Manifesto degli Studi - INFN Milano

Bozza del Manifesto della Laurea Magistrale in Fisica
28 Marzo 2006
UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI MILANO
Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche, Naturali
MANIFESTO DEGLI STUDI ANNO ACCADEMICO 2006/2007
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN FISICA (secondo livello)
Introduzione
La Fisica è la disciplina depositaria di un metodo che insegna ad interrogare la natura
e a coglierne le risposte mediante esperimenti nei laboratori, anticipandole a volte nei
lavori di tipo teorico e a organizzare la conoscenza in schemi matematici appropriati.
Non solo tutti i processi tecnologici hanno le loro radici nella Fisica ma sempre più da
essa è permeata la cultura moderna: vocaboli continuamente ricorrenti quali energia,
entropia, massa e, dopo la Teoria della Relatività, anche quelli apparentemente più
semplici quali tempo e spazio, solo nella Fisica trovano il loro significato preciso.
A seguito della riforma degli studi universitari ( D.M. 509 del 3.11.1999 ), il corso di
laurea in Fisica è cosi articolato:
o Laurea di primo livello (durata 3 anni) per 180 Crediti Formativi Universitari
(CFU) di cultura generale in Matematica, in Fisica con i relativi laboratori di
fisica e di informatica e con alcuni corsi specialistici atti a fornire una
adeguata preparazione sulle ricerche e tecnologie attuali. Si concluderà con un
elaborato, a carattere teorico o sperimentale, eseguito autonomamente dallo
studente, sotto la guida di un relatore.
o Laurea Specialistica (durata 2 anni) per ulteriori 120 CFU per approfondire,
ampliare e specializzare le conoscenze acquisite, sia in corsi di carattere
teorico che sperimentale. Si conclude con una tesi di laurea con la quale, scelto
un settore specialistico, lo studente viene a contatto con la ricerca più
avanzata. Al conseguimento della laurea specialistica, il laureato acquisisce il
titolo di Dottore in Fisica.
Gli obiettivi formativi del corso di laurea specialistica in Fisica sono quelli della
classe delle lauree specialistiche in Fisica – Classe 20/S; in particolare il corso di
laurea specialistica intende far acquisire:
•
•
•
•
•
•
una solida preparazione culturale nella fisica classica e moderna e una
buona padronanza del metodo scientifico di indagine;
un’approfondita conoscenza degli strumenti matematici, delle moderne
strumentazioni di misura e delle tecniche di analisi dei dati;
un’approfondita conoscenza degli strumenti ed informatici di supporto;
un’elevata preparazione nelle discipline di fisica teorica e fisica
sperimentale che metta i laureati in grado di svolgere autonomamente
ricerche scientifiche.
le conoscenze necessarie all’insegnamento della Fisica nella scuola
secondaria;
un'elevata preparazione nelle discipline di fisica teorica e fisica
sperimentale che metta i laureati specialisti in grado di svolgere
autonomamente ricerche scientifiche in almeno una delle seguenti aree
1
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28 Marzo 2006
disciplinari: Astrofisica, Elettronica, Fisica Applicata, Fisica della Materia,
Fisica Nucleare,Fisica delle Particelle Elementari, Fisica Sanitaria e
Biomedica,Fisica Teorica;
I laureati specialisti saranno in grado di lavorare con ampia autonomia, anche
assumendo responsabilità di progetti e strutture e di utilizzare le conoscenze
specifiche acquisite per la modellizzazione di sistemi complessi nei campi delle
scienze applicate.
Tra le attività che i laureati specialisti della classe potranno svolgere si indicano in
particolare:
•
•
•
•
•
•
la ricerca scientifica nelle Università italiane o estere;
la ricerca scientifica in enti di ricerca pubblici e privati, italiani ed esteri;
la ricerca scientifica e tecnologica e sue applicazioni nell’industria;
la divulgazione ad alto livello della cultura scientifica con particolare
riferimento agli aspetti teorici, sperimentali e applicativi della fisica
classica e moderna;
la promozione e lo sviluppo dell’innovazione scientifica e tecnologica;
le attività professionali e di progetto in ambiti correlati con le discipline
fisiche, nei settori dell’industria, dell’ambiente, della sanità, dei beni
culturali e della pubblica amministrazione;
La Laurea Specialistica in Fisica è inoltre strutturata in modo da stimolare attitudini
alla modellazione fisico-matematica, acquisita nei corsi fondamentali della laurea, che
possano essere una valida risorsa di attività lavorative anche non direttamente
collegate con la fisica.
Il Corso di Laurea in Fisica si propone di preparare laureati con una ottima cultura
scientifica di base, buona padronanza del metodo scientifico, conoscenza delle nuove
tecnologie e capacità di usare metodi avanzati e strumenti sofisticati per affrontare e
risolvere problemi diversi. Si propone anche di preparare laureati adatti ad operare in
diversi settori dell’industria, del mondo del lavoro e dell’educazione scientifica.
Crediti Formativi Universitari (CFU)
L'apprendimento delle competenze e delle professionalità da parte degli studenti è
computato in Crediti Formativi Universitari (CFU), corrispondenti ad un carico di 25
ore di attività per lo studente, suddivise fra lezioni frontali, esercitazioni, esercitazioni
di laboratorio e studio personale.
Per conseguire la Laurea Specialistica in Fisica lo studente deve acquisire ulteriori
120 crediti oltre ai 180 acquisiti nella laurea triennale che concorrerranno a definire il
curriculum complessivo di 300 crediti.
Calendario Accademico 2006 –2007
I corsi dei due anni della Laurea Specialistica in Fisica sono organizzati in due periodi
semestrali intervallati da un periodo di interruzione fra i due semestri, per permettere
eventuali verifiche, così come previsto dal nuovo ordinamento del corso di laurea.
corsi del primo semestre:
prima sessione di esami
dal 28 settembre 2005
dal 23 gennaio 2006
al 20 gennaio 2006
al 3 Marzo 2006
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corsi del secondo semestre:
seconda sessione di esami
terza sessione di esami
dal 6 Marzo 2006
dal 19 giugno 2006
dal 1 settembre 2006
al 16 giugno 2006
al 29 luglio 2006
al 30 settembre 2006
A partire dall’A.A. 2004-2005 il corso di laurea in Fisica quadriennale è stato
totalmente disattivato: gli studenti di questo corso di laurea potranno ancora sostenere
esami dei corsi del corso di laurea disattivato ma non è più prevista l’attivazione di
alcun corso.
Requisiti per l’accesso alla Laurea Specialistica in Fisica
Possono accedere al corso di Laurea Specialistica in Fisica, con riconoscimento
integrale dei crediti formativi universitari acquisiti, i laureati dell’Università degli
Studi di Milano nelle lauree della Classe delle lauree in “Scienze e tecnologie fisiche”
– classe 25.
Possono altresì accedervi coloro che siano in possesso di una laurea (sia del nuovo
ordinamento che del vecchio ordinamento) conseguita presso l’Università degli Studi
di Milano o presso altro Ateneo o di altro titolo di studio conseguito all’estero,
riconosciuto valido; per essere ammesso al corso di laurea specialistica il laureato
deve possedere almeno 120 CFU riconducibili al regolamento didattico del corso di
Laurea in Fisica della Facoltà di Scienze Matematiche Fisiche e Naturali
dell’Università di Milano.
