fisica teorica e struttura della materia -...

Istituto Nazionale per la Fisica della Materia

Consiglio Nazionale delle Ricerche

Dipartimento di Fisica dell’Universita di Trento

XXIV Convegno di

Fisica Teorica eStruttura della Materia

Levico Terme (Trento)

17-20 settembre 2006

Comitato Scientifico

Franco Dalfovo (Trento)Rosario Fazio (Pisa)Roberto Livi (Firenze)Umberto Marini Bettolo Marconi (Camerino)Raffaele Resta (Trieste)

Organizzazione

I. CarusottoS. GiorginiS. PilatiA. Recati

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Foto in copertina: Fabrice Neyret (lab. GRAVIR-IMAG)

PROGRAMMADOMENICA 17 POMERIGGIO: GRANULARI E COLLOIDI . . . . . . . . . . . 7

Ore 17.00, Chairman: Antonio Scala . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7Ore 17.30, Relatore: Andrea Puglisi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8Ore 18.20, Relatore: Antonio Lamura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

LUNEDI 18 MATTINA: STRUTTURA ELETTRONICA . . . . . . . . . . . . . 11Ore 8.30, Chairman: Raffaele Resta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11Ore 9.00, Relatore: Gianni Profeta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Ore 9.50, Relatore: Manuela Capello . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13Ore 11.10, Relatore: Roberto D’Agosta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14Ore 12.00, Relatore: Stefania De Palo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

LUNEDI 18 POMERIGGIO: TAVOLA ROTONDA . . . . . . . . . . . . . . . . . 17LUNEDI 18 POMERIGGIO: OTTICA E DISPOSITIVI . . . . . . . . . . . . . . 19

Ore 17.00, Chairman: Gian-Luca Oppo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Ore 17.30, Relatore: Giovanna Morigi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20Ore 18.20, Relatore: Francesca Maria Marchetti . . . . . . . . . . . . . . . . 21

MARTEDI 19 MATTINA: MECCANICA STATISTICA DEL NON EQUILIBRIO 23Ore 8.30, Chairman: Lamberto Rondoni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Ore 9.00, Relatore: Federico Toschi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Ore 9.50, Relatore: Luca Delfini . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Ore 11.10, Relatore: Andrea Gambassi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26Ore 12.00, Relatore: Marco Baiesi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

MARTEDI 19 POMERIGGIO: POSTER SESSIONMARTEDI 19 POMERIGGIO: MODELLISTICA BIOLOGICA . . . . . . . . . . 29

Ore 17.00, Chairman: Cristian Micheletti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Ore 17.30, Relatore: Claudio Anselmi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Ore 18.20, Relatore: Carlo Guardiani . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

MARTEDI 19 SERA: TALK DI FISICA SPERIMENTALE . . . . . . . . . . . . 33Ore 21.00, Relatore: Giorgio Rossi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

MERCOLEDI 20 MATTINA: ATOMI ULTRAFREDDI . . . . . . . . . . . . . . 35Ore 8.30, Chairman: Andrea Trombettoni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Ore 9.00, Relatore: Alessandro Vezzani . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36Ore 9.50, Relatore: Mauro Antezza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37Ore 11.10, Relatore: Roberta Citro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38Ore 12.00, Relatore: Alessio Recati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

ABSTRACTS DEI POSTERS 41

RELATORI E SESSIONI 1982 - 2004 71RELATORI 1982 - 2004 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72SESSIONI 1982 - 2004 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

INDICE DEGLI AUTORI 79

PROGRAMMA DELLE RELAZIONI

6 PROGRAMMA DELLE RELAZIONI

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DOMENICA 17 POMERIGGIO:

GRANULARI E COLLOIDI

Ore 17.00, Chairman: Antonio Scala


Ore 17.30, Relatore: Andrea Puglisi

Fluttuazioni del flusso di calore in gas granulari

Andrea Puglisi

Dipartimento di Fisica, Universita di Roma ”La Sapienza”,p.le Aldo Moro 2 00185, Roma, Italy

Da quando la Fisica Teorica ha rivolto la sua attenzione ai fondamenti della teoria cinet-ica granulare, esperimenti sempre piu’ dettagliati sui gas granulari sono stati effettuati perverificare le previsioni teoriche. In un articolo recente (Menon and Feitosa, Phys. Rev.Lett. 92, 164301 (2004)) sono stati riportati dei risultati molto interessanti sulle fluttuazionidell’energia che attraversa una sezione del sistema. In questa presentazione discutero’ le pos-sibili interpretazioni teoriche di questi risultati, dimostrando che la Relazione di Fluttuazionedi Gallavotti-Cohen non si puo’ applicare in questo tipo di setup sperimentale.

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Ore 18.20, Relatore: Antonio Lamura

HYDRODYNAMIC EFFECTS ON CLOSED MEMBRANES IN SHEARFLOW

Antonio Lamura1 and G. Gompper2

1 Istituto Applicazioni Calcolo, CNR, Sezione di Bari,Via Amendola 122/D, 70126 Bari, Italy

Tel: +39 0805929745Fax: +39 0805929770

E-mail: [email protected]: http://www.ba.iac.cnr.it/ irmaal21

2 Institut fuer Festkoerperforschung, Forschungszentrum Juelich,52425 Juelich, GermanyTel: +49 2461 614012Fax: +49 2461 612850

E-mail: [email protected]: http://www.fz-juelich.de/iff/staff/Gompper G/

Understanding dynamical properties of membranes and vesicles in shear flow is importantfor both basic research and biological applications. In this presentation we will show somepreliminary results for the study of shear flow effects on two-dimensional vesicles. We con-sider a single vesicle whose dynamics is described by Molecular Simulation. It is embeddedin a solvent which is modeled at a mesoscopic level through multi-particle collision dynam-ics which conserves mass, momentum, and energy. Solvent particles undergo bounce-backcollisions with the vesicle. Thermal fluctuations of the solvent and of the membrane are con-sistently taken into account. We will focus our attention on two aspects: The deformationand alignment of the vesicle in flow as a function of the shear rate and the hydrodynamiceffects on the spectrum of fluctuations of the membrane.

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LUNEDI 18 MATTINA:

STRUTTURA ELETTRONICA

Ore 8.30, Chairman: Raffaele Resta


Ore 9.00, Relatore: Gianni Profeta

NUOVI MATERIALI E NUOVI METODI PER UN VECCHIO PROBLEMA:LA SUPERCONDUTTIVITA

G. Profeta3, A. Floris2,3, A. Sanna3, M. Luders1, M. A. L. Marques2, N. N. Lathiotakis2, C.Franchini3, E. K. U. Gross2, A. Continenza4, S. Massidda3

1Daresbury Laboratory, Warrington WA4 4AD, United Kingdom2Institut fur Theoretische Physik, Freie Universitat Berlin,

3INFM SLACS, Dipartimento di Scienze Fisiche, Univ. di Cagliari,4C.A.S.T.I., Dipartimento di Fisica, Univ. di L’Aquila

Lo svulippo dei metodi a principi primi basati sulla teoria del funzionale di densita (DFT)nell’ambito della fisica dei materiali ha prodotto importanti sviluppi sia in ambito scientificoche tecnologico. Mediante tale approccio sono state interpretate molte osservazioni speri-mentali e, data la natura predittiva del metodo, sono stati ”progettati” nuovi materiali conpromettenti proprieta fisiche. Purtroppo la formulazione originale del DFT non predice lostato superconduttivo dei metalli, limitando la sua validita allo stato ”normale” dei materiali.In questo seminario verra introdotta la generalizzazione della teoria del funzionale di densitaper lo stato superconduttore[1]. Inoltre, mostreremo come l’implementazione del metodo,permetta la predizione da principi primi delle proprieta superconduttive di materiali ”reali”:metalli semplici[2], metalli sotto pressione[3], diboruro di magnesio[4,5], grafite intercalata.

1. M. Luders etal., Phys. Rev. B 72, 024545 (2005).

2. M. A. L. Marques etal., Phys. Rev. B 72, 024546 (2005).

3. G. Profeta etal., Phys. Rev. Lett. 96, 047003 (2006).

4. A. Floris etal., Phys. Rev. Lett. 94, 037004 (2005).

5. A. Sanna, etal., Phys. Rev. B 73, 144512 (2006)

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Ore 9.50, Relatore: Manuela Capello

VARIATIONAL DESCRIPTION OF MOTT INSULATORS

Manuela Capello,1,2 Federico Becca,1,2 Seji Yunoki,1,2 Sandro Sorella,1,2,Michele Fabrizio,1,2,3 and Erio Tosatti1,2,3

1 SISSA-ISAS, International School for advanced studies, Trieste, Italy2 INFM-Democritos National Simulation Centre, Trieste, Italy.

3 International Centre for Theoretical Physics (ICTP),P.O. Box 586, I-34014 Trieste, Italy

We present a variational paradigm to understand the physical properties of the Mott insulat-ing state. The wave function is described by a long-range density-density Jastrow projectoracting on an uncorrelated mean-field state.

We show that this wavefunction reproduces the low-energy properties of the Hubbard modelin one dimension, both at finite hole doping, where we obtain the exponents predicted by theTomonaga-Luttinger theory, and at half filling, where an insulating phase is reached with achange of the small-q part of the Jastrow factor. In two dimension, with the same ansatz,following a mapping into the classical Coulomb gas model, we predict (and verify numericallywith quantum Monte Carlo) that the Mott insulating state appears only for large enoughstrength of the correlation, whereas below a critical value a metallic phase with non Fermi-liquid properties occurs.Finally, we verify the validity of our ansatz on the 2D Bose Hubbard model, both with on-site and extended interaction, and compare our variational results with the numerically exactones obtained with diffusion Monte Carlo calculations.

1. M. Capello, F. Becca, M. Fabrizio, S. Sorella, and E. Tosatti, Phys. Rev. Lett. 94,026406 (2005)

2. M. Capello, F. Becca, S. Yunoki, M. Fabrizio, and S. Sorella, Phys. Rev. B 72, 085121(2005)

3. M. Capello, F. Becca, S. Yunoki, S. Sorella, cond-mat/0509062 (submitted to PRB)


Ore 11.10, Relatore: Roberto D’Agosta

APPROCCIO IDRODINAMICOAL TRASPORTO DI CORRENTE E CALORE IN SISTEMI NANOSCOPICI

Roberto D’Agosta1 e Massimiliano Di Ventra1

1University of California - San Diego, La Jolla, CA 92093 USA

Lo studio della dinamica di un sistema di molti elettroni e un problema analiticamente dif-ficile e computazionalmente molto impegnativo. Alcune tecniche alternative alla soluzionediretta tentano di ridurre lo studio del sistema a molti corpi ad un problema in cui solo alcunevariabili, quelle fisicamente piu interessanti e rilevanti, sono considerate.

Un esempio classico e l’idrodinamica in cui solo la densita, il campo di velocita, la pressione ela temperatura del liquido sono considerate. Sarebbe interessante capire quando un sistemaquantistico puo essere trattato con una meccanica “continua”. Partendo dall’osservazionefondamentale che la Meccanica Quantistica e una teoria che ammette una forma idrodinam-ica, cioe una formulazione nella quale la densita e le velocita sono delle variabili fondamentali,sviluppiamo una teoria idrodinamica del trasporto di corrente [1] e calore [2] in sistemi di di-mensioni nanoscopiche. Il paradigma sperimentale che abbiamo in mente e una nanostrutturaconnessa a due elettrodi. La presenza della nanostruttura induce, in maniera naturale, unascala di tempi di rilassamento estremamente rapida [1, 3]. Questo rilassamento e la chiaveche permette di derivare le approssimazioni necessarie per formulare una teoria idrodinamicaefficace [1]. Possibili applicazioni di questa teoria sono lo studio del regime turbolento delliquido elettronico [1] e lo studio del riscaldamento locale della nanostruttura [2].

