verso una Teoria Microscopica: Instabilità delle Coppie di Cooper

• Possibile origine di una attrazione tra gli elettroni mediate dai fononi
• Instabilità e stati legati delle coppie di Cooper in prima quantizzazione
• Coppie di Cooper in seconda quantizzazione: stati di singoletto e tripletto

4. Teoria BCS della Superconduttività

• Hamiltoniana BCS e trasformazione di Bogoliubov-Valatin
• Principio variazionale per l’Hamiltoniana in campo medio
• Eccitazioni di BV e diagonalizzazione dell’Hamiltoniana
• Equazione della gap a T=0
• Trasformazione di BV e ground state BCS
• La funzione d’onda BCS e il numero di particelle
• Teoria BCS a temperature finita e aspetti termodinamici

5. Termodinamica della SC e Teoria di Ginzburg Landau

• Termodinamica della transizione superconduttiva
• Teoria di Ginzburg Landau

6. Condensazione di Bose Einstein e Superfluidità

• Condensazione di Bose-Einstein
• BEC in gas atomici freddi
• He liquido a T=0; Fluidi classici e quantistici
• Proprietà fenomenologiche dei Superfluidi

Corso Superconduttività e Superfuidità – Aula X Prof. Luciano Pietronero
Ottobre 2017
Domenica	Lunedì	Martedì	Mercoledì	Giovedì	Venerdì	Sabato
1	2	3	4	5	6	7
	Lezioni n. 1 e 2 Organizzazione del corso. Elementi di propedeuticita’		Lezioni n. 3 e 4 Introduzione alla superconduttivita’ e sua fenomenologia
8	9	10	11	12	13	14
	Lezioni n. 5 e 6 Proprieta’ magnetiche. Effetto Meissner		Lezioni n. 7 e 8 Equazioni di London
15	16	17	18	19	20	21
	Lezioni n. 9 e 10 Lunghezza di penetrazione. campo magnetico critico. Correnti critiche e correnti di schermo		Lezioni n. 11 e 12 SC di tipo I e II. Aspetti quantistici e gauge
22	23	24	25	26	27	28
	Lezioni n. 13 e 14 Coerenza macroscopica. Approccio semiclassico a London. Lunghezza di coerenza		Lezioni n. 15 e 16 Quantizzazione del flusso in un anello. Durata delle correnti persostenti.
29	30	31

Novembre 2017
Domenica	Lunedì	Martedì	Mercoledì	Giovedì	Venerdì	Sabato
			1	2	3	4
			Lezioni n. 17 e 18 Effetto Josephson DC e AC. Interferenza quantistica macroscopica
5	6	7	8	9	10	11
	Lezioni n. 19 e 20 Il puzzle della SC dal punto di vista microscopico. Seconda quantizzazione per fononi e fluttuazioni reticolo armonico		Lezioni n. 21 e 22 Seconda quantizzazione per elettroni e risposta dielettrica. Interazone elettrone fonone
12	13	14	15	16	17	18
	Lezioni n. 23 e 24 Resistivita’ elettrica di un metallo. Schermo di Thomas Fermi		Lezioni n. 25 e 26 Origine microscopica dell’attrazione tra elettroni. Il problema delle coppie di Cooper
19	20	21	22	23	24	25
	Lezioni n. 27 e 28 Teoria delle coppie di Cooper in prima quantizzazioneInterazione tra fermioni in seconda quantiz.		Lezioni n. 29 e 30 Coppie di Cooper in seconda quantizzazioneSingoletto e tripletto
26	27	28	29	30
	Lezioni n. 31 e 32 Introduzione alla funzione d’onda e alla hamiltoniana BCS

SUPERCONDUTTIVITA’ E SUPERFLUIDITA’ AA 2017-18

LUCIANO PIETRONERO

1. Fenomenologia della Superconduttività

• Proprietà generali dello stato superconduttore
• Proprietà elettriche e termodinamiche
• Resistività nulla; Correnti persistenti
• Diamagnetismo perfetto; Effetto Meissner
• Teoria fenomenologica di London
• Effetti del campo magnetico: SC di Tipo I e di Tipo II
• Quantizzazione del flusso magnetico
• Effetto Josephson DC e AC

 

2. Ruolo dei Fononi e Interazione Elettrone-Fonone

• Effetto isotopico e ruolo dei fononi
• Seconda quantizzazione per i fononi; Fluttuazioni reticolo armonico
• Seconda quantizzazione per gli elettroni e risposta del gas di elettroni
• Interazione elettrone-fonone
• Schermo di Thomas-Fermi e resistività elettrica dei metalli

