Ateneo - UPO

Basi critiche della meccanica quantistica. Definizione di stato quantistico, definizione degli operatori e delle osservabili. Formulazione dei sistemi quantistici elementari, risoluzione dei problemi. Evoluzione degli stati quantistici, metodi perturbativi. Applicazioni ai sistemi atomici e nucleari. Applicazioni moderne alla computazione quantistica.

D. Griffiths - D.F. Schroeter: Introduzione alla meccanica quantistica
Casa Editrice Ambrosiana- Zanichelli (2023)

Fornire conoscenze riguardanti i principi fondamentali di base della meccanica quantistica, i principali risultati, gli aspetti rilevanti per la fisica atomica e la fisica nucleare e subnucleare. Sia da un punto di vista storico, matematico fisico e applicativo.

Conoscenza della meccanica classica, della matematica dei corsi di base e dei metodi matematici per la fisica.

Lezioni frontali usando la lavagna

Le studentesse e gli studenti con disabilità o con Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA) o con
Bisogni Educativi Speciali (BES) possono richiedere servizi e strumenti specifici a loro dedicati
rivolgendosi allo Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti e
consultando la pagina dedicata del sito di Ateneo: https://uniupo.it/it/servizi/servizi-studentidisabili-
e-dsa
Le studentesse e gli studenti con disabilità, DSA, BES, una volta preso contatto con lo Staff di Ateneo,
possono contattare il docente titolare dell'insegnamento in relazione alla declinazione delle
modalità di esame, in merito agli aspetti didattici.

L'esame consiste in una prova orale durante la quale verrà richiesto di illustrare due o tre temi scelti tra gli argomenti svolti a lezione, impostando la questione sia dal punto di vista fisico che da quello matematico.
Al termine della prova orale viene assegnata la valutazione finale dell'esame, in trentesimi.

- La crisi della Fisica Classica e la natura ondulatoria e corpuscolare di materia e radiazione.
- La funzione d'onda e l'equazione di Schrödinger.
- Onde piane e pacchetti d'onda.
- Spazio delle coordinate e spazio degli impulsi.
- Osservabili fisiche ed operatori quantistici: regole di commutazione, equazioni agli autovalori.
- Teoria della misura in MQ, misura contemporanea di più osservabili, principio di indeterminazione.
- Autovalori e autofunzioni degli operatori impulso, L_z e L^2.
- Stati di un sistema quantistico, stati stazionari ed evoluzione temporale.
- Problemi unidimensionali: gradino di potenziale, barriera di potenziale, buca di potenziale e stati legati.
- Oscillatore armonico lineare.
- Problemi centrali.
- Problema dei due corpi.
- Gli atomi idrogenoidi: autovalori e autofunzioni della Hamiltoniana.
- Stati ed operatori di Heisenberg, equazione del moto per gli operatori.
- Simmetrie e leggi di conservazione in Meccanica Quantistica.
- Lo spin.
- Regole di composizione di momenti angolari: caso di due spin 1/2.
- Teoria delle perturbazioni indipendenti dal tempo: stati stazionari con livelli discreti di energia, non degeneri e degeneri.
- Perturbazioni dipendenti dal tempo (cenni).
- Sistemi di particelle identiche, bosoni e fermioni, principio di esclusione di Pauli.
- Matrice densità.

- Conoscenza e comprensione -
Studio delle basi teoriche e matematiche della meccanica quantistica e le varie applicazioni e risultati.
- Capacità di applicare conoscenza e comprensione -
Piena capacità di utilizzare le tecniche di calcolo della meccanica quantistica per formulare i problemi fisici dove il regime quantistico è essenziale (fisica delle particelle, computazione quantistica, radiodiagnostica).
- Abilità comunicative - Essere capaci di fornire in modo sia orale sia scritto i dettagli del calcolo e dei risultati dell’applicazione dei metodi al problema.
- Capacità di apprendimento - Acquisizione di una buona padronanza delle basi concettuali e formali della meccanica quantistica, in modo da poter espandere le proprie conoscenze nel proseguimento degli studi.