Insegnamento QUANTUM METHODS IN COMPUTATIONAL CHEMISTRY
- Corso
- Scienze chimiche
- Codice insegnamento
- A005341
- Curriculum
- Theoretical chemistry and computational modelling
- Docente
- Andrea Lombardi
- Docenti
-
- Andrea Lombardi
- Ore
- 42 ore - Andrea Lombardi
- CFU
- 6
- Regolamento
- Coorte 2025
- Erogato
- 2025/26
- Attività
- Caratterizzante
- Ambito
- Inorganico-chimico fisico
- Settore
- CHIM/03
- Tipo insegnamento
- Obbligatorio (Required)
- Tipo attività
- Attività formativa monodisciplinare
- Lingua insegnamento
- Inglese
- Contenuti
- Il corso copre diversi metodi esatti, approssimati e numerici per risolvere l'equazione di Schrödinger molecolare dipendente dal tempo, e applicazioni che includono il calcolo degli spettri elettronici molecolari. Argomenti più avanzati includono l'introduzione ai metodi semiclassici.
- Testi di riferimento
- J. Zhang, Theory and Application of Quantum Molecular Dynamics, World Scientific.
Appunti e materiale forniti dal docente - Obiettivi formativi
- Al termine del corso, lo studente dovrà essere in grado di:
Risolvere l'equazione di Schrödinger dipendente dal tempo con un metodo di base.
Derivare e applicare le approssimazioni improvvise e adiabatiche.
Derivare la teoria delle perturbazioni dipendenti dal tempo e la Regola d'Oro di Fermi.
Illustrare le connessioni tra gli approcci newtoniano, lagrangiano e hamiltoniano alla meccanica classica.
Illustrare come gli spettri elettronici possano essere calcolati tramite le funzioni di autocorrelazione.
Applicare i metodi di Fourier e degli operatori di split per risolvere numericamente l'equazione di Schrödinger dipendente dal tempo. - Prerequisiti
- Meccanica quantistica di base
- Metodi didattici
- Lezioni frontali con slide e derivazioni alla lavagna, sessioni di problem-solving, laboratori computazionali, discussioni di gruppo su articoli recenti o di rassegna.
- Altre informazioni
- Inizio del corso: marzo 2026. Fine del corso: maggio 2026. Il corso si svolgerà presso il Dipartimento di Chimica, Biologia e Biotecnologie.
- Modalità di verifica dell'apprendimento
- Prova finale (80%): copre l'intero corso. Esercitazioni pratiche (20%). Voto finale in trentesimi ottenuto dalla media ponderata dei voti ottenuti nella valutazione dell'orale e delle esercitazioni pratiche. Per informazioni sui servizi di supporto per studenti con disabilità e/o DSA, visitare la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa
- Programma esteso
- 1. Ripasso della dinamica molecolare classica.Formalismi Langrangiani e Hamiltoniani, spazio delle fasi. Dinamica molecolare classica e termodinamica nello spazio delle fasi.
2. Dinamica quantistica esatta in tempo reale. Equazione di Schrödinger dipendente dal tempo. Approssimazione di Born-Oppenheimer e superfici di energia potenziale. Funzioni di correlazione temporale. Metodi di propagazione quantistica delle funzioni d'onda. Metodo dell'operatore di split e trasformata di Fourier veloce.
3. Metodi approssimati per la dinamica quantistica. Approssimazione improvvisa. Approssimazione adiabatica.Teoria delle perturbazioni dipendente dal tempo. Regola d'oro di Fermi.
4. Dinamica semiclassica.
Vecchia teoria quantistica e approssimazione WKB.Funzione di Wigner. Propagatore di Van Vleck. Rappresentazione semiclassica del valore iniziale. - Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile