Antonio CAPOLUPO | TEORIA QUANTISTICA DEI CAMPI IN SPAZIO TEMPO CURVO ED APPLICAZIONI
Antonio CAPOLUPO TEORIA QUANTISTICA DEI CAMPI IN SPAZIO TEMPO CURVO ED APPLICAZIONI
| 8860200023 | |
| DIPARTIMENTO DI FISICA "E.R. CAIANIELLO" | |
| Corso di Dottorato (D.M.226/2021) | |
| FISICA E TECNOLOGIE EMERGENTI | |
| 2024/2025 |
| ANNO CORSO 1 | |
| ANNO ORDINAMENTO 2024 | |
| SECONDO SEMESTRE |
| SSD | CFU | ORE | ATTIVITÀ | |
|---|---|---|---|---|
| FIS/02 | 2 | 10 | LEZIONE |
| Obiettivi | |
|---|---|
| L'INSEGNAMENTO INTENDE FORNIRE, IN MODO COMPLETO E ADATTO ALLE APPLICAZIONI, LA CONOSCENZA DI ALCUNI MACRO-ARGOMENTI DI PARTICOLARE RILEVANZA NELL'AMBITO DELLA FISICA TEORICA AVANZATA. RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI: CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: IL CORSO HA COME OBIETTIVO QUELLO DI INTRODURRE GLI STUDENTI AI FONDAMENTI DELLA TEORIA DEI CAMPI QUANTISTICI SU SPAZIO TEMPO CURVO, FORNENDO CONOSCENZE APPROFONDITE DI ARGOMENTI DI FISICA TEORICA CHE NON VENGONO STUDIATI NEI CORSI DI LAUREA MAGISTRALE, COME LA QUANTIZZAZIONE DEI CAMPI IN SPAZI CURVI, LE FLUTTUAZIONI DEL VUOTO QUANTISTICO, L’EFFETTO UNRUH, LA RADIAZIONE DI HAWKING E LA TERMODINAMICA DEI BUCHI NERI. PARTICOLARE ENFASI È POSTA ALL'APPLICAZIONE DI TALI FENOMENI A DIFFERENTI BRANCHE DELLA FISICA MODERNA, COME LA COSMOLOGIA E LA FISICA DELLE PARTICELLE SUBNUCLEARI. CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: L'OBIETTIVO È FORNIRE GLI STRUMENTI ANALITICI PER LO STUDIO DELLA TEORIA QUANTISTICA DEI CAMPI SU SPAZIO-TEMPO CURVO E DELLE SUE APPLICAZIONI, RENDENDO LO STUDENTE IN GRADO DI PADRONEGGIARE LE NOZIONI TEORICHE FORNITE NEL CORSO. LA MULTIDISCIPLINARITA' DEI TEMI TRATTATI PERMETTERA' ALLO STUDENTE DI APPLICARE LE CONOSCENZE ACQUISITE A DIFFERENTI SISTEMI FISICI. TALI COMPETENZE POTRANNO RISULTARE UTILI SIA PER L'INSERIMENTO IN ENTI DI RICERCA, NAZIONALI E INTERNAZIONALI, SIA IN AMBITI LAVORATIVI DI ALTRO TIPO, COME QUELLO INDUSTRIALE. AUTONOMIA DI GIUDIZIO: SAPER INDIVIDUARE I METODI PIÙ APPROPRIATI PER ANALIZZARE GLI ARGOMENTI DI FISICA TEORICA AVANZATA. ABILITÀ COMUNICATIVE: SAPER DESCRIVERE, IN MODO CHIARO E ESAUSTIVO, GLI ARGOMENTI STUDIATI. CAPACITÀ DI APPRENDERE: ESSERE IN GRADO DI APPLICARE LE CONOSCENZE ACQUISITE A CONTESTI DIFFERENTI DA QUELLI PRESENTATI DURANTE IL CORSO, ED APPROFONDIRE GLI ARGOMENTI TRATTATI USANDO MATERIALI DIVERSI DA QUELLI PROPOSTI. |
| Prerequisiti | |
|---|---|
| SONO RICHIESTE LE CONOSCENZE ACQUISITE NELL'AMBITO DELLA LAUREA MAGISTRALE IN FISICA, CON PARTICOLARE RIFERIMENTO AGLI ARGOMENTI FONDAMENTALI DI FISICA TEORICA, TEORIA DEI CAMPI QUANTISTICI, COSMOLOGIA, TEORIA DELLE INTERAZIONI FONDAMENTALI. |
| Contenuti | |
