DIPARTIMENTO DI FISICA
Le attività di ricerca nel Dipartimento di Fisica dell'Università di Udine rappresentano un
significativo spettro di competenze e qualificati contributi nel panorama internazionale non
solo europeo, ma di tutto il mondo occidentale della ricerca avanzata in fisica. I principali
settori di ricerca attivi sono i seguenti: Energie rinnovabili, Didattica della fisica, Struttura
della materia, Fisica nucleare e subnucleare, Fisica Computazionale, Cosmologia e
astrofisica delle particelle, Fisica dell’atmosfera, Misure e strumentazioni nucleari, Biofisica.
Ciascun afferente al Dipartimento di Fisica partecipa a più di una linea di ricerca nel settore
in cui ha sviluppato principale competenza, con una produttività scientifica media pro capite
ed un impact factor dei lavori, che porta il Dipartimento di Fisica tra le prime strutture di
ricerca dell’Ateneo di Udine per tali parametri. Le ricerche svolte si avvalgono e producono
sviluppo nei seguenti 10 laboratori:
> Rivelatori a semiconduttore
> Sviluppo rilevatori ed elettronica
> Analisi dati per la micrometereologia
> Acquisizione dati
> Calcolo parallelo
> Officina
ho aggiunto uno spazio tra > e Officina
> Laboratorio di sviluppo di esperimenti didattici di fisica
> Esperimenti didattici di Fisica I
> Esperimenti didattici di Fisica II
> Centro Laboratorio per la Didattica della Fisica
Contribuiscono alla ricerca del Dipartimento di Fisica, oltre agli afferenti (2 professori
ordinari, 2 professori straordinari, 3 professori associati, 6 ricercatori e 1 “cervello” in rientro
temporaneo) ben 77 aggregati, di cui 10 dottorandi e 47 collaboratori di ricerca a cui si
aggiungono 3 assegnisti, 4 collaboratori a contratto coordinato e continuativo e 27 incarichi
occasionali nel 2005. La convenzione con l’INFN mette il Dipartimento in condizione di
sostenere le spese di gestione e manutenzione delle attrezzature di carattere generale e di
ricerca. Esso finanzia i più importanti progetti di ricerca internazionale per i quali il
Dipartimento di Fisica ha visibilità e prestigio in tale contesto. Anche il settore della Didattica
della Fisica rappresenta una riconosciuta eccellenza a livello nazionale ed internazionale. Ai
4 progetti di rilevante interesse nazionale si aggiungono un Interreg, un Leonardo e i progetti
di diffusione culturale e Lauree scientifiche per il settore fisica.
La varietà delle ricerche svolte dai singoli è una risorsa e una difficoltà nello stesso tempo, in
quanto rende ricca e poliedrica la ricerca Dipartimentale, ma rende difficili le sinergie locali.
Per la loro esiguità e per questo motivo i fondi di ricerca dipartimentale vengono distribuiti
individualmente e impegnati dai singoli per sostenere le spese locali e cofinanziare le
ricerche finanziate da progetti regionali, nazionali ed internazionali.
Il ritardo nell’assegnazione di idonei locali ed il mancato finanziamento dei laboratori didattici
ha messo in grave difficoltà il servizio di laboratorio di fisica verso i 2400 studenti di area
scientifica, che ne hanno sempre usufruito finora e che appartengono alle Facoltà di Agraria,
Ingegneria, Scienze della Formazione, Scienze Matematiche Fisiche Chimiche e Naturali,
Medicina Veterinaria e SSIS. Per sostenere tale servizio nell’ultimo anno gli afferenti al
Dipartimento hanno sostenuto spese di manutenzione con i propri fondi.
Si riportano di seguito i programmi di ricerca dei singoli ricercatori a cui competono fondi di
ricerca dipartimentale impegnati per il 2006.
DIEGO CAUZ
Ha assunto il ruolo di ricercatore nel corso del 2005, e, non avendo una
assegnazione personale di fondi, ha usufruito in parte dei fondi del prof. Pauletta e in
parte del prof. Del Papa. Per l’anno 2006 prevede di continuare l’attivita` svolta finora
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nei due esperimenti di fisica delle particelle in cui si è impegnato: CDF, presso il
Fermilab di Chicago e Atlas, presso il CERN di Ginevra.
Attivita` concernente l’esperimento CDF:
- Manutenzione del monitor dei calorimetri di plug del rivelatore.
- Partecipazione ai turni di presa dati presso il Fermilab.
- Partecipazione nel gruppo di Udine all’analisi dei dati in canali supersimmetrici.
