Cursos de posgrado de física

La Teoría del Funcional de la Densidad, o DFT, por sus sigla en inglés, Density Functional Theory, aplicada a sistemas electrónicos, es un procedimiento variacional alternativo a la ecuación de Schrödinger, desarrollada para el cálculo de sistemas de muchos cuerpos (gran número de átomos y electrones). 

Esta teoría nace en 1927 propuesta por Thomas y Fermi, luego extendida por Dirac. Pero no fue sino hasta 1964 cuando es reformulada por los teoremas de Hohenberg y Kohn para ser entendida como lo hacemos ahora.

Su aplicación se realiza a diferentes sistemas electrónicos donde la energía electrónica, funcional de la densidad electrónica, es minimizada con respecto a esta.

Es uno de los métodos más utilizados por físicos y químicos en los cálculos cuánticos de la estructura electrónica de la materia,  

La DFT es una teoría del estado fundamental, y este procedimiento  permite obtener, además de la densidad electrónica, la energía, la densidad de estados y la estructura de bandas del estado fundamental.

 Trabajar con funcionales de la densidad electrónica en lugar de hacerlo con la función de onda es sumamente ventajoso, es posible obtener la misma información con una magnitud más simple que la función de ondas y por lo tanto más fácil de calcular: la función de ondas de un sistema de N electrones depende de 3N coordenadas, mientras que la densidad electrónica solo depende de 3 variables.

A medida que la capacidad de cálculo se incrementa se hacen accesibles en la práctica sistemas cada vez más complejos.

La termodinámica establece limitaciones a la capacidad de transformar energía, basándose en la irreversibilidad de ciertos procesos, como la transferencia de calor de focos calientes a focos fríos. Sin embargo, pocos años después de la formulación de la segunda ley de la termodinámica, Maxwell observó que su validez depende de la información que poseemos acerca de un sistema físico. Con su famoso demonio demostró que, si conocemos las velocidades y posiciones de las partículas de un gas, es posible transferir calor de un gas frío a uno caliente sin necesidad, aparentemente, de trabajo. El demonio de Maxwell mostró por primera vez, en 1867, la estrecha relación entre información y entropía, una cuestión sobre la que se ha investigado intensamente en las últimas décadas. En este curso mostraremos el marco teórico básico para incorporar la información a la termodinámica y la física estadística, junto con aplicaciones y experimentos muy recientes sobre la termodinámica de la información.

El curso consta de 10 temas, distribuidos en 5 sesiones de teoría, total de 28hs y una serie de ejercicios prácticos que se resolverán ejemplos en pizarrón, y se discutirán y evaluarán diariamente. Constará de evaluación final. 

Fundamentación:

La enseñanza de la Termodinámica presenta al doHero's aeolipilecente desafíos que van más allá de la mera selección de la bibliografía a utilizar, ya que aquella disponible presenta una gran diversidad en cuanto al enfoque de los diversos temas de la currícula e incluso a la interpretación de los postulados, conceptos y leyes fundamentales. Es por ello que una revisión del desarrollo histórico del pensamiento acerca de la termodinámica, en particular a través de los textos originales de sus principales fundadores, resulta necesaria para la comprensión de las diferentes posturas  actuales acerca de la misma, en las que implícita o explícitamente se basan los diversos textos destinados a su enseñanza.

Objetivos:

Se pretende dotar al estudiante de una perspectiva amplia de las distintas corrientes de pensamiento que surgieron en el desarrollo de la Termodinámica, y en particular de las diversas interpretaciones pasadas y actuales de sus principales conceptos y leyes, a fin de capacitarlo para el diseño curricular de la materia realizando una selección informada, desde un punto de vista epistemológico, de los enfoques y bibliografía a utilizar.

Enseñanza de la Física  - Especialidad y Posgrado

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