Teoría Cuántica de la Materia Condensada
(Curso Académico 2024 - 2025)
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1. Datos descriptivos de la asignatura
  • Código: 275461234
  • Centro: Escuela de Doctorado y Estudios de Postgrado
  • Lugar de impartición: Facultad de Ciencias. Sección de Física
  • Titulación: Máster Universitario en Astrofísica
  • Plan de Estudios: 2013 (publicado en 11-02-2014)
  • Rama de conocimiento: Ciencias
  • Itinerario/Intensificación:
  • Departamento/s:
  • Área/s de conocimiento:
    • Física Aplicada
  • Curso: 1
  • Carácter: Optativo
  • Duración: Segundo cuatrimestre
  • Créditos ECTS: 6,0
  • Modalidad de impartición: Presencial
  • Horario: Ver horario
  • Dirección web de la asignatura: Ver web de la asignatura
  • Idioma: Castellano e inglés
2. Requisitos de matrícula y calificación
3. Profesorado que imparte la asignatura

Profesor/a Coordinador/a: FERNANDO DELGADO ACOSTA

General:
Nombre:
FERNANDO
Apellido:
DELGADO ACOSTA
Departamento:
Física
Área de conocimiento:
Física Aplicada
Grupo:
Contacto:
Teléfono 1:
922316502 (Ext 6452)
Teléfono 2:
Correo electrónico:
fdelgadoa@ull.es
Correo alternativo:
fernando.delgado@ull.edu.es
Tutorías primer cuatrimestre:
DesdeHastaDíaHora incialHora finalLocalizaciónPlantaDespacho
Todo el cuatrimestre Miércoles 14:30 16:30 Edificio de Física y Matemáticas - AN.2B 2 Edificio Calabaza, 2º planta
Todo el cuatrimestre Viernes 14:30 16:30 Edificio de Física y Matemáticas - AN.2B 2 Edificio Calabaza, 2º planta
Todo el cuatrimestre Lunes 11:00 13:00 Edificio Calabaza-Aulas - AN.2C 2 Edificio Calabaza, 2º planta
Observaciones:
Tutorías segundo cuatrimestre:
DesdeHastaDíaHora incialHora finalLocalizaciónPlantaDespacho
Todo el cuatrimestre Miércoles 14:30 16:30 Edificio de Física y Matemáticas - AN.2B 2 Edificio Calabaza, 2º planta
Todo el cuatrimestre Viernes 14:30 16:30 Edificio de Física y Matemáticas - AN.2B 2 Edificio Calabaza, 2º planta
Todo el cuatrimestre Lunes 11:00 13:00 Edificio Calabaza-Aulas - AN.2C 2 Edificio Calabaza, 2º planta
Observaciones:
General:
Nombre:
ANDRES
Apellido:
MUJICA FERNAUD
Departamento:
Física
Área de conocimiento:
Física Aplicada
Grupo:
Contacto:
Teléfono 1:
922318257
Teléfono 2:
Correo electrónico:
amujica@ull.es
Correo alternativo:
amujica@ull.edu.es
Tutorías primer cuatrimestre:
DesdeHastaDíaHora incialHora finalLocalizaciónPlantaDespacho
Todo el cuatrimestre Martes 12:00 14:30 Edificio de Física y Matemáticas - AN.2B 42
Todo el cuatrimestre Lunes 10:30 11:00 Edificio de Física y Matemáticas - AN.2B 42
Todo el cuatrimestre Martes 10:30 11:00 Edificio de Física y Matemáticas - AN.2B 42
Todo el cuatrimestre Lunes 12:00 14:30 Edificio de Física y Matemáticas - AN.2B 42
Observaciones: Con el fin de garantizar y optimizar el tiempo de atención al alumnado las tutorías deben solicitarse previamente por correo electrónico dirigido a los profesores.
Tutorías segundo cuatrimestre:
DesdeHastaDíaHora incialHora finalLocalizaciónPlantaDespacho
Todo el cuatrimestre Martes 12:00 14:30 Edificio de Física y Matemáticas - AN.2B 42
Todo el cuatrimestre Lunes 12:00 14:30 Edificio de Física y Matemáticas - AN.2B 42
Todo el cuatrimestre Lunes 10:30 11:00 Edificio de Física y Matemáticas - AN.2B 42
Todo el cuatrimestre Martes 10:30 11:00 Edificio de Física y Matemáticas - AN.2B 42
Observaciones: Con el fin de garantizar y optimizar el tiempo de atención al alumnado las tutorías deben solicitarse previamente por correo electrónico dirigido a los profesores.
4. Contextualización de la asignatura en el plan de estudio
  • Bloque formativo al que pertenece la asignatura:
  • Perfil profesional:
5. Competencias

