Insegnamento QUANTUM METHODS IN COMPUTATIONAL CHEMISTRY
| Nome del corso di laurea | Scienze chimiche |
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| Codice insegnamento | A005341 |
| Curriculum | Theoretical chemistry and computational modelling |
| Docente responsabile | Andrea Lombardi |
| Docenti |
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| Ore |
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| 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 |