Attivita` per l’esperimento Atlas:
- Responsabile per il gruppo di Udine del completamento delle misure sui sensori di
silicio del pixel detector.
- Partecipazione agli incontri periodici della collaborazione.
- Partecipazione alla simulazione di eventi in canali della fisica del top.
- Partecipazione all’attivita` di costruzione del monitor software del pixel detector.
I fondi di ricerca dipartimentale e aggiornamento scientifico saranno utilizzati come
segue:
- spese di missione per la partecipazione a convegni e incontri;
- spese telefoniche;
- acquisto materiale bibliografico;
- acquisto materiale di consumo.
MARINA COBAL
Il CERN è il più grande laboratorio mondiale oggi esistente per la Fisica delle particelle
elementari, il cui scopo è l’esplorazione della natura fondamentale della materia e delle forze
che regolano la vita del nostro Universo. Al CERN, il nuovo acceleratore LHC (Large Hadron
Collider) entrerà in funzione nel 2007. LHC è un anello di 4.3 Km di raggio, dove saranno
accelerati e fatti collidere frontalmente fasci di protoni ad energia elevatissima, pari a circa un
milione di volte quella che lega fra loro i protoni nel nucleo: nelle collisioni, parte dell’energia
dei protoni collidenti può venire trasformata nella creazione di nuove particelle.
L’esperimento ATLAS, che conta la partecipazione di circa 2000 fisici, da 150 Università e
laboratori, in 35 diversi paesi, studierà i prodotti finali di queste collisioni nell’intento di far
luce su alcuni aspetti della Natura per noi ancora misteriosi, per esempio il modo con cui le
particelle acquistano massa, e l’unificazione delle interazioni fondamentali: elettrodebole,
forte e gravitazionale. Dal 1995 collabora a questo esperimento, all’interno del quale ha
coperto diverse posizioni di responsabilita’: 1) Coordinazione ed attivita’ nel gruppo della
fisica del top in ATLAS, 2) Coordinazione del gruppo per gli studi di fisica del test beam
combinato di ATLAS, 3) Coordinazione Speakers Commettee dell’esperimento ATLAS.
Nel corso del 2006 intende dedicarsi allo studio della produzione e del decadimento del
singolo top nel canale Wt ad LHC, e collaborare alla realizzazione ed ai test del software per
il monitoring online ed offline del rivelatore a Pixels dell’ esperimento ATLAS. Dal Luglio
2005 fa parte di una ristretta task force (7 persone) istituita per le attivita’ di Commissioning
del rivelatore.
Sulla base dei progetti esposti si pianifica l’utilizzo dei fondi (Ricerca Dipartimentale e
Aggiornamento Scientifico) per le seguenti voci:
- spese di comunicazione (telefono);
- spese di pubblicazione;
- missioni per partecipazione a congressi e/o meetings e/o incontri di collaborazione;
- compensazione delle spese previste nei progetti finanziati;
- cofinanziamento di ricerche.
ALESSANDRO DE ANGELIS
Prevede di lavorare alle seguenti ricerche relative all'astrofisica delle particelle e alla
fisica delle interazioni fondamentali :
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1) Esperimento GLAST (rivelazione e studio di fotoni gamma da 30 MeV a 300 GeV
con rivelatore su satellite; presa dati prevista dal 2007) - coordinamento del gruppo di
Udine che è responsabile della simulazione e dell'event display, installazione del
rivelatore a SLAC, partecipazione ai test del rivelatore al CERN.
2) Esperimento MAGIC (rivelazione e strudio di fotoni gamma da 30 GeV a 10 TeV
con rivelatore a terra; presa dati iniziata nel 2004):
- analisi dei dati (coordinatore della Fisica dell’esperimento);
- spokesman (coordinatore nazionale) per l’INFN.
3) Esperimento DELPHI (Fisica elettrone-positrone a LEP, presa dati conclusa nel
2000) Finalizzazione dell'analisi sulla ricerca di pentaquark.
Sulla base dei progetti esposti si pianifica l’utilizzo dei fondi (Ricerca Dipartimentale e
Aggiornamento Scientifico) per le seguenti voci:
- spese di pubblicazione;
- missioni per partecipazione a congressi e/o meetings e/o incontri di collaborazione;
- compensazione delle spese previste nei progetti finanziati;
- cofinanziamento di ricerche.
BARBARA DE LOTTO
Prevede di proseguire l’attività di ricerca nel settore dell’ astrofisica delle particelle
nell’ambito dell’esperimento MAGIC.
