La Fisica oggi e il Corso di Laurea in Fisica a Lecce

La Fisica Oggi
e il Corso di Laurea in Fisica
a Lecce

cosa studia la Fisica

una scienza in continua evoluzione

il metodo di lavoro del fisico

studiare Fisica a Lecce

il fisico nel mondo del lavoro
Cosa studia
la Fisica
dall’infinitamente grande
10+26 m = dimensione
dell’universo osservabile
all’infinitamente piccolo
e ritorno
10-15 m = raggio classico
dell’elettrone
Lo studio dei costituenti ultimi della materia
ha profonde implicazioni sull’evoluzione
dell’universo
… e viceversa
Nel percorso dal grande al piccolo si collocano le diverse aree
della fisica moderna
10+26 m
Astrofisica
complesso
statistica
semplice
cosmologia
Fisica dei la scala
Materia Ordinaria
sistemi
umana
complessi
Fisica Atomica
e Molecolare
meccanica
Fisica Nucleare
Particelle Elementari
10-15 m
applicazioni
Alla scala
più bassa di
dimensioni e
complessità
leptoni
I processi si descrivono come
interazioni fondamentali
tra
particelle elementari 12
(costituenti della materia) oggi
quark
la tavola degli elementi per i fisici delle particelle
Alla scala
più bassa di
dimensioni e
complessità
3 oggi
?
I processi si descrivono come
interazioni fondamentali
tra
particelle elementari 12
(costituenti della materia) oggi
prima del 1984
Gravitazionale
Gravitazionale
 WZ
Elettrodebole
gluoni
Forte
Elettromagnetica
Debole
Forte
Per ogni tipo di interazione esistono
particelle speciali
che trasmettono la forza tra particelle di materia
prima del
1888
Gravitazionale
Elettrica
Magnetica
Risalendo la scala
della complessità
La Fisica dei sistemi complessi
due
molecole
di
DNA
Grande numero di entità individuali
Interazione fra gli individui
Proprietà collettive assenti
in un sistema di pochi individui
Interdisciplinarità
la borsa di Tokyo
vortice in un fluido
Una scienza consolidata
in continua evoluzione
Le tecnologie a servizio della sperimentazione
Le frontiere della conoscenza
Le applicazioni nella vita di tutti i giorni
L’evoluzione delle immagini dei
costituenti della materia
1950
Camere a Bolle ( 1960
Nobel a D. Glaser per
l’invenzione delle Camere a Bolle )
1984
Prima osservazione
della particella Z
( Nobel a Rubbia )
Prova sperimentale dell’unificazione
delle interazioni elettromagnetica e debole
Z  e+e- nell’esperimento UA1 al CERN
Tecnologia di frontiera nella prossima generazione
di esperimenti al CERN
Large Hadron Collider
2006-20??
4 esperimenti / 1000 fisici per esperimento
Il più grande complesso di magneti superconduttori
Per mantenere su traiettorie circolari
protoni dell’energia di 7 TeV
Fisici leccesi partecipano all’esperimento
ATLAS e al progetto GRID
GRID un sistema di calcolo distribuito
Per far fronte alla complessità e alla mole dei dati degli
esperimenti a LHC
Computers al CERN, in Europa, in USA,
dai grandi Lab. di ricerca fino alle piccole università,
condivideranno i dati, il software, le risorse per l’analisi dei dati
La frontiera dell’astrofisica ...
Per la prima volta in orbita nel 1990
Il telescopio Hubble
6 Agosto 2001
Hubble deep field
L’immagine più distante nello
spazio-tempo dell’Universo
L’Universo a meno di
un miliardo di anni
dopo il Big Bang
...e la frontiera della Cosmologia
Relatività Generale
L’evoluzione dello spazio-tempo dipende
dalla materia e dall’ energia
L’universo si espande sempre più lentamente
(Una certezza fino a pochi anni fa)
OGGI
Un’altra forma di energia (del vuoto) fa sì che la
velocità di espansione dell’universo aumenti
Boomerang: studia le disuniformità della
Radiazione Cosmica di Fondo
Il fossile del
Big Bang
Supernova
Cosmology: velocità e distanza delle Supernovae di tipo I A
Project
L’universo è in espansione accelerata
La ricerca della materia oscura nell’Universo
NON EMETTE LUCE
E’ fondamentale nel bilancio di
massa (visibile e non)
m
e
energia del vuoto

Non è osservata,
ma esistono evidenze indirette
della sua esistenza
dati
La massa visibile è
solo il 10%
della massa totale
Velocità delle stelle
nelle galassie a spirale
in funzione della
distanza dal centro
della galassia
Fisici leccesi partecipano a SLOTT-AGAPE,
un esperimento per la ricerca di materia oscura
La gravità curva il percorso della luce
Oggetti di grande massa nello spazio agiscono come lenti
gravitazionali
Picco nell’intensità luminosa di
una stella
nel periodo in cui un oggetto non
visibile
(materia oscura)
passa tra la Terra e la stella
Collaborazione
SLOTT-AGAPE
Italia
Francia
Svizzera
L’osservatorio di
Toppo di Castelgrande
Il secondo telescopio sul suolo Italiano
Inaugurato ad Ottobre 2001 - Potenza
L’esplorazione di Marte
Foto della superficie di Marte
mostrano segni di un’antica
presenza di acqua liquida.
Segno di condizioni favorevoli
allo sviluppo della vita ?
Recente scoperta di una
struttura attribuita ad un
batterio fossile all’interno di una
meteorite di origine marziana
Fisici leccesi partecipano alle indagini sull’esistenza di
condizioni adatte alla vita sul pianeta Marte
Le frontiere della conoscenza
dell’infinitamente piccolo … I Neutrini
Ipotizzato per conservare il momento
nel decadimento del neutrone
Puntiforme, Neutro, senza massa
Esistono tre tipi di neutrini:
I neutrini sono prodotti:
nel Sole
nell’atmosfera
e  
in laboratorio
I neutrini prodotti nei laboratori
Fascio di  prodotti al CERN
e inviato a LNGS
OPERA in attesa della comparsa di 
SuperKamiokande, Giappone 1998
Deficit di 
dall’atmosfera
Fisici leccesi partecipano all’ Esperimento MACRO
(Lab. Gran Sasso) che conferma le oscillazioni di  atmosferici
SNO, USA
Giugno 2001
Deficit di e dal sole
ma flusso totale = flusso atteso
La frontiera della fisica applicata...
NANOTECNOLOGIE:
costruire dal basso verso l’alto
La sfida oggi:
Costruire strutture delle dimensioni di 1/1000000000 m
a partire da atomi o molecole
A Lecce, presso l’unità INFM,
il National Nanotechnology Laboratory
Fino a vent’anni fa si pensava che il
carbonio esistesse solo in tre forme
Oggi la realtà
dei NANOTUBI
grafite
diamante
carbone
1985
H. Kroto, R. Smalley e R. Curl hanno scoperto che
gli atomi di carbonio si possono unire anche in un
reticolo regolare a forma di pallone di calcio: il
FULLERENE
cupole geodetiche dell’architetto
Richard Buckminster Fuller
1991
Il giapponese Sumio Iijima ha ottenuto per la
prima volta i NANOTUBI: fogli di grafite
arrotolati su se stessi, con gli atomi collocati in
una struttura a nido d'ape.
Diametro: da 0,6 a 1,8 nm
Densità: da 1,3 a 1,4 g/cm3
(densità dell’alluminio 2,7 g/cm3)
Stabilità: fino a 2800°C nel vuoto
(i microchip fondono fra i 600 e i 1000°C ).
Resistenza: 45 miliardi di pascal (la miglior lega
di acciaio si frattura a 2 miliardi di pascal).
Calore: trasmettono
6000 W/mK
(il diamante puro
trasmette
3320 W/mK)
Caratteristiche
di Conduttori o
Semiconduttori
a seconda
dell’organizzazione del
reticolo
Costi: 1500 dollari al grammo alla BuckyUSA di
Houston (l'oro costa circa 10 dollari al grammo).
ALCUNE APPLICAZIONI DEI NANOTUBI
Rivelatori di gas: per determinare la presenza
di gas inquinanti disciolti in liquidi organici e inorganici.
I mattoni dei computers di
prossima generazione:
Un gruppo olandese ha combinato
nanotubi conduttori e semiconduttori.
Risultato: un nanodiodo.
1999 nasce il primo nanotransistor
I nanotubi sulla via
della realizzazione del sogno dell’uomo
nell’era delle tecnologie avanzate
Circuiti
nanoelettrici:
Nanotubi come
cavi elettrici
in computer sempre
più piccoli e potenti
Spugna per idrogeno:
nanotubi nei serbatoi
delle auto del futuro,
per immagazzinare
idrogeno,
il combustibile perfetto.
La fisica nella vita di tutti i giorni
Geofisica e Fisica dell’Ambiente
Osservatorio di Fisica e Chimica della Terra e dell’Ambiente
Dip. di Scienza dei Materiali
CNR e altre università ed enti di ricerca
Convenzioni
Settori di Ricerca
Indagini geofisiche
del sottosuolo
Fisica dell’atmosfera
Climatologia
Chimica dell’ambiente
LECCE
Provincia Lecce:
rischio idrogeologico
applicazioni
Regione Puglia:
Qualità dell’aria e
Tossicologia del suolo
Comune di Lecce:
modellazione
del sottosuolo
Piazza Tito Schipa
Indagini geofisiche del sottosuolo
Un’ applicazione nel settore Archeologico
Piazza Tito Schipa (Lecce)
Localizzazione con il metodo
GPR (Ground Penetrating Radar)
di una volta a botte
portata alla luce
da scavi archeologici successivi
Indagini geofisiche del sottosuolo
2001
parte una campagna di
rilevamenti geofisici
nel sito archeologico
Hierapolis (Turchia)
Tomografia elettrica
2D del sottosuolo
(nei pressi di Salice Salentino)
caratterizzazione di una cavità carsica
Fisica dell’atmosfera
Studio dei fenomeni atmosferici
per studi di tipo fisico di impatto
ambientale
Studio dei fenomeni
atmosferici per
analisi e previsione
del tempo e del clima
Simulazione della dispersione di inquinanti in
atmosfera nella Regione Puglia
Campagne di misura in Antartide
L’università di Lecce insieme al CNR - ISIATA
è coinvolta nel progetto “Centro Sperimentale
di NOWCASTING” per un Centro per la
previsione meteorologica a breve brevissimo
termine su scala regionale
Simulazione dei campi di vento
mediante modelli meteorologici
Il metodo di
lavoro del fisico
dall’esperimento
Osservazione quantitativa
di fenomeni
Verifica delle predizioni
della teoria
Conferma
della Teoria
Teoria negata
Un processo circolare
Simmetria
Unificazione
alla teoria
Formalizzazione di
un modello che spiega
i fenomeni osservati
Predizione di nuovi
fenomeni osservabili
Come si ottengono nuovi risultati
in Fisica ?
Generalmente essi sono il frutto
degli sforzi di un numeroso
gruppo di lavoro
Le “COLLABORAZIONI” raccolgono
le competenze e le attitudini di molti fisici
su attività e tematiche estremamente varie
WWW
inventato al CERN da
Tim Berners-Lee e
Robert Cailliau
World Wide Web
Il sistema di informazione
globale basato su INTERNET
nasce dall’esigenza dei fisici di organizzare
gli sforzi e comunicare i risultati su scala planetaria
Chi sono i Fisici oggi ?
Geni come
Einstein ?
1/1000 fisici, forse …
Gli altri sono persone comuni con qualità comuni
Alcuni sono bravi fisici perché sono sistematici
altri
perché sono creativi
“
perché amano lavorare in laboratorio
“
perché sono bravi softwaristi
“
perché riescono a organizzare bene
il lavoro di un team
Il fisico è qualcuno che usa le sue attitudini in un mestiere
che produce conoscenza fondamentale piuttosto che beni di
consumo, servizi, informazione, salute, arte, ecc … … …
Conoscenza Fondamentale e Progresso Culturale
La Fisica ha modificato nei secoli
la nostra concezione della realtà
secoli XVI, XVII e XVIII
Copernico, Galileo, Cartesio e Newton
l’eliocentrismo copernicano e il metodo scientifico moderno
si impongono sull’antropocentrismo tolemaico e sulle credenze aristoteliche
inizi del XX secolo, Planck, Heisenberg e Bohr
dalla meccanica newtoniana del continuo e del certo
alla meccanica quantistica del discreto e del probabile
inizi del XX secolo, Einstein e la Relatività
il tempo, quarta dimensione dello spazio
la massa, una forma di energia ( E = mc2 )
Italiani
nella Storia della
Fisica
GALILEO
Fondatore del
Metodo Scientifico Moderno
Contributi fondamentali
alla meccanica e all’astronomia
Guglielmo Marconi
Premio Nobel per la Fisica nel 1909
per lo sviluppo della
telegrafia senza fili
Italiani nella Fisica Moderna
Enrico Fermi
Nobel 1938
Radioattività Artificiale
indotta da Neutroni
Emilio Segrè
Nobel 1959
Scoperta dell’antiprotone
Carlo Rubbia
Nobel 1984
Scoperta delle particelle W e Z
mediatrici delle Interazioni Deboli
Riccardo Giacconi
Nobel 2002
Contributo alla scoperta
delle sorgenti cosmiche a raggi X
Laurearsi in
Fisica
a Lecce
http://cl.fisica.unile.it/
La facoltà di Scienze nasce nel 1967
CORSO DI LAUREA IN FISICA
LECCE
Triennale dall’anno accademico 2001-2002
Orientamenti
Generale
Tecnologico
fisica computazionale
tecnologie fisiche per l’ambiente
tecnologie fisiche per la sanità
tecnologie fisiche per l’industria
+ 2 anni di Laurea Specialistica
Fisica e Astrofisica
Fisica per l’Ambiente e il Territorio
Fisica della Materia
FAQ
Che cosa caratterizza
la formazione
del fisico ?
Il fisico ha una formazione versatile, orientata
all’analisi quantitativa di situazioni complesse
E` difficile
studiare
Fisica?
Molti argomenti sono comuni ad altri
corsi di studio (matematica, chimica,
ingegneria,…)
Acquisire i concetti in fisica richiede
intuizione ma i concetti ben assimilati
semplificano lo studio successivo
Studiare fisica
a Lecce
Il rapporto numerico ottimale studenti/docenti
migliora la qualità dello studio
Continuo contatto
con i docenti
Verifica in itinere dei
progressi nello studio
Attività di tutorato e sostegno
Attività seminariali di approfondimento e
orientamento
Le novita` introdotte dalla riforma
universitaria
CREDITO
FORMATIVO:
la misura del lavoro, comprensivo di lezioni, lavoro
sperimentale , seminari, elaborati, tirocini, stages, studio
individuale tesi, esami ed altre attività di valutazione
25 ore di lavoro per studente
ad un anno di studio corrispondono 1500 ore
= 60 crediti
ad un credito corrispondono
ad ogni insegnamento è assegnato un determinato
numero di crediti "riscossi" dallo studente dopo
il superamento di una prova di esame
i crediti misurano il
raggiungimento del traguardo
formativo
in
i voti misurano il profitto
30esimi
per i singoli esami
in
110mi
per la prova finale
La Laurea si consegue con 180 crediti
La Laurea Specialistica con 300 (globali)
I Master, che durano un anno, valgono altri 60 crediti
ORIENTAMENTO GENERALE
I ANNO
I semestre
H
CFU
II semestre
H
CFU
Analisi I
60
8
Analisi II
60
8
Fisica I
60
8
Fisica II
60
8
Laboratorio I
24
6
Laboratorio II 24
6
Geometria
60
8
Totale
204 30
Informatica
36
5
Lingua Base
24
3
Totale
204 30
ORIENTAMENTO GENERALE
II ANNO
I semestre
H
CFU
II semestre
H
CFU
Analisi III
60
8
Met.Mat.Fis.
60
8
Fisica III
60
8
Fisica IV
60
8
Laboratorio III 24
6
Laboratorio IV
24
6
Elem.Mecc.Anal. 42
Intr.Fis.Mod
5
Chimica
48
6
Lab.Calcolo
St.Sci.Tecn.
Totale
192
28
Totale
24
3
210 32
ORIENTAMENTO GENERALE
III ANNO
I semestre
CFU
II semestre
H
CFU
Ist.Mecc.Quant. 72
10
Ist.Fis.Materia
60
8
Elem.Mecc.Stat. 24
3
Ist.Fis.Nucl.Sub. 50
7
24
5
Corso di indirizzo 24
3
Corso a scelta I 24
3
Altre attività
9
Corso a scelta II 24
3
Prova finale
6
Corso a scelta III 24
3
Laboratorio V
Totale
H
192
27
Totale
134 33
La ricerca
in Fisica
a Lecce
LINEE DI RICERCA A LECCE
Astrofisica
e
Fisica
Astroparticellare
Fisica delle
Radiazioni
e
Elettronica
Quantistica
Fisica dello Stato
Solido
Consorzio
Einstein
Fisica
delle Particelle
con Acceleratori
Fisica dei Fenomeni
non Lineari
e dei Solitoni
Fisica Teorica
Nucleare e
Subnucleare
e Teoria dei Campi
Fondamenti di
Meccanica
Quantistica
e
Storia della Fisica
Geofisica
e
Fisica dell’Ambiente
Meccanica discreta,
Meccanica statistica,
Caos
Il mondo della ricerca è internazionale
Le collaborazioni dei gruppi di ricerca leccesi: esempi …
Fisica dei Fenomeni
non Lineari
Montpellier II
Steklov Inst. Moskow, CRM UdM
Colorado University
Univ. of Bucharest
Academy of Sciences, Bratislava
Univ. of Heraklion, Crete
Fisica delle Radiazioni
Esperimento ATLAS – CERN,
Ginevra
Fisica Sperimentale
delle Particelle
Esperimento MACRO - LNGS
Esperimento KLOE - Frascati
Esperimento ARGO - Tibet
Il fisico e il
mondo del
lavoro
IL FISICO
NEL MONDO
DEL LAVORO
COMPETENZE DI UN FISICO
spendibili nel mondo del lavoro
Conoscenza ed utilizzo delle tecniche e degli strumenti
per la misura di grandezze fisiche
(elettriche, elettroniche, meccaniche, ottiche, nucleari,…)
Metodi di
acquisizione ed elaborazione statistica dei dati
Conoscenza di base dell’elettronica
(analogica e digitale)
Utilizzo di tecniche e sistemi computazionali
(varieta` di linguaggi di programmazione e
ambienti software di lavoro)
Tecniche di simulazione di processi fisici
IL FISICO NEL MONDO DEL LAVORO
RICERCA
università
enti di ricerca
INDUSTRIA
ricerca applicata
sviluppo di tecnologie
management
SANITA’
tecnologie diagnostiche
radioterapia
FORMAZIONE
insegnamento
divulgazione e giornalismo scientifico
AMBIENTE
enti pubblici
A.R.P.A. e A.N.P.A.
altro …
sicurezza (polizia …)
finanza (banche …)
Indagine telefonica
sulla condizione occupazionale
dei laureati
in fisica a Lecce
negli anni 1998 e 1999
Campione contattato : 50 laureati
Indagine effettuata nel dicembre 2001
Condizione occupazionale
4%
38%
52%
6%
Stabile
Disoccupato
Precario
Occasionale
mesi trascorsi senza occupazione
Media 10.4 mesi
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Settori occupazionali
12%
6%
25%
4%
informatica
ricerca
elettronica
20%
8%
25%
insegnamento
ambiente
industria
altro
Sede lavorativa
2%
43%
49%
6%
Provincia
Regione
Italia
Estero
Alcuni fisici
Leccesi
Un fisico leccese nella ricerca:
Daniele Martello
Nato a Gallipoli nel 1965
1984 Maturità scientifica 58/60
1990 Laurea in Fisica 110 e lode
1990-1993 Dottorato in Fisica (Bari) esperimento MACRO
Post-Doc presso il Bartol Research Institute (USA)
Dal 1996 ricercatore all’Università di Lecce
Missione al Polo Sud (esperimento Amanda e Space)
Anno sabatico a Karlsrhue (Germania)
Collaborazione esperimento ARGO in Tibet
Un fisico leccese nell’industria:
Andrea Della Patria
Nato a Lecce nel 1973
1991 Maturità scientifica 46/60
Aprile 2000 Laurea in Fisica 101/110
Dal luglio 2000 “Process-engineer” presso la sede di
Catania della STMicroelectronics
Un fisico leccese nella pubblica amministrazione:
Francesca Tondi
Nata a Galatina nel 1975
1993 Maturità scientifica 60/60 (Liceo De Giorgi)
28/04/1998 Laurea in Fisica 110 e lode
16/06/1998 assunta presso Italdata s.p.a., Milano
(analista programmatore)
dal 10/04/2000 al Ministero dell’Interno (analista di sistema e
responsabile di un team di sistemisti)
Nell’a.a. 2000-2001 master in Economia Pubblica (organizzato da
Università di Roma “La Sapienza” e INPDAP)