Competencia Específicas

  • CE6 - Comprender la estructura de la materia siendo capaz de solucionar problemas relacionados con la interacción entre la materia y la radiación en diferentes rangos de energía
  • CE11 - Saber utilizar la instrumentación astrofísica actual (tanto en observatorios terrestres como espaciales) especialmente aquélla que usa la tecnología más innovadora y conocer los fundamentos de la tecnología utilizada

Competencias Generales

  • CG1 - Conocer las técnicas matemáticas y numéricas avanzadas que permitan la aplicación de la Física y de la Astrofísica a la solución de problemas complejos mediante modelos sencillos

Competencias Básicas

  • CB6 - Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación
  • CB7 - Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios
  • CB8 - Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios
  • CB10 - Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo

Exclusiva de la Especialidad de Estructura de la Materia

  • CX13 - Comprender en profundidad las teorías básicas que explican la estructura de la materia y las colisiones así como del estado de la materia en condiciones extremas
  • CX14 - Comprender la interrelación entre átomos moléculas y radiación y las herramientas de diagnóstico del estado de la materia a partir del espectro
  • CX16 - Comprender los mecanismos de propagación de ondas electromagnéticas y la dinámica de las partículas cargadas
6. Contenidos de la asignatura

Contenidos teóricos y prácticos de la asignatura

- Profesores: Fernando Delgado Acosta y Andrés Mújica Fernaud
- Temas:
  1. Simetría en cristales. Teoría de sólidos cristalinos.
    1. Aproximación de Born-Oppenheimer. Hamiltoniano iónico y electrónico.
    2. Vibraciones en la red. Técnicas experimentales para investigar el espectro de vibraciones.
    3. Electrones en una red: electrones no interactuantes en una red periódica.
      1. Electrones en una red periódica y la condición de Bragg-Laue.
      2. Aproximación de electrones localizados: modelos "tight-binding".
      3. Teorema de Bloch: masa efectiva, velocidad de los electrones. 
      4. Teoría de bandas: llenado de bandas, clasificación de los materiales.
    4. Electrones interactuantes
      1. Segunda cuantización: operadores de campo fermiónicos y bosónicos.
      2. Aproximaciones de campo medio. Hartree, Hartree-Fock. Canje y correlación. Teoría del funcional de la densidad.
      3. Teoría de respuesta lineal. Función dieléctrica y susceptibilidad magnética.
  2. Transporte.
    1. Transporte semiclásico: ecuación de Boltzman. Conductividad y conducción de calor.
    2. Ondas electromagnéticas en campos magnéticos elevados.
    3. Transporte cuántico. Transporte balístico. Fórmula de Landauer y cuantización de la conductancia. Tuneleo y régimen de Coulomb blockage.
  3. Propiedades ópticas
    1. Revisión de relaciones fundamentales para fenómenos ópticos.
    2. Contribución de cargas libres. Plasmones. Transiciones interbanda.
    3. Absorción de luz en sólidos. Impurezas. Luminiscencia y fotoconductividad.

Prácticas preferentemente de aplicación en materiales de interés geofísico o astrofísico, aunque inicialmente se usarán sistemas simples como modelo para, en un tiempo razonable, obtener resultados. Se insistirá en la elección del caso a estudio, su estado actual y establecimiento de objetivos viables acordes a los conocimientos y medios disponibles.

Actividades a desarrollar en otro idioma

Seminarios, clases de apoyo y videotutoriales en inglés como apoyo a la enseñanza de la asignatura. Se podrán exponer en inglés los trabajos realizados.
7. Metodología y volumen de trabajo del estudiante

Modelo de Enseñanza Centrada en el Alumnado

Aplica las siguientes metodologías activas: Aula invertida - Flipped Classroom, Aprendizaje cooperativo, Simulación

Descripción

La asignatura se divide aproximadamente en un 40% de actividades presenciales y un 60% de trabajo autónomo.
De las actividades presenciales, el 50% corresponde a "clases invertidas", donde los alumnos deberán exponer temas previamente asignados por el profesor para su exposición ante el resto de compañeros, debiendo responder tanta a los comentarios/preguntas de los compañeros como del profesor. Los alumnos deberán asistir también a seminarios impartidos a lo largo del curso (5%). Del 45% restante, un 20% corresponderá a clases magistrales, mientras que un 20% se llevará a cabo para la realización de clases prácticas y simulaciones. El 5% restante estará asignado a tutorías en grupos reducidos con evaluación continua.
Los alumnos únicamente podrán usar medios de IA como ayuda a su estudios en las horas de trabajo autónomo con la consabida responsabilidad, sin que ello suponga en modo alguno una alternativa válida a la bibliografía correspondiente.
El alumnado dispondrá de 85 horas de trabajo autónomo para realizar las actividades previstas, que incluyen la asistencia de forma individual a las tutorías del profesor.

Actividades formativas en créditos ECTS, su metodología de enseñanza-aprendizaje y su relación con las competencias que debe adquirir el estudiante

Actividades formativas Horas presenciales Horas de trabajo autónomo Total horas Relación con competencias
Clases teóricas 40,00 0,00 40,0 [CX13], [CG1], [CB7], [CX16], [CX14], [CE6], [CE11]
Clases prácticas (aula/ laboratorio/centro de calculo/observatorio) 20,00 0,00 20,0 [CX13], [CB10], [CG1], [CB6], [CB8], [CB7], [CX16], [CX14], [CE6], [CE11]
Realización de trabajos (individual/grupal) 0,00 8,00 8,0 [CX13], [CB10], [CG1], [CB6], [CB8], [CB7], [CX16], [CX14], [CE6], [CE11]
Asistencia a tutorías 5,00 0,00 5,0 [CX13], [CB10], [CG1], [CB6], [CB8], [CB7], [CX16], [CX14], [CE6], [CE11]
Estudio/preparación de Clases 0,00 77,00 77,0 [CX13], [CB10], [CG1], [CB6], [CB8], [CB7], [CX16], [CX14], [CE6], [CE11]
Total horas
Total ECTS
8. Bibliografía / Recursos

Bibliografía básica

STEVEN M. GIRVIN, KUN YANG, 
Modern Condensed Matter Physics
 -Cambridge University Press (2019)

YURI M. GALPERIN,
Introduction to Modern Solid State Physics
. CreateSpace Independent Publishing Platform (2014)
 

M. DRESSELHAUS, G. DRESSELHAUS, S.B. CRONIN, A. GOMEZ-SOUZA FILHO, Solid State Properties: from bulk to nano. Springer (2018)

Bibliografía complementaria

Durante el curso, el alumnado manejará artículos de investigación publicados en revistas relevantes en el campo. También se manejarán artículos de revisión de los métodos y sus aplicaciones. Los artículos serán facilitados por el profesor a lo largo del curso.

Electronic structure calculations for solids and molecules, J. Kohanoff, Cambridge University Press, 2006.

Many-Particle Physics (Physics of Solids and Liquids), G. D. Mahan, Springer Verlag 2000.

· Ab Initio Molecular Dynamics: Basic Theory and Advanced Methods, Dominik Marx, Jürg Hutter, Cambridge University Press, 2009

· Quantum theory of solid state: An introduction, L. Kantarovich, Springer, 2004.

Otros recursos

Se utilizarán tutoriales y soporte de cursos relacionados con la materia, preferentemente en inglés. También se usarán conferencias en inglés grabadas por expertos en el campo para fomentar la discusión y reforzar el aprendizaje.

9. Sistema de evaluación y calificación

Descripción

Las estrategias de evaluación seguidas en la asignatura siguen el Reglamento de Evaluación y Calificación (REC) de la Universidad de La Laguna. La evaluación será preferentemente continuada y formativa dentro de lo establecido en el REC y en el marco de los criterios generales de la Universidad de La Laguna. El alumno debe decir, a través del aula virtual y antes del mes de empezado el cuatrimestre, si desea renunciar a la evaluación continua. El alumno que se presente a pruebas de continua cuya suma compute al menos un 50% de la nota de continua, se considedará que agota la convocatoria.