Gli studenti non ancora in possesso di una laurea possono presentare domanda di
ammissione entro il 10 settembre 2006. Benchè non esista una disposizione formale
relativa al numero minimo di crediti necessari per la preiscrizione si consiglia
caldamente agli studenti di preiscriversi solo a condizione di avere maturato almeno
160 crediti della laurea triennale alla data del 10.09.2006. La iscrizione potrà
successivamente essere perfezionata entro il 15 ottobre 2006 e sarà considerata valida
solo a condizione che lo studente si laurei entro il 28.02.2007.
La preparazione personale dei laureati sarà verificata, ai fini dell’ammissione al corso
di laurea specialistica, mediante colloquio su argomenti relativi alle discipline trattate
nei corsi fondamentali della citata Laurea in Fisica. Il colloquio viene svolto con una
commissione costituita da tre docenti nominati dal CCD. Per l’anno accademico
2006/2007 il colloquio si svolgerà Martedì 14 settembre alle ore 9:00 nell’aula
Caldirola del dipartimento di Fisica in via Celoria 16.
L’esito negativo conseguito nelle prove di selezione comporta la preclusione
all’accesso al corso di laurea specialistica per l’anno in corso.
Piano degli studi
In relazione agli obiettivi formativi propri del Corso di Laurea Specialistica ed alle
principali connotazioni della preparazione da esso fornita sia ai fini di esiti immediati
dopo la laurea specialistica, sia nella prospettiva di proseguire gli studi in corsi di
Dottorato di Ricerca, Master o scuole di perfezionamento e Specializzazione, il Corso
di Laurea Specialistica in Fisica definisce come segue 3 curricula ufficiali
precisandone gli obiettivi formativi specifici e i conseguenti obblighi didattici:
•
•
•
Curriculum di Fisica Generale;
Curriculum di Fisica Matematica;
Curriculum di Fisica Applicata.
3
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Nel seguito verranno dettagliati i corsi obbligatori e i corsi a scelta per ciascun
curriculum.
Curriculum di Fisica Generale
Per soddisfare i requisiti del curriculum di Fisica Generale, la scelta dei corsi deve
rispettare i seguenti vincoli:
Corsi Obbligatori
corsi di base
Tipologia CFU
(TAF a)
23
Corsi di Indirizzo
corsi di base
corsi interdisciplinari
Tipologia CFU
(TAF a)
36
(TAF c)
12
prova finale
altre attività
(TAF e)
(TAF f)
40
9
I 23 CFU obbligatori devono essere scelti nel gruppo dei corsi della seguente tabella:
Denominazione corso
Complementi di Elettromagnetismo e relatività
Meccanica Quantistica 2
Fisica statistica
Metodi matematici della fisica 2
oppure
Metodi matematici della fisica applicata 2
SSD
FIS/01-FIS/08
FIS/02
FIS/01-FIS/08
CFU
8
8
8
FIS/02
7
Su proposta dello studente è possibile personalizzare il piano degli studi inquadrando
lo stesso nel curriculum di Fisica Applicata aumentando il numero di corsi
interdisciplinari di tipo c) diminuendo contemporaneamente il numero dei CFU dei
corsi di base di tipo a). La proposta dovrà comunque essere approvata dalla
commissione piani di studi.
Il curriculum di Fisica Generale si articola nei seguenti indirizzi:
o Acceleratori di Particelle e Superconduttività Applicata
o Astrofisica
o Fisica della Materia
o Fisica del Nucleo Atomico e Interdisciplinare
o Fisica delle Particelle e delle Astroparticelle
o Fisica Teorica
o Fisica Sanitaria
Nel seguito verranno illustrati i 6 indirizzi del curriculum di Fisica Generale
specificando i corsi obbligatori dell tabella B, i corsi di indirizzo e i corsi ascelta dello
studente, specificando per ciascuno il numero di CFU, il semestre e la tipologia
dell’attività formativa: Tabelle A per la tipologia “Attività di Base, tipologia a)” e
Tabelle B per la tipologia “Attività affini o Integrative, tipologia c)”. I corsi sono di
norma moduli da 6 CFU. In alcuni casi due moduli da 6 CFU possono essere unificati
4
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in un corso integrato da 12 CFU per il quale è possibile sostenere un unico esame per
maturare i relativi CFU.
5
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Indirizzo di Acceleratori di Particelle e Superconduttività Applicata
Coordinatore dell'indirizzo: prof. Giovanni Bellomo
Descrizione dell'indirizzo:
L'utilizzo degli acceleratori di particelle (elettroni, protoni, ioni) rimane fondamentale
nella ricerca nel campo della fisica delle particelle elementari (vedi grandi laboratori
internazionali quali il CERN di Ginevra o il laboratorio nazionale LNF di Frascati) e
nella Fisica nucleare delle basse energie (due laboratori nazionali: LNL a LegnaroPadova e LNS a Catania).
Altre specifiche applicazioni sono basate su acceleratori di particelle, quali la
produzione di radiazione di sincrotrone (laboratorio ELETTRA di Trieste) e di
neutroni per lo studio della struttura dei materiali, la produzione di radioisotopi a uso
diagnostico in medicina, la cura di tumori con fasci di protoni o ioni pesanti
(radioterapia), la sterilizzazione di alimenti o di materiale sanitario.
È in corso di studio, con finanziamenti e su programmi della comunita europea,
l'utilizzo di acceleratori per la trasmutazione delle scorie delle centrali nucleari
riducendo in tale modo il problema dello stoccaggio delle scorie in depositi geologici.
Un altro programma della comunità europea riguarda lo studio di dipoli
superconduttivi ad alto campo per gli acceleratori di protoni di futura generazione.
Nel dipartimento di Fisica di Milano esiste una notevole tradizione nel campo degli
acceleratori risalenti agli anni 1960 che ha portato alla costruzione di due ciclotroni. Il
ciclotrone superconduttore del Laboratorio Nazionale del Sud (LNS) è stato
progettato e costruito negli anni 80 nel laboratorio LASA (Laboratorio Acceleratori e
Superconduttività Applicata) del Dipartimento di Fisica.
L'indirizzo di Fisica degli acceleratori prevede una sistematica descrizione dei principi
di funzionamento degli acceleratori (Fisica Acceleratori I) e delle macchine
acceleratrici più importanti con particolare rilievo per gli acceleratori circolari e
lineari per elettroni e protoni (Fisica Acceleratori II). Una particolare enfasi è posta
sulla tecnologia superconduttiva, che è oggi predominante negli acceleratori di ultima
generazione (protoni ed elettroni), sia per i magneti che per le cavità a radiofrequenza,
e nei rivelatori per alte energie. Sono pertanto previsti un corso di base di
superconduttività applicata ed un corrispondente laboratorio.