1. R. D’Agosta e M. Di Ventra, cond-mat/0512326 (2005)

2. R. D’Agosta, Na Sai e M. Di Ventra, cond-mat/0605312 (2006)

3. M. Di Ventra e T.N. Todorov, J. Phys. Cond. Matt., 16, 8025 (2004)

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Ore 12.00, Relatore: Stefania De Palo

MAGNETIC PROPERTIES OF THE 2D ELECTRON GAS IN REALDEVICES

Stefania De Palo 1

1 DEMOCRITOS CNR-INFM National Simulation Center, Trieste, Italy and Dipartimentodi Fisica Teorica, Universita di Trieste, Strada Costiera 11, 34014 Trieste, Italy

It is nowadays possible to fabricate solid-state devices in which electrons, at very low density,are confined at the nanoscale in suitable geometries and move almost freely, achieving veryhigh mobilities. Some of these devices are believed to yield a close realization of the twodimensional electron gas (2DEG)model and are being intensely studied also in connectionwith the apparent metal-insulator transition in two dimensions. I shall review the availableexperimental evidence on the low-temperature spin susceptibility of such systemsand showthat, with the help of accurate Quantum Monte Carlo predictions, the 2DEG provides a goodmodel once specific features of actual devices such as a finite thickness, sources of scattering,and valley degeneracy are taken into account.

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LUNEDI 18 POMERIGGIO ORE 14.30:

TAVOLA ROTONDA

LA FISICA TEORICA DELLA MATERIA IN ITALIA:IDEE E INIZIATIVE PER FERMARE LA DIASPORA

Moderatore:

Sandro Stringari (direttore Centro INFM-CNR BEC, Trento)

Relatori:

• E. Molinari (direttore Centro INFM-CNR S3, Modena e Responsabile del Centro diResponsabilita CNR-INFM)

• G.-L. Oppo (professore Univ. Strathclyde, UK)

• G. Rossi (direttore TASC-INFM)

• G. Stefani (presidente CNISM)

• L. Modica (sottosegretario all’Universita e alla Ricerca)

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LUNEDI 18 POMERIGGIO:

OTTICA E DISPOSITIVI

Ore 17.00, Chairman: Gian-Luca Oppo


Ore 17.30, Relatore: Giovanna Morigi

QUANTUM NON-LINEAR OPTICS WITH ULTRACOLD ATOMS

Giovanna Morigi

Grup d’Optica, Departament de Fisica, Universitat Autonoma de Barcelona, 08193Bellaterra, Spain

In this contribution I will discuss light scattering by ultracold atoms, and characterize singleatoms and gases of ultracold atoms as medium for implementing atom-photon interfaces.

In the first part, I will discuss the role of the internal degrees of freedom, and show howatomic coherence may critically affect the response of an atomic medium, otherwise opaqueto light propagation [1], and how the response can be controlled via external parameters.

In the second part, I will discuss the role of the atomic external degrees of freedom in deter-mining the quantum state of light at the output. I will focus first on intensity measurementsof the light scattered by cold trapped atoms [2]. Then, I will discuss intensity-intensity cor-relations in the light scattered by a single cold atom in a harmonic potential. I will showthat the Stokes and anti-Stokes components of the spectrum of resonance fluorescence ofa single trapped atom, which originate from the mechanical coupling between the scatteredphotons and the quantized motion of the atomic center of mass, exhibit quantum correlationswhich are of two-mode-squeezing type. I will study and demonstrate the build-up of suchcorrelations in a specific setup, which is experimentally accessible, and where the atom actsas efficient and continuous source of EPR-entangled, two-mode squeezed light [3].

In the outlook, I will discuss the scaling of these dynamics from a single atom to orderedstructures of ultracold atoms [4].

1. S. Kajari-Schroder, G. Morigi, S. Franke-Arnold, and G.-L. Oppo, quant-ph/0605197;C. Champenois, G. Morigi, and J. Eschner, quant-ph/0607218.

2. M. Bienert, W. Merkel, and G. Morigi, Phys. Rev. A 73, 033402 (2006); P. Canizares,T. Gorler, S. Rist, J.P. Paz, W.P. Schleich, and G. Morigi, in preparation.

3. G. Morigi, J. Eschner, S. Mancini, and D. Vitali, Phys. Rev. Lett. 96, 023601(2006); Phys. Rev. A 73, 033822 (2006); D. Vitali, G. Morigi, and J. Eschner, quant-ph/0605231.

4. J. Larson, B. Damski, G. Morigi, M. Lewenstein, cond-mat/0608335; P. Vignolo, R.Fazio, and G. Morigi, in preparation.

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Ore 18.20, Relatore: Francesca Maria Marchetti

CONDENSAZIONE DI POLARITONI IN MICROCAVITA DI CdTe: DALLATEORIA ALLA PRATICA

F. M. Marchetti1, M. H. Szymanska2, J. Keeling3, e P. B. Littlewood1

1 Cavendish Laboratory, University of Cambridge,Madingley Road, Cambridge CB3 0HE, UK

2 Clarendon Laboratory, Department of Physics, University of Oxford,Parks Road, Oxford, OX1 3PU, UK

3 Department of Physics, Massachusetts Institute of Technology,77 Mass. Ave., Cambridge, MA 02139, USA

Phenomena like Bose-Einstein condensation (BEC), superfluidity and superconductivity sharethe property of macroscopic phase coherence. Many systems are known to be characterisedby macroscopic phase coherence, going from almost ideal systems like dilute atomic gases,which have been recently shown to condense at temperatures below 10−6K, to more exoticsystems. The search for condensation in excitonic semiconductor structures dates back morethan 40 years and has been, until very recently [1], elusive. By confining photons in a semi-conductor microcavity, and strongly coupling them to electronic excitations, one may createnew bosonic quasi-particles, partially matter-like and partially light-like, called polaritons.Polaritons have an effective mass of 10−9 times that of Rubidium atoms, thus allowing BECat elevated temperatures. I will present the comprehensive set of experiments [1] which hasfinally given evidence for BEC of polaritons in a CdTe microcavity. I will then discuss howthe evidence for polariton condensation collected experimentally relates to that expectedtheoretically. In particular, I will show that the conditions under which such signatureswere observed match well the predictions of a model tailored for CdTe microcavities, whichtakes into account features like reduced dimensionality, quantum well disorder, long-rangeinteraction and internal structure of polaritons [2] and their finite lifetime [3].

1. J. Kasprzak, M. Richard, S. Kundermann, A. Baas, P. Jeanbrun, J. Keeling, F. M.Marchetti, M. H. Szymanska, R. Andre, J. L. Staehli, V. Savona, P. B. Littlewood, B.Devaud, and Le Si Dang, Nature, to appear (2006).

2. F. M. Marchetti, J. Keeling, M. H. Szymanska, and P. B. Littlewood, Phys. Rev. Lett.

96, 066405 (2006).

3. M. H. Szymanska, J. Keeling and P. B. Littlewood, Phys. Rev. Lett. 96, 230602(2006).

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MARTEDI 19 MATTINA:

MECCANICA STATISTICA DEL NON EQUILIBRIO

Ore 8.30, Chairman: Lamberto Rondoni


Ore 9.00, Relatore: Federico Toschi

STATISTICAL PROPERTIES OF EULERIAL AND LAGRANGIANTURBULENCE

Federico Toschi

IAC ”Mauro Picone” (C.N.R.), Viale del Policlinico 137, I-00161, Rome (ITALY)

After an introduction to the phenomenology of Eulerian turbulence and its multi-fractaldescription we will go through Lagrangian turbulence both from theoretical and numericalpoint of view. Comparison with recent experiment will be presented.

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Ore 9.50, Relatore: Luca Delfini

SELF CONSISTENT MODE-COUPLING APPROACH TOONE-DIMENSIONAL HEAT TRANSPORT

Luca Delfini1, Stefano Lepri2, Roberto Livi3, Antonio Politi4

1Istituto dei Sistemi Complessi,via Madonna del Piano 10,Sesto Fiorentino (FI),Italia


3Dipartimento di Fisica,via G. Sansone 1,Sesto Fiorentino(FI) ,Italia


E noto che fenomeni di trasporto in una dimensione spaziale sono molto diversi dai cor-rispettivi tridimensionali. In bassa dimensione spaziale si possono avere infatti fenomeni ditrasporto anomalo. Per comportamento anomalo si intende la divergenza dei coefficienti deltrasporto con la taglia del sistema. Presentero i risultati relativi alle soluzioni analitiche enumeriche per le equazioni della teoria Mode-Coupling relative al problema della conduzionedel calore in sistemi classici unidimensionali. Questesoluzioni ci hanno portato a proporreuno scenario nuovo per accomodare i risultati analitici e numerici esistenti. In particolarmodo ipotizziamo che esistano due classi di universalita e che il comportamento di scaladipenda dall’ordine del primo termine non lineare rilevante del potenziale di interazione.


Ore 11.10, Relatore: Andrea Gambassi

FENOMENI CRITICI IN STATI STAZIONARI DI NON-EQUILIBRIO: ILCASO DELLA DIFFUSIONE IN PRESENZA DI CAMPI ESTERNI

Andrea Gambassi1, Sergio Caracciolo2, Massimiliano Gubinelli3 e Andrea Pelissetto4

1 Max-Planck-Institut fur Metallforschung and Institut fur Theoretische und AngewandtePhysik, Universitat Stuttgart, Stuttgart, Germania

2 Dipartimento di Fisica and INFN – Sez. di Milano, Universita degli Studi di Milano,Milano, Italia

3 Dipartimento di Matematica Applicata and INFN – Sez. di Pisa, Universita degli Studi diPisa, Pisa, Italia

4 Dipartimento di Fisica and INFN – Sez. di Roma I, Universita degli Studi di Roma “LaSapienza”, Roma, Italia

Molti sistemi fisici all’equilibrio termodinamico mostrano transizioni di fase per certi valoridi alcuni parametri esterni (temperatura, pressione, etc.). Alcune di queste, note cometransizioni di fase del secondo ordine o fenomeni critici, sono caratterizzate dall’emergere di uncomportamento collettivo su scala non piu’ microscopica e da un certo grado di universalita’:sistemi fisicamente diversi mostrano lo stesso comportamento critico. Cio’ consente lo studiodi tali fenomeni attraverso modelli estremamente semplificati. Tra questi il modello di Ising el’equivalente gas su reticolo (nato per spiegare la transizione liquido-vapore nei fluidi) hannoavuto un ruolo fondamentale per lo sviluppo della teoria delle transizioni di fase. Scopo diquesta relazione e’ discutere quello che accade al comportamento critico del gas su reticoloquando, per effetto di campi esterni, raggiunge uno stato stazionario di non-equilibrio.

1. B. Schmittmann and R. K. P. Zia, Statistical mechanics of driven diffusive systems,in Phase Transitions and Critical Phenomena, edited by C. Domb and J. L. Lebowitz,Vol. 17 (Academic Press, London, 1995).