EVALUACIÓN CONTINUA:
Se realizarán las siguientes pruebas de evaluación continua, incluyendo la ponderación correspondiente en la puntuación final:
  1. Entrega de problemas y actividades prácticas de clase (50%)
  2. Prueba escrita de seguimiento a mitad de curso (20%).
  3. Prueba oral de exposición al final del curso (30%)
Para poder realizar la media ponderada de los tres bloques anteriores se requerirá una nota mínima de 3.5 puntos (sobre 10) en la prueba oral final.

Los alumnos que no hubiesen aprobado la asignatura en evaluación continua podrán recuperar las competencias no superadas en una prueba final escrita en la fecha establecida para la primera convocatoria en la Web del Máster Universitario en Astrofísica. Esta prueba permitirá:
  • recuperar las competencias evaluadas en el punto 3, permitiendo realizar la media ponderada.
  • superar la asignatura recuperando los puntos 1-3, siempre que la nota resultante sea igual o superior a 5 (sobre 10).
  Se considerará agotada la convocatoria cuando el alumno se presente a la prueba final escrita en cualquiera de las dos convocatorias. En caso contrario se considerará "No presentado". En la segunda convocatoria se mantendrá la modalidad de evaluación continua con idénticas condiciones.

EVALUACIÓN ÚNICA:
Tal y como establece el Reglamento de Evaluación y Calificación de la Universidad de La Laguna en su artículo 5.4, el alumnado podrá optar a la evaluación única comunicándolo al coordinador de la asignatura a través del procedimiento habilitado en el aula virtual de la asignatura en el plazo de un mes a partir del inicio del cuatrimestre correspondiente. La evaluación única consistirá en la realización de un examen final escrito. La prueba final será en las semanas 16-18 en la fecha establecida en la Web del Máster Universitario en Astrofísica. La calificación de la evalución única corresponderá a la puntuación del examen final. Se considerará agotada la convocatoria cuando el alumno se presente al examen final. En caso contrario se considerará "No presentado".
 

Estrategia Evaluativa

Tipo de prueba Competencias Criterios Ponderación
Pruebas de respuesta corta [CX13], [CG1], [CB7], [CX16], [CX14], [CE6], [CE11] Se harán cuestiones y se propondrán aspectos a discutir valorando la capacidad de comprensión y de respuesta. 5,00 %
Pruebas de desarrollo [CX13], [CB10], [CG1], [CB6], [CB8], [CB7], [CX16], [CX14], [CE6], [CE11] La evaluación de la asignatura se hará en base a la calificación obtenida en el examen, de carácter obligatorio, que se realice en las convocatorias oficiales al finalizar el cuatrimestre y a la evaluación continua. 80,00 %
Trabajos y proyectos [CX13], [CB10], [CG1], [CB6], [CB8], [CB7], [CX16], [CX14], [CE6], [CE11] Se propondrán trabajos prácticos en los que se evaluará el análisis del estado actual, la definición y consecución de objetivos, los resultados y su discusión, y la presentacion. 5,00 %
Informes memorias de prácticas [CB7], [CE6], [CG1], [CE11] Se valorará la redacción y presentación de los informes de los trabajos realizados siguiendo un modelo clásico de presentación científica. 5,00 %
Pruebas de ejecuciones de tareas reales y/o simuladas [CB7], [CE6], [CG1], [CE11] Se valorará el seguimiento de la asignatura mediante la resolución de las cuestiones y problemas propuestos en clase y resueltos por el alumnado, bien en clase o entregados en plazo al profesor de la asignatura. 5,00 %
10. Resultados de Aprendizaje
Esta asignatura intenta llevar al alumno de máster a conseguir un buen grado de madurez en la combinación de conceptos básicos de física de la materia condensada para entender el comportamiento y propiedades de los materiales con énfasis en sus propiedades en condiciones extremas, resaltando las aplicaciones y consecuencias en geofísica y astrofísica. La asignatura refuerza y combina los conocimientos previos adquiridos por los alumnos en la Licenciatura (o Máster) en asignaturas más generales, centrándose en la teoría cuántica de muchos cuerpos en física de sólidos y materiales, lo que la convierte en una asignatura apropiada como formación básica a nivel de máster.