Il Laboratorio di acceleratori è dedicato alle tecniche di accelerazione (cavità a
radiofrequenza normalconduttive e superconduttive). Le tecniche di diagnostica del
fascio sono oggetto di uno specifico corso (Tecnologie Fisiche 1).
Sono possibili diversi orientamenti con la scelta dei corsi liberi, quali dinamica dei
fasci, tecnologie superconduttive, laser applicati alle sorgenti, progettazione di sistemi
magnetici e di cavità a radiofrequenza.
Nel laboratorio LASA sono attive le seguenti linee di ricerca:
• magneti superconduttori per acceleratori e rivelatori;
• sorgenti di elettroni a fotocatodo;
• acceleratori lineari di elettroni superconduttivi (per fisica alte energie) e
normalconduttivi per uso biomedico;
• acceleratori di protoni superconduttivi per la trasmutazione scorie nucleari.
Sono pertanto disponibili un numero elevato di tesi da svolgere internamente al LASA
oppure nei numerosi laboratori italiani ed esteri con i quali esistono accordi di
collaborazione.
La preparazione (e gli argomenti di tesi ) dei laureati sono molto ben apprezzati nei
laboratori di ricerca di acceleratori sia italiani che esteri nonche nei laboratori
industriali nei settori delle tecnologie avanzate.
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PRIMO ANNO
PRIMO SEMESTRE
Fisica Statistica
Metodi Matematici della
Fisica
Applicata 2
Complementi di Elettromagnetismo e
Relatività
Fisica degli Acceleratori 1
T
A
F
c
C
F
U
8
Fisica degli Acceleratori 2
T
A
F
a
C
F
U
6
a
7
Superconduttività Applicata
a
6
a
8
Corso Tabella B
c
6
a
6
Laboratorio
Acceleratori
a
6
a
c
6
SECONDO SEMESTRE
di
Fisica
degli
Corso Tabella A/B
TOTALE CFU
29
TOTALE CFU
30
SECONDO ANNO
PRIMO SEMESTRE
Tesi di Laurea
Preparazione tesi
Laboratorio di
Applicata
Superconduttività
Corso Tabella A/B
TOTALE CFU
T
A
F
e
f
C
F
U
10
9
a
6
a
c
6
31
SECONDO SEMESTRE
Tesi di Laurea
TOTALE CFU
T
A
F
e
C
F
U
30
30
TABELLA A (corsi tipologia a)
Primo Semestre
Fisica Sanitaria 1
Laboratorio di Fisica dei Laser 2
Tecnologie Fisiche 1
Fisica delle Particelle Elementari 1
CFU
6
6
6
6
Secondo Semestre
Radioattività 1
Fisica dei Plasmi 1
Fisica dello Stato Solido 1
Laboratorio di Fisica dei Laser 1
CFU
6
6
6
6
CFU
6
6
6
6
6
Secondo Semestre
Criogenia
Radiochimica
Laboratorio di elettronica analogica
Cavità risonanti a microonde
Metodi Computazionali della Fisica 2
CFU
6
6
6
6
6
TABELLA B (corsi tipologia c)
Primo Semestre
Meccanica Razionale 2
Tecnologie del vuoto
Metodologie di analisi dei dati
Elettronica 1 (modulo 1)
Elettronica dei sistemi digitali
7
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Indirizzo di Astrofisica
Coordinatore: prof. Giuseppe Bertin
Descrizione dell'indirizzo:
L'Astrofisica moderna si poggia su grandi iniziative a livello internazionale (si pensi
al Very Large Telescope, gestito dallo European Southern Observatory, e al telescopio
spaziale di nuova generazione James Webb Space Telescope, per quanto riguarda
l'astronomia ottica e dell'infrarosso vicino, alla missione Ulysses, per quanto riguarda
la fisica dello spazio, o alla missione Planck, per quanto riguarda lo studio della
radiazione di fondo di origine cosmologica) e, parallelamente, sullo sviluppo di un
adeguato quadro teorico di riferimento, in relazione ad alcuni importanti centri di
interesse (ad esempio, formazione ed evoluzione delle galassie oppure materia oscura
e caratteristiche della radiazione di fondo in cosmologia oppure formazione e
proprietà delle stelle normali e delle stelle dense). La varietà delle misure effettuate e
delle problematiche affrontate è tale che le competenze da acquisire in una Laurea
Specialistica possono quindi concretizzarsi in uno spettro estremamente ampio di
realizzazioni, sia dal punto di vista osservativo/sperimentale, che dal punto di vista
generale della fisica fondamentale (con collegamenti importanti tra i problemi
astrofisici trattati e la fisica teorica, la fisica dei plasmi e della materia, la fisica dei
nuclei e delle particelle elementari). Lo scopo del presente Indirizzo è quello di offrire
allo studente interessato competenze specialistiche nell'ambito dell'Astrofisica
moderna tramite una formazione il più possibile ampia e bilanciata.
Per questo obiettivo, la strategia del presente Indirizzo affida un ruolo importante ad
alcuni corsi molto generali, concentrati nel primo semestre del primo anno (a
sviluppare conoscenze avanzate di fisica, matematica, astronomia e laboratorio).
L'inizio del lavoro di preparazione della tesi è previsto già nel secondo semestre del
primo anno, parallelamente alla frequenza di corsi specialistici scelti tra un numero
piuttosto ampio di alternative (vedi Tabella A). Il lavoro di tesi darà allo studente una
prima introduzione al mondo della ricerca e sarà occasione di collaborazione con
gruppi (teorici, sperimentali, o osservativi) anche al di fuori dell'Università (per
esempio, gruppi attivi presso altri istituti di ricerca italiani o stranieri).
Gli sbocchi per coloro che otterranno la Laurea Specialistica nell'Indirizzo di
Astrofisica sono molteplici. Oltre a quelli generali che si applicano a tutti gli Indirizzi
del Corso di Laurea Specialistica in Fisica, vanno ricordati in particolare quelli relativi
all'impiego presso istituti di ricerca in ambito astronomico (osservatori e laboratori,
nazionali e internazionali) e presso le industrie che fanno da supporto alle grandi
iniziative astronomiche (industria spaziale, ottica, meccanica). Particolarmente per
questi sbocchi di tipo tecnologico, rispetto a chi proviene da Lauree Specialistiche più
tecniche, lo studente laureato nel presente Indirizzo sarà caratterizzato dal possedere
una più chiara visione degli obiettivi scientifici ai quali le tecnologie sono mirate e in
generale una maggior sensibilità ed attenzione verso i problemi di modellizzazione.
