Il linguaggio della simmetria: la teoria dei gruppi. Un'introduzione per i chimici

Quest'introduzione alla simmetria, rivolta agli studenti di chimica, nasce dalle lezioni di Metodi matematici per la chimica tenute dall'autore per gli studenti della laurea triennale presso il Dipartimento di chimica "Giacomo Ciamician" dell'Università di Bologna. Per la sua collocazione al primo semestre del secondo anno, il corso ha una natura propedeutica, privilegiando, da una parte, il contenuto più prettamente matematico e, dall'altra, presentando i fondamenti della chimica quantistica con attenzione agli aspetti di simmetria. Questo si riflette nel testo, che ha così un'impostazione formale piuttosto che basata su esempi, i quali sono accennati nel capitolo finale delle Applicazioni. Dopo un primo capitolo di introduzione al concetto di Simmetria, nel secondo si introduce la teoria dei Gruppi come "linguaggio" formale per trattare della simmetria. Quindi c'è un interludio di Elementi di algebra lineare, necessario per comprendere il fondamentale quinto capitolo, che tratta delle Rappresentazioni matriciali, cioè la sostituzione della geometria delle operazioni di simmetria con l'algebra delle matrici. Il quarto capitolo presenta i Gruppi di simmetria puntuali e spaziali. Il sesto capitolo introduce i postulati della meccanica quantistica per affrontare il binomio Simmetria e quantomeccanica. Le appendici approfondiscono argomenti solo accennati nel testo, quali i Numeri complessi, la Notazione di Dirac e la Buca di potenziale finito.