PHYSICS OF COMPLEX SYSTEMS

Lo scopo del corso è fornire allo studente una panoramica generale della teoria dei sistemi complessi. Il corso di studio partirà dalla descrizione dei fenomeni critici e seguendo lo sviluppo recente del campo, descriverà i sistemi autosimili nello spazio nel tempo e nella topologia. Verranno presentate le metodiche di misura e modellizzazioni di questi sistemi a partire dal calcolo della dimensione frattale, allo scaling e al gruppo di rinormalizzazione. Durante il corso verranno presentate varie applicazioni multidisciplinari. Molte di queste sono di diretto interesse per il corso di studi in ogni caso tutte sono interessanti per gli studenti poiché mostrano il modo corretto di applicare gli strumenti teorici definiti nella prima parte dei corsi.
La parte finale del corso presenterà vari argomenti di ricerca relativi ai vari curricula del corso magistrale in maniera da informare gli studenti sulla scelta del percorso più soddisfacente alle loro aspettative.

Alla fine del corso, ci si aspetta che gli studenti siano in grado di leggere la letteratura attuale in quest'area, identificare la tecnica ottimale (sperimentale, teorica o computazionale) e affrontare un problema specifico, raccogliendo e analizzando i dati e modellando il fenomeno.

Strumenti di base di Matematica e Fisica Statistica, analisi, algebra lineare, distribuzioni di probabilità, entropia

Parte di introduzione (già svolta in altri corsi)
*) The Statistical Description of Physical Systems
*) The Interpretation of Statistical Quantities
*) Phase transitions
*) Ising Model
Complex Systems
*) Friction and Fluctuations
*) Evolution of Phase Space Probabilities
*) Theory of Critical Phenomena
*) Montecarlo simulations and computational instruments
*) Scaling
*) Renormalization Group
*) Fractals
*) Self-Organised Criticality
*) Complex Networks

State of the art
*) Complexity and Quantum Physics
*) Complexity in the Physics of the Brain
*) Complexity in the Physics of Financial and Economic Systems





Tutte le attività saranno accompagnate da esercitazioni numeriche e di programmazione al calcolatore

* H. E. Stanley Introduction to Phase Transitions and Critical Phenomena OUP (1971)
• G. Caldarelli Scale-Free Networks OUP (2007)
• Easley, Kleinberg “Networks Crowds and Markets” CUP (2010) http://www.cs.cornell.edu/home/kleinber/networks-book/
• A-L Barabási Network Science CUP (2016) http://networksciencebook.com/
* R Bauerschmidt, D C. Brydges, and G Slade Introduction to renormalisation group method https://arxiv.org/pdf/1907.05474.pdf

Esame finale basato su una tesina ed un corto seminario tenuto dallo studente su un argomento affrontato nel corso e scelto insieme al docente

Tradizionali e in via telematica o in forma ibrida una combinazione di questi a seconda della situazione logistica degli studenti e della situazione generale.

Inglese

orale