Obiettivi Formativi

Applicazione della capacità di programmare alla modellazione e la simulazione di sistemi fisici, con applicazioni a sistemi caotici e complessi. Conoscenza dei metodi computazionali più usati per studiare i sistemi di molti corpi nella fisica della materia condensata. Più specificamente, sono di fondamentale importanza i seguenti argomenti: • Efficienza degli algoritmi, casualità, prevedibilità • Misure di complessità • Dinamica non lineare • Scaling, distribuzioni di potenza • Frattali • metodo di Monte-Carlo • Dinamica molecolare • Introduzione al metodo Car-Parrinello

Metodi didattici

L’insegnamento prevede: - lezioni frontali durante le quali vengono esposti e discussi gli argomenti del corso; - esercitazioni al computer nelle quali verranno scritti ed eseguiti programmi inerenti ai vari argomenti trattati nelle lezioni.

Prerequisiti

Gli studenti dovrebbero possedere, in generale, le nozioni insegnate nei corsi di Laurea Triennale in Fisica. Più specificamente, dovrebbero conoscere la Meccanica Statistica di base e dovrebbero essere in grado di utilizzare un linguaggio di programmazione come: Fortran, C++ o Python

Verifiche dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento avviene attraverso una prova pratica che consiste nella simulazione numerica di un processo fisico. A tal fine lo studente scriverà un programma che poi farà girare accumulando i dati relativi al fenomeno in esame. Tali dati saranno analizzati anche mediante l’uso di pacchetti di visualizzazione grafica. Lo studente preparerà quindi un elaborato con la descrizione delle procedure seguite, l’esposizione e l’interpretazione dei risultati e le conclusioni complessive dello studio effettuato. Tale elaborato verrà discusso nella prova orale, insieme ad alcuni argomenti inerenti al programma.

Programma del Corso

Modellizzazione di sistemi fisici. Efficienza algoritmica, casualità, predicibilità. Misure della complessità. Dinamica non-lineare. Scaling, distribuzioni a legge di potenza. Frattali. Metodo Monte-Carlo. Dinamica Molecolare. Introduzione al metodo Car-Parrinello.