La collaborazione con l’esperimento MAGIC (Major Atmospheric Gamma ray
Imaging Telescope), posto a circa 2300 metri di altitudine, sul bordo del cratere del
vulcano Taburiente nell’isola di La Palma, isole Canarie – Spagna, è iniziata da circa
un anno e mezzo, in concomitanza con l’inizio dell’attività operativa del telescopio
(costruito in collaborazione fra il Max Planck Institut di Monaco, IFAE Barcelona e
Università e INFN di Padova).
L’osservazione di raggi gamma di alta energia provenienti dal cosmo è un settore
relativamente recente e particolarmente promettente; l’esperienza acquisita nella
fisica agli acceleratori risulta fondamentale per la ricostruzione degli sciami prodotti
dalle particelle cosmiche nel loro impatto con l’atmosfera terrestre, e per la
separazione fra raggi gamma e fondo adronico.
Magic è il più grande telescopio a luce Cherenkov al mondo per l’astronomia gamma,
dedicata allo studio dei raggi gamma cosmici, ed è frutto di una collaborazione
internazionale. Magic non è assimilabile a un telescopio ottico per astronomia, ma
assomiglia piuttosto a un enorme rivelatore di particelle. Infatti, i fotoni dotati di
altissime energie come quelli che compongono i raggi gamma non possono essere
osservati con sistemi ottici tradizionali come quelli utilizzati per la luce visibile; la loro
osservazione richiede le più sofisticate tecnologie della fisica subnucleare.
Inaugurato nell’ottobre 2003 e in configurazione finale dal settembre 2004, il
telescopio Magic, con i suoi 17 metri di diametro e 240 metri quadrati di superficie
riflettente ad ottica attiva (tale cioè da poter cambiare dinamicamente la
configurazione), ha la più grande superficie ottica tra tutti i telescopi operanti.
Dalle sue osservazioni Magic ricaverà preziose informazioni sull’origine dei raggi
cosmici, sulla formazione degli oggetti più antichi dell’universo, sul rilascio di energia
gravitazionale in prossimità dei buchi neri, e anche sulla materia oscura e sulla
geometria spazio-temporale dell’Universo. Un secondo telescopio Magic è in
costruzione accanto al primo, allo scopo di aumentarne la sensibilità per osservare
l’Universo a profondità ancora maggiori.
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È responsabile INFN dell’unità locale di ricerca dell’esperimento MAGIC, costituita da
un gruppo di dodici persone con incarico di ricerca presso il gruppo collegato di
Udine dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
È responsabile scientifico dell’Unità di ricerca MIUR: PRIN (Programmi di Ricerca
Scientifica di Rilevante Interesse Nazionale) – Bando 2004 - Titolo specifico:
Sviluppo di software per la simulazione e l’analisi dati in fisica e astrofisica.
L’utilizzo dei fondi di Ricerca Dipartimentale e aggiornamento scientifico sarà
pertanto ripartito nelle seguenti voci:
- spese di missione per la partecipazione a convegni e incontri di collaborazione;
- cofinanziamento di progetti di ricerca;
- acquisto di testi specifici;
- acquisto di materiale di consumo.
CARLO DEL PAPA
Coordinatore del Gruppo di Udine dell’esperimento ATLAS, descritto già da Marina Cobal,
svolgerà la propria attività di ricerca in questo campo.
Pianifica l’utilizzo dei fondi (Ricerca Dipartimentale e Aggiornamento Scientifico) in sinergia
con le ricerche di Atlas, per le seguenti voci:
- spese di comunicazione (telefono);
- spese di pubblicazione;
- missioni per partecipazione a congressi e/o meetings e/o incontri di collaborazione;
- compensazione delle spese previste nei progetti finanziati;
- cofinanziamento di ricerche.
FURIO ERCOLESSI
L'attivita' di ricerca proseguira' nel 2006 sui seguenti temi:
1- Potenziali interatomici
Si intende continuare l'attivita' intrapresa dal dottorando Raffaele Buffa sulla costruzione di
potenziali interatomici a partire da calcoli da principi primi, con enfasi su piombo e bismuto quest'ultimo elemento di elevato interesse tecnologico e sinora non simulabile a causa della
carenza di potenziali validi. Lo sviluppo del potenziale per il piombo nel 2005 e' stato
rallentato da problemi riscontrati di scarsa affidabilita' di uno dei metodi da principi primi
utilizzati (Siesta), che ha richiesto una rimodulazione del progetto appoggiata su un metodo
piu' accurato (PWSCF) ma piu' oneroso in termini di risorse computazionali.
2- Fisica di superfici e nanostrutture
Si intende continuare la linea di ricerca sulla struttura e le proprieta' dinamiche e
termodinamiche di superfici e nanostrutture mediante simulazione, focalizzandosi in
particolare su fenomeni legati a superfici e nanostrutture liquide.