2. S. Caracciolo, A. Gambassi, M. Gubinelli, and A. Pelissetto, J. Phys. A: Math. Gen.

36, L315 (2003); J. Stat. Phys. 115, 281 (2004).

3. S. Caracciolo, A. Gambassi, M. Gubinelli, and A. Pelissetto, Phys. Rev. E 72, 056111(2005).

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Ore 12.00, Relatore: Marco Baiesi

TERREMOTI, SOLAR FLARES, E VALANGHE IN SISTEMI CONCRITICALITA AUTO-ORGANIZZATA

Marco Baiesi1, Christian Maes2 e Fabio Sattin3

1 Dip. di Fisica, Univ. di Firenze, Sesto Fiorentino, Italia2 Inst. for Theoretical Physics, K.U.Leuven, Belgio

3 Consorzio RFX, Associazione ENEA-Euratom, Padova, Italia

Terremoti, solar flares (brillamenti solari) e altri fenomeni mostrano molte similarita nellafenomenologia e possono essere manifestazioni di un meccanismo noto come criticalita auto-organizzata. L’idea e che valanghe di rilassamenti nonlineari siano un aspetto dominante dimolti sistemi fuori dall’equilibrio, guidandoli ad un regime con correlazioni a lungo raggioed invarianza di scala. Dei semplici automi cellulari del tipo “sandpile” sono spesso usatiper illustrare questo meccanismo e possono aiutare a modellizare i complessi fenomeni inquestione. Non tutte le sandpiles, comunque, hanno una fenomenologia soddisfacente. Peresempio, alcune generano una serie temporale di eventi essenzialmente scorrelati. Discuter-emo l’origine di questi problemi nel modellizzare la complessita spazio-temporale di fenomenicritici e i miglioramenti che sono stati introdotti: alcuni nuovi automi cellulari riproduconobene le correlazioni temporali che si trovano nelle serie temporali di terremoti [1] e di sistemicon plasma [2].

1. M. Baiesi e C. Maes, preprint cond-mat/0505274.

2. M. Baiesi e F. Sattin, Phys. Rev. Lett. 96, 105005 (2006).

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MARTEDI 19 POMERIGGIO:

MODELLISTICA BIOLOGICA

Ore 17.00, Chairman: Cristian Micheletti


Ore 17.30, Relatore: Claudio Anselmi

Bridging the Gap between Coarse-Grained Models and Molecular DynamicsSimulations

Claudio Anselmi1, Marilisa Neri1, Paolo Carloni1, Amos Maritan2

1 SISSA/ISAS and CNR-INFM-DEMOCRITOS Modeling Center,Via Beirut 2-4, I-34014, Trieste;

2 Dipartimento di Fisica and INFN, Universita’ degli Studi di Padova,Via Marzolo 8, I-35131 Padova

All-atoms molecular dynamics (MD) simulations are a very powerful tool to predict struc-tural, dynamical, and thermodynamical properties of biological molecules and their com-plexes with ligands. Unfortunately, the current computational power constrains this analysisto time scales of 100 ns, too short to follow several important biological processes, suchas ligand-protein recognition, protein-protein interactions, signalling, etc., which evolve ona much longer time scale. To bridge the gap between time scales of feasible simulationsand those of biologically relevant motions, several simplified methods have been proposed inwhich a small number of interaction sites are used to represent the systems. In particular,coarse-grained (CG) models have been introduced in which the potential energy is expressedin terms of harmonic springs between spatially close effective centroids representing aminoacids, located on the C and/or C atoms. Unfortunately, since the chemical details of theprote in sequence are neglected, these models cannot be used to investigate p rocesses involv-ing molecular recognition, which are crucial for protein fun ctionality and pharmacologicalapplications. However, such processes are usually highly localized and involve small proteinportions. A hybrid approach (MM/CG) has been developed in which the small biologicallyrelevant region of the protein is treated at the level of detail allowed by classical MD (MMregion), while the remainder of the protein is treated at the CG level, by only considering Ccentroids (CG region). The method was tested on three proteins of great pharmacologicalrelevance, belonging to the protease class: the HIV type 1 virus aspartic protease (HIV-1PR), the human-secretase (BACE) and the Outer-Membrane Protease T (OmpT) from E.coli. The MM/CG model was able to reproduce both the large-scale motions and the localdynamical and chemical features of the active sites of the considered proteins. Nevertheless,these simulations were performed in a few days, whereas the corresponding MD simulationswould require months on the same computers. Therefore this model could allow simulatingprotein-ligand interactions on time scales that are not accessible to standard MD techniquesso far.

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Ore 18.20, Relatore: Carlo Guardiani

FOLDING AND UNFOLDING SIMULATIONS OF hPin1 WW DOMAINAND MyBPC C5 DOMAIN THROUGH SIMPLIFIED MODELS

Carlo Guardiani1, Fabio Cecconi2 e Roberto Livi3

1 Centro Interdipartimentale per lo Studio delle Dinamiche Complesse (CSDC), Universitadi Firenze, Sesto Fiorentino, Italy

2 INFM-CNR Istituto dei Sistemi Complessi (ISC), Roma, Italy3 Dipartimento di Fisica Universita di Firenze, Centro Interdipartimentale per lo Studio

delle Dinamiche Complesse (CSDC) e Sezione INFN di Firenze

Simplified protein models are used to study the folding features of hPin1 WW domain andand Myosin Binding Protein C (MyBPC) C5 domain. The folding of the WW domain isstudied with the chemically-based Sorenson/Head-Gordon (SHG) model and the topologicalGo-model with force rescaling. The simulations show that the Go-model coirrectly reproducesthe cooperative, two-state folding mechanism of the WW domain, while the SHG predicts atransition occurring in two stages: a collapse followed by a structural rearrangement. How-ever, the SHG approach remains more reliable in estimating the Φ-values thus suggesting thebetter suitability of chemically-based models in simulating mutations.

A preliminary study of MyBPC C5 domain through Go-model simulations is also presented.The goal of the study is to understand the role of residues Asn755, Arg654, and Arg668 whosemutation is related to Hypertrophic Cardiomyopathy. The simulations reveal an asymmetricdistribution of Φ-values with strands C, F and G exhibiting much higher values than theother strands. The location of Asn755 in the loop between strands F and G thus suggestsan important kinetic role of this residue while the role of Arg654 and Arg668 remains moreambiguous.

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MARTEDI 19 SERA:

TALK DI FISICA SPERIMENTALE

(IN MEMORIA DI MASSIMO SANCROTTI)

Ore 21.00, Relatore: Giorgio Rossi

PHYSICS AT THE TASC-INFM NATIONAL LABORATORY

Giorgio Rossi

Dipartimento di Fisica dell’Universita di Modena e Reggio Emilia Laboratorio NazionaleTASC INFM-CNR, ed. MM Area Science Park Basovizza, 34012 Trieste

Several physics problems are addressed at TASC by experiments on the properties of matterat the nanoscale.The general problem of the electronic and magnetic properties of low dimensional systems,like surfaces and nanostructures, is addressed by local probes and by high energy resolutionspectroscopies using synchrotron radiation.The synthesis of nanostructured materials is pursued by molecular beam epitaxy of het-erostructures and nanowires, and by plasma assisted CVD. The nanofabrication is developedwith X-ray and Focussed Ion Beam lithographies and Ion Etching techniques in various com-binations. The interface between solid surfaces and organic molecules, or bio-molecules isalso addressed by spectroscopy, local probe microscopy and single molecule manipulation.Methodological developments crossing over from TEM to X-ray magnetic dichroism to highresolution local probes and optical manipulation are pursued.

Advanced photoemission experiments challenge the currently available theory. Fermi SurfaceTomography allows to compare changes in the near surface band filling vs. bulk. Bulk sen-sitive photoemission shows that the screening mechanisms in the bulk of highly correlatedmaterials are peculiar and different from the surface.The class of proximity effects at interfaces spans from highly correlated materials (ferromag-netism, superconductivity) to the coupling mechanisms between ferromagnets and dilutedferromagnetic semiconductors.

Some examples of experiments calling for theoretical or computational work will be discussed.

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MERCOLEDI 20 MATTINA:

ATOMI ULTRAFREDDI

Ore 8.30, Chairman: Andrea Trombettoni


Ore 9.00, Relatore: Alessandro Vezzani

DIAGRAMMI DI FASE PER BOSONI ULTRAFREDDI IN RETICOLIDISOMOGENEI

Alessandro Vezzani11 INFM-CNR e Dipartimento di Fisica Universita degli Studi di Parma, Italia

Descriveremo i risultati ottenuti per il modello di Bose-Hubbard definito su strutture disomo-genee, focalizzandoci inizialmente sul caso dei supereticoli. Lo studio di modelli bosonici suquesto tipo di strutture haavuto recentemente un notevole impulso a causa degli sviluppi sper-imentali che mostrano la possibilita di intrappolare atomi ultrafreddi in supereticoli ottenutisovrapponendo fasci laser contropropaganti di diversa frequenza. Lo studio del modello diBose-Hubbard su supereticoli mette in luce come la disomogeneita’ possa dare origine a delleproprieta quantistichepeculiari rispetto al caso omogeneo. In particolare evidenzieremo lapresenza di fasi quantistiche isolanti tipo Mott a filling frazionario e di fasi isolanti staggered.Inoltre si dimostra l’esistenza nel digramma di fase nel piano mu-t di domini isolanti chepresentano un’insolita forma a loophole anziche la usuale forma a lobo. Interessante e anchediscutere come debbano essere generalizzate le tecniche di calcolo analitiche e numericheperstudiare sistemi quantistici disomogenei. In particolare utilizzeremo degli approcci sia dicampo medio, che perturbativi. Per concludere descriveremo alcuni risultati ottenuti per ilmodello di Bose-Hubbard su strutture fortemente disomogenee, piu complesse dei superreti-coli, come ad esempio i grafi a pettine, mostrando l’esistenza di una nuova fasequantisticache chiameremo superfluido confinato.

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Ore 9.50, Relatore: Mauro Antezza

THE CASIMIR EFFECT OUT OF THERMAL EQUILIBRIUM AND ITSEFFECTS ON ULTRA-COLD GASES

Mauro Antezza

Dipartimento di Fisica, Universita di Trento e Centro CNR-INFM sulla Condensazione diBose-Einstein, Via Sommarive 14, I-38050 Povo, Trento, Italia

La forza di Casimir-Polder caratterizza l’interazione superficie-atomo originata dalle flut-tuazioni del campo elettromagnetico. Nella prima parte di questa relazione verranno discussii recenti sviluppi teorici [1] sulla dipendenza di tale forza dalla temperatura, sia all’equilibrioche fuori dall’equilibrio termico. In particolare quando la temperatura della superficie e di-versa da quella dell’ambiente, accade che la forza decada piu lentamente a grandi distanzeed esibisca una dipendenza piu forte dalla temperatura. Sara descritta anche la recente es-tenzione di tale forza alla configurazione superficie-superficie [2].

Infine discuteremo l’effetto di frequency shift prodotto della forze superficie-atomo sulle os-cillazioni collettive di un condesato di Bose-Einstein posizionato a pochi microns da una su-perficie dielettrica [3]. Tale effetto permette di studiare con grande accuratezza l’interazionesuperficie-atomo a grandi distanze. La sua misura sperimentale, realizzata recentemente siaall’equilibrio termico [4] che fuori equilibrio [5], e risultata essere in accordo con le previsioniteoriche, fornendo la prima dimostrazione della dipendenza termica della forza di Casimir-Polder.

