Insegnamento QUANTUM METHODS IN COMPUTATIONAL CHEMISTRY

Nome del corso di laurea Scienze chimiche
Codice insegnamento A005341
Curriculum Theoretical chemistry and computational modelling
Docente responsabile Andrea Lombardi
Docenti
  • Andrea Lombardi
Ore
  • 42 Ore - Andrea Lombardi
CFU 6
Regolamento Coorte 2025
Erogato Erogato nel 2025/26
Erogato altro regolamento
Attività Caratterizzante
Ambito Inorganico-chimico fisico
Settore CHIM/03
Anno 1
Periodo Secondo Semestre
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
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