METODI DI SIMULAZIONE APPLICATI ALLA FISICA

METODI DI SIMULAZIONE APPLICATI ALLA FISICA

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Ultimo aggiornamento 31/07/2020 13:25
Codice
98890
ANNO ACCADEMICO
2020/2021
CFU
6 cfu al 3° anno di 8758 FISICA (L-30) GENOVA

6 CFU al 1° anno di 9012 FISICA (LM-17) GENOVA

6 CFU al 2° anno di 9012 FISICA (LM-17) GENOVA

SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE
FIS/01
LINGUA
Italiano
SEDE
GENOVA (FISICA )
periodo
2° Semestre
materiale didattico

PRESENTAZIONE

Il corso fornisce un'introduzione a tecniche di simulazione basate sul metodo di Monte Carlo per la fisica della materia e per la fisica delle interazioni fondamentali.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Obiettivo del corso è fornire gli strumenti di comprensione, sia sotto il profilo matematico, sia sotto quello fisico, della simulazione Monte Carlo applicata a probemi di fisica della meteria e di fisica delle interazioni fondamentali

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Il corso si prefigge di fornire le conoscenze di base sulle tecniche di simulazione basate sul metodo di Monte Carlo e di applicarle alla fisica della materia e alla fisica delle interazioni fondamentali.

Per la fisica della materia si acquisiranno competenze in:

    - Simulazione con catene di Markov ed, in particolare, con l'algoritmo di Metropolis

    - Simulazione di transizioni di fase nel gas reticolare 

    - Monte Carlo a tempo continuo per simulazione all'equilibrio e fuori equilibrio.

    - Simulazione della crescita di aggregati. Frattali.

Per la fisica delle interazioni fondamentali si acquisiranno competenze in:

    -  Simulazione del trasporto delle particelle nella materia

    -  Simulazione dell'interazione e del decadimento di particelle in spazio delle fasi

    -  Simulazione parametrica di un rivelatore

    -  Simulazione di un esperimento composto da più rivelatori

 

PREREQUISITI

Non ci sono vincoli formali, ma è consigliata una buona conoscenza di programmazione (acquisita nei corsi obbligatori).

Modalità didattiche

Lezioni frontali ed esercitazioni pratiche.

PROGRAMMA/CONTENUTO

- Introduzione al metodo di Monte Carlo. Metodi di campionamento: reiezione, inversione. Riduzione della varianza. Campionamento di importanza.

- Catene di estrazioni su spazi finiti. Catene di Markov. Condizione di omogeneità. Requisiti per la convergenza delle catene di Markov. Bilancio dettagliato. Algoritmo di Metropolis. Monte Carlo step.

- Simulazione del gas reticolare in due dimensioni con interazioni repulsive usando l'algoritmo di Metropolis. Transizioni di fase ordine-disordine. Parametro d'ordine.

- Monte Carlo a tempo continuo per simulazioni all'equilibrio. Monte Carlo a tempo continuo per simulazioni fuori equilibrio. Transition State Theory.

- Simulazione della crescita di aggregati bidimensionali con il Monte Carlo a tempo continuo. Modello DDA. Leggi di scala per le densità di atomi liberi e di aggregati.  Generalità sui frattali e definizione di dimesionalità non intera. Misura della dimensione frattale degli aggregati.

- Richiami su interazione particelle-materia. Simulazione del trasporto delle particelle nella materia. Simulazione dettagliata e condensata.

- Metodi di riduzione della varianza nel trasporto di particelle nella materia

- Simulazione del decadimento o dell'interazione tra particelle in spazio delle fasi. Decadimento a due corpi. Decadimento a tre corpi. Fattorizzazione.

- Simulazione parametrica di rivelatori e di esperimenti. Applicazioni a esperimenti passati e presenti. 

 

TESTI/BIBLIOGRAFIA

 Dispense e slides disponibili su aulaweb.

 

DOCENTI E COMMISSIONI

Ricevimento: Ogni giorno previa richiesta di appuntamento.

Ricevimento: Ricevimento da concordare previo contatto telefonico/e-mail.  Fabrizio Parodi Dipartimento di Fisica, via Dodecaneso 33, 16146 Genova piano 8, studio 823 telefono 010 3536657 e-mail: fabrizio.parodi@ge.infn.it  

Commissione d'esame

RICCARDO FERRANDO (Presidente)

FABRIZIO PARODI (Presidente Supplente)

LEZIONI

Modalità didattiche

Lezioni frontali ed esercitazioni pratiche.

INIZIO LEZIONI

Il corso si svolge nel secondo semestre

ESAMI

Modalità d'esame

L' esame orale che verterà sulla discussione di una tesina e su domande generali sul programma.

Modalità di accertamento

La tesina consiste nello sviluppo di un programma che,  applicando concetti e delle tecniche appresi nel corso,  risolva un problema fisico.

L' orale si dividerà tra presentazione della tesina e domande generali sul corso.