FÍSICA DE SISTEMES FORA DE L'EQUILIBRI

Tipus d'assignatura: optativa
Crèdits: 6 (teòrics: 3; pràctics: 3)
Departament responsable: Física Fonamental i Estructura i Constituents de la Matèria
Semestre: 8è

OBJECTIUS DOCENTS

Es pretén iniciar l'alumne en els conceptes bàsics de la física de sistemes fora de l'equilibri termodinàmic, tant en aspectes de fenomenologia com de fonamentació. S'insistirà en l'aprenentatge de les diverses tècniques formals dels diferents àmbits del no-equilibri així com en les seves variades aplicacions.

CONTINGUTS

1. FONAMENTS I CONCEPTES BÀSICS

1.a. Teoria cinética

1.b. Ecuació de Boltzmann i teorema H

1.c. Teoria de les fluctuacions de Einstein i resposta lineal

1.d. Estats estacionaris de no-equilibri

1.e. Relacions de reciprocitat de Onsager

1.f. El model de Ehrenfest

1.g. Simulació: Mètodes de Monte Carlo i dinàmica molecular

2. MOVIMENT BROWNIA

2.a. Equació de Langevin

2.b. Funcions de correlació i resposta

2.c. Relacions de Stokes-Einstein i Green-Kubo

2.d. Simulacions Brownianes

2.e. Pràctica: Experiment amb pinces òptiques

3. PROCESSOS ESTOCASTICS I DE MARKOV

3.a. Ecuacions mestres

3.b. Ecuació de Fokker-Planck

3.c. Teorema de fluctuació-dissipació

3.d. Aplicacions a la biofísica: motors moleculars

4. TEMES AVANÇATS

4.a. Cinètica en models de espins: Models de Ising i esfèric

4.b. Teoria de Kramers

4.c. Irreversibilitat i relacions de fluctuació

BIBLIOGRAFIA BÀSICA

1. L. E. Reichl,. A modern course in statistical physics. Austin: University of Texas Press, 1980.

2. H. B. Callen, Termodinámica, Editorial AC (Alfacentauro),1985

3. K. Huang, Statistical mechanics, K. Huang, Wiley 1963

4. J. P. Sethna, Statistical mechanics, Oxford University Press 2006

5. M. Plischke and B. Bergersen, Equilibrium statistical physics, World Scientific, 1994

6. R. Balescu, Equilibrium and non-equilibrium statistical mechanics. Nova York: Wiley, 1975.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTÀRIA

1. R. Kubo,; M. Toda; N. Hashitsume. Statistical physics II. Non-equilibrium statistical mechanics. Berlín: Springer Verlag, 1978.

2. D. Forster, Hydrodynamic fluctuations, broken symmetry and correlation functions. Reading: Benjamin-Cummings, 1975.

3. S. R. De Groot and P. Mazur, Nonequilibrium thermodynamics, , Dover Publications 1984

4. I. Prigogine, Introduccion a la termodinámica de los procesos irreversibles, Selecciones científicas 1974

5. R. Zwanzig, Nonequilibrium statistical mechanics, R. Zwanzig, Oxford University Press 2001

6. D. J. Evans and G. P. Morriss,Statistical mechanics of nonequilibrium liquids, Academic Press, London 1990

CRITERIS I FORMES D'AVALUACIÓ

Es farà un examen oral i/o escrit a final de curs. Es tindran en compte els treballs d'ampliació individuals i l'exposició oral de problemes a classe.