|---|---|
| - PANORAMICA. CAMPI QUANTISTICI (LEZIONI FRONTALI: 1 ORA) : L'OSCILLATORE ARMONICO E IL SUO STATO DI VUOTO; CAMPI QUANTISTICI LIBERI E VUOTO; L'ENERGIA DI PUNTO ZERO; FLUTTUAZIONI QUANTISTICHE NELLO STATO DI VUOTO; AMPIEZZA DELLE FLUTTUAZIONI; EFFETTI OSSERVABILI DELLE FLUTTUAZIONI DEL VUOTO; INTERPRETAZIONE PARTICELLARE DEI CAMPI QUANTISTICI; TEORIA QUANTISTICA DEI CAMPI IN AMBITI CLASSICI; ESEMPI DI CREAZIONE DI PARTICELLE; OSCILLATORE DIPENDENTE DAL TEMPO; L'EFFETTO SCHWINGER; PRODUZIONE DI PARTICELLE INDOTTA DALLA GRAVITÀ; L'EFFETTO UNRUH. - QUANTIZZAZIONE DI UN OSCILLATORE ARMONICO CONDOTTO (LEZIONI FRONTALI: 1 ORA): OSCILLATORE CLASSICO FORZATO; QUANTIZZAZIONE; LE REGIONI “IN” E “OUT”; STATI ECCITATI; RELAZIONE TRA STATI “IN” E “OUT”; CALCOLO DEGLI ELEMENTI DELLA MATRICE. - DAGLI OSCILLATORI ARMONICI AI CAMPI (LEZIONI FRONTALI: 1 ORA): QUANTIZZAZIONE DEI CAMPI LIBERI; DAGLI OSCILLATORI AI CAMPI; QUANTIZZAZIONE DEI CAMPI IN SPAZIO-TEMPO PIATTO; MODE EXPANSIONS; ENERGIA DI PUNTO ZERO; L'EQUAZIONE DI SCHRÖDINGER PER UN CAMPO QUANTISTICO. - PANORAMICA SULLA TEORIA CLASSICA DEI CAMPI (LEZIONI FRONTALI: 2 ORE): L'AZIONE FUNZIONALE; EQUAZIONI DEL MOTO PER I CAMPI; CAMPO SCALARE REALE; SIMMETRIA DI GAUGE E CAMPI DI GAUGE; LA SIMMETRIA DI GAUGE U(1); AZIONE PER CAMPI DI GAUGE; TENSORE ENERGIA-MOMENTO PER CAMPI E SUA CONSERVAZIONE. - CAMPI QUANTISTICI NELL'UNIVERSO IN ESPANSIONE (LEZIONI FRONTALI: 2 ORE) : CAMPO SCALARE NELLA METRICA DI FRW; MODE FUNCTIONS; MODE EXPANSIONS; QUANTIZZAZIONE DEL CAMPO SCALARE; LO STATO DEL VUOTO E GLI STATI DI PARTICELLA; TRASFORMAZIONI DI BOGOLYUBOV; NUMERO MEDIO DI PARTICELLE; SCELTA DEL VUOTO; LO STATO ISTANTANEO DI PIÙ BASSO LIVELLO ENERGETICO; IL SIGNIFICATO DEL VUOTO; VUOTO A BREVI DISTANZE; VUOTO ADIABATICO; UN'ANALOGIA QUANTOMECCANICA. - CAMPI QUANTISTICI NELLO SPAZIO-TEMPO DI DE SITTER (LEZIONI FRONTALI: 1 ORA) : AMPIEZZA DELLE FLUTTUAZIONI QUANTISTICHE; FUNZIONI DI CORRELAZIONE; FLUTTUAZIONI DEGLI STATI DI VUOTO E DI NON VUOTO; UN ESEMPIO; QUANTIZZAZIONE DEL CAMPO NELLO SPAZIO-TEMPO DI DE SITTER; QUANTIZZAZIONE DEI CAMPI SCALARI; MODE FUNCTIONS; SCELTA DEL VUOTO; EVOLUZIONE DELLE FLUTTUAZIONI. - L'EFFETTO UNRUH (LEZIONI FRONTALI: 1 ORA): CINEMATICA DEL MOTO UNIFORMEMENTE ACCELERATO; COORDINATE NEL SISTEMA PROPRIO; SPAZIO-TEMPO DI RINDLER; CAMPI QUANTISTICI NELLO SPAZIO-TEMPO DI RINDLER; QUANTIZZAZIONE; LIGHTCONE MODE EXPANSIONS; TRASFORMAZIONE DI BOGOLYUBOV; DENSITÀ DELLE PARTICELLE; LA TEMPERATURA UNRUH. - L'EFFETTO HAWKING. TERMODINAMICA DEI BUCHI NERI (LEZIONI FRONTALI: 1 ORA): LA RADIAZIONE HAWKING; CAMPO SCALARE IN UNO SPAZIO-TEMPO DI BUCO NERO; LE COORDINATE DI KRUSKAL; QUANTIZZAZIONE DEL CAMPO; SCELTA DEL VUOTO; LA TEMPERATURA DI HAWKING; L'EFFETTO HAWKING IN 3+1 DIMENSIONI; NOTE SU ALTRE DERIVAZIONI; TERMODINAMICA DEI BUCHI NERI; EVAPORAZIONE DEI BUCHI NERI; LEGGI DELLA TERMODINAMICA DEI BUCHI NERI. |
