recensioni - Società Italiana di Fisica

recensioni
D. Batani, C. J. Joachain and
S. Martellucci (Editors)
Atoms and Plasmas in Super-Intense Laser
Fields, SIF Conference Proceedings,
Volume 88 (Società Italiana di Fisica,
Bologna 2004);
pp. X + 418; Euro 70,00
Il programma europeo FEMTO (Interaction
of superintense femtosecond laser fields with
atoms, molecules and plasmas) sostenuto dalla
Europen Science Foundations cura, accanto a
una vasta e avanzata attività di ricerca, una
serie di corsi nell’ambito dell’International
School of Quantum Electronics presso la
Fondazione e Centro “Ettore Majorana” di Erice
diretta da Sergio Martellucci. Questo volume
contiene le lezioni e i seminari presentati al
secondo corso tenutosi nel luglio 2003. Il corso
successivo è stato tenuto nell’estate 2006 e del
corrispondente volume Matter in Super-Intense
Laser Fields, curato dai medesimi editors, sarà
detto in altra sede.
Nelle condizioni estreme cui è sottoposta la
materia condensata sotto l’azione impulsi laser
ultrabrevi e superintensi, gli elettroni sono
accelerati a velocità prossime a quelle della
luce, essendo i campi elettrici così generati
molto più intensi di quelli all’interno degli
atomi. Vengono così osservati stati esotici
della materia con innumerevoli applicazioni in
diversi campi della fisica. In tal modo possono
realizzarsi nuove sorgenti di luce su una
gamma di energie che comprende i raggi X,
e acceleratori di particelle che potrebbero
definirsi desk-top, adatti quindi ad applicazioni
biomediche e forse in futuro sostitutivi dei
giganteschi acceleratori attualmente in uso
nella fisica delle particelle. Un’altra importante
applicazione è naturalmente la fusione
nucleare da confinamento inerziale, da decenni
in gara con il confinamento magnetico, in una
maratona apparentemente ancora lontana dal
94 < il nuovo saggiatore
traguardo.
Non solo applicazioni, però. Il recente
raggiungimento di impulsi più brevi del
femtosecondo, e quindi la discesa nell’alta
regione degli attosecondi, nonché la possibilità
di simulare in laboratorio processi di rilevanza
astrofisica stanno aprendo questo campo di
ricerca a nuovi settori della fisica fondamentale.
Il progresso è invero molto rapido e sarà
molto stimolante confrontare i contenuti
straordianariamente interessanti di questo
volume con gli atti del successivo corso che si è
svolto a Erice l’anno passato.
Giorgio Benedek
M. Cini
Topics and Methods in Condensed Matter
Theory. From Basic Quantum Mechanics
to the Frontiers of Research (SpringerVerlag, Berlin, Heidelberg, 2007);
pp. XVIII + 444; Euro 79,95
Michele Cini si è posto il problema che molti
docenti incontrano quando debbono impartire
un corso avanzato di fisica teorica della
materia condensata, con specifico riferimento
alla struttura elettronica, sue interazioni e
funzioni di risposta. Lo sviluppo impetuoso
del settore degli ultimi quarant’anni ha reso
insufficienti molti classici riferimenti come
il testo avanzato del Kittel o i due volumi di
March & Jones o molti altri ancora. Il teorema
di Hohenberg e Kohn e la teoria del funzionale
densità, la simulazione quantistica e il metodo
Car-Parrinello, il problema di Kondo, il liquido
di Fermi e i sistemi fortemente correlati, i
sistemi Jahn-Teller, e molti altri aspetti della
moderna teoria dei solidi si cercherebbero
invano nei testi classici. D’altra parte i grandi
fatti sperimentali delle ultime tre decadi quali
l’effetto Hall quantistico, la superconduttività
ad alta temperatura, la microscopia a tunnel, la
magnetoresistenza gigante, l’ottica non-lineare,
la spettroscopia di superficie, la condensazione
di Bose-Einstein e le attuali nano-tecnologie,
richiedono sempre più una preparazione
teorica di prim’ordine e adeguati testi didattici
su struttura, dinamica e spettroscopia dei
sistemi a molti corpi.
Con questo testo, costruito su una lunga
esperienza didattica e una prestigiosa
attività di ricerca, Michele Cini si è proposto
di rispondere a queste crescenti esigenze.
Il volume parte dal punto dove solitamente
arrivano gli studenti di fisica al termine di
buoni corsi di meccanica quantistica, struttura
della materia e metodi matematici, e li
conduce attraverso i metodi attuali di teoria
(elettronica) della materia condensata, fino
“alle frontiere della ricerca” attuale, come
dice il sottotitolo; si presume, data l’esaustiva
quantità di materiale, in più di un corso ai livelli
specialistici e di dottorato. Sarebbe troppo
lungo e comunque insufficiente elencare in
una recensione gli argomenti trattati. Mi limito
pertanto a indicare le cinque grandi parti in cui
si articola il testo: un’introduzione alla teoria
dei sistemi a molti corpi, i metodi perturbativi
basati sulla funzione di Green, gli approcci non
perturbativi e una selezione di risultati esatti
della teoria a molti corpi. Completano il testo
alcune utili appendici tecniche e una serie di
problemi risolti.