Si intende in particolare investigare fenomeni di instabilita' termodinamica che portano a
separazione di fase di nanofili liquidi inizialmente di diametro uniforme lungo l'asse del filo in
regioni con diametro differente, osservati recentemente in simulazioni effettuate dal nostro
gruppo. Si intende inoltre studiare il comportamento di interfacce liquido-liquido fra elementi
diversi in condizione di segregazione (come ad esempio nel sistema Al-Pb) in varie
geometrie (attivita' in corso da parte del tesista Raniero Cristin).
3- Fenomeni di attrito dinamico
In collaborazione col gruppo di nanostrutture della SISSA di Trieste (prof. Tosatti) si sta
avviando uno studio attraverso simulazioni di dinamica molecolare dell'attrito tra isole
bidimensionali di gas rari adsorbite su superfici metalliche. L'attivita' sara' l'oggetto di tesi
dello studente specializzando Nicola Varini, e si propone di chiarire alcune questioni irrisolte
sollevate da esperimenti QCM (Quartz Crystal Microbalance) riguardanti le dipendenze
dell'attrito da struttura, orientazione, dimensione, fase dell'isola.
4- Sviluppo algoritmi nel progetto Virtual Biophysical Lab
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Il progetto VBL (Virtual Biophysical Lab), recentemente finanziato da INFN-Gruppo 5, e' un
progetto interdisciplinare avente lo scopo di costruire un laboratorio virtuale per esperimenti
simulati di biologia cellulare. L'interesse primario e' rivolto alle cellule tumorali.
Nell'ambito di questo progetto verra' sviluppato del software per il calcolo efficiente delle
interazioni tra cellule, prendendo ispirazione da algoritmi sviluppati nella comunita' della
fisica computazionale della materia per il calcolo di forze interatomiche utilizzando potenziali
classici a corto raggio.
Si cerchera' inoltre di parallelizzare l'applicazione utilizzando tecniche di decomposizione
spaziale per ottenere buone performance su architetture parallele con accoppiamento tra
processori a banda relativamente ridotta (clusters).
5- Sicurezza della posta elettronica
In collaborazione con lo Spamhaus Project di Londra si intende sviluppare un sistema di
analisi delle intensita' di emissione di sorgenti di messaggi email in funzione del tempo (dati
ottenibili utilizzando una rete di rilevazione gia' esistente) allo scopo di confrontare il
comportamento temporale di sorgenti di spam e di posta legittima. Una catalogazione delle
sorgenti in questo senso puo' permettere il blocco (o piu' semplicemente il ritardo
mentre vengono raccolti ulteriori dati) della posta elettronica che emettono attraverso
l'utilizzo di un database centralizzato, consentendo un significativo avanzamento tecnologico
di grandeimpatto per la riduzione dello spam distribuito nelle mailbox degliutenti della rete.
La mole dei dati a disposizione e la necessita' di analizzarli in tempo reale fanno si' che gli
aspetti computazionali legati a questo progetto siano particolarmente rilevanti.
L'avvio di questo progetto e' subordinato all'approvazione di richieste di finanziamento
attualmente in corso di esame.
GILBERTO GIUGLIARELLI
Nell’anno 2006 l’attività di ricerca riguarderà i seguenti temi principali:
a) Protein Folding e Predizione di Strutture con Modelli di Off-Lattice – Progetto FIRB
L’attività di ricerca avviata lo scorso anno è diventata parte integrante di un progetto FIRB
appena finanziato. Il progetto riguarda lo studio teorico e sperimentale delle proteine e
delle interazioni tra esse (coord. locale Unità di Udine: prof. Agostino Dovier; coord.
Nazionale: prof. Ugo Monaco). La mia attività riguarderà in particolare la messa a punto di
un modello di simulazione off-lattice 3D capace di riprodurre sia le proprietà globali di
folding di proteine reali che la loro struttura. Si progetta anche di assegnare una tesi di
laurea su tali temi.
b) Folding e Aggregazione con Modelli di Proteina su Reticolo
Tale attività prosegue quella già intrapresa da qualche anno e riguarda la trattazione della
fisica delle proteine tramite modelli su reticolo in 2D e 3D. Nel 2006 si vogliono estendere
i risultati già ottenuti sulla competizione tra folding e aggregazione in 2D a modelli 3D. A
tale scopo è già stata assegnata una tesi di laurea ad uno studente del corso di Laurea
Specialistica in Fisica Computazionale su tali argomenti; uno degli obbiettivi principali sarà
quello di analizzare gli effetti della topologia dello stato nativo.