 

3. Verso una Teoria Microscopica: Instabilità delle Coppie di Cooper

• Possibile origine di una attrazione tra gli elettroni mediate dai fononi
• Instabilità e stati legati delle coppie di Cooper in prima quantizzazione
• Coppie di Cooper in seconda quantizzazione: stati di singoletto e tripletto

 

4. Teoria BCS della Superconduttività

• Hamiltoniana BCS e trasformazione di Bogoliubov-Valatin
• Principio variazionale per l’Hamiltoniana in campo medio
• Eccitazioni di BV e diagonalizzazione dell’Hamiltoniana
• Equazione della gap a T=0
• Trasformazione di BV e ground state BCS
• La funzione d’onda BCS e il numero di particelle
• Teoria BCS a temperature finita e aspetti termodinamici

 

5. Termodinamica della SC e Teoria di Ginzburg Landau

• Termodinamica della transizione superconduttiva
• Teoria di Ginzburg Landau

 

6. Condensazione di Bose Einstein e Superfluidità

• Condensazione di Bose-Einstein
• BEC in gas atomici freddi
• He liquido a T=0; Fluidi classici e quantistici
• Proprietà fenomenologiche dei Superfluidi

Corso Meccanica – Aula 7 Prof. Luciano Pietronero – Dr. Luciano Ortenzi, Dr. Dario Mazzilli
Marzo 2018
Domenica	Lunedì	Martedì	Mercoledì	Giovedì	Venerdì	Sabato
				1	2	3
				Lezioni n. 1 e 2 Introduzione al corso e informazioni generali. Il metodo scientifico, definizione operativa delle grandezze fisiche,	Lezioni n. 3 e 4 Unità di misura ed equazioni dimensionali. Grandezze fondamentali e sistemi di misura. Calcolo vettoriale, scomposizione e prodotto scalare.
4	5	6	7	8	9	10
		Lezioni n. 5 e 6 Prodotto vettoriale. Rappresentazione cartesiana. Derivata di un vettore e di un vesore.		Lezioni n. 7 e 8 Momento di un vettore. Coordinate polari piane. Cinematica e traiettorie. Vettore velocità e accelerazione. Moto circolare.	Lezioni n. 9 e 10 Espressione intrinseca dell’accelerazione tangenziale e normale. Moti rettilinei. Moto circolare uniforme. Periodicità. Velocità angolare.
11	12	13	14	15	16	17
	Esercitazione	Esercitazione		Lezioni n. 11 e 12 Equazioni del moto crcolare uniforme. Moto oscillatorio armonico. Moto piano in coordinate polari. Moto con accelerazione costante. I gravi.	Lezioni n. 13 e 14 Traiettoria di un proiettile. Moti relativi. Leggi di trasformazione della velocità. Effetto della rotazione rigida e relazioni di Poisson. Cenni sulla trasformazione dell’accelerazione.
18	19	20	21	22	23	24
	Lezioni n. 15 e 16 Moto relativo di traslazione. Trasformazioni di Galileo. Moto relativo di rotazione. I principi della dinamica. Concetto di forza come vettore.	Lezioni n. 17 e 18 Definizione operativa delle forze. Reazioni vincolari. Primo principio della dinamica. Sistemi di riferimento inerziali.		Lezioni n. 19 e 20 Secondo principio della dinamica. Massa inerziale e gravitazionale. Terzo principio della dinamica: principio di Azione e Reazione. Teorema della quantità di moto e dell’impulso.	Lezioni n. 21 e 22 Momento angolare. Applicazione dei principi della dinamica. Forze elastiche e legge di Hooke. Molle e pendolo semplice.
25	26	27	28	29	30	31
	Lezioni n. 23 e 24 Forze che dipendono dalla velocità. Attrito radente statico e dinamico. Dinamica dei sistemi di riferimento non inerziali. Forza centrifuga e forza di Coriolis.	Lezioni n. 25 e 26 Oscillazioni smorzate di un oscillatore armonico. Oscillazioni forzate e risonanza.