1. M. Antezza, L.P. Pitaevskii, and S. Stringari, Phys. Rev. Lett., 95, 113202 (2005).

2. M. Antezza, L.P. Pitaevskii, S. Stringari, and V.B. Svetovoy, to be published (2006)(arXiv:cond-mat/0607205).

3. M. Antezza, L.P. Pitaevskii, and S. Stringari, Phys. Rev. A, 70, 053619 (2004).

4. D.M. Harber, J.M. Obrecht, J.M. McGuirk and E.A. Cornell, Phys. Rev. A, 72, 033610(2005).

5. J.M. Obrecht, R.J. Wild, M. Antezza, L.P. Pitaevskii, S. Stringari, and E.A. Cornell,to be published (2006) (arXiv:physics/0608074).


Ore 11.10, Relatore: Roberta Citro

Phase transitions in the boson-fermion resonance model in one dimension

R. Citro1 e E. Orignac2

1 Dipartimento di Fisica “E. R. Caianiello” and Unita C.N.I.S.M. di SalernoUniversita degli Studi di Salerno, Via S. Allende, I-84081 Baronissi (Sa), Italy

2Laboratoire de Physique Theorique de l’Ecole Normale Superieure CNRS-UMR854924, Rue Lhomond F-75231 Paris Cedex 05, France

We discuss the phase transitions of fermions in one dimension with a narrow Feshbach res-onance described by the boson Vfermion resonance model. By means of the bosonizationtechnique, we derive a low-energy Hamiltonian of the system and show that a strongly cor-related state exists, where the order parameters of the Bose condensation and superfluiditydecay with thesame critical exponent. We also show that density fluctuations near the Fermiwavevector are strongly suppressed as a consequence of a spin gap and a gap against theformation of phase slips. We find a Luther VEmery point where the phase slips and the spinexcitations can be described in terms of pseudofermions, providing closed form expressionsof the density Vdensity correlations andthe spectral functions. The relevance of our resultsfor experiments with ultracold atomic gases subject to one-dimensional confinement is alsodiscussed.

1. R. Citro, E. Orignac, Phys. Rev. Lett. 95, 130402 (2005).

2. E. Orignac, R. Citro, Phys. Rev. A 73, 063611(2006).

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Ore 12.00, Relatore: Alessio Recati

ULTRACOLD FERMI GASES AT UNITARITY

A. Recati, I. Carusotto, C. Lobo, S. Giorgini and S. Stringari

Dipartimento di Fisica, Universita di Trento and CNR-INFM BEC Center, I-38050 Povo,Trento, Italy

After an introduction to trapped superfluid spin-1/2 fermions, we focus on some of theirproperties: (i) a new way to probe the polarizability of a gas with equal number of spin upand spin down particles, and (ii) a possible normal state between the fully polarized andsuperfluid one in the unbalance case. A brief discussion on recent experiment is eventuallypresented.

ABSTRACTS DEI POSTERS

42 ABSTRACTS DEI POSTERS

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EFFICIENCY OF INFORMATION SPREADING IN A POPULATION OFDIFFUSING AGENTS

E. Agliari1, R. Burioni1, D. Cassi1 e F.M. Neri1

1 Dipartimento di Fisica, Universita degli Studi di Parma viale G. Usberti 7/A, Parma,Italia

We introduce a model for information spreading among a population of N agents diffusingon a d-dimensional regular lattice, starting from an informed agent (Source). Informationpassing from informed to unaware agents occurs whenever the relative distance is less than1.

A decay factor z takes into account the degeneration of information as it passes from oneagent to another; the final average degree of information of the population, Iav(z), is thushistory-dependent. We find that the behavior of Iav(z) is non-monotonic with respect to N

and L [1]. In particular, it displays a set of minima whose existence is geometry independent[2].

On the other hand, the structure of the underlying lattice strongly affects the time τ at whichthe whole population has been reached by information; by comparing numerical simulationswith mean-field calculations, we show that dimension d = 2 is marginal for this problem andmean-field calculations become exact for d ≥ 3.

1. E. Agliari, R. Burioni, D. Cassi and F.M. Neri, Phys. Rev. E 73, 046138 (2006)

2. E. Agliari, R. Burioni, D. Cassi and F.M. Neri, submitted.


A THEORETICAL APPROACH TO OPTICAL PROPERTIES OF OPALBASED PHOTONIC CRYSTALS

A. Balestreri1 and L. C. Andreani1

1 Dipartimento di Fisica “A. Volta”, Universita degli Studi di Pavia, via Bassi 6, I-27100Pavia, Italia

Photonic Crystals (PhCs) are artificial materials whose dielectric function is periodiceither in one, two or three dimensions [1,2]. Essentially, they are the optical analogous ofordinary crystals, since their periodicity determines a structure of permitted and forbiddenbands for the dispersion ω(k). When light propagation is inhibited for any polarization andany incidence angle we have obtained a complete photonic bandgap. In order to obtainsuch a control on light propagation, three-dimensional (3D) PhCs are the most appropriatestructures to deal with. Among these, artificial opals are readily available 3D PhCs as theycan be produced with easy and low cost process, such as natural sedimentation or verticaldeposition, and eventually infiltrated with high-index materials to obtain the so-called inverseopals.

Bare opals consist of dielectric spheres arranged in a close-packed fcc lattice orientedalong the [111] crystallographic direction. A theoretical description of the optical propertiesincluding diffraction in the high energy region is needed in order to understand the specificfeatures of these systems. The description s not a trivial one, also because of the partialoverlap between consecutive layers of spheres along the [111] direction.

In this work we present a theoretical approach to calculate optical spectra of opal PhCs[3,4]. We mimic the actual opaline structure by subdividing each sphere in a set of cylinderswhose axis are oriented along [111] direction. Cylinder parameters are optimized by minimiz-ing the difference between the photonic band dispersion of the actual and model geometry,calculated by means of plane wave expansion.The optimized structure is then implemented in a Fourier modal scattering matrix code inorder to obtain the optical spectra.

Results for bare opal optical spectra both in the low and in the high energy region areshown. In particular we analyse the dependence of diffraction intensity with respect to thelayer number: we verify the existence of a “Pendellosung phenomenum”, i.e. the periodicexchange of energy between two propagating beams inside the crystal.

1. E. Yablonovitch, Phys. Rev. Lett. 58, 2059 (1987).

2. S. John, Phys. Rev. Lett. 58, 2486 (1987).

3. J.F. Galisteo-Lopez, M. Galli, M. Patrini, A. Balestreri, L. C. Andreani, and C. Lopez,Phys. Rev. B 73, 125103 (2006).

4. A. Balestreri and L.C. Andreani “Optical properties and diffraction effects in opalphotonic crystals”, submitted to PRE

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MEAN-FIELD PHASE DIAGRAM OF THE DISORDEREDBOSE-HUBBARD MODEL

P. Buonsante1,2, V. Penna1 and A. Vezzani3

1 Dipartimento di Fisica - Politecnico di Torino2 Lagrange Project, CRT-ISI Foundation

3 Dipartimento di Fisica - Universita degli Studi di Parma

We consider the Bose-Hubbard model describing ultracold bosons trapped in an opticallattice with random on-site potentials. We show that the mean-field approximation to thismodel captures the three phases expected for this system, Mott insulator, Bose glass andsuperfluid.


CROSSOVER BCS-BEC NEL MODELLO DI HUBBARD ATTRATTIVO

A. Toschi1, M. Capone2,3 e C. Castellani3

1 Max-Planck-Institut f”ur Festkorperforschung, 70569, Stuttgart, Germany2 INFM-SMC e ISC-CNR, Via dei Taurini 19, I-00185, Roma, Italia

3Dipartimento di Fisica, Universita di Roma “La Sapienza”, Piazzale A. Moro 5, I-00185,Roma, Italia

Utilizzando la Teoria di Campo Medio Dinamico, abbiamo studiato l’evoluzione delle pro-prieta della fase superconduttiva del modello di Hubbard attrattivo al variare della costantedi accoppiamento, e la graduale evoluzione (crossover) da una superconduttivita di tipo BCS,ad una condensazione i Bose di coppie ”preformate”.

In particolare, abbiamo seguito l’evoluzione di diverse osservabili attraverso il crossover,caratterizzando in dettaglio il bilancio energetico, e la relazione tra densita di superflu-ido, gap ottica e temperatura critica. Nel regime BCS la temperatura critica e’ control-lata dall’ampiezza della gap, e la superconduttivita e stabilizzata da un guadagno di energiapotenziale. Viceversa, nel regime BEC la temperatura critica e proporzionale alla densitadi superfluido, e la nascita della superconduttivita e associata ad un guadagno di energiacinetica [1].

La diversa natura della fase superconduttiva si riflette anche nelle proprieta della fase nor-male, in cui avviene una transizione tra un normale metallo ed una fase di coppie preformate[2].

1. A. Toschi, M. Capone, and C. Castellani, Phys. Rev. B 72, 235118 (2005)

2. A. Toschi, P. Barone, M. Capone and C. Castellani, New Journal of Physics 7, 7 (2005);M. Capone, C. Castellani, and M. Grilli, Phys. Rev. Lett. 88, 126403 (2002).

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SUPERCONDUTTIVITA’ E ONDE DI DENSITA’ DI CARICA IN MISCELEDI ATOMI FERMIONICI IN RETICOLI OTTICI

T.L. Dao1, M. Capone2,3 e A. Georges1

1 Centre de Physique Theorique, Ecole Polytechnique, 91128 Palaiseau Cedex, France2 INFM-SMC e ISC-CNR, Via dei Taurini 19, I-00185, Roma, Italia

3Dipartimento di Fisica, Universita di Roma “La Sapienza”, Piazzale A. Moro 5, I-00185,Roma, Italia

La competizione tra superconduttivita e onde di densita di carica in miscele fermioniche diatomi con massa diversa in reticoli ottici viene studiata nel modello di Hubbard attrattivo.

Si presentano risultati sia in regime perturbativo, che in accoppiamento forte, e i due casilimite vengono confrontati con la teoria di campo medio dinamico, che permette di deter-minare il diagramma di fase in funzion dell’ampiezza dell’interazione e dello sbilanciamentotra le masse.

Per piccoli valori dello sbilanciamento la fase superconduttiva e’ stabile, mentre al cresceredello sbilanciamento per valori medi e grandi dell’attrazione, sia ha una separazione di fase traun’onda di densita di carica commensurata (a densita 0.5) e un superconduttore. Si discuteinoltre la possibilita di una fase supersolida, con coesistenza dei due parametri d’ordine, pergrandi differenze tra le masse delle specie fermioniche.


MANY-BODY PHYSICS OF A QUANTUM FLUID OFEXCITON-POLARITONS IN A SEMICONDUCTOR MICROCAVITY

Iacopo Carusotto1, Michiel Wouters1,2, Cristiano Ciuti3

1 BEC-CNR-INFM and Dipartimento di Fisica, Universita di Trento, 38050 Povo, Italy2 TFVS, Universiteit Antwerpen, Universiteitsplein 1, 2610 Antwerpen, Belgium

3 Laboratoire Pierre Aigrain, Ecole Normale Superieure, 24 rue Lhomond, 75005 Paris,France

Semiconductor microcavities embedding quantum wells with excitonic resonances stronglycoupled to the cavity mode are very promising systems for the study of the Bose gas incompletely new regimes far from thermodynamical equilibrium. The elementary excitationsof the system are exciton-polaritons, which satisfy Bose statistics. They interact with eachother due to their excitonic component and are coupled to external radiation by their pho-tonic component. They are optically injected into the cavity by external laser fields, andtheir coherence properties are inferred from the ones of the emitted light. As the system isfar from thermal equilibrium, its state is determined by a dynamical equilibrium betweendriving and dissipation.