8
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PRIMO ANNO
PRIMO SEMESTRE
Complementi di Elettromagnetismo
e Relatività
Metodi Matematici della
Fisica
Applicata 2
Laboratorio
di
Strumentazione
Spaziale 1
Astronomia
T C
A F
F U
SECONDO SEMESTRE
T C
A F
F U
a
8
Due moduli Tabella A
a
12
a
7
1 modulo tabella A
a
6
c
6
c
6
a
12
Laboratorio
di
Spaziale 2
Preparazione tesi
f
6
33
TOTALE CFU
TOTALE CFU
Strumentazione
30
SECONDO ANNO
PRIMO SEMESTRE
Tesi di Laurea
Fisica Statistica
Un modulo tabella A
TOTALE CFU
T
A
F
e
a
a
C
F
U
14
8
6
28
SECONDO SEMESTRE
Tesi di Laurea
Preparazione tesi
T
A
F
e
f
TOTALE CFU
C
F
U
26
3
29
TABELLA A (corsi tipologia a)
Primo Semestre
Astrofisica Teorica (modulo 2)
Introduzione alla Relatività Generale
Laboratorio di Fisica dei Plasmi 2
Astrofisica Nucleare e Relativistica
(modulo 1)
Astrofisica Nucleare e Relativistica
(modulo 2)
Ottica
CFU
6
6
6
6
6
Secondo Semestre
Astrofisica Teorica (modulo 1)
Fisica dei Plasmi (modulo 1)
Fisica dei Plasmi (modulo 2)
Fisica Cosmica
Cosmologia
CFU
6
6
6
12
6
6
TABELLA B (corsi tipologia c)
Primo Semestre
Metodi Computazionali della Fisica 1
Fluidodinamica
Meccanica Celeste
Metodologie di Analisi dei Dati
CFU
6
6
6
6
Secondo Semestre
Metodi Computazionali della Fisica 2
Sistemi dinamici 1
CFU
6
6
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Indirizzo di Fisica della Materia
Coordinatore: prof. Giovanni Onida
Descrizione dell'indirizzo:
La Fisica della Materia copre uno dei campi più diversificati di tutte le scienze fisiche.
Le maggiori scoperte in questo campo hanno recentemente portato grandi progressi,
sia dal punto di vista delle nostre conoscenze fondamentali, sia per quanto concerne la
vita quotidiana. Alcuni esempi sono: la superconduttività, la condensazione di BoseEinstein, le nanoparticelle, i semiconduttori e i microchip, il laser e l'interazione
radiazione-materia, la risonanza magnetica nucleare, i plasmi e la fusione
termonucleare controllata, eccetera.
L'indirizzo di fisica della materia nel nostro dipartimento è strutturato in cinque
percorsi didattici, secondo settori riconosciuti internazionalmente.
La formazione prevede corsi di base e corsi caratterizzanti che permettono di
soddisfare gli interessi culturali e di raggiungere una formazione completa sia teorica
sia sperimentale. Il profilo professionale permette l'inserimento sia nell'accademia e
nella ricerca, sia nell'industria.
I corsi di base o corsi obbligatori di indirizzo (di norma tenuti il primo semestre del
primo anno) consistono in tre corsi scelti dell'ambito dei 23 CFU obbligatori del
Curriculum di Fisica Generale, e precisamente:
1. un corso a scelta tra Meccanica Quantistica 2 e Complementi di
Elettromagnetismo e Relatività (8 CFU);
2. un corso a scelta tra Metodi Matematici della Fisica 2 o Metodi Matematici
della Fisica Applicata 2 (7 CFU).
3. Il corso di Fisica Statistica (8 CFU);
A questi va aggiunto il corso di Struttura della Materia 2 (6 CFU), anch'esso tenuto di
norma nel primo semestre.
Nel seguito sono delineati i cinque percorsi didattici, per ciascuno dei quali, accanto
alla descrizione, vengono riportati suggerimenti (non vincolanti) per i corsi
caratterizzanti da inserire nel piano di studi, sia di ambito fisico (corsi TAF a) sia di
ambito complementare o affine (i cosiddetti corsi interdisciplinari o TAF c).
1) Fisica dei Plasmi :
La fisica dei plasmi studia il comportamento complesso, inerentemente non lineare,
dello stato della materia più diffuso nell'universo (99.9%). La conoscenza della fisica
dei plasmi è centrale sia in problemi a carattere fondamentale, sia in importanti
applicazioni di alta tecnologia, quali la fusione termonucleare controllata, lo sviluppo
di sorgenti avanzate di radiazione, l'accelerazione di particelle, la propulsione
spaziale, il trattamento dei materiali. Nel percorso formativo si conduce lo studente ad
apprendere i fondamenti della fisica dei plasmi e ad indirizzarsi verso ricerche sui
plasmi di laboratorio oppure sui plasmi astrofisici e spaziali, con tematiche teoriche,
simulative o sperimentali. Nel primo anno si suggeriscono i corsi di Complementi di
Elettromagnetismo e Relatività, Fisica dei Plasmi 1, Fisica dei Plasmi 2 e tre corsi a
scelta tra Laboratorio di Fisica dei Plasmi 1, Laboratorio di Ottica 2, Astrofisica
Teorica 1, Sistemi Dinamici 1; nel secondo anno due corsi a scelta tra Laboratorio di
Fisica dei Plasmi 2, Elementi di Fisica dei Continui, Meccanica Celeste, Astrofisica
Teorica 2 e Magnetofluidodinamica (quest'ultimo insegnamento è attivato al
Politecnico di Milano, Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Nucleare).
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2) Fenomeni Coerenti: Ottica Quantistica, Laser e Quantum Information
Il percorso approfondisce lo studio dell'interazione tra radiazione e materia, nei suoi
risvolti fondamentali e applicativi. Lo studente viene portato gradualmente dalle
nozioni di base sui sistemi costituti da atomi e fotoni sino agli argomenti di frontiera
della ricerca, tra cui i fenomeni di coerenza quantistica, gli effetti collettivi
nell'interazione della radiazione con atomi in cavità, condensati atomici, e fasci di
elettroni relativistici, nonchè le applicazioni della meccanica quantistica ai nuovi
protocolli di informazione, comunicazione e calcolo quantistici. Lo studente potrà
sviluppare un approccio sia teorico sia sperimentale, scegliendo tra i corsi consigliati e
impegnandosi nel lavoro di tesi. Gli sbocchi professionali principali sono R&D in
ambito optoelettronico, fisica e tecnologia dei laser, crittografia quantistica e quantum
computing, sorgenti innovative di radiazione coerente (laser a elettroni liberi).
I corsi suggeriti per questo percorso didattico sono: Meccanica Quantistica 2, Ottica
Quantistica, Fisica Atomica, Informazione e Calcolo Quantistici 1 e 2, i laboratori di
Fisica dei Laser e di Optoelettronica,. Tra i corsi interdisciplinari (TAF c) si segnala
Metodi Computazionali della Fisica 1.
3) Fisica dei Solidi e delle Nanostrutture
In questo settore esiste, presso il Dipartimento di Fisica, una attività sperimentale ben
consolidata e riconosciuta internazionalmente nel campo delle nanotecnologie,
affiancata da una attività di tipo teorico-computazionale, che quindi può essere di
supporto ad una offerta formativa ai massimi livelli in questo campo. I problemi
affrontati in questa attività vanno dalla coesistenza di effetti classici e quantistici in
oggetti di piccole dimensioni, allo studio di fenomeni e sistemi di interesse biofisico,
alla realizzazione di dispositivi per la sensoristica, conversione di energia
(fotovoltaico) e per il biomedicale (sistemi di analisi per la genomica e la proteomica).