L’impressione generale è quella di un testo “di
battaglia”, nato direttamente dall’esperienza sul
campo ed arricchito da numerosi inserimenti
formali che a lezione si sbrigano solitamente
con un “si può dimostrare che ...”. Certamente
il testo si ispira alla buona tradizione, propria
dell’illustre scuola di fisica romana, di “tenere
la greppia alta” (credo fosse un detto di
Edoardo Amaldi), affiché agli studenti si
allunghi il collo, fermo restando un notevole
impegno da parte del docente per rendere il
materiale più commestibile, anche attraverso
un inquadramento dei fatti sperimentali
che hanno dato origine a nuovi modelli ed
approcci teorici. Il motto lucreziano che apre la
prefazione invita giustamente a non prendere
le cose sotto gamba. Il lavoro formidabile di
Michele Cini che ci ha portato questi “doni”,
così rispondendo a un’esigenza avvertita in
molti piani di studio non solo nostrani, merita
una risposta molto positiva da parte di docenti,
studenti e ricercatori. E mi auguro che essa
possa portare presto a una seconda edizione
più meditata e scorrevole in alcune parti
meno didattiche, e ripulita di qualche errore di
stampa che l’urgenza della pubblicazione ha
lasciato in questa edizione.
Giorgio Benedek
M. T. Vaughn
Introduction to Mathematical Physics
(Wiley-VCH Verlag, Weinheim, 2007);
pp. XI + 527
Il volume illustra i metodi matematici più
correntemente impiegati in fisica (equazioni
differenziali e integrali, geometria differenziale,
teoria degli operatori lineari, teoria dei
gruppi,..) che permettono di accedere allo
studio di argomenti avanzati di meccanica
quantistica e statistica , relatività generale,
elettromagnetismo, meccanica dei fluidi, fisica
dei sistemi complessi, fisica delle particelle
elementari etc.
Il testo è suddiviso in 10 capitoli che trattano
nell’ordine :
• Sequenze e serie, numeriche e di funzioni;
criteri di convergenza, comportamenti
caotici.
•
Spazi vettoriali, operatori lineari, autovalori
e autofunzioni nel caso finito dimensionale.
• Elementi di geometria differenziale, varietà
differenziabili, campi vettoriali e tensoriali.
• Funzioni di variabili complesse.
• Equazioni differenziali, funzioni di Legendre,
Bessel, Hankel, ipergeometriche.
• Spazi di Hilbert, spazi di funzioni, serie e
trasformate di Fourier, sistemi di polinomi
ortogonali.
• Operatori lineari su spazi di Hilbert, spettro
degli autovalori, operatori differenziali e
integrali, funzioni di Green.
• Equazioni alle derivate parziali.
• Gruppi finiti, rappresentazioni di gruppi.
• Gruppi di Lie, algebre di Lie e loro
rappresentazione.
L’esposizione è rigorosa e generalmente
chiara con marcata distinzione nel testo tra
definizioni, enunciati e prove dei teoremi,
corollari, commenti, esempi, esercizi. Per ogni
capitolo all’inizio si trova una presentazione
e riassunto degli argomenti trattati, e alla
fine una accurata bibliografia ragionata
e una abbondante scelta di problemi,
generalmente più impegnativi, invito a
ulteriori approfondimenti (le soluzioni non
vengono date).
Lo stile è generalmente quello di un trattato:
conciso e poco discorsivo; metodi numerici
sono accennati solo molto brevemente; ciò e il
linguaggio piuttosto formale rende il volume
più adatto per studenti di fisica teorica o
matematici piuttosto che fisici sperimentali
o ingegneri. Comunque i numerosi esempi e
esercizi distribuiti nel testo costituiscono un
valido supporto didattico.
Naturalmente data l’ampiezza della materia
non è facile coprire in maniera esauriente tutti
i vari argomenti; alcuni di essi in effetti sono
trattati più estesamente in altri testi simili.
I richiami o le connessioni con la fisica non
sono in genere molto sviluppate nel testo
ma ricorrono più di frequente negli esempi
e negli esercizi. Sono comunque citate
applicazioni relative all’oscillatore armonico,
alla termodinamica, meccanica dei fluidi,
meccanica hamiltoniana. Sono discusse con
un certo dettaglio le equazioni di diffusione
del calore, di Schrödinger, di Kortweg-de Vries.
Inoltre negli ultimi due capitoli vengono
ampiamente illustrate le proprietà dei gruppi
di simmetria SU(2) e SU(3) e le loro relazioni
col momento angolare e il modello a quarks;
il volume termina con paragrafi dedicati ai
gruppi di Lorentz e di Poincarè.
Giorgio Capon
vol24 / no1-2 / anno2008 >
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