Se pretende obtener una buena formacion del uso de métodos mecanocuánticos en el estudio de la materia condensada con énfasis en su potencial utilidad en geofísica y astrofísica.
11. Cronograma / calendario de la asignatura

Descripción

Distribución del contenido de la asignatura a lo largo de las 14 semanas en las que tienen lugar las clases y las actividades que se programen. A lo largo de estas 14 semanas se llevará a cabo la evaluación continua de la asignatura. El examen final se realizará entre las semanas 16-18, en las fechas establecidas para las convocatorias oficiales. El cronograma que se indica tiene carácter orientativo y está sujeto a variaciones en función del desarrollo de la materia y del calendario académico.

Segundo cuatrimestre

Semana Temas Actividades de enseñanza aprendizaje Horas de trabajo presencial Horas de trabajo autónomo Total
Semana 1: 1 Exposiciones orales por parte de los alumnos, clases magistrales, clases prácticas en el aula, simulación y
tutorías en grupos reducidos con evaluación
continua
5.00 5.00 10.00
Semana 2: 1 Exposiciones orales por parte de los alumnos, clases magistrales, clases prácticas en el aula, simulación y
tutorías en grupos reducidos con evaluación
continua
5.00 5.00 10.00
Semana 3: 1 Exposiciones orales por parte de los alumnos, clases magistrales, clases prácticas en el aula, simulación y
tutorías en grupos reducidos con evaluación
continua
5.00 6.00 11.00
Semana 4: 1 Exposiciones orales por parte de los alumnos, clases magistrales, clases prácticas en el aula, simulación y
tutorías en grupos reducidos con evaluación
continua
5.00 6.00 11.00
Semana 5: 1 Exposiciones orales por parte de los alumnos, clases magistrales, clases prácticas en el aula, simulación y
tutorías en grupos reducidos con evaluación
continua
5.00 6.00 11.00
Semana 6: 1 Exposiciones orales por parte de los alumnos, clases magistrales, clases prácticas en el aula, simulación y
tutorías en grupos reducidos con evaluación
continua
2.00 5.00 7.00
Semana 7: 1 Exposiciones orales por parte de los alumnos, clases magistrales, clases prácticas en el aula, simulación y
tutorías en grupos reducidos con evaluación
continua
5.00 6.00 11.00
Semana 8: 2 Exposiciones orales por parte de los alumnos, clases magistrales, clases prácticas en el aula, simulación y
tutorías en grupos reducidos con evaluación
continua
5.00 6.00 11.00
Semana 9: 2 Exposiciones orales por parte de los alumnos, clases magistrales, clases prácticas en el aula, simulación y
tutorías en grupos reducidos con evaluación
continua
5.00 6.00 11.00
Semana 10: 2 Exposiciones orales por parte de los alumnos, clases magistrales, clases prácticas en el aula, simulación y
tutorías en grupos reducidos con evaluación
continua
5.00 6.00 11.00
Semana 11: 2 Exposiciones orales por parte de los alumnos, clases magistrales, clases prácticas en el aula, simulación y
tutorías en grupos reducidos con evaluación
continua
5.00 6.00 11.00
Semana 12: 2 Exposiciones orales por parte de los alumnos, clases magistrales, clases prácticas en el aula, simulación y
tutorías en grupos reducidos con evaluación
continua
6.00 6.00 12.00
Semana 13: 2 Exposiciones orales por parte de los alumnos, clases magistrales, clases prácticas en el aula, simulación y
tutorías en grupos reducidos con evaluación
continua
2.00 6.00 8.00
Semana 14: 2 Exposiciones orales por parte de los alumnos, clases magistrales, clases prácticas en el aula, simulación y
tutorías en grupos reducidos con evaluación
continua
5.00 6.00 11.00
Semana 15 a 17: 0.00 4.00 4.00
Total 65.00 85.00 150.00
Fecha de última modificación: 01-07-2024
Fecha de aprobación: 01-07-2024