PERIODO: GIUGNO 2017


La comprensione del ruolo della correlazione fra elettroni nei solidi è alla base di molte delle applicazioni più avanzate della fisica della materia negli ultimi cinquanta anni, dagli isolanti di Mott, ai superconduttori ad alta temperatura critica, alla nanoscienza. Il corso intende fornire una descrizione accurata dei meccanismi fisici, dei fenomeni microscopici, e dei modelli concettuali di rappresentazione di tali sistemi, in particolare al variare della loro dimensione. Il corso è diviso in due parti. Nella prima si parte dalla teoria più convenzionale del liquido di Fermi, introdotta da Landau e adatta a descrivere molte delle proprietà di un sistema quantistico di elettroni interagenti in 3 dimensioni, per approdare alla descrizione del liquido di Luttinger, che rende invece conto delle proprietà eccezionali dei medesimi sistemi in 1 dimensione. Nella seconda parte ci si focalizza in particolare sul ruolo dell'interazione Coulombiana nei materiali superconduttivi.

Understanding the role of electronic correlation is at the basis of many applications in condensed matter physics nowadays: from Mott insulators, to high Tc superconductors, to materials in nano-science. The lectures are intended to provide a complete understanding of the physical mechanisms as well as the microscopic modelling at the basis of such systems, in particular with varying their dimension. The course is divided in two parts. In the first one, after an overview is given of the Landau theory of Fermi liquids, which is capable of describing many properties of a quantum system of electrons in three dimensions, we end up with the Luttinger liquid model, which instead describes well the exceptional properties of the same system in one dimension. In the second part we focus in particular on the role of Coulomb interaction in solids in relation to their superconducting properties.

Elettroni in interazione nei solidi. Caratteristiche generali e richiami sulla teoria del liquido di Fermi (2 ore). Comportamento isolante e isolanti di Mott. Il modello di Hubbard e la sua fisica nella approssimazione di Hartree-Fock (6 ore). Correlazione elettronica in sistemi a bassa dimensionalita’. Il modello del liquido di Luttinger (6 ore). Superconduttori ad alta temperatura. I modelli di Hubbard estesi e cenni di bosonizzazione (6 ore).

Overview on electron-electron interaction in solids and Fermi liquid theory (2 hrs). Metal insulator transition and Mott insulators. The Hubbard model and its physcs in mean-field approximation. (6 hrs). Low dimensional correlated electron systems. The Luttinger liquid model (6 hrs). High-Tc superconductors. Extended Hubbard models and elements of bosonization (6 hrs).


The first lecture will take place on June 6th form 10:00 am to 1:00 pm in room 2F, DISAT. The subsequent timetable will be fixed on that occasion.