In the poster, we shall give an overview of our recent theoretical studies of the many-bodyproperties of such exciton-polariton gases, namely superfluidity effects, the critical behaviourat the onset of coherent parametric emission, the role of the Goldstone mode, the Josephsoneffect, and quasi-condensation issues in reduced dimensionality. Analogies and differenceswith respect to the usual case of a Bose gas at equilibrium will be pointed out in detail, andconnection to recent experimental works will be made.

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GROUND STATE FIDELITY AND QUANTUM PHASE TRANSITIONS INFREE FERMI SYSTEMS

Marco Cozzini1,2, Paolo Giorda2 e Paolo Zanardi2

1 Dipartimento di Fisica, Politecnico di Torino, Corso Duca degli Abruzzi 24, I-10129Torino, Italy 2 Institute for Scientific Interchange, Villa Gualino, Viale Settimio Severo 65,

I-10133 Torino, Italy

For general quadratic fermionic Hamiltonians, we compute the fidelity betweengroundstates corresponding to different Hamiltonian parameters and analyze its connection withquantum phase transitions. Each of these systems is characterized by an L × L real matrixZ whose polar decomposition, into a non-negative

√ZZT and a unitary T , contains all the

relevant ground state information. The boundaries between different regions in the groundstate phase diagram are given by the points of, possibly asymptotic, singularity of

√ZZT .

This latter in turn implies a critical drop of the fidelity function, whose rapidity can beproperly characterized in terms of (second) derivatives.

We present general results as well as their exemplification by a class of models which are thevariable range generalization of the fermionic Hamiltonian obtained by the Jordan-Wignertransformation for the XY-model in a transversemagnetic field. Under periodic boundaryconditions, the relevant matrices of the problem become circulant and the models are exactlysolvable. The free-ends Hamiltonians require instead a numerical analysis. In particular, wefocus on the long range model corresponding to a totally connected directed graph.

We provide asymptotic results in the thermodynamic limit as well as an accurate finite-sizescaling analysis of the second order quantum phase transitions ofthe system. A comparisonbetween fidelity and other transition markers (e.g., entanglement entropy) borrowed fromquantum information is also considered.

1. P. Zanardi and N. Paunkovic, quant-ph/0512249.

2. P. Zanardi, M. Cozzini, and P. Giorda, quant-ph/0606130.


EFFECTS OF SOLVENT AND ELECTROSTATIC INTERACTIONSTREATMENT ON PEPTIDE FOLDING: µs TIMESCALE MOLECULAR

DYNAMICS SIMULATIONS

Isabella Daidone1, Andrea Amadei2, Martin Ulmschneider3, Alfredo Di Nola3 and JeremyC. Smith1

1 IWR, Computational Molecular Biophysics, Im Neuenheimer Feld 368, 69120 Heidelberg,Germany.

2 Dipartimento di Scienze e Tecnologie Chimiche, University of Rome ”Tor Vergata” viadella Ricerca Scientifica 1, I-00133 Rome, Italy.

3 Department of Chemistry, University of Rome “La Sapienza” P.le Aldo Moro 5, 00185Rome, Italy.

AbstractThe influence of electrostatic interactions treatment and simplified solvent models in com-puting peptide folding thermodynamics and kinetics is addressed by µs time scale moleculardynamics simulations of the amyloidogenic prion protein H1 peptide. A reference moleculardynamics (MD) simulation (1 µs) in explicit water using the particle mesh ewald (PME)method for computing the Coulomb interactions is compared with another explicit solventMD simulation where the cut-off method instead of the PME one is used and with an implicitsolvent simulation performed using the generalized Born/surface area model. In the referencePME simulation the peptide, initially modeled as an α-helix, preferentially adopts a ratherstable β-hairpin conformation, in agreement with experimental evidences. The implicit sol-vent model is found to reproduce only the thermodynamics of partially folded β-hairpins withup to two hydrogen bonds, while it rather fails in sampling fully folded structures. In con-trast, in the cut-off simulation the β-state ensemble is correctly reproduced but helical statesare heavily overweighted. Furthermore, conformational diffusion speed in the implicit solventsimulation is shown to be almost doubled with respect to the explicit reference one while itresults to be insensitive to the long range interactions treatment. Finally, the β-hairpin fold-ing kinetics, modeled as a diffusive process over the free energy surface [1], resulted to besignificantly different in both the approximated methods.

[1.] I. Daidone,M. D’Abramo, A. Di Nola and A. Amadei, J. Am. Chem. Soc. 127, 14825(2005)

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Self Localization of BECs in Optical Lattices induced by Boundary Dissipation

Roberto Livi1, Roberto Franzosi1, and Gian-Luca Oppo2

1 Dip. di Fisica, CNR-INFM and CSDC, Universita di Firenze, Via Sansone 1, I-50019Sesto Fiorentino, Italy.

2 Dept. of Physics, University of Strathclyde, 107 Rottenrow, Glasgow G4 ONG, Scotland,U.K.

In Ref. [1] we have introduced a technique to obtain localization of Bose-Einstein condensatesin optical lattices via boundary dissipations. Stationary and traveling localized states havebeen generated by removing atoms at the optical lattice ends. Clear regimes of stretchedexponential decay for the number of atoms trapped in the lattice have been identified. Thisphenomenon is universal and can also be observed in arrays of optical waveguides with mirrorsat the system boundaries [2]. In Ref. [3] we have shown how measurements on the emittedatoms can be exploited for determining the presence and nature of localized states inside thelattice. By a travelling breather, for example, one can determine presence and position ofself-trapped stationary states through periodic bounces at the lossy boundary. By measuringdensities and phases of the emitted atoms, multi-breather states and breather interactionsare characterized.

1. R. Livi, R. Franzosi and G.-L. Oppo Phys. Rev. Lett. 97, 060401 (2006)

2. S. Lepri, R. Livi and A. Politi, Phys. Rep. 377, 1 (2003).

3. R. Franzosi, R. Livi and G.-L. Oppo “Probing the dynamics of Bose-Einstein conden-sates via boundary dissipation” submitted to J. of Phys. B (2006)


Quantum Transport in Carbon Nanotubes near a Conducting Boundary:Vacuum Fluctuations and Decoherence

P. G. Gabrielli* and S. Gabriellii**

*ENEA, Centro Ricerche Casaccia, via Anguillarese 301 Rome Italy

**Dip. di fisica, Univ. degli Studi di Roma “La Sapienza”, Piazzale A.Moro 2Rome Italy

The process of environmental decoherence is seen to occur when we include the quantumdynamics of a system and its environment: the innovative idea is that environmental degreesof freedom are relevant even though the coupling to them is only weak. The effect of vacuumfluctuations on electron coherence is known: the time-varying electromagnetic field producesa time-varying Aharonov-Bohm phase. It is well known that a conducting boundary modifiesthe properties of the zero-point fluctuations and therefore could affect the electronic transportproperties in a carbon nanotube via interaction with a timevarying electromagnetic field.We shall go to discuss the situation in which a quantum-mechanical system, the ballisticelectrons in nanotube, is disturbed not just by a classical system but another quantum-mechanical system, the vacuum fluc-tuations due to conducting boundary , about whichthere are statistical uncertainties.

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QUANTUM SIEVING OF HYDROGEN ISOTOPES

Giovanni Garberoglio1 e J. Karl Johnson2

1 Dipartimento di Fisica, Universita degli Studi di Trento, Italia2 Department of Chemical and Petroleum Engineering, University of Pittsburgh, PA, USA.

L’assorbimento a bassa temperatura di gas leggeri - quali l’idrogeno - all’interno di materialimicroporosi e influenzato dagli effetti di diffrazione quantistica attraverso la lunghezza d’ondatermica di de Broglie.Le differenze negli stati quantistici di differenti isotopi assorbiti sullo stesso substrato possonoprodurre un assorbimento selettivo per una specie isotopica piuttosto che per l’altra, e questofenomeno potrebbe permettere in linea di principio una efficiente separazione degli isotopi apartire da una miscela gassosa.In questo poster vengono presentati alcuni risultati ottenuti tramite simulazione al calcolatoreper i valori della selettivita relativa a isotopi di idrogeno su due esempi di materiali microp-orosi, ovvero nanotubi di carbonio e reticoli metallo-organici a temperature criogeniche (77e 20 K). Nel caso dei nanotubi la selettivita dipende sensibilmente dalle dimensioni deglistessi, e puo raggiungere valori molto alti[1]. La selettivita nei reticoli metallo-organici einvece decisamente minore, a causa del minore effetto di confinamento di queste strutture.

1. G. Garberoglio, M.M. DeKlavon , J.K. Johnson. J. Phys. Chem. B, 110, 1733-1741(2006).


SHEAR EFFECTS IN LAMELLAR ORDERING

G. Gonnella1, Antonio Lamura2 and Aiguo Xu1

1 Dipartimento di Fisica, Universita di Bari and Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sez.di Bari and INFM, via Amendola 173, 70126 Bari, Italy

2 A. Lamura Istituto Applicazioni Calcolo, CNR, Sezione di Bari, via Amendola 122/D,70126 Bari, Italy

We study the behavior of a fluid quenched from the disordered into the lamellar phase underthe action of a shear flow. The dynamics of the system is described by Navier-Stokes andconvection-diffusion equations with pressure tensor and chemical potential derived by theBrazovskii free-energy. Our simulations are based on a mixed numerical method with Lat-tice Boltzmann equation and finite difference scheme for Navier-Stokes and order parameterequations, respectively. We focus on cases where banded flows are observed with two differentslopes for the component of velocity in the direction of the applied flow. Close to the wallsthe system reaches a lamellar order with very few defects and the slope of the horizontal ve-locity is higher than the imposed shear rate. In the middle of the system the local shear rateis lower than the imposed one and the system looks as a mixture of tilted lamellae, dropletsand small elongated domains. We refer to this as to a region with a Shear Induced Struc-tures (SIS) configuration. The local behavior of the stress shows that the system with thecoexisting lamellar and SIS regions is in mechanical equilibrium. This phenomenon occurs,at fixed viscosity, for shear rates under a certain threshold; when the imposed shear rate issufficiently large, lamellar order develops in the whole system. Effects of different viscositieshave been also considered: The SIS region is observed only at low enough viscosity. Wecompare the above scenario with the usual one of shear banding. In particular, we do notfind evidence for a plateau of the stress at varying imposed shear rates in the region withbanded flow. We interpret our results as due to a tendency of the lamellar system to opposeto the presence of the applied flow.