Aprile 2018
Domenica	Lunedì	Martedì	Mercoledì	Giovedì	Venerdì	Sabato
1	2	3	4	5	6	7
				Lezioni n. 27 e 28 Energia e lavoro. Lavoro di una forza, Energia cinetica, teorema delle forze vive. Campi di forze conservativi, esempi.	Lezioni n. 29 e 30 Forza elastica, forze centrali a simmetria sferica, forza gravitazionale, forza centrifuga. Forze non conservative, attrito radente e forza di Stokes.
8	9	10	11	12	13	14
	Lezioni n. 31 e 32 Lavoro e potenza dissipata da un oscillatore armonico. Energia meccanica per pendolo, molle, scivoli.	Lezioni n. 33 e 34 Macchine semplici, potenza, conservazione dell’energia e leggi del moto, Energia potenziale e stabilità dell’ equilibrio.		Lezioni n. 35 e 36 Introduzione alla dinamica dei sistemi. Centro di massa. Densita’. Quantità di moto. Prima equazione della dinamica dei sistemi. Teorema del moto del c.d.m.	Lezioni n. 37 e 38 Conservazione della quantità di moto. Momento angolare di un sistema. Equazioni cardinali. Sistemi isolati e terzo principio della dinamica. Baricantro.
15	16	17	18	19	20	21
	Esercitazione	Esercitazione		Esercitazione	Esercitazione
22	23	24	25	26	27	28
29	30

Compito di meccanica 30 Gennaio 2017

Matricola			Voto
1712738			22
1694575			Non superato
1720347			Non superato
1716541			Non superato

 

Compito di meccanica 23 Settembre 2016

Matricola			Voto
1718282			22
1716122			23
1669798			25
1694575			18
1714676			19
1412257			22
1703882			30
1703392			18
1712738			15
1698040			Non superato
1705329			Non superato
1718473			Non superato
1679542			Non superato
1695527			Non superato
1717070			Non superato
1697089			Non superato
1706447			Non superato

 

Compito di meccanica 9 Settembre 2016

Matricola			Voto
1679280			22
1679942			18
1721728			23
1713338			29
1597989			16

 

Compito di meccanica 22 Luglio 2016

Matricola			Voto
1412257			17
1702432			30
1679542			Non superato
1704441			18
1707564			20
1718279			29
1720002			Non superato
1712738			15
1700680			28
1702514			17
1718473			15
1717814			15
1705329			Non superato
1705231			26
1703392			Non superato
1669798			Non superato
1679280			18
1708556			21
1712007			Non superato
1718826			27
1720225			28
1719166			28
1703304			Non superato
1597989			22
1717070			15
1719215			18

Compito di meccanica 5 Luglio 2016

Matricola	Primo esonero	Secondo esonero	Totale
Recupero 1 esonero
1702838	27	19	23
1715210	26	20	23
Recupero 2 esonero
1712679	29	18	24
1641903	25	29	27
1716975	22	15	19
1704470	23	16	20
1719976	28	24	26
1695407	21	21	21
Scritto Completo
1716122			Non superato
1715343			24
1703882			27
1719000			29
1718427			Non superato
1707964			28
1711349			23
1713561			30
1700926			27
1694575			15

Voti degli esoneri di meccanica

Matricola	Primo Esonero	Secondo Esonero	Media
1708107	21	Non Superato	Non superato
1707860	29	18	24
1679942	15	Non Superato	Non superato
1714975	21	19	20
1713561	26	19	23
1694575	22	Non Superato	Non superato
1716641	17	20	19
1705231	17	21	19
1715343	24	24	24
1679280	21	18	20
1697089	Non Superato	Non Superato	Non superato
1705353	25	24	25
1694285	21	16	19
1706403	18	23	21
1719413	19	20	20
1719215	15	Non Superato	Non superato
1716975	22	20	21
1641903	25	22	24
1721728	18	17	18
1699544	25	28	27
1705329	Non Superato	Non Superato	Non superato
1702838	15	19	17
1703392	Non Consegnato	Non Superato	Non superato
1719976	28	17	23
1713338	Non Superato	Non Superato	Non superato
1700680	26	Non Superato	Non superato
1711964	24	23	24
1703304	Non Superato	Non Superato	Non superato
1716446	28	23	26
1695407	21	Non Superato	Non superato
1720002	Non Superato	Non Superato	Non superato
1705513	25	Non Superato	Non superato
1707564	16	Non Superato	Non superato
1720061	24	Non Superato	Non superato
1695041	19	17	18
1715210	16	20	18
1712190	27	30	29
1707964	Non Superato	22	Non superato
1704441	20	Non Superato	Non superato
1716459	28	28	28
1717990	30	30	30
1720225	Non Superato	19	Non superato
1702514	Non Superato	Non Superato	Non superato
1700926	19	21	20
1717814	Non Superato	Non Superato	Non superato
1714676	25	Non Superato	Non superato
1704470	23	Non Superato	Non superato
1702432	19	Non Superato	Non superato
1712679	29	18	24
1708556	Non Superato	18	Non superato
1719166	Non Consegnato	22	Non superato
1597989	Non Superato	Non Consegnato	Non superato
1708791	Non Superato	Non Consegnato	Non superato
1716122	Non Superato	Non Consegnato	Non superato
1718279	20	Non Consegnato	Non superato
1653344	Non Superato	Non Consegnato	Non superato
1718473	23	Non Consegnato	Non superato
1700814	28	Non Consegnato	Non superato
1695527	Non Superato	Non Consegnato	Non superato
1711443	Non Superato	Non Consegnato	Non superato
1412257	Non Superato	Non Consegnato	Non superato
1718282	22	Non Consegnato	Non superato
1718826	18	Non Consegnato	Non superato
1712007	Non Superato	Non Consegnato	Non superato
1703882	23	Non Consegnato	Non superato
1669798	19	Non Consegnato	Non superato
1706447	Non Superato	Non Consegnato	Non superato
1719000	27	Non Consegnato	Non superato
1704531	Non Superato	Non Consegnato	Non superato
1709157	Non Superato	Non Consegnato	Non superato
1718427	19	Non Consegnato	Non superato

