Lisans 3. ve 4. sınıf öğrencilerine yönelik
YOĞUN MADDE FİZİĞİ ve SİSTEMLER BİYOLOJİSİ

Sondan Durukanoğlu, İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
Nihat Berker, SÜ, Haluk Özbek, İTÜ, Levent Subaşı, SÜ
Sevtap Yıldız, İTÜ, Esra Özkan Zayim, İTÜ
Hacer Ayaz, KÜ, Mine Konuk, İTÜ, Berk Onat, İTÜ
Ongun Özçelik, KÜ, Ozan Sarıyer, KÜ, Yasemin Şengün, İTÜ

15 – 26 Ağustos 2010

Katı malzemenin atomik ölçeklerdeki bileşenleri olan elektronların ve iyonların davranışları irdelenerek, katı yapının  fiziksel özelliklerini (mekanik, elektronik, optik ve manyetik) nasıl belirledikleri incelenecektir.  Bu özellikleri ortaya koyabilen modeller ve teoriler öğretilecektir.  Dersin son ayağında ise, biyolojik sistemler topluluğunu moleküler ölçekler yerine büyük ölçeklerde, parallel olarak ve bu sistemlerin her birine ait parça parça bilgileri harmoni içinde kullanarak topluluğun karakterizasyonunu hedefleyen sistemler biyolojisine giriş yapılacaktır.

YOĞUN MADDE FİZİĞİ

1.  Metaller: Drude ve Sommerfeld teorisi ve serbest electron modelinin yeteresizlikleri.
2.  Kristal ve ters örgüler, kristaldeki kırınımlar, Bravais örgülerin ve kristal yapıların sınıflandırılıması.
3.  Periyodik potansiyelde elektronik seviyeler; Bloch teoremi, Fermi yüzeyi, durum yoğunlukları.
4.  Elektronların zayıf potansiyelle etkileşmesi; enerji bantları, geometrik yapı faktörü.
5. Sıkı bağ yöntemi; atomik orbitallarin lineer kombinasyonu, s-düzeylerinde bant yapılarına uygulama, sıkı bağ düzeylerinin genel özellikleri.
6.  Hartree denklemleri, Hartree-Fock denklemleri, korelasyon, perdeleme, Hartree-Fock yaklaşıklığında perdeleme.
7.  Harmonik kristalin klasik teorisi; özgül ısı, tek ve çok atomlu Bravais örgüleri.  Örgü titreşimleri ve elastik teori.
8.  Harmonik kristalin kuantum teorisi; normal modlar ve fononlar, yüksek ve düşük sıcaklıklarda özgül ısı, Debye ve Einstein modelleri, elektronik ve fonon özgül ısıların kıyaslanması, fonon durum yoğunlukları.

SİSTEMLER BİYOLOJİSİ

1.  Sistemler biyolojisi ve biyolojik modellemeye giriş, biyokimyasal ağların temsili, Petri ağları.
2.  Olasılık modelleri, dağılım fonksiyonları, rastgele yürüyüşler: Markov süreçleri ve sürekli örnekleme uzayı, kimyasal ve biyokimyasal kinematiği (Gillespie algoritması, stokastik Petri ağı ve master denklemler).
Ders aralıksız on gün artı yazılı ve sözlü sınavlar için iki günde verilecektir.  Başarılı öğrencilere sertifika verilecektir. İstanbul dışından gelen öğrencilerin otobüs masrafı, tüm öğrencilerin derse devam ettikleri müddetçe barınma ve yemekleri karşılanacaktır.  Katılım için hiç bir ücret yoktur.  Dersin içerik ve ödev yoğunluğu dolayısıyla, tüm öğrencilerin ders boyunca F. Gürsey Enstitüsünde kalmaları zorunludur.
Önkoşulu: Basit kuantum mekanik veya modern fizik.  Derse Devam: Derse gelen tüm öğrenciler, derse (not için) kayıtlı olmalıdır ve bütün etkinliklere katılmalıdır.  Doktoralı meslekdaşlar dersin tümüne veya kısımlarına dinleyici olarak katılabilirler.
Derste her günde iki tane yazılı kısa sınav, her gün bir ev ödevi ve sonunda yazılı ve sözlü sınav olacaktır.  Ders süresince öğrencilerin başka akademik veya sosyal faaliyetlere zaman ayırabilmeleri beklenilmemelidir.
Ders programı: 9:00-9:15 kısa sınav, 9:15-10:45 ders, 11:00-11:15 kısa sınav, 11:15-12:45 ders, 13:45-14:45 ders, 15:00-15:30 uygulama I, 15:30-16:15 uygulama II, 16:30-17:30 araştırma semineri.  Ödevler her gün 9:00 da toplanacaktır.  Çarşamba 25/8 yazılı sınav, Perşembe 26/8 sözlü sınav.  Nota katkı: kısa sınavlar 40%, ödevler 25%, yazılı sınav 25%, sözlü sınav 10%.
Ders 3. ve 4. sınıf lisans öğrencilerine yönelik olsa da, diğer sınıflardan lisans ve lisansüstü öğrencileri başvurabilirler.

Başvuru ve tavsiye mektubu süreci sona ermiştir. Değerlendirme sonuçları 15 Mayıs 2010‘a kadar kabul edilen öğrencilere bildirilecektir.