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LA GENERALIZZAZIONE DEL TEOREMAFLUTTUAZIONE-DISSIPAZIONE : UNA MISURA DIRETTA DELLA

RISPOSTA LINEARE

E.Lippiello 1, F.Corberi 2 e M.Zannetti2

1 Dipartimento di Scienze Fisiche Universita di Napoli ”Federico II”, Napoli, Italia2 Dipartimento di Fisica Universita di Salerno, Salerno, Italia

Lo studio della funzione di risposta lineare R si e’ rivelata strumento molto efficace nellacaratterizzazione delle proprieta’ di non equilibrio di sistemi con rilassamento lento [1].All’equilibrio R e’ legato alla funzione di correlazione C dal teorema fluttuazione-dissipazione.Si mostrera’ che anche per sistemi lontani dall’equilibrio e’ possibile stabilre una relazioneche lega R a funzioni di correlazione della dinamica inperturbata [2]. Questa relazione vale ingrande generalita’, ad esmpio, non dipende dalla simmetria continua o discreta delle variabilidi spin e non dipende dalla presenza di eventuali vincoli dinamici e di disordine congelato.Questo nuovo risultato per R si traduce in un potente algoritmo numerico che consente lamisura diretta della risposta lineare [3]. Verra’ quindi presentato un ampio studio del com-portamento di R in quello che puo’ essere considerato il prototipo del sistema con dinamicalenta: il modello di Ising cinetico raffreddato al punto critico o al di sotto del punto critico.I risultati numerici e le proposte teoriche saranno confrontate nei vari casi considerati.

1. L.F. Cugliandolo and J. Kurchan, Phys. Rev. Lett. 71,173 (1993)

2. E. Lippiello, F. Corberi and M.Zannetti, Phys. Rev. E 71, 036184 (2005)

3. F. Corberi, E. Lippiello and M.Zannetti, Phys. Rev. E 72, 056103 (2005)


STRUCTURAL PROPERTIES OF 2DEG: COMPARISON OF QMCRESULTS FOR ONE AND TWO-VALLEY SYSTEMS

M. Marchi 1, S. Moroni 2, G. Senatore 3

1, 2 DEMOCRITOS-INFM-CNR, Trieste, Italyi3 DEMOCRITOS-INFM-CNR, Trieste, Italy and DFT, University of Trieste, Italy

Spin-summed and spin-resolved pair-correlation functions for a two-dimensional electron gas(2DEG) with two symmetric valleys have been obtained for a wide range of electron densitiesand spin polarization with extensive quantum Monte Carlo (QMC) simulations. We commenton these results and compare them with previously available pair-correlation functions forone-valley 2DEG [1].

1. P. Gori-Giorgi, S. Moroni, G. Bachelet, Phys. Rev. B 70, 115102 (2004)

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STRONG-COUPLING EXPANSION FOR GENERALIZED HUBBARDHAMILTONIANS DESCRIBING ULTRACOLD FERMIONS IN A 1D

OPTICAL LATTICE

F. Massel1 V. Penna1

1 Dipartimento di Fisica, Politecnico di Torino and INFM, Corso Duca degli Abruzzi 24,I-10129 Torino, Italy

It has been shown [1, 2] that a suitable description of ultracold fermions inoptical latticescan be performed in term of Hubbard-like Hamiltonians. In the present work a secondorder strong coupling perturbative expansion for a one-dimensional Hubbard-like model ispresented. This technique leads to a first insight into the complex phase-diagram structureof this model.

1. D. Jaksch and P. Zoller. The cold atom hubbard toolbox. Ann. Phys.,31:52, 2005.

2. F. Massel and V. Penna. Hubbard-like Hamiltonian for ultracold atoms in a one-dimensional optical lattice. Phys. Rev. A, 72:053619, 2005.


EXTENDED BOSE HUBBARD MODEL OF INTERACTING BOSONICATOMS IN OPTICAL LATTICES:FROM SUPERFLUIFIDTY TO DENSITY

WAVES

Giovanni Mazzarella 1,2, S.M. Giampaolo2, F. Illuminati2

1 ITP, Universitaet Hannover, Appelstrasse, 2-30167- Hannover, Germany2 Dipartimento di Fisica ,Universita degli Studi di Salerno, Via Salvator Allende,

1-84081-Baronissi-SA-Italy

For systems of interacting, ultracold spin-zero neutral bosonic atoms, harmonically trappedand subject to an optical lattice potential, we derive an Extended Bose Hubbard (EBH)model by developing a systematic expansion for the Hamiltonian of the system in powers ofthe lattice parameters and of a scale parameter, the lattice attenuation factor. We identify thedominant terms that need to be retained in realistic experimental conditions, up to nearest-neighbor interactions and nearest-neighbor hoppings conditioned by the on site occupationnumbers. In mean field approximation, we determine the free energy of the system andstudy the phase diagram both at zero and at finite temperature. At variance with thestandard on site Bose Hubbard model, the zero temperature phase diagram of the EBHmodel possesses a dual structure in the Mott insulating regime. Namely, for specific rangesof the lattice parameters, a density wave phase characterizes the system at integer fillin! gs,with domains of alternating mean occupation numbers that are the atomic counterparts ofthe domains of staggered magnetizations in an antiferromagnetic phase. We show as wellthat in the EBH model, a zero-temperature quantum phase transition to pair superfluidityis in principle possible, but completely suppressed at lowest order in the lattice attenuationfactor. Finally, we determine the possible occurrence of the different phases as a function ofthe experimentally controllable lattice parameters.

59

BOSE-EINSTEIN CONDENSATES OF DIPOLAR GASES

Paolo Pedri

Laboratoire de Physique Theorique et Modeles Statistiques, Universite Paris Sud,91405 Orsay Cedex, France

Nel recente esperimento del gruppo di Stoccarda [1] atomi di cromo 52Cr sono stati con-densati. Il cromo ha la particolarita di possidere un dipolo magnetico molto elevato (6µB).Di conseguenza l’interazione dipolo-dipolo diventa comparabile con l’usuale interazione dicontatto rendendone misurabili gli effetti.

In particolare il gruppo di Stoccarda ha studiato l’espansione di questo condensato dipo-lare mostrando chiaramente gli effetti di questo nuovo tipo di interazione nel contesto degliatomi ultrafreddi. Le misure di aspect ratio sono presentate.

La presenza dell’interazione dipolo-dipolo rende inoltre possibili nuove strutture e fasiassenti nel caso di pura interazione di contatto. In paricolare e noto che i solitoni realiz-zati con gli usuali condensati sono stabili solo in una dimensione. Al contrario il caratterenon locale dell’interazione dipolo-dipolo li rende stabili anche in due dimensioni [2]. Le con-dizioni di stabilita e le piu basse oscillazioni collettive sono analizzate in dettaglio. Inoltregrazie ai veloci progressi nel campo delle molecole ultrafredde, condensati molecolari sarannodisponibili. Le molecole possono avere, oltre a un momento di dipolo, anche un momento diquadrupolo relativamente grande. Questo rende possibile la formazione di uno stato conden-sato con un’osclillazione di densita (supersolido). Le condizioni di stabilita sono analizzatein dettaglio.

1. J. Stuhler et al., Phys. Rev. Lett. 95, 150406 (2005)

2. P. Pedri, L. Santos, Phys. Rev. Lett. 95, 200404 (2005)


EQUATION OF STATE OF AN INTERACTING BOSE GAS AT FINITETEMPERATURE:

A PATH INTEGRAL MONTE CARLO STUDY

S. Pilati1, K. Sakkos2, J. Boronat2, J. Casulleras2, and S. Giorgini1

1Dipartimento di Fisica, Universita di Trento and CRS-BEC INFM, I-38050 Povo, Italy2Departament de Fısica i Enginyeria Nuclear, Campus Nord B4-B5, Universitat Politecnica

de Catalunya, E-08034 Barcelona, Spain

By using exact Path Integral Monte Carlo methods we calculate the equation of state ofan interacting Bose gas as a function of temperature both below and above the superfluidtransition. The universal character of the equation of state for dilute systems and low enoughtemperatures is investigated by modelling the interatomic interactions with different repulsivepotentials corresponding to the same s-wave scattering length. For temperatures above thetransition we compare the results for energy and pressure with the virial expansion. Atlow temperatures we find agreement with the ground-state energy calculated using DiffusionMonte Carlo techniques.

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VERIFICA DELLA SIMMETRIA DI GALLAVOTTI-COHEN IN UNMODELLO STOCASTICO CON STATO STAZIONARIO NON GIBBSIANO

Piscitelli A.1, Gonnella G.2, Lamura A.2

1 Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Sezione di Bari, via Amendola 173, 70126, Bari2 Istituto Nazionale per la Fisica della Materia e Dipartimento di Fisica Universita di Barie Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari, via Amendola 173, 70126, Bari

Il teorema delle fluttuazioni [1] e un risultato sul tasso di produzione di entropia in uno statostazionario di non equilibrio di un sistema dinamico.

Recentemente ci si e chiesti se la relazione prevista dal teorema per l’entropia possasussistere anche per la potenza dissipata di un sistema termodinamico nello stato stazionariodi non equilibrio.Sia πW (p; τ) la funzione di distribuzione per la probabilita che la potenza dissipata W valgaWτ nell’intervallo di tempo τ ; sia inoltre w = 〈Wτ 〉 la media di Wτ sull’intera storia temporalee p = Wτ

wτ.

Il limite della quantita

fW (p; τ) =1

wτln

(

πW (p; τ)

πW (−p; τ)

)

,

in accordo con quanto suggerito dal teorema, dovrebbe comportarsi come:

fW (p; τ) ∼ p

nel limite τ → ∞.Per studiare la validita di questa relazione si e considerato un sistema la cui evoluzione

e governata da un’equazione di Langevin con una energia libera di Ginzburg-Landau, man-tenuto al di sopra della temperatura critica in uno stato stazionario non gibbsiano attraversol’imposizione dall’esterno di un flusso di shear.Si presenta lo studio del sistema attraverso la verifica dell’ergodicita, la misura del tempo didecorrelazione dello stress e risultati sull’andamento della funzione fW (p; τ) al variare di τ .

1. G. Gallavotti and E.D.G. Cohen, Phys. Rev. Lett. 74 2694 (1995)


ANOMALIE DELL’ACQUA ED EFFETTO IDROFOBICO PER SOLUTISEMPLICI E POLIMERICI: UN APPROCCIO SU RETICOLO

Marco Pretti1,2 e Carla Buzano1

1 Dipartimento di Fisica, Politecnico di Torino, Torino, Italia2 INFM-CNR, Istituto dei Sistemi Complessi, Roma, Italia

In questo contributo, facciamo una breve rassegna delle proprieta anomale dell’acqua comesostanza pura e come solvente, e descriviamo i risultati di una ricerca su un modello di fluido-reticolare. Il modello e definito su un reticolo cubico a corpo centrato, e le molecole d’acquamodello possiedono una simmetria tetraedrica, con quattro “braccia leganti” equivalenti.Il modello fornisce una descrizione abbastanza coerente della termodinamica dell’acqua eriproduce qualitativamente diverse proprieta osservate sia nell’acqua pura che nelle soluzionidi soluti apolari (idrofobici) semplici. Introduciamo poi anche un modello piu generale, intesoa descrivere un polimero in soluzione acquosa. In opportune condizioni, questo modelloprevede una transizione anomala di collasso del polimero (coil-globule) all’aumentare dellatemperatura. Discutiamo brevemente la possibile rilevanza di questi risultati per quantoriguarda la fenomenologia dei polimeri termoreversibili e della denaturazione fredda nelleproteine.

