Insegnamento obbligatorio per la Laurea Magistrale in Physics of Complex Systems, collocato al II pd del I anno.
L'insegnamento intende fornire gli strumenti teorici di base per comprendere e descrivere il comportamento dei solidi nelle diverse fasi metalliche, isolanti e superconduttive, a partire dal comportamento microscopico quantistico.

Lo studente deve apprendere i principali modelli del comportamento del reticolo e degli elettroni, e delle loro interazioni, in un solido, e i relativi strumenti di analisi della fisica teorica. Deve inoltre imparare ad applicare tali modelli e tecniche allo studio di alcuni fenomeni di importanza fondamentale nella fisica dello stato solido, quali la condensazione di Bose-Einstein, la superconduttivitą e l'effetto Hall.

Elementi di base della meccanica statistica e della meccanica quantistica.

Richiami di meccanica statistica e seconda quantizzazione. (8 ore)
Vibrazioni in un solido: fononi acustici, ottici, e calore specifico di Debye. (8 ore)
Elettroni in un solido: hamiltoniana di tight-binding, relazione di dispersione, calore specifico alle basse temperature. (8 ore)
Condensati di Bose-Einstein debolmente interagenti. Bosoni in reticoli ottici. Derivazione del modello di Bose-Hubbard. Transizione superfluido isolante. (10 ore)
Interazione elettrone-elettrone. Teoria di Fermi delle quasi-particelle. Isolante di Mott, modello di Hubbard, approssimazione di campo medio. (20 ore)
Scattering elettrone-fonone. Trattazione perturbativa. Teoria BCS della superconduttivitą e derivazione del gap. (12 ore)
Trasporto. Conduttivitą elettrica, termica, e del reticolo. Effetto Hall. Proprietą ottiche. (14 ore)
Superconduttori ad alta Tc. Correlazioni elettroniche in sistemi a bassa dimensionalitą. (20 ore)

L'apprendimento verrą verificato tramite un colloquio orale in sede d'esame sulle tematiche affrontate durante il corso.