c) Wetting e Adsorbimento di Superfici con Geometrie Irregolari
L’attività prosegue lo sviluppo di modelli solid-on-solid per lo studio del wetting di superfici
rugose e strutturate avviato da molto tempo. Nel 2006 si intende completare la
determinazione del diagramma di fase relativo al wetting di wedges strutturate
tridimensionali e di valutare ed, eventualmente, adattare i modelli per lo studio di tali
fenomeni in superfici nanostrutturate.
d) Partecipazione al progetto VBL (Virtual Biophysics Lab) – Progetto INFN
Il progetto riguarda la realizzazione di un simulatore di crescita di sferoidi tumorali
mediante modellizzazione dei processi diffusivi e metabolici a livello cellulare (coord.
locale e nazionale: prof. Edoardo Milotti). Come componente del gruppo il mio compito
riguarda la aspetti legati alla diffusione browniana delle cellule e la modellizzazione delle
forze di adesione tra esse.
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Infine si stà partecipando, come componente del gruppo di ricerca locale, a due richieste di
finanziamento: 1) richiesta PRIN per un progetto dal titolo “Aspetti biofisici e computazionali
nella realizzazione di un modello numerico di crescita di sferoidi tumorali”, coordinata dal
prof. E. Milotti; 2) richiesta INDAM per un progetto dal titolo “Mathematical problems in
nanostructured material design”, coordinata dal prof. L. Freddi.
Sulla base dei progetti esposti si pianifica l’utilizzo dei fondi personali (Ricerca Dipartimentale
e Aggiornamento Scientifico) per le seguenti voci:
o spese di pubblicazione;
o adeguamento strumenti di calcolo (acquisto nuovo Display/Monitor per PC, software di
grafica e aggiornamento hardware).
o partecipazione a congressi e/o meetings e/o incontri di collaborazione;
o acquisto libri.
HANS GRASSMANN
Il principale settore di ricerca riguarda la fisica dell’informazione:
Nel 2005 è stata realizzata per la prima volta una concreta cooperazione fra il
Dipartimento di Fisica e l’Industria sotto forma di un contratto “conto terzi”, che
riguarda una applicazione della fisica dell’informazione. Per il 2006 si devono
intensificare ancora i contatti con l’industria, in particolare con l’ industria locale. Per
rimanere competitivi anche nel futuro, gli studi della fisica dell’ informazione
continueranno. Si avvierà inoltre lo studio di fattibilità per la creazione di un
laboratorio per la fisica lineare. Un adeguato spazio disponibile e mezzi di calcolo
avanzati ne sono indispensabili.
La ricerca sulla fisica della turbine è stata avviata da Isomorph, che nell’ultimo anno
ha dovuto concentrare tutte le sue risorse nel campo del calcolo lineare per poter
collaborare con l’Industria, si devono ora trovare finanziamenti per portare avanti la
ricerca sulle turbine – la cui validità è ormai riconosciuta. Tale ricerca e’ di evidente
importanza per l’industria locale visto che ci sono tanti flussi d’acqua in Friuli Venezia
Giulia che si potrebbero sfruttare in modo economico per la produzione di energia
con il metodo studiato. Per tali approfondimenti servirebbe una licenza per il calcolo
fluidodinamico e risorse di computing.
I fondi dipartimentali saranno dedicati a:
- partecipazione a congressi e/o meetings e/o incontri di collaborazione;
- aggiornamento di strumenti di calcolo (acquisto di programmi e acquisto di alcuni
computer)
MARISA MICHELINI
La ricerca in didattica della fisica nel 2006 si articolerà nei seguenti progetti.
Supercomet2. LdV pilot project N.: N/01/B/PP/131.014 – Progetto Europeo. Responsabile
internazionale: Vegard Engstrom. Responsabile scientifico italiano: Marisa Michelini. Nel
2005 si è conclusa la produzione dei materiali didattici prototipali. Essi sono stati tradotti in 4
lingue. Nel 2006 si effettuerà la sperimentazione controllata delle proposte didattiche: Udine
coordina quelle nazionali.
Materiali per l’innovazione in didattica della fisica e supporto della formazione iniziale e in
servizio degli insegnanti. Programma INTERREG III A/ Phare CBC Italia-Slovenia 20002006. Asse 3. Misura 3.2, Azione 3.2.4. Responsabile scientifico internazionale: Marisa
Michelini. Per ciascuno dei temi previsti nel Progetto. l progetto consiste nella progettazione,
validazione e pubblicazione di materiali per la formazione iniziale e in servizio degli
insegnanti di fisica a supporto dell’innovazione didattica in meccanica, meccanica dei fluidi,
termodinamica, ottica fisica e meccanica quantistica. In relazione a tali tematiche si stanno
progettando e realizzando: proposte prototipali innovative di esperimenti e modellizzazione di
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processi fisici; percorsi didattici mirati al superamento delle principali difficoltà di
formalizzazione dei concetti fisici.