63

Phase Diagram of Spinor BECs in 1D optical lattices

Matteo Rizzi

NEST-CNR-INFM & Scuola Normale Superiore, Piazza dei Cavalieri 7, I-56126 Pisa, Italy

Density Matrix Renormalization Group has been applied to accurately determine the lobestructure and the magnetic order of such systems. The Mott lobes present an even or oddasymmetry associated to the boson filling. We show that for odd fillings the insulatingphase is always in a dimerized state. The results obtained in this work are also relevantfor the determination of the ground state phase diagram of the S=1 Heisenberg model withbiquadratic interaction. The results presented here were recently confirmed by Bergkvist etal., cond-mat/0606265. Journ. Ref.: Phys Rev. Lett. 95, 240404 (2005) and J. Phys. B: At.Mol. Opt. Phys. 39 S163-S175 (2006).


Decoherence induced by quantum spin baths

Davide Rossini1, Tommaso Calarco2,3, Vittorio Giovannetti1, Simone Montangero1,4, andRosario Fazio5,1

1 NEST-CNR-INFM & Scuola Normale Superiore, piazza dei Cavalieri 7,I-56126 Pisa, Italy

2 Dipartimento di Fisica, Universita di Trento and BEC-CNR-INFM, I-38050 Povo, Italy3 ITAMP, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, MA 02138, USA

4 Institut fur Theoretische Festkorperphysik, Universitat Karlsruhe, 76128 Germany5 International School for Advanced Studies (SISSA) via Beirut 2-4,

I-34014, Trieste - Italy

We discuss the effects induced on a two-level system by the coupling with a one-dimensionalarray of spin 1/2-particles, whose free evolution is driven by a Hamiltonian which embracesIsing, XY and Heisenberg universality classes. This wide class of spin baths covers a greatimportance in quantum engineering, since it can be realized experimentally with atoms inoptical lattices [1]. We provide results which go beyond the case of a central spin coupleduniformly to all the spins of the baths [2,3]; for the XY and Ising universality classes weare able to give an exact expression for the decay of the coherence, while in the case of theHeisenberg spin bath we study the decoherence numerically, by means of the time-dependentdensity matrix renormalization group [4,5]. Special attention is devoted to the study of thetwo-level system’s behavior when the bath approaches the critical regime: far from criticalitythe loss of coherence is independent of the number of spins in the bath, while at quantumcriticality decoherence does depend on the environmental size and it is strongly enhanced.

1 D. Rossini, T. Calarco, V. Giovannetti, S. Montangero, and R. Fazio, Eprint: quant-ph/0605051.

2 H.T. Quan, Z. Song, X.F. Liu, P. Zanardi, and C.P. Sun, Phys. Rev. Lett. 96, 140604(2006).

3 F.M. Cucchietti, S. Fernandez-Vidal, and J.P. Paz, Eprint: quant-ph/0604136.

4 U. Schollwock, Rev. Mod. Phys. 77, 259 (2005).

5 S.R. White, and A.E. Feiguin, Phys. Rev. Lett. 93, 076401 (2004).

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LIQUID-LIQUID COEXISTENCE IN THE PHASE DIAGRAM OF A FLUIDCONFINED IN FRACTALS POROUS MATERIALS

V. De Grandis, P. Gallo and M. Rovere

Dipartimento di Fisica, Universita “Roma Tre”,and Democritos National Simulation Center, INFM-CNR,

Via della Vasca Navale 84, 00146 Roma, Italy.

Multicanonical ensemble sampling simulations have been performed to calculate the phasediagram of a Lennard-Jones fluid embedded in a fractal random matrix generated troughdiffusion limited cluster aggregation. The study of the system at increasing size and constantporosity shows that the results are independent from the matrix realization but not from thesize effects. A gas-liquid transition shifted with respect to bulk is found. On growing thesize of the system on the high density side of the gas-liquid coexistence curve it appears asecond coexistence region between two liquid phases. These two phases are characterized bya different behaviour of the local density inside the interconnected porous structure at thesame temperature and chemical potential.


QUANTUM VACUUM RADIATION FROM A SEMICONDUCTORMICROCAVITY IN THE ULTRASTRONG COUPLING REGIME

Simone De Liberato1,2, Cristiano Ciuti1 e Iacopo Carusotto3

1 Materiaux et Phenomenes Quantiques, Universite, Paris 7, France2 Laboratoire Pierre Aigrain, Ecole Normale Superieure, 24 rue Lhomond, 75005 Paris,

France3 CRS BEC-INFM and Dipartimento dei Fisica, Universita di Trento, I-38050 Povo, Italy

We present a theory of the quantum vacuum radiation induced by an arbitrary time-modu-lation of the vacuum Rabi frequency of a quantum well intersubband transition in a semi-conductor planar microcavity. We determine the intensity and spectral signatures of theextra-cavity quantum vacuum radiation on the amplitude and frequency of modulation ofthe vacuum Rabi frequency, accounting for the radiative and non-radiative losses. We showthat with realistic semiconductor parameters an ultra-fast modulation of the vacuum Rabifrequency can produce a significant amount of quantum correlated photon pairs (well exceed-ing the black-body thermal background) and that for well phase-matched modulation it caneven produce a vacuum parametric instability.

1. C. Ciuti, I. Carusotto and G. Bastard Phys. Rev. B 72, 115303 (2005)

2. C. Ciuti and I. Carusotto Phys. Rev. A (Accepted)

3. S. De Liberato, C. Ciuti and I. Carusotto (In preparation)

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Stability and excitations of solitons in 2D Bose-Einstein condensates

S. Tsuchiya, F. Dalfovo, C. Tozzo, and L. Pitaevskii

CNR-INFM BEC Center and Physics Dept., University of Trento, Italy

Solitons in atomic Bose-Einstein condensates have recently attracted much attention andhave been studied both theoretically and experimentally. In the ’80s, Jones and Roberts[J. Phys. A 15, 2599 (1982)] showed that the Gross-Pitaevskii (GP) equation admits atwo-dimensional solitary wave solution representing a vortex-antivortex pair moving in thecondensate at a given velocity. When the soliton moves at a velocity close to the Bogoliubovsound speed it takes the form of a rarefaction wave. Since the dispersion law of this solitonis lower than the one of Bogoliubov excitations in the uniform gas, it is expected to be stablein 2D and it might affect the dynamic and thermodynamic properties of the condensate. Westudy the stability and the excitations of this soliton by numerically solving the GP equationas well as the Kadomtsev-Petviashvili equation.


DOMINANT FOLDING PATHWAYS

Marcello Sega1, Pietro Faccioli2, Francesco Pederiva3 e Henri Orland4

1 Dipartimento di Fisica, Universita degli Studi di Trento, via Sommarive 14, Trento, Italia2 Dipartimento di Fisica e I.N.F.N., Universita degli Studi di Trento, via Sommarive 14,

Trento, Italia3 Dipartimento di Fisica e C.N.R./I.N.F.M.-DEMOCRITOS National Simulation Center,

Universita degli Studi di Trento, via Sommarive 14, Trento, Italia4 Service de Physique Theorique, Centre d’Etudes de Saclay, Gif-sur-Yvette Cedex, Francia

L’analogia formale tra il fenomeno della diffusione e l’evoluzione dei pacchetti d’onda quan-tistici permette di scrivere l’equazione di Fokker-Planck per il moto di una proteina in unbagno termico in termini di path integral: conseguentemente e possibile derivare un princi-pio variazionale che permette di calcolare la piu probabile sequenza di cambi conformazionaliche unisce due arbitrarie configurazioni senza richiedere la conoscenza a priori di alcunacoordinata di reazione.Il metodo e stato applicato con successo ad un modello semplificato (Go-like) di villina [1].Mostriamo ora per la prima volta i risultati ottenuti su un modello atomistico del dipeptide dialanina. Il valore del tempo di ”folding” piu probabile viene confrontato con i dati di dinamicamolecolare, raccolti dall’analisi di 3 mus di traiettoria, ottenendo un ottimo accordo.

1. Dominant pathways in protein folding, P. Faccioli, M. Sega, F. Pederiva, and H. Orland,to be published in Phys. Rev. Lett.

RELATORI E SESSIONI 1982 - 2004

72 RELATORI E SESSIONI 1982 - 2004

RELATORI 1982 - 2004

1982 (Comitato: Jacucci - Tosi)Balucani/Vallauri, Castellani, Ciccotti/Tenenbaum, Marinari, Omerti, Parrinello, Peri-ni, Parola, Reatto, Ronchetti, Rovere, Tartaglia/Zannetti

1983 (Comitato: De Pasquale - Jacucci - Tosi)Bachelet, Calandra, Campagnoli, Celasco, Galleani, Giaquinta, Grigolini, Mistura,Pucci, Rasetti, Rastelli, Resta, Stella, Vetri, Zannetti

1984 (Comitato: Jacucci - Pastori Parravicini - Tosi)Altarelli, Bertoni, Borsa/Rigamonti, Bottani, Bobel, Cassandro, Castellani, Casu-la/Mula, Ciccotti, Martinelli, Miotello, Nizzoli, Parola/Reatto, Parrinello, Peliti, Rug-giero, Strinati, Toigo, Toller

1985 (Comitato: Jacucci - Levi - Tosi)Andreoni, Ballone, Bisi, Bonifacio, Bosse, Car, Galgani, Gianturco, Girlanda, Leo-nardi/Vaglica, Lipari, Pietronero, Righini, Stringari, Terzi, Tognetti/Giachetti, Torello,Vignale/Singwi

1986 (Comitato: Jacucci - Marinaro - Tosi)Bachelet/Jacucci, Baldo, Brivio, Car/Parrinello, Carnevali, Casati, Ceperley, Clementi,Fasolino, Chiarotti, Jacoboni, Jona, Levi, Molinari, Morandi, Pegoraro, Preziosi, Ra-setti, Reatto, Rovere/Tosi, Tommasini, Virasoro

1987 (Comitato: Carnevali - Jacucci - Tosi)Almitrano, Antonelli, Benettin, Capasso, Car, Cassi, Ciccotti, D’Aguanno, D’Andrea/-Toffoli, De Arcangelis, De Lorenzi, Ercolessi, Farrario, Franceschini, Giorgilli, Jacucci,Livi, Lugli, Parisi, Politi, Roman, Ronchetti, Sampoli, Selloni, Uhrik

1988 (Comitato: Jacucci - Tosi + Bachelet - Benedek - Vulpiani)Andreoni, Baldereschi, Berretti/Sokal, Buda, Carnevali/Patarnello, Castellani, Catel-lani, Cortona, Crisanti, Del Sole, Falcone, Giannozzi, Iarlori, Jug, Levi, Livi, Meloni,Miglio, Ossicini, Paladin, Pastore, Ronchetti, Sorella, Succi, Tagliacozzo, Vitale, Vi-viani, Vulpiani, Yu Lu, Zanetti

1989 (Comitato: Bachelet - Jacucci - Tosi)Arrigoni, Ballone, de Gironcoli, Ferrario, Finocchi, Giavarini, Harding, Maan, Marche-soni, Meroni, Miotello, Montorsi, Peressi, Pietronero, Pucci, Reatto, Rovere, Santini,Scoppola, Senatore, Tarancon

1990 (Comitato: Bachelet - Rasetti - Tosi)Bertoncini, Brunetti, Campa, Carra, Casartelli, Casti, Chubukov, Colombo, Com-pagno, D’Ariano, Franciosi, Galli, Girlanda, Grilli, Jug, Lugli, Massidda, Parola, Pini,Politi, Selloni/Ancilotto, Stringari, Tombesi, Zhang Yi-Cheng

