Università Roma Tre

1 - Richiami di Termodinamica e Meccanica Statistica.
Funzioni termodinamiche estensive ed intensive. Condizioni di equilibrio.
Trasformate di Legendre e potenziali termodinamici. Condizioni di stabilità delle fasi.
Transizioni di fase e loro classificazione. Equazione di Van der Waals. Richiami della teoria degli ensembles statistici. Fluttuazioni.

2 - Forze fra atomi e ordine a corto raggio.
Caratterizzazione dello stato liquido della materia. Caratterizzazione dei materiali soffici.
Forze fra atomi e potenziali efficaci. Funzioni di distribuzione nel canonico e nel gran canonico.
Funzione di distribuzione radiale e relazione con la termodinamica.
Il fattore di struttura statico. Misura della struttura di un liquido con tecniche di scattering di raggi X e di neutroni. Fattori di struttura e funzioni di distribuzione radiale di miscele liquide e liquidi molecolari. Teoria del funzionale densità classico. Equazione di Ornstein-Zernike.
Relazioni di chiusura per il funzionale di densità.

3 - Simulazione numerica di material liquida e soffice

Metodi di simulazione stocastici e deterministici. Metodo della Dinamica Molecolare. Algoritmi alla Verlet.
Dinamica molecolare a temperatura e a pressione costante. Il metodo di simulazione Monte Carlo.
Simulazione Monte Carlo in diversi ensemble. Metodi di simulazione di equilibrio delle fasi. Applicazione dei metodi Monte Carlo e Dinamica Molecolare ai liquidi complessi e ai materiali soffici.


4 - Dinamica dei liquidi e della materia soffice
Funzioni di correlazione dipendenti dal tempo. Diffusione anelastica dei neutroni e misura del fattore di struttura dinamico. Funzioni di correlazione di Van Hove. Principio del bilancio dettagliato.
Teoria della risposta lineare. Funzione risposta. Teorema di fluttuazione-dissipazione. Diffusione delle particelle.
Coefficiente di diffusione. Funzione di correlazione delle velocità. Idrodinamica e modi collettivi. Scattering Brillouin.
Funzioni memoria.

5 - Stati metastabili, liquidi sottoraffreddati e transizione vetrosa per liquidi e materiali soffici.

Stabilità e metastabilità. Curva spinodale dall'equazione di Van der Waals. Fluttuazioni e andamenti delle funzioni di correlazione vicino al punto critico. Liquidi sottoraffreddati e transizione vetrosa. Diagramma di Angell. Entropia configurazionale e temperatura di Kauzmann. La dinamica lenta dei liquidi sottorraffreddati e della materia soffice e la teoria di Mode Coupling.

J.P. Hansen and I.R. McDonald, Theory of Simple Liquids, seconda edizione, Academic Press.
N. H. March and M. P. Tosi, Introduction to Liquid State Physics, World Scientific.
P. G. Debenedetti, Metastable Liquids, Princeton University Press.