Gli apparati prodotti vengono resi disponibili per attività sperimentali periodicamente offerte
alle scuole delle due regioni (Friuli Venezia Gliulia e Slovenia). I materiali didattici vengono
resi disponibili in rete telematica. Per ogni tematica viene posta attenzione all’analisi di: nodi
disciplinari che costituiscono difficoltà di apprendimento per gli studenti, strategie
sperimentali e di costruzione di modelli che si possono proporre per affrontarli,
individuazione delle interconnessioni tra tematiche diverse attraverso mirate esplorazioni in
contesti specifici, agganci interdisciplinari, utilizzo delle nuove tecnologie e in particolare
delle Information Communication Technology. Su ciascuna tematica la ricerca si sviluppa in
tre fasi:
a) Progettazione: analisi dalla letteratura sulla ricerca didattica dei processi di
apprendimento e studio di modalità per il cambiamento concettuale
b) validazione delle proposte in attività situate nelle scuole e loro ricalibrazione sulla base
degli esiti delle sperimentazioni effettuate);
c) pubblicazione dei materiali (incluse eventuali documentazioni delle sperimentazioni
effettuate nella seconda fase).
Alcune delle proposte riguardano la scuola superiore, alcune sono percorsi che si sviluppano
dalla scuola di base fino al termine della scuola superiore.
Per ciascun tema verranno messi a punto: impostazione disciplinare, approccio, strategia
didattica, prerequisiti, percorso, contenuti; schema delle attività, esperimenti (materiali e loro
assemblaggio, finalità dell’esperimento e procedura, dati campione e loro analisi),
documentazione di sperimentazioni in classe, riferimenti bibliografici e materiali di
approfondimento. Finora sono stati sviluppati materiali sui temi della meccanica dei fluidi e
della termodinamica. Nel 2006 si lavorerà sui temi della meccanica, dell’ ottica fisica e
meccanica quantistica.
FIS21 – Progetto di ricerca di rilevante interesse nazionale (PRIN 2004-06) realizzato in
collaborazione con 9 università italiane (TO, PV, MI, MI-Bicocca, BO, RM, NA, PA, UD).
Responsabile nazionale: Paolo Guidoni. Responsabile dell’Unità di Udine, che coordina
anche i gruppi di ricerca delle Università di Bari, Lecce, Modena e Reggio Emilia, Trieste:
Marisa Michelini. Finalità generale della ricerca è lo studio di un Modello di Percorso (MdP)
per lo sviluppo coerente della competenza in fisica dalla scuola dell’infanzia al termine della
scuola secondaria. Parallelamente inizierà a sviluppare i seguenti sotto-percorsi (tematici,
e/o di livello), che saranno particolareggiati in coerenza con le grandi linee del MdP: 1)
Educazione scientifica di base (SP_ESB), ed in particolare elementare: 1.1) studio del moto;
1.2) peso e gravità; 1.3) proprietà dei fluidi e fluidodinamica, il volo; 1.4) fenomeni acustici;
1.5) fenomeni termici; 1.6) fenomeni ottici; 1.7) fenomeni elettromagnetici. 2) Aspetti di
sintesi nella formazione secondaria: 2.1) Concetto di campo, con particolare riguardo al
campo gravitazionale e a quello elettromagnetico; 2.2) Ottica fisica ed interazione lucemateria; 2.3) Meccanica quantistica. Le problematiche di ricerca su cui si concentrerà
l’attenzione sono: a) ruolo dell’operatività e i processi di formalizzazione in contesti di
educazione informale e in percorsi formativi scolastici; b) raccordo tra l’educazione scientifica
e quella tecnologica a tutti i livelli; c) abilità di problem solving e progettuali nella facilitazione
dei processi di apprendimento; d) contributo di ambienti telematici, di diversi strumenti
interattivi e di modalità blended per apprendimento in fisica; e) le modalità di recupero per
l’apprendimento in fisica nel biennio superiore; f) modalità di formazione iniziale ed in
servizio degli insegnanti capaci di attivare innovazione didattica. Dal punto di vista
metodologico, il raccordo con i contesti di educazione informale, come quelli delle mostre
interattive e degli ambienti di apprendimento del quotidiano, permetterà la messa a punto di
modalità di formazione non convenzionali ed il riconoscimento di quei processi spontanei di
apprendimento, che realizzano il raccordo tra l’esperienza di senso comune e
l’interpretazione fisica del reale, soprattutto nella scuola di base per l’educazione scientifica e
tecnologica. Il lavoro congiunto con insegnanti ricercatori, che collaborano con noi da anni, la
discussione con altri insegnanti e la sperimentazione nelle classi dei diversi segmenti del
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MdP rappresenterà il modo in cui evidenziare elementi di valore e punti critici, costiturà la
modalità di validazione delle proposte specifiche. I prodotti di ricerca previsti sono: articoli
sulle tematiche di ricerca, opuscoli per l’insegnante e per gli studenti, creazione e
pubblicazione di un ambiente web in cui pubblicare i materiali per la formazione degli
insegnanti e per le attività nelle classi. La diversa possibilità di articolazione per temi e
sottotemi, per argomenti e per esperienze, potenzierà i prodotti di ricerca ed offrirà modi di
guardare diversi alla proposta di percorso unitaria.
Formare alle scoperte. Formare gli insegnanti a scoprire i processi di apprendimento dei
bambini in Elettromagnetismo e Termodinamica. PRIRIUS/CRUS n.1_anni 2003 e 2004.
Responsabili: Mirella Fanutti e Marisa Michelini
Sensori come estensione dei sensi per esplorare stati e processi termici nell’infanzia e
nelle elementari. Formazione degli insegnanti e sperimentazione di percorsi di educazione
scientifica: il caso dei fenomeni termici. PRIRIUS/CRUS n.3_anni 2003 e 2004.
Responsabile: M Michelini
La problematizzazione come competenza profonda: come sviluppare l’attitudine
all’indagine scientifica e la competenza argomentativa dei risultati. PRIRIUS/CRUS n.2_anni
2003 e 2004. Responsabili: PG Rossi e A Filipponi.
Sulla base dei progetti esposti si pianifica l’utilizzo dei fondi (Ricerca Dipartimentale e
Aggiornamento Scientifico) per le seguenti voci:
- spese di pubblicazione;
- spese di consumo per documentazione e laboratorio;
- collaborazione tecnico-scientifica per la realizzazione dei prodotti di ricerca;
- missioni per partecipazione a congressi e/o meetings e/o incontri di collaborazione;
- compensazione delle spese previste nei progetti finanziati;
- cofinanziamento di ricerche.
GIAN LUIGI MICHELUTTI
Nel 2006 l’attività di ricerca insisterà sui temi seguenti:
a) rapporti fisica-matematica, sia a livello universitario, sia a livello di scuola secondaria;
b) sviluppo di strumenti e metodi di didattica universitaria, con particolare attenzione alla
storia della Fisica.
Prevedibilmente l’attività di ricerca comporterà il seguente impiego dei fondi personali:
- acquisto libri;
- missioni per partecipazione a congressi e/o meetings e/o incontri di collaborazione;
- spese di pubblicazione;
- aggiornamento di strumenti di calcolo (acquisto di programmi).
EDOARDO MILOTTI
Nel 2005 ha proseguito l’attività nell’ambito dell’esperimento PVLAS (gr. II - INFN) che si
svolge presso i Lab. Nazionali di Legnaro e che ha come scopo la rivelazione di eventuali
particelle di piccola massa che interagiscono con il campo elettromagnetico e la misura
dell’interazione luce-campo elettromagnetico prevista dall’elettrodinamica quantistica. In
questo esperimento si occupa dell’hardware e del software di acquisizione dati, e di gran
parte del software di analisi dati. Ha continuato il lavoro in collaborazione con il dr. Chignola
(Univ. VR) nell’ambito del progetto VIRTUS (gr. V - INFN, dal prossimo anno rinominato
VBL) di cui è anche responsabile nazionale. Lo scopo VIRTUS-VBL è la produzione di un
programma di simulazione della crescita di sferoidi tumorali.
Ha inoltre continuato a collaborare con il prof. Giorgio Careri e con il dr. Giuseppe Consolini
(Roma) su un altro progetto di biofisica, che consiste nella simulazione e analisi di proteine
idratate.
Ho continuato l’ attività nell'ambito dell'esperimento VIP (gr. III – INFN), il cui scopo è quello
di verificare – con un’altissimo livello di accuratezza – la validità del principio di esclusione di
Pauli per gli elettroni. L’esperimento si è in fase di setup presso i Lab. del Gran Sasso
dell’INFN.
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Tutte le attività di ricerca descritte sopra continueranno anche nel 2006. In particolare la
collaborazione con il prof. Careri e il dr. Consolini è tutta a carico dei fondi di ricerca
dipartimentale e per questo è importante che i fondi disponibili e non spesi nel corso del
2005 possano venir spesi durante il 2006.