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1991 (Comitato: Bachelet - Rasetti - Ronchetti - Senatore - Tosi)Andreani, Baroni, Beltram, Caianello, Carraro, De Vita, Giaquinta, Guarnieri, Iar-lori, Jona-Lasinio, Livi, Molteni, Morandi, Pastore, Pilla, Pitaevskij, Presilla, Romano,Vergassola, Vitiello

1992 (Comitato: Bachelet - Rasetti - Ronchetti - Senatore - Tosi)Andreoni, Arecchi, Benzi, Bosin, Dalfovo, Del Sole, Falci, Kumar, Manghi, Marconi,Monachesi, Moroni, Olla, Onida, Oss, Pierleoni, Rastelli, Reatto, Tomagnini, Vignale

1993 (Comitato: Bachelet - Rasetti - Ronchetti - Senatore - Tosi)Ancilotto, Brink, Buda, Caselle, Cassi, Celeghini, Cucolo, Fiorentini, Finocchi, France-schetti, Galli, Kapral, Maritan, Nori, Paladin, Pasquarello, Penna, Resta, Toigo, Ve-spignani

1994 (Comitato: Ferrari - Senatore - Stella - Tosi)Bernasconi, Cappelli, Casetti, Ciuchi, Di Ventra, Fabrizio, Ferconi, Ferrando, Gian-nozzi, Giorgini, Marchi, Mariani, Marsili, Oppo, Pavone, Reining, Rubini, Seno, Serva,Vulpiani

1995 (Comitato: Ferrari - Rasetti - Senatore - Stringari - Tosi)Montorsi, Sorella, Gallavotti, Ossicini, Tassone, Mauri, Alippi, Santoro, Massobrio,Sette, Pierleoni, Pederiva, Moroni, Ferrari, Cuccoli, Maritan, Borgonovi, Benvenuto,Macchiavello, Brambilla

1996 (Comitato: Ferrari - Rasetti - Senatore - Stringari - Tosi)Stringari, Barenghi, Inguscio, Pistolesi, Grilli, Salerno, Iengo, Coniglio, Zecchina, Palma,Paladin, Politi, Nijmeijer, Fazio, Canali, Manini, Brivio, Buda, Binggeli, Dell’Anna,Rapisarda

1997 (Comitato: Ferrari - Rasetti - Senatore - Stringari - Tosi)Ferrando, De Gironcoli, Crisanti, Livi, Parisi, Loreto, Catellani, Trioni, Fazio, Min-guzzi, Smerzi, Galli, Giorgini, Conti, Goldoni, Beltram, Gygi, Onida, Filippetti, Mel-chionna

1998 (Comitato: Dalfovo - Di Castro - Rasetti - Senatore - Tosi)Micheletti, Nicodemi, Franz, Ruocco, Sciortino, Cleri, Roman, Scandolo, Giglio, Rossi,Raimondi, Sorella, Durin, Cosentini, Arrigoni, Morandi, Burioni, Caprara, Casetti,Politi

1999 (Comitato: Dalfovo - Di Castro - Rasetti - Senatore - Tosi)Pistolesi, Biagini, Penna, Capriotti, Cuccoli, Paris, Zanardi, Carloni, Bezzi, Giacca,Pulci, Fiorentini, Lazzeri, Montanari, Minniti, Chiofalo, Di Castro, Zecchina, Marsili,Orlandini, Zapperi

2000 (Comitato: Dalfovo - Di Castro - Senatore - Vulpiani)Gallo, Coluzzi, Pieri, Giuliano, Santoro, Perali, Porcelli, Macchi, Stringari, Benenti,Becca, De Palo, Giuliani, Dal Corso, Degoli, Rigamonti, Puglisi, Borgonovi, Mazzino,Delfino


2001 (Comitato: Dalfovo - Di Castro - Senatore - Vulpiani)D’Amico, Biolatti, Ricci-Tersenghi, Bagnoli, Capone, Jug, Cappellutti, Benfatto, Vespig-nani, Menotti, Zambelli, Vignolo, Viverit, Baletto, Tozzini, Pavesi, Moroni, Vergni,Boffetta

2002 (Comitato: Colombo - Dalfovo - Senatore - Vulpiani)Iotti, Plastina, Tredicucci, Dolcini, Sassetti, Caprara, Capriotti, Carusotto, Trombet-toni, D’Ariano, Micheletti, Bongini, Marini Bettolo Marconi, Giardina, Rapisarda,Acerbi, Bongiorno, Marini, Profeta, Boeri

2003 (Comitato: Colombo - Dalfovo - Marini Bettolo Marconi - Senatore - Vulpiani)Bouchet, Cipriani, Becca, Moroni, Ceresoli, Ciancio, Osterloh, Paladino, Mantica,Flammini, Cecconi, Leone, Buonsante, Cattani, Kramer, Modugno, Ruini, Umari, Pi-cozzi, Agio

2004 (Comitato: Colombo - Dalfovo - Fazio - Marini Bettolo Marconi - Senatore)Verrucchi, Giorda, Livi, Cappelli, Controzzi, Proietti Zaccaria, Gebauer, Perali, Polini,Resta, Bertoni, Bercioux, Fabris, Righi, Zaccarelli, LoVerso, Piazza, Cencini, Celardo,Colaiori, Parisi

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SESSIONI 1982 - 2004

1982 Sistemi classici (equilibrio - dinamica)Sistemi quantistici (bosoni - fermioni)Transizioni di faseInstabilita e metodi stocastici

1983 Fisica delle superficiProprieta elettronicheMeccanica statistica delle proprieta prevalentemente statisticheMeccanica statistica delle proprieta prevalentemente dinamiche

1984 Il programma non e stato diviso in sessioni

1985 Fisica atomica ed i LaserFononi e la fisica non lineareProprieta elettroniche di bulk e di superficieFisica dei liquidi

1986 Meccanica statisticaFisica dei liquidiProprieta elettroniche e simulazioneSuperfici ed interfacce

1987 Modelli su reticoloSistemi dinamici caoticiTrasporto elettronico, struttura atomica ed elettronicaStruttura e trasporto ionici, atomici e molecolari

1988 Meccanica statisticaMany-bodySuperfici ed interfacceStruttura elettronica

1989 Stati elettroniciFisica dei materialiHigh Tc

Fisica quantisticaMeccanica statistica e simulazione

1990 Sistemi magneticiMeccanica statisticaHigh Tc

Stati aggregatiLuce-materiaElettroni-dispositivi


1991 Meccanica quantistica (tre sessioni)Elio 4 liquidoMaterialiMeccanica statistica

1992 Turbolenza e meccanica statisticaLiquidi quantisticiDinamica molecolareFullereneFluttuazioni quantisticheElettroni

1993 Meccanica statisticaSistemi quantisticiElettroniHigh Tc

FullereneSuperfici

1994 SuperficiMeccanica QuantisticaMeccanica StatisticaProprieta elettroniche e materialiSimulazioni

1995 Meccanica StatisticaProprieta ottiche e elettronicheSuperficiLiquidi QuantisticiOttica quantistica e caos

1996 Superfluidita e Condensazione di Bose-EinsteinElettroni fortemente correlatiMeccanica StatisticaSuperfici e fullereneSimulazioni e fisica computazionale

1997 SuperficiMeccanica StatisticaSistemi BosoniciPozzi QuantisticiProprieta elettroniche

1998 Meccanica StatisticaSistemi disordinatiProprieta strutturaliSistemi mesoscopiciMagnetismoCorrelazioni elettronicheMeccanica Statistica

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1999 Teoria dei Sistemi a Molti CorpiSistemi MagneticiQuantum InformationModelli di Interesse BiologicoStrutture ElettronicheCondensazione di Bose-EinsteinMeccanica Statistica

2000 Sistemi VetrosiBassa Dimensionalita (due sessioni)PlasmiNanostruttureMeccanica Statistica

2001 Spintronica e Computazione QuantisticaMeccanica Statistica e Disordine (due sessioni)SupeconduttivitaGas di Bosoni e Fermioni ItrappolatiNanostrutture

2002 Dispositivi QuantisticiMolti Corpi e Sistemi CorrelatiFenomeni Non LineariMeccanica StatisticaEconofisicaFisica dei Materiali

2003 Meccanica Statistica IMeccanica QuantisticaMetodi della Meccanica QuantisticaMeccanica Statistica IICondensati di Bose-EinsteinProprieta Elettroniche

2004 EntanglementMeccanica Quantistica e Applicazioni di Teoria dei CampiAtomi UltrafreddiStruttura ElettronicaMateria SofficeMeccanica Statistica

Indice degli autori

Agliari E., 43Aiguo X., 54Amadei A., 50Andreani L. C., 44Anselmi C., 30Antezza M., 37

Baiesi M., 27Balestreri A., 44Becca F., 13Boronat J., 60Buonsante P., 45Burioni R., 43Buzano C., 62

Calarco T., 64Capello M., 13Capone M., 46, 47Caracciolo S., 26Carusotto I., 39, 48, 66Cassi D., 43Castellani C., 46Casulleras J., 60Cecconi F., 31Citro R., 38Ciuti C., 48, 66Continenza A., 12Corberi F., 55Cozzini M., 49

D’Agosta R., 14Daidone I., 50Dalfovo F., 67Dao T. L., 47De Grandis V., 65De Liberato S., 66De Palo S., 15Delfini L., 25Di Nola A., 50Di Ventra M., 14

Fabrizio M., 13Faccioli P., 68Fazio R., 64Floris A., 12Franchini C., 12Franzosi R., 51

Gabrielli P. G., 52Gabrielli S., 52Gallo P., 65Gambassi A., 26Garberoglio G., 53Georges A., 47Giampaolo S.M., 58Giorda P., 49Giorgini S., 39, 60Giovannetti V., 64Gompper G., 9Gonnella G., 54, 61Gross E. K. U., 12Guardiani C., 31Gubinelli M., 26

Illuminati F., 58

Johnson J. K., 53

Keelin J., 21

Lamura A., 9, 54, 61Lathiotakis N. N., 12Lepri S., 25Lippiello E., 55Littlewood P. B., 21Livi R., 25, 51Livi Roberto, 31Lobo C., 39Luders M., 12

Maes C., 27Marchetti F. M., 21

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80 INDICE DEGLI AUTORI

Marchi M., 56Marques M. A. L., 12Massel F., 57Massidda S., 12Mazzarella G., 58Micheletti C., 29Modica L., 17Molinari E., 17Montangero S., 64Morigi G., 20Moroni S., 56

Neri F.M., 43

Oppo G.-L., 17, 19, 51Orignac E., 38Orland H., 68

Pederiva F., 68Pedri P., 59Pelissetto A., 26Penna V., 45, 57Pilati S., 60Piscitelli A., 61Pitaevskii L., 67Politi A., 25Pretti M., 62Profeta G., 12Puglisi A., 8

Raffaele R., 11Recati A., 39Rizzi M., 63Rondoni R., 23Rossi G., 17, 33Rossini D., 64Rovere M., 65

Sakkos K., 60Sanna A., 12Sattin F., 27Scala A., 7Sega M., 68Senatore G., 56Smith, J. C., 50Sorella S., 13Stefani G., 17Stringari S., 17, 39

Szymanska M. H., 21

Tosatti E., 13Toschi A., 46Toschi F., 24Tozzo C., 67Trombettoni A., 35Tsuchiya S., 67

Ulmschneider M., 50

Vezzani A., 36, 45

Wouters M., 48

Yunoki S., 13

Zanardi P., 49Zannetti M., 55

fisica teorica e struttura della materia -...

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