L'attività teorica comprende lo sviluppo di metodi di frontiera per il calcolo degli
spettri di eccitazione. Il percorso formativo dovrebbe essere caratterizzato da una
elevata interdisciplinarietà, con una forte base di fisica della materia (fisica dello stato
solido, delle superfici, dei semiconduttori) e di corsi di laboratorio. Le competenze
acquisite offrono ottime opportunità lavorative sia in campo di ricerca industriale
applicata, sia di ricerca fondamentale accademica. Nel primo anno si suggeriscono le
seguenti scelte: Meccanica Quantistica 2, Fisica dei Solidi 1, Fisica delle Superfici 1,
Laboratorio di Fisica della Materia 2, e due corsi a scelta tra:, Fisica dei Solidi 2,
Fisica delle Superfici 2, Fisica dei Semiconduttori, Fisica dei dispositivi elettronici,
Biofisica, e Fisica degli aggregati molecolari; nel secondo anno, due corsi a scelta tra:
Caratterizzazione di nanostrutture e film sottili con laboratorio, Elettronica 1, Metodi
Computazionali della Fisica 1, Metodi Computazionali della Fisica 2, o i corsi di
Elettrochimica e Chimica Fisica dei Materiali.
4) Ottica e Fluidi Complessi
Questo percorso corrisponde ad attività sperimentali, grosso modo divise in due aree.
La prima è rivolta allo studio di instabilità convettive in sistemi fluidi, con particolare
enfasi a fluidi complessi. Si affronta lo studio della formazioni di strutture e della loro
cinetica di accrescimento, e della loro transizione al comportamento caotico. Sempre
nella prima area, si affrontano anche studi su fluttuazioni di non equilibrio, per i quali
sono possibili collaborazioni con l'ESA (ente spaziale europeo) e con la NASA, per
esperimenti nello spazio. La seconda area comprende studi di tecniche ottiche
innovative, con forte attività brevettuale e contatti con Società per lo sfruttamento
11
Bozza del Manifesto della Laurea Magistrale in Fisica
28 Marzo 2006
commerciale di dette tecniche. Nell'ambito delle attività di ottica sperimentale esiste
anche la possibilità di specializzarsi nel campo dell'optoelettronica (fibre ottiche,
sensoristica). Nel primo anno si suggerisce un corso a scelta tra Meccanica
Quantistica 2 e Complementi di Elettromagnetismo e Relatività, un laboratorio a
scelta tra Laboratorio di Ottica 1 e Laboratorio di Optoelettronica, il corso di Ottica,
due corsi dell'elenco A, e un corso a scelta tra Elettronica e Metodi Computazionali
della Fisica. Nel secondo, un laboratorio a scelta tra Laboratorio di Ottica 2 e
Laboratorio di Optoelettronica 2, e un corso dell'elenco B.
5) Superfluidi, Liquidi e Soluzioni di Biomolecole
In questo percorso verranno forniti strumenti concettuali e algoritmici avanzati per lo
studio di sistemi atomici fortemente interagenti e disordinati. Una tematica riguarda
liquidi e soluzioni di molecole anche complesse quali proteine, sistemi chiamati "soft
matter", un campo in forte espansione a livello internazionale e a carattere
interdisciplinare tra fisica, chimica e biologia. Altri temi sono di natura quantistica e
riguardano superfluidi solidi quantistici e fenomeni di coerenza quantistica come nella
"Bose Einstein condensation". L'attività svolta in Dipartimento é ampiamente inserita
in ambito internazionale anche in network di eccellenza europeo. Le competenze
acquisite sono teoriche e sono spendibili anche in ambiti diversi in particolare
attraverso l'attività nel campo della simulazione numerica avanzata. Nel primo anno si
suggeriscono i corsi di Meccanica Quantistica 2, Fisica dei liquidi, Fisica delle
soluzioni di interesse biologico e applicativo, due corsi dell'elenco A o B, il corso di
Metodi computazionali della Fisica 1. Il curriculum può essere completato nel
secondo anno con Fisica dei superfluidi, Biofisica o un corso dell'elenco A o B.
ELENCO A:
Corsi di tipo TAF a tra i quali scegliere preferibilmente i corsi complementari (in
alternativa alle scelte suggerite sopra, o qualora non specificati):
Fisica Atomica
Fisica dei Liquidi
Fisica dei Plasmi (modulo 1)
Fisica dei Plasmi (modulo 2)
Fisica dei Solidi (modulo 1)
Fisica dei Solidi (modulo 2)
Fisica dei Superfluidi
Fisica delle Superfici (modulo 1)
Fisica delle Superfici (modulo 2)
Fisica dellle Soluzioni di Interesse Biologico e Applicativo
Informazione e Calcolo Quantistici 1
Informazione e Calcolo Quantistici 2
Laboratorio di Fisica dei laser 1
Laboratorio di Fisica dei Plasmi 1
Laboratorio di Fisica della Materia 1
Laboratorio di Optoelettronica
Laboratorio di Ottica (modulo 1)
Laboratorio di Ottica (modulo 2)
Ottica
Ottica Quantistica
Astrofisica Teorica (modulo 1)
Astrofisica Teorica (modulo 2)
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28 Marzo 2006
Complementi di Elettromagnetismo e Relatività (modulo 1)
Fisica degli Aggregati Molecolari
Fisica dei Dispositivi Elettronici
Fisica dei Semiconduttori
Fisica delle Proteine
Laboratorio di Fisica dei Laser 2
Laboratorio di Fisica dei Plasmi 2
Laboratorio di Fisica della Materia 2
Laboratorio di Optoelettronica 2
Laboratorio di Ottica 2
Meccanica Quantistica 2 (modulo 1)
Meccanica Statistica (modulo 1)
Meccanica Statistica (modulo 2)
Teoria dei Sistemi a Molti Corpi (modulo 1)
Teoria dei Sistemi a Molti Corpi (modulo 2)
Teoria Statistica dei Campi Quantistici (modulo 1)
Teoria Statistica dei Campi Quantistici (modulo 2)
Elenco B: corsi tra i quali scegliere preferibilmente i 12 crediti "interdisciplinari"
(TAF c):
Biofisica
Caratterizzazione di film sottili e nanostrutture (con laboratorio)
Chimica Fisica dei Materiali (cdl chimica)
Elementi di Fisica dei Continui
Elettrochimica (cdl chimica)
Elettronica 1 (modulo 1)
Magnetofluidodinamica (mutuaz. Politecnico, in fieri)
Meccanica Celeste
Metodi Computazionali della Fisica (modulo 1)
Metodi Computazionali della Fisica (modulo 2)
Metodologie di analisi dei dati
Sistemi Dinamici (modulo 1) (cdl matematica)
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28 Marzo 2006
PRIMO ANNO
PRIMO SEMESTRE
Scelta fra:
a) Meccanica Quantistica 2
b) Complementi di
Elettromagnetismo e Relatività
Scelta fra
a) Metodi Matematici della Fisica 2