La prova scritta del 30/01/2017 si terrà in Aula Cabibbo NEF alle ore 8:50.

La successiva prova orale potrà essere sostenuta il 02/02/2017 alle ore 11:00 (orario soggetto a cambiamento). L’esame si terrà nello studio del Professor Pietronero.

Coming Soon…

Coming Soon…

 

 

Il profitto verra’ valutato durante l’anno ed a fine corso per mezzo di un esame basato su prove scritte ed orali:

durante l’anno:
durante l’anno si svolgeranno due prove d’esonero (1 o 2 esercizi in 2 ore): rispettivamente a fine aprile ed all’inizio di giugno 2016. Ogni prova d’esonero sara’ considerata superata se valutata almeno 15/30. Le prove d’esonero si considereranno superate se saranno state valutate con un voto medio minimo di 18/30.

a fine corso (prove scritte 5 luglio e 22 luglio)
si sostiene la prova scritta (2 o 3 esercizi in 3 o 4 ore) e si accede alla prova orale con un voto minimo di 15/30;
la prova scritta puo’ essere sostituita con le due prove d’esonero, proposte durante il corso (1 o 2 esercizi in 2 ore), se superate con un voto medio minimo di 18/30. Ogni prova d’esonero per essere considerata superata deve essere stata valutata almeno 15/30;
in caso di assenza, o di insufficienza, o nel caso in cui si volesse migliorare il voto di un solo esonero, lo studente potra’ rimediare svolgendo, durante la prima prova scritta d’esame (5 luglio) due esercizi opportunamente indicati e consegnando entro due ore.
lo studente che sostiene interamente la prova scritta rinuncia al voto dell’esonero. Lo studente puo’ atresi’ decidere di mantenere il voto degli esoneri (purche’ soddisfacente le condizioni menzionate) ritirandosi entro la prima ora.

a settembre (prove scritte 9 settembre e 23 settembre):
prova scritta: 2 o 3 esercizi in 3 o 4 ore – si accede alla prova orale con un voto minimo di 15/30;
la prova scritta puo’ essere sostituita con le due prove d’esonero, proposte durante il corso (1 o 2 esercizi in 2 ore), se superate con un voto medio minimo di 18/30. Ogni prova d’esonero per essere considerata superata deve essere stata valutata almeno 15/30;
lo studente che sostiene interamente la prova scritta rinuncia al voto dell’esonero.
Il voto finale e’ definito in base al voto dello scritto (50%) e dell’orale (50%).

