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.