primo semestre

A.A.2000-2001, 

Dott. Giovanni Andrea Prodi 

Il corso ha una impostazione fenomenologica e sperimentale e comprende sia visite in laboratorio per esaminare apparati criogenici che seminari di approfondimento su argomenti specifici. I contenuti del corso comprendono:
i) proprieta’ della materia alle basse temperature (in particolare superconduttivita’ e superfluidita’);
ii) rivelatori e dispositivi funzionanti alle basse temperature (ad es. rivelatori acustici per onde gravitazionali, elettroniche superconduttrici, magneti superconduttori, rivelatori di particelle elementari);
iii) tecnologie criogeniche utilizzate in apparati alle basse temperature (metodi di refrigerazione, apparati criogenici).

Programma

1) Temperatura e proprietà della materia condensata a basse temperature:
· temperatura assoluta, scale di temperatura, metodi termometrici
· diagrammi di fase dei liquidi criogenici
· calori specifici, conducibilità termica, conducibilità elettrica dei solidi
· rumore termico

2) Apparati criogenici e metodi di refrigerazione:
· criostati
· refrigerazione mediante trasformazione di energia interna in lavoro, transizioni di fase, espansione Joule-Thompson
· liquefattori, cryocoolers, refrigeratore a diluizione He3-He4, demagnetizzazione nucleare

3) Superfluidità:
· He4 superfluido, spettro di eccitazioni, parametro d’ordine, transizione lambda, quantizzazione della circolazione, vortici quantizzati
· He3 superfluido

4) Superconduttività:
· Condensato, spettro di eccitazioni, gap, parametro d’ordine, lunghezza di coerenza e lunghezza di penetrazione, quantizzazione del flussoide, effetto Meissner
· Superconduttori di primo e secondo tipo, campi critici e correnti critiche
· Superconduttività debole e giunzioni Josephson
· Superconduttori ad alta temperatura di transizione

5) Rivelatori e dispositivi funzionanti alle basse temperature
· elettroniche superconduttrici (Superconducting Quantum Interference Device)
· Schermi per campi magnetici, magneti superconduttori
· Rivelatori acustici per onde gravitazionali
· Rivelatori di particelle elementari

Si cerchera’ di favorire una eventuale esperienza di laboratorio per gli studenti interessati in collaborazione con il Laboratorio di Tecnologie Fisiche e con il Laboratorio di Fisica della Materia.

Modalità e svolgimento dell’esame:
L’esame e’ orale. Gli studenti saranno incentivati a preparare un seminario di approfondimento su un argomento inerente al corso.