Período de oferecimento: 11/08/2025 até 12/12/2025
Responsável: Eric C. Andrade; e-mail: eandrade@if.usp.br
Horário e local: segunda e quarta das 16h às 18h. Sala 2022.
Horário de atendimento: Por favor, procurem-me em minha sala para tirar dúvidas. Caso prefiram marcar um horário, enviem-me um e-mail.
Monitor: Lucas Rabelo; e-mail: lgrabelo@if.usp.br.
Horário e local de monitoria: quarta-feira das 13h às 14h. Sala 2022.
Descrição: A Mecânica Estatística conecta teorias microscópicas ao comportamento macroscópico de sistemas compostos por muitos constituintes, permitindo-nos compreender diferentes fases da matéria e suas propriedades. O objetivo do curso é apresentar os fundamentos da Mecânica Estatística em nível avançado, combinando a compreensão dos princípios da teoria com a capacidade de compreender os principais resultados que fundamentam nosso entendimento contemporâneo da matéria em equilíbrio.
Livros-texto: Ao longo do curso, serão disponibilizadas notas de aula sobre os assuntos abordados. Sugestão de boas referências:
Introduction to Statistical Physics, Silvio Salinas, 2001;
Statistical Physics, L.D. Landau e E.M. Lifshitz, 2013;
Statistical Physics of Particles, Mehran Kardar, 2007;
Statistical Physics of Fields, Mehran Kardar, 2007;
Lectures On Phase Transitions And The Renormalization Group, Nigel Goldenfeld, 2018.
Há também muito material on-line. Verifiquem, por exemplo, as notas de aula do G. Cabrera e do D. Tong, em particular aquelas de física estatística, física cinética e transições de fase.
Avaliação: cinco listas de exercícios e uma prova ao final do curso. Cobrarei a entrega de problemas selecionados das listas que corresponderão a 60% da nota final (NF). A prova final será realizada em casa e corresponderá a 40% da NF. As conversas entre os estudantes são bastante encorajadas. As soluções entregues, contudo, deverão ser pessoais. Confiaremos na honestidade científica de vocês. Por favor, sejam assíduos e pontuais nas aulas. Respeitem as datas de entrega das listas. Negociações de mudanças são possíveis e devem ser discutidas, caso a caso, com antecedência, se possível.
Conceitos: A, NF > 8.5; B, 8.5 < NF; 7, C 7 < NF < 5; D, NF < 5.
Cronograma: Um cronograma aproximado do curso está disponível aqui. Eu o atualizarei ao longo do semestre.
Listas de exercícios: servem como complemento aos assuntos discutidos em aula. Como o número de alunos é grande, pedirei que se entregue apenas um subconjunto dos exercícios, aqueles marcados com (*). Assumirei que vocês trabalharam nelas por inteiro, pois concatenarei os assuntos abordados em aula às listas de exercícios. As listas deverão ser entregues em aula no dia indicado. Por favor, sigam essas diretrizes para que nos organizemos.
Lista 01 - Entrega em 27/08/2025;
Lista 02 - Entrega em 24/09/2025;
Lista 03 - Entrega em 15/10/2025 - 20/10/2025;
Lista 04 - Entrega em 12/11/2025;
Lista 05 - Entrega em 03/12/2025;
Prova final - Será divulgada presencialmente no dia 03/12/2025.
Notas: as notas atualizadas podem ser encontradas nesse link.
Frequência: as frequências atualizadas estão neste link.
Aulas: Esses são os tópicos discutidos em aula
Aula 01: Introdução;
Aula 02: Ensemble microcanônico e entropia;
Aula 03: Temperatura e calor específico; Artigos sobre temperatura negativa: Spin nucleares e redes ópticas
Aula 04: Pressão e volume;
Aula 05: Termodinâmica e relações de Maxwell;
Aula 06: Ensemble canônico;
Aula 07: Teoria de perturbação termodinâmica;
Aula 08: Gases ideais clássicos;
Aula 09: Magnetismo de gases;
Aula 10: Matriz densidade;
Aula 12: Condensado de Bose-Einstein;
Aula 13: Calor específico dos sólidos;
Aula 15: Magnetismo no gás de elétrons;
Aula 16: Férmions a altas densidades;
Aula 17: Gases clássicos interagentes;
Aula 18: Transição líquido-gas;
Aula 19: Modelo de Ising;
Aula 20: Teoria de campo médio;
Aula 21: Flutuações espaciais;
Aula 22: Teoria de Landau;
Aula 23: Métodos exatos para o modelo de Ising;
Aula 24: Método de Monte Carlo;
Aula 25: Teoria cinética dos gases;
Aula 26: Equação de Boltzmann.
Observações: