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

La Fisica Oggi
e il Corso di Laurea in Fisica
a Lecce
10+26 m = dimensione
dell’universo osservabile
Cosa studia la
Fisica
complesso
la scala
umana
Fisica dei
sistemi
complessi
meccanica
statistica
semplice
Astrofisica
Materia Ordinaria
Fisica Atomica
e Molecolare
Fisica Nucleare
Particelle
Elementari
econophysics
atmosfera
clima
materiali
elettronica
comunicazioni
laser
medicina
trasferimento
tecnologico
10-18 m dimensioni più piccole
esplorate in Fisica delle Particelle
Una scienza consolidata ma
in continua evoluzione
Il telescopio Hubble
in orbita da 14 anni
6 Agosto
2001
Hubble deep field
Le immagini più distanti nello
spazio-tempo dell’Universo
L’Universo a meno di
un miliardo di anni
dopo il Big Bang
CDF
D0
L’ultimo tassello aggiunto
nel 1994
a Tevatron – FERMILAB
la scoperta del quark
top
La storia della Fisica dell’infinitamente piccolo
agli acceleratori di particelle
1974 SLAC
1975 SLAC
scoperta del
leptone t
scoperta del
quarc c
’  J/ p+pJ/  e+e-
1979 DESY
Prima evidenza
1977 FERMILAB
del gluone
scoperta del quark b
1984 CERN
scoperta
del bosone Z
Il futuro della Fisica dell’infinitamente piccolo
agli acceleratori di particelle
la scoperta della supersimmetria ?
La produzione di buchi neri ?
la scoperta del
bosone di Higgs ?
I buchi neri
Jets from Radio Galaxy 3C296
La chiave di volta della fisica di domani
La sfida:
conciliare Meccanica Quantistica e Relatività Generale
Gli strumenti:
le stringhe, le extradimensioni,
una matematica ancora da inventare
Le conseguenze:
una nuova rivoluzione culturale ???
la TOE
L’ unificazione come principio guida
nell’interpretazione delle leggi della natura
Le interazioni fondamentali
domani
3 oggi
prima del
1984
prima del
1888
Gravitazionale
Gravitazionale
Gravitazionale
Gravitazionale
Elettrodebole/Forte
Elettrodebole
Elettromagnetica
Elettrica
la scommessa
Forte
Debole
Magnetica
scenari plausibili
TOE
Theory of everything
Forte
Gli sviluppi in Fisica Teorica precorrono
le novità della matematica
Il metodo di lavoro del fisico
Un percorso ciclico tra esperimento
e speculazione teorica
I nuovi risultati sono il frutto di
collaborazioni che raccolgono vari
contributi e competenze
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
Gli strumenti di comunicazione
delle grandi collaborazioni
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 … … …
Italiani nella Fisica
Enrico Fermi Radioattività Artificiale
Nobel 1938
indotta da Neutroni
Emilio Segrè
Nobel 1959
Scoperta dell’antiprotone
Carlo Rubbia Scoperta delle particelle W e Z
Nobel 1984
mediatrici delle Interazioni Deboli
Riccardo Giacconi
Nobel 2002
Contributo alla scoperta delle
sorgenti cosmiche a raggi X
G. Marconi
Nobel 1909
sviluppo della
telegrafia
senza fili
La Fisica all’ Università di Lecce
La facoltà di Scienze
nasce nel 1967
La ricerca in Fisica a Lecce
Fisica teorica – Fisica Matematica – Meccanica Statistica
Fisica sperimentale delle particelle elementari
Fisica Nucleare e SubNucleare teorica
Fisica della Materia
Astrofisica e Fisica Astroparticellare
Nanotecnologie
Fisica delle Radiazioni
Geofisica, Fisica dell’ambiente e dell’atmosfera
Altri esempi di fisica di
frontiera
Le tecnologie a servizio della sperimentazione
Le frontiere della conoscenza
Le applicazioni nella vita di tutti i giorni
La frontiera della Cosmologia
Il mistero della materia oscura
La natura sfuggente dei neutrini
La frontiera della miniaturizzazione: nanotecnologie
La fisica e l’archeologia
La fisica e l’ambiente
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
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 t 
in laboratorio
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
I neutrini prodotti nei laboratori
Fascio di  prodotti al CERN
e inviato a LNGS
OPERA in attesa della comparsa di t
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 Corso di Laurea in Fisica
http://cl.fisica.unile.it/
Laurea Triennale
2 Orientamenti
Tecnologico
fisica computazionale
tecnologie fisiche per l’ambiente
tecnologie fisiche per la sanità
tecnologie fisiche per l’industria
Generale
Laurea Specialistica
6 indirizzi
Fisica Teorica
Astrofisica
Struttura della materia
Fisica Nucleare e Subnucleare
Fisica applicata
Fisica della terra solida, dell’atmosfera e degli oceani
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
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
La Fisica è un capitolo aperto
dell’avventura della conoscenza
molte risposte già ottenute
moltissimi interrogativi ancora da affrontare
tanto spazio e grandi opportunità per giovani curiosi e
intraprendenti
ambiente stimolante: collaborazioni internazionali,
top computing, top technologies, …
competenze ampiamente vendibili nel mondo del lavoro
Perché studiare
Fisica a Lecce ?
Città ed Università a misura d’uomo
Tradizione culturale pluriennale
Vasta opportunità di scelte