| Metodi Didattici | |
|---|---|
| IL CORSO VIENE SVOLTO IN LEZIONI FRONTALI (10 0RE), CURANDO, IN MODO PARTICOLARE, METODO, DIMOSTRAZIONI ED APPLICAZIONI. L'INTENTO E' FORNIRE AGLI STUDENTI CONOSCENZE SPECIFICHE PER FORMULARE MODELLI PER LA DESCRIZIONE DI FENOMENI FISICI COSMOLOGICI E ASTROPARTICELLARI. IL CORSO E' FINALIZZATO INOLTRE A FORNIRE COMPETENZE IDONEE A SVOLGERE ATTIVITA' DI RICERCA PRESSO UNIVERSITA' ED ENTI. LA PRESENZA DEGLI STUDENTI AL CORSO NON È OBBLIGATORIA, MA È FORTEMENTE CONSIGLIATA. |
| Verifica dell'apprendimento | |
|---|---|
| L’ESAME CONSISTE IN UN COLLOQUIO ORALE SULLE TEMATICHE SVOLTE AL CORSO PER VERIFICARE LA COMPRENSIONE DEGLI ARGOMENTI TRATTATI. SI RICHIEDE INOLTRE CHE LO STUDENTE ESPONGA IN MODO CHIARO ED ESAUSTIVO E DIMOSTRI CAPACITÀ DI GIUDIZIO CRITICO E AUTONOMO. LA DURATA DELLA PROVA DI ESAME E’ DI CIRCA UN’ORA, E SI TERRA’ NEGLI APPELLI SUCCESSIVI AL TERMINE DELL’INSEGNAMENTO. IL VOTO FINALE È ATTRIBUITO IN TRENTESIMI. L’ESAME SI INTENDE SUPERATO QUANDO IL VOTO DEL COLLOQUIO È MAGGIORE UGUALE DI 18/30. IL LIVELLO DI VALUTAZIONE MINIMO (18) È ATTRIBUITO QUANDO LO STUDENTE HA UNA CONOSCENZA SUFFICIENTE DEI CONTENUTI TEORICI E MOSTRA UNA SUFFICIENTE CAPACITÀ DI COLLEGARE I SEGUENTI ARGOMENTI DI STUDIO: TEORIA DEI CAMPI CLASSICI E QUANTISTICI; CAMPI QUANTISTICI IN UNIVERSO IN ESPANSIONE; EFFETTO UNRUH; RADIAZIONE DI HAWKING E TERMODINAMICA DEI BUCHI NERI. IL LIVELLO MASSIMO (30) È ATTRIBUITO QUANDO LO STUDENTE DIMOSTRA UNA CONOSCENZA COMPLETA ED APPROFONDITA DEI CONTENUTI TEORICI E MOSTRA UNA NOTEVOLE CAPACITÀ DI COLLEGAMENTO TRA GLI ARGOMENTI ANALIZZATI. LA LODE VIENE ATTRIBUITA QUANDO IL CANDIDATO DIMOSTRA SIGNIFICATIVA PADRONANZA DEI CONTENUTI DEL PROGRAMMA E EVIDENZIA DI SAPER PRESENTARE GLI ARGOMENTI CON NOTEVOLE PROPRIETÀ DI LINGUAGGIO E CAPACITÀ DI ELABORAZIONE AUTONOMA. |
| Testi | |
|---|---|
| - V.F MUKANOV, S. WINITZKI "INTRODUCTION TO QUANTUM EFFECTS IN GRAVITY" (CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS) - N.D. BIRRELL, P.C. DAVIS, "QUANTUM FIELDS IN CURVED SPACE", (CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS) IL MATERIALE DIDATTICO, SIA PUR PRESENTE NEI TESTI CONSIGLIATI, VERRÀ INTEGRATO DURANTE IL CORSO DAL DOCENTE. |
| Altre Informazioni | |
|---|---|
| GLI STUDENTI SONO INVITATI A CONTATTARE IL DOCENTE PER INCONTRI (ANCHE AL DI FUORI DEGLI ORARI DI RICEVIMENTO) PER ULTERIORI CHIARIMENTI DEGLI ARGOMENTI TRATTATI AL CORSO. |
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