b) Metodi Matematici della Fisica
Applicata 2
Fisica Statistica
Struttura della Materia 2
T C
A F
F U
SECONDO SEMESTRE
T C
A F
F U
a
8
Corso della Tabella A1
a
6
a
7
Corso o Laboratorio della Tabella A2
a
6
a
a
8
6
Corso delle Tabelle A1, A2, A3
Corso delle Tabelle A1, A2, A3
a) Corso delle Tabelle A1,A2,A3
oppure
b) Corso della Tabella B
TOTALE CFU
a
a
a
6
6
TOTALE CFU
29
6
c
30
SECONDO ANNO
PRIMO SEMESTRE
Tesi di Laurea
Corso o Laboratorio Tabelle A2, A3
a) Corso delle Tabelle A1,A2,A3
oppure
b) Corso della Tabella B
TOTALE CFU
T
A
F
e
a
a
C
F
U
18
6
SECONDO SEMESTRE
Tesi di Laurea
Preparazione tesi
T
A
F
e
f
C
F
U
22
9
6
c
30
TOTALE CFU
31
TABELLA A1 (corsi tipologia a)
Primo Semestre
Ottica
Fisica dei Solidi (modulo 1)
CFU
6
6
Secondo Semestre
Fisica dei Plasmi (modulo 1)
Fisica dei Liquidi
Fisica Atomica
CFU
6
6
6
CFU
6
Secondo Semestre
Laboratorio di Fisica della Materia 1
Laboratorio di Ottica 1
Laboratorio di Fisica dei laser 1
Laboratorio di Optoelettronica
Laboratorio di Fisica dei Plasmi 1
Fisica dei Solidi (modulo 2)
Fisica delle Superfici (modulo 1)
Fisica delle Superfici (modulo 2)
Fisica dei Superfluidi
Informazione e Calcolo Quantistici 1
Ottica Quantistica
Fisica dei Plasmi (modulo 2)
CFU
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
TABELLA A2 (corsi tipologia a)
Primo Semestre
Informazione e Calcolo Quantistici 2
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TABELLA A3 (corsi tipologia a)
Primo Semestre
Laboratorio di Ottica 2
CFU
6
CFU
6
6
6
6
Secondo Semestre
Astrofisica Teorica (modulo 1)
Teoria
Statistica
dei
Campi
Quantistici (modulo 1)
Teoria
Statistica
dei
Campi
Quantistici (modulo 2)
Fisica dei Semiconduttori
Fisica dei Dispositivi Elettronici
Fisica delle Proteine
Laboratorio di Optoelettronica 2
6
Laboratorio di Fisica dei Laser 2
6
Laboratorio di Fisica dei Plasmi 2
Laboratorio di Fisica della Materia 2
Meccanica Quantistica 2 (modulo 1)
Complementi di Elettromagnetismo e
Relatività (modulo 1)
6
Meccanica Statistica (modulo 2)
6
Fisica degli Aggregati Molecolari
6
Astrofisica Teorica (modulo 2)
6
Meccanica Statistica (modulo 1)
Fisica degli Acceleratori 1
6
6
Teoria dei Sistemi a Molti Corpi
(modulo 1)
Teoria dei Sistemi a Molti Corpi
(modulo 2)
6
6
6
6
6
6
6
TABELLA B (corsi tipologia c)
Primo Semestre
Fluidodinamica
Metodi Computazionali della Fisica 1
Elettronica 1 (modulo 1)
Elettrochimica
Metodologie di analisi dei dati
Caratterizzazione di film sottili e
nanostrutture (con laboratorio)
Meccanica Celeste
CFU
6
6
6
6
6
Secondo Semestre
Sistemi Dinamici 1
Metodi Computazionali della Fisica 2
Chimica Fisica dei Materiali
CFU
6
6
6
6
6
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28 Marzo 2006
Indirizzo di Fisica del Nucleo Atomico e Interdisciplinare
Coordinatore: Prof.ssa Angela Bracco
Descrizione dell'indirizzo:
La fisica nucleare moderna si occupa in gran parte dello studio delle proprietà di
nuclei formati in reazioni nucleari tra ioni pesanti e che si trovano in condizioni
estreme di temperatura, di momento angolare o di rapporto tra numero di protoni e
neutroni. Questa problematica è di particolare interesse non solo per lo studio della
struttura del nucleo e dei meccanismi di reazione, ma anche in ambiti interdisciplinari
quali l’astrofisica nucleare. Infatti la produzione in laboratorio di questi nuclei,
cosiddetti "esotici", con fasci di ioni stabili o radioattivi è l'unico modo che abbiamo
sulla terra per isolare e studiare le reazioni chiave che si producono nelle stelle, la cui
comprensione porta informazioni utili per molti problemi astrofisici quali ad esempio
la nucleosintesi degli elementi nell'esplosione di supernova o le proprietà delle stelle
di neutroni. D’altro canto, la fisica nucleare è fondamentale anche per comprendere
problemi legati alle particelle elementari: solo tramite osservabili nucleari è possibile
ad esempio ricavare la massa dei vari tipi di neutrino.
L'attività sia sperimentale che teorica in questo ambito viene fatta in collaborazioni
internazionali presso numerosi laboratori europei, americani ed asiatici, come pure nei
laboratori dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare. Questo tipo di ricerca, che si basa
su innovativi sviluppi degli apparati sperimentali (inclusi gli acceleratori) e dei
modelli teorici, ha dato in questi anni un grosso rilancio al settore della fisica nucleare
che ha attualmente un programma di ricerca a lungo termine molto ben definito e di
avanguardia. Dal punto di vista teorico, il nucleo atomico costituisce un esempio
unico di sistema quantistico a molti corpi il cui comportamento è governato
dall’interazione forte, ma nel quale anche le forze debole ed elettromagnetica si
manifestano in maniera peculiare. Lo studio dei modelli nucleari è un’ottima scuola
data la sua complessità e ricchezza.
Un'altra caratteristica importante della fisica nucleare è la sua forte interdisciplinarità
e il suo uso indispensabile in campi applicativi. Infatti le tecniche sia di tipo
sperimentale che teorico sviluppate per affrontare specifici problemi di fisica nucleare
sono largamente e con successo impiegate in altri campi di ricerca. In questo contesto
interdisciplinare il gruppo di Milano, spesso in sinergia con altri settori di ricerca
operanti nell'ambito del Dipartimento di Fisica, contribuisce in molti settori che
coprono un ampio spettro: dalla modellistica per materiali nanometrici, alle
applicazioni in campo medico (adroterapia e radioprotezione in ambito spaziale) e
biologico (sviluppo di tecniche per lo studio delle proteine) e infine alle tecniche di
radioattività applicate all'ambiente, alla datazione, all'archeologia.
Il gruppo di docenti di questo indirizzo partecipa alle nuove iniziative in
collaborazioni internazionali contribuendo fortemente sia alla ricerca di base in fisica
nucleare che a quella interdisciplinare, mettendo a buon frutto la notevole e
consolidata tradizione nel campo dello studio della struttura nucleare, della dinamica
delle reazioni e delle applicazioni di tecniche sperimentali e teoriche.