Corso Meccanica – Aula 3 Prof. Luciano Pietronero – Dr. Luciano Ortenzi, Dr. Emanuele Pugliese
Marzo 2016 – Aula 3 – Edificio Fermi
Domenica	Lunedì	Martedì	Mercoledì	Giovedì	Venerdì	Sabato
		1	2	3	4	5
		Lezioni n. 1 e 2 Introduzione al corso e informazioni generali. Il metodo scientifico, definizione operativa delle grandezze fisiche,	Lezioni n. 3 e 4 Unità di misura ed equazioni dimensionali. Grandezze fondamentali e sistemi di misura. Calcolo vettoriale, scomposizione e prodotto scalare.	Lezioni n. 5 e 6 Prodotto vettoriale. Rappresentazione cartesiana. Derivata di un vettore e di un vesore.	Lezioni n. 7 e 8 Momento di un vettore. Coordinate polari piane. Cinematica e traiettorie. Vettore velocità e accelerazione. Moto circolare.
6	7	8	9	10	11	12
		Lezioni n. 9 e 10 Espressione intrinseca dell’accelerazione tangenziale e normale. Moti rettilinei. Moto circolare uniforme. Periodicità. Velocità angolare. ri.	Lezioni n. 11 e 12 Equazioni del moto crcolare uniforme. Moto oscillatorio armonico. Moto piano in coordinate polari. Moto con accelerazione costante.    I gravi.	Lezioni n. 13 e 14 Traiettoria di un proiettile. Moti relativi. Leggi di trasformazione della velocità. Effetto della rotazione rigida e relazioni di Poisson. Cenni sulla trasformazione dell’accelerazione.
13	14	15	16	17	18	19
			Lezioni n. 15 e 16 Moto relativo di traslazione. Trasformazioni di Galileo. Moto relativo di rotazione. I principi della dinamica. Concetto di forza come vettore.	Lezioni n. 17 e 18 Definizione operativa delle forze. Reazioni vincolari. Primo principio della dinamica. Sistemi di riferimento inerziali.	Lezioni n. 19 e 20 Secondo principio della dinamica. Massa inerziale e gravitazionale. Terzo principio della dinamica: principio di Azione e Reazione. Teorema della quantità di moto e dell’impulso.
20	21	22	23	24	25	26
				Didattica sospesa per Pasqua	Didattica sospesa per Pasqua	PASQUA
27	28	29	30	31
		Didattica sospesa per Pasqua	Lezioni n. 21 e 22 Momento angolare. Applicazione dei principi della dinamica. Forze elastiche e legge di Hooke. Molle e pendolo semplice.	Lezioni n. 23 e 24 Forze che dipendono dalla velocità. Attrito radente statico e dinamico. Dinamica dei sistemi di riferimento non inerziali. Forza centrifuga e forza di Coriolis

Corso Meccanica – Aula 3 Prof. Luciano Pietronero – Dr. Luciano Ortenzi, Dr. Emanuele Pugliese
Aprile 2016 – Aula 3 – Edificio Fermi
Domenica	Lunedì	Martedì	Mercoledì	Giovedì	Venerdì	Sabato
					1	2
					Lezioni n. 25 e 26 Oscillazioni smorzate di un oscillatore armonico. Oscillazioni forzate e risonanza
3	4	5	6	7	8	9
		Lezioni n. 27 e 28 Energia e lavoro. Lavoro di una forza, Energia cinetica, teorema delle forze vive. Campi di forze conservativi, esempi.	Lezioni n. 29 e 30 Forza elastica, forze centrali a simmetria sferica, forza gravitazionale, forza centrifuga. Forze non conservative, attrito radente e forza di Stokes	Lezioni n. 31 e 32 Lavoro e potenza dissipata da un oscillatore armonico. Energia meccanica per pendolo, molle, scivoli.	Lezioni n. 33 e 34 Macchine semplici, potenza, conservazione dell’energia e leggi del moto, Energia potenziale e stabilità dell’ equilibrio
10	11	12	13	14	15	16
		Lezioni n. 35 e 36 Introduzione alla dinamica dei sistemi. Centro di massa. Densita’. Quantità di moto. Prima equazione della dinamica dei sistemi. Teorema del moto del c.d.m.	Lezioni n. 37 e 38 Conservazione della quantità di moto. Momento angolare di un sistema. Equazioni cardinali. Sistemi isolati e terzo principio della dinamica. Baricantro	Lezioni n 39 e 40 Moto rispetto al c.d.m. e teoremi di Koenig. Energia cinetica e potenziale, lavoro ed energia, Energia meccanica. Forza gravitazionali.
17	18	19	20	21	22	23
					Lezioni n. 41 e 42 Pseudolavoro. Sistemi di due corpi e moto relativo.  Fenomeni di urto. Conservazione delle grandezze dinamiche
24	25	26	27	28	29	30
				Lezioni n. 43 e 44 Urti: limitazioni dovute alle leggi di conservazione. Urti unidimensionali e nel piano. Collisioni tra due corpi e moto relativo. Collisioni elastiche e anelastiche,	Lezioni n. 45 e 46 Coefficiente di anelasticità. Moto dei razzi, sistemi a massa variabile.  Introduzione ai corpi rigidi