Sulla base dei progetti esposti si pianifica l’utilizzo dei fondi (Ricerca Dipartimentale e
Aggiornamento Scientifico) per le seguenti voci:
- spese di pubblicazione;
- missioni per partecipazione a congressi e/o meetings e/o incontri di collaborazione;
- compensazione delle spese previste nei progetti finanziati;
- cofinanziamento di ricerche.
GIOVANNI PAULETTA
E’ da tempo impegnato
nella fisica delle particelle con acceleratori. E’ coinvolto in
collaborazioni internazionali presso il collider adronici Tevatron, attualmente in funzione al
Fermilab (Fermi National Accelerator Laboratory) a Chicago, ed il LHC, in fase di
completamento al CERN (Centro Europeo per la Ricerca Nucleare) a Ginevra. Nel 2005, le
sue attivita’ si sono concentrate sulla raccolta ed analisi dei dati dell’esperimento CDF-2
(Collider Detector at Fermilab).
L’esperimento CDF-2, successore dell’esperimento CDF raccoglie dati relativi alle collisioni
tra protoni ed antiprotoni alle energie piu’ alte fino ad ora realizzate (~2TeV).
Il gruppo di Udine ( che oltre a Pauletta comprende due altri dipendenti dell’Universita’ di
Udine, un assegnista ed una dottoranda) ha contribuito alla costruzione del sistema di
monitoraggio al laser dei calorimetir plug ed alla costruzione dei rivelatori a muoni. Pertanto
continua ad essere responsabile del loro buon funzionamento. Partecipa anche all’analisi dei
dati raccolti con particolare attenzione alla ricerca di segnali di SUSY (SUper SYmmetry)
una teoria che va al di la’ della teoria attualmente quasi collaudata (il Modello Standard) nel
tentativo di risolvere questioni non affrontate da quest’ultima. Ricerca anche l’applicazione di
metodi di apprendimento statistico all’analisi dei dati e lo sviluppo di nuovi rivelatori.
Queste attivita’ proseguiranno nel 2006, nel rispetto degli impegni presi ma si iniziera’ il
trasferimento della’ttenzione all’esperimento ATLAS presso il LHC del CERN che e’ previsto
entrare in funzione verso la meta’ del 2007. Non appena il LHC sara’ collaudato non vi sara’
motivo di coninuare quelle attivita’ al Tevatron che si sovrappongono a quelle del LHC. Si
prevede dunque la chiusura di queste attivita’ intorno alla meta’ del 2009 ma molto
dipendera’ da come si svolgeranno i fatti.
Nel 2006 e’ anche prevista un accelerazione della ricerca sullo sviluppo di nuovi rivelatori, in
vista di futuri aggiornamenti dei rivelatori al LHC e della progettazione di nuovi accelratori.
Essendo i tempi di costruzione paragonabili alla vita utile degli esperimenti, la partenza di un
esperimento coincide con la progettazione del prossimo. Per questo tipo di attivita’, e’ difficile
attirare finanziamenti dalle fonti che finanziano i progetti ben definiti e fondi alternativi quali i
fondi di ricerca dipartimentale diventano particolarmente importanti. A questa fonte di
finaziamento concorrono anche gli assegni di ricerca che saranno indispensabili per dare
continuita tra tesi ed impiego ai giovani laureati e dottorati.
FRANCESCA SORAMEL
Le ricerche per il 2006 riguarderanno le seguenti tematiche:
1) Esperimento EXOTIC. Per il 2006 l’attività della collaborazione sarà concentrata sugli
esperimenti con il fascio radioattivo di 17F presso i LNL e sullo sviluppo del fascio radioattivo
di 8B sempre presso gli stessi laboratori. A fianco di questa attività si inizierà a costruire il
nuovo rivelatore EXPADES, versione migliorata sotto tutti i punti di vista dell’attuale rivelatore
EXODET.
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2) Esperimento ALICE: l’attività di Udine è strettamente collegata con quella di Padova ed è
pertanto incentrata nello sviluppo del rivelatore a pixel di silicio (SPD) dell’ITS (Inner
Tracking System).
Nel corso del 2005 si è definito il protocollo da seguire nelle varie fasi di montaggio e di test
del rivelatore e si è iniziato il montaggio del rivelatore stesso. Il montaggio del rivelatore
continuerà per gran parte del 2006.
I fondi assegnati saranno impegnati in pagamenti parziali di conferenze e acquisto
libri (aggiornamento) e per contratti o trasferte (ricerca).
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