All’interno di questo indirizzo è possibile scegliere tra due diversi percorsi didattici: il
primo fornisce una formazione orientata alla fisica e astrofisica nucleare, mentre il
secondo, accanto a una formazione di base in dinamica nucleare, dà una formazione di
carattere multidisciplinare. Il percorso di fisica e astrofisica nucleare viene articolato
in corsi di base (Struttura e reazioni nucleari, Nuclei in condizioni estreme, Teoria dei
1
Bozza del Manifesto della Laurea Magistrale in Fisica
28 Marzo 2006
sistemi a molti corpi, Radioattività, Astrofisica nucleare e relativistica, etc...), corsi
sperimentali (Laboratorio di spettroscopia gamma, Laboratorio di strumentazione
nucleare) e di Metodi computazionali. Per quanto riguarda l'indirizzo di dinamica
nucleare e multidisciplinare, che copre argomenti molto nuovi e attuali, sono a
disposizione corsi specifici a secondo del particolare interesse (Teoria dei sistemi a
molti corpi, Radioattività, Fisica delle proteine, Reazioni statistiche e di preequilibrio, etc.).
Entrambi i percorsi permettono allo studente di avere una visione completa di come
una ricerca venga non solo realizzata ma anche pianificata e impostata e questa
esperienza si dimostra preziosa anche per la soluzione di numerosi problemi
nell'ambito di contesti non accademici.
Gli sbocchi occupazionali per coloro che otterranno una laurea specialistica in questo
indirizzo sono molteplici e riguardano sia il settore accademico che industriale.
Per il settore accademico, tra le varie possibilità ci sono quelle presso:
•
•
•
università;
centri e laboratori di ricerca (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare ed i suoi
laboratori);
laboratori esteri (Europa, Stati Uniti, Giappone).
Per quanto riguarda il settore aziendale e ospedaliero le possibilità sono:
•
•
•
industrie e aziende nel campo dell'elettronica e dei rivelatori;
aziende informatiche e meccaniche;
aziende per la costruzione di strumentazione per la fisica sanitaria.
Va sottolineato che il fatto di essere inseriti durante il lavoro di tesi in collaborazioni
internazionali fornisce una particolare professionalità ben riconosciuta nel mondo del
lavoro moderno.
2
Bozza del Manifesto della Laurea Magistrale in Fisica
28 Marzo 2006
PRIMO ANNO
PRIMO SEMESTRE
T C
A F
F U
Meccanica Quantistica 2
a
8
a
7
a
3
Metodi Matematici della Fisica
Applicata 2
Struttura e Reazioni Nucleari 1
SECONDO SEMESTRE
Laboratorio avanzato di
spettroscopia gamma
a
6
a
6
Radioattività
a
6
a
6
a
/
c
6
Nuclei in condizioni estreme
Preparazione tesi
a
6
Scelta fra
a) Struttura e Reazioni Nucleari 2
b) Teoria dei sistemi a molti corpi
c) Fisica delle Proteine
Corso tabella B
c
6
Corso Tabella A/B
30
TOTALE CFU
TOTALE CFU
T C
A F
F U
30
SECONDO ANNO
PRIMO SEMESTRE
Tesi di Laurea
Preparazione tesi
Corso tabella A/B
Scelta fra :
a) Fisica Statistica
b) Complementi
elettromagnetismo
Relatività
TOTALE CFU
di
e
T
A
F
e
f
a
/
c
C
F
U
10
6
a
8
SECONDO SEMESTRE
Tesi di Laurea
Preparazione tesi
T
A
F
e
f
C
F
U
24
6
6
30
TOTALE CFU
30
3
Bozza del Manifesto della Laurea Magistrale in Fisica
28 Marzo 2006
TABELLA A (corsi tipologia a)
Primo Semestre
Radioattività (modulo 2)
CFU
6
Fisica degli Aggregati Molecolari
6
Fisica Sanitaria (modulo 1)
Reazioni Nucleari Statistiche e di
Preequilibrio
Fisica degli Acceleratori (modulo 1)
Teoria dei sistemi a molti corpi
(modulo 2)
Astrofisica Nucleare e Relativistica
(modulo 1)
Astrofisica Nucleare e Relativistica
(modulo 2)
Fisica dei Solidi (modulo 1)
CFU
6
6
Secondo Semestre
Fisica delle Proteine
Interazione della Radiazione con la
Materia Biologica
Dosimetria
6
Fisica Sanitaria (modulo 2)
6
6
Struttura e Reazioni Nucleari
(modulo 2)
6
6
Fisica degli aggregati molecolari
6
6
6
6
Fisica delle soluzioni di interesse
biofisico e applicativo
Fisica delle Superfici
(modulo 1)
Fisica dei Liquidi
Fisica dei superfluidi
Teoria dei sistemi a molti corpi
(modulo 1)
6
6
6
6
6
TABELLA B (corsi tipologia c)
Primo Semestre
Laboratorio
di
Strumentazione
Nucleare
Metodi Computazionali della Fisica 1
CFU
Secondo Semestre
CFU
6
Radiochimica
6
6
Metodi Computazionali della Fisica 2
Rivelatori per Misure di Fisica
Nucleare 1
6
6
4
Bozza del Manifesto della Laurea Magistrale in Fisica
28 Marzo 2006
Indirizzo di Fisica delle Particelle e delle Astroparticelle
Coordinatore: prof. Francesco Ragusa
Descrizione dell'indirizzo:
Negli ultimi decenni una intensa attività teorica e sperimentale ha portanto ad una
comprensione molto dettagliata delle interazioni elettromagnetiche, deboli e forti che
sono ben descritte da una teoria di gauge di leptoni e quarks chiamata "Modello
Standard". Il modello Standard ha però dei problemi di "consistenza interna" o di
"naturalezza" che fanno pensare che si tratti in realtà di una teoria approssimata (alla
scale di energie a cui la teoria stessa è stata studiata e verificata) e che a scale di
energie maggiori si debba far ricorso ad una teoria più generale. Esistono molte
possibilità teoriche per questa generalizzazione ma è oggi indispensabile ottenere dei
risultati sperimentali che indichino quali delle tante possibilità sia da studiare più
attentamente.
Le attività di ricerca del nostro dipartimento in questo settore vedono rilevanti
partecipazioni di fisici del nostro dipartimento e dell'Istituto Nazionale di Fisica
Nucleare di Milano e permetteranno agli studenti interessati di svolgere tesi di laurea
sugli argomenti indicati con possibilità di soggiorno presso i laboratori internazionali
interessati.
Il curriculum proposto parte dal presupposto che l'interesse dello studente sia diretto
verso la comprensione dei fenomeni di Fisica delle Particelle Elementari oggetto di
studio; per gli studenti con interessi maggiormente orientati verso gli aspetti
tecnologici della strumentazione del settore sono possibili piani di studio alternativi
con maggiore enfasi verso materie di tipo tecnologico o applicativo.
Fra i corsi obbligatori del primo semestre particolare importanza hanno i corsi di
Meccanica Quantistica 2 (che introdurrà al formalismo della teoria dei campi
quantistici, indispensabile per una comprensione non superficiale della Fisica delle
Particelle Elementari) e di Metodi Matematici della Fisica Applicata 2 (che ha il fine
di permettere allo studento l'uso di strumenti matematici avanzati).
Fra i corsi più specifici dell'indirizzo invece molta rilevanza hanno i tre moduli di
Fisica delle Particelle Elementari e il modulo di Teoria delle Interazioni Fondamentali
che hanno lo scopo di mettere lo studente in grado di comprendere le attuali
problematiche del settore mediante lo studio dei più recenti risultati quali la fisica del
modello standard, la ricerca del bosone di higgs, la fisica dei neutrini, la ricerca di
particelle supersimmetriche, la violazione dell'invarianza CP. I due moduli di
laboratorio hanno lo scopo di familiarizzare lo studente con la moderna
strumentazione utilizzata negli esperimenti e contemporaneamente di condurre
semplici esperimenti che abituino lo studente alla pianificazione degli esperimenti e
alla corretta trattazione dei dati sperimentali. Lo studente ha infine la possibilità di
completare la sua preparazione privilagiando i suoi personali interessi con due corsi a
scelta per i quali segnaliamo comunque corsi quali: Cosmologia, Metodologie di
Analisi dei Dati, Interazione e Rivelazione della Radiazione Nucleare, Teoria dei
Processi Fondamentali 2, Astrofisica Nucleare e Relativistica 1 per gli studenti con
interessi orientati maggiormente verso la fenomenologia di Fisica delle Particelle,
oppure Elettronica 1, Metodologie di Analisi dei Dati, Interazione e Rivelazione della
Radiazione Nucleare, Fisica dei Semicoduttori, Elettronica Nucleare, Elettronica dei
Sistemi Digitali per gli studenti con un orientamento più tecnologico. In quest'ultimo
caso ribadiamo che sono possibili variazioni ancora maggiori del piano degli studi.
20
Bozza del Manifesto della Laurea Magistrale in Fisica
28 Marzo 2006
Per finire qualche considerazione sugli sbocchi occupazionali: trattandosi di un
curriculum rivolto allo studio di problemi fondamentali pensiamo che gli studenti
siano molto interessati alla possibilità di proseguire la carriera in ambito accademico,
eventualmente dopo un dottorato di ricerca;
per la carriera accademica i principali enti sono:
• le università (italiane o estere);
• l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare;
• Istituzioni Internazionali che svolgono ricerca in fisica delle particelle
elementari; fra questi segnaliamo in particolare:
• Il CERN (il laboratorio europeo che ospita i più grandi acceleratori del
mondo);
• FERMILAB (a Chicago, USA)
• DESY (Amburgo, Germania)
• altri enti di ricerca pubblici qualora ci si sposti su settori di ricerca diversi
dalla Fisica delle Particelle;
Per attività lavorative di tipo non accademico gli studenti possono far conto su una
solida preparazione che li porta ad avere competenze in campi quali elaborazioni
statistiche di dati, capacità di formulare modelli matematici e di utilizzarli con
competenza, conoscenze tecnologiche in settori quali la microelettronica, la
meccanica di precisione e comunque la capacità di lavorare all'interno di grossi gruppi
internazionali con ritmi e professionalità molto apprezzate nelle aziende.
21
Bozza del Manifesto della Laurea Magistrale in Fisica
28 Marzo 2006
PRIMO ANNO
PRIMO SEMESTRE
T C
A F
F U
Meccanica Quantistica 2
a
8
a
7
preparazione tesi
f
3
Fisica delle Particelle Elementari 1
a
6
Corso Tabella A/B
a
/
c
6
Corso Tabella A/B
30
TOTALE CFU
Metodi Matematici della
Applicata 2
Fisica
TOTALE CFU
SECONDO SEMESTRE
Fisica delle Particelle Elementari 2
(modulo 1)
Fisica delle Particelle Elementari 2
(modulo 2) oppure
Introduzione alla fisica delle astroparticelle
Teoria
delle
Interazioni
Fondamentali 1
Laboratorio di Fisica delle Partcelle
Elementari
T C
A F
F U
a
6
a
6
a
6
a
6
a
/
c
6
30
SECONDO ANNO
PRIMO SEMESTRE
Tesi di Laurea
Preparazione tesi
Laboratorio
di
Rivelatori
di
Particelle 1
Scelta fra:
a)Fisica Statistica
b)Complementi di Elettromagnetismo
e Relatività
TOTALE CFU
T
A
F
e
f
C
F
U
10
6
c
6
a
8
30
SECONDO SEMESTRE
Tesi di Laurea
T
A
F
e
TOTALE CFU
C
F
U
30
30
TABELLA A (corsi tipologia a)
Primo Semestre
Interazione e Rivelazione della
Radiazione Nucleare
Complementi di Elettromagnetismo e
Relatività (modulo 1)
CFU
Secondo Semestre
Teoria delle Interazioni Fondamentali
(modulo 2)
Fisica delle particelle elementari 2
(modulo 2)
CFU
Introduzione alla Relatività Generale
Astrofisica Nucleare e Relativistica
(modulo 1)
6
Elettronica Nucleare (modulo 1)
Elettronica Nucleare (modulo 2)
6
6
6
Fisica dei Dispositivi Elettronici
6
Fisica dei Semiconduttori
Cosmologia
6
6
Secondo Semestre
Metodi Computazionali della Fisica 2
CFU
6
6
6
6
6
TABELLA B (corsi tipologia c)
Primo Semestre
Elettronica 1 (modulo 1)
Metodi Computazionali della Fisica 1
Metodologie di Analisi dei Dati
Elettronica dei Sistemi Digitali
CFU
6
6
6
6
22
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28 Marzo 2006
Indirizzo di Fisica Teorica
Coordinatore: prof. Franco Gallone
Descrizione dell'indirizzo:
La fisica risponde a domande come: di che cosa è fatta la materia? Quali sono le forze
fondamentali e le leggi che le governano? Qual è l'origine dell'universo? Scopo della
fisica teorica è capire come formulare queste domande alla natura, interpretare le
risposte, e formulare le teorie che ne descrivono le leggi fondamentali. La natura si
interroga attraverso esperimenti e misure, però la fisica teorica non si limita
all'interpretazione dei risultati sperimentali. Infatti, le teorie fisiche sono strutture
concettuali dall'architettura complessa. Anche se il loro fondamento ultimo è
sperimentale, lo sviluppo delle conseguenze concettuali delle teorie può portare molto
lontano.
Il corso di studi in fisica teorica nell'ambito della laurea specialistica in fisica ha lo
scopo di fornire una formazione generale avanzata in fisica teorica, concentrandosi
quindi su uno dei principali aspetti della fisica teorica contemporanea, e cioè:
• La fisica matematica, in cui si esplorano gli aspetti formali delle teorie
fisiche e si sviluppano i metodi matematici per studiarle.
• La fisica delle particelle elementari, in cui si studiano i costituenti ultimi
della materia e le loro interazioni.
• La meccanica statistica, in cui si studiano i sistemi con molti gradi di
libertà, dalle scale più piccole delle particelle elementari alle scale più
grandi dei sistemi astrofisici.
• La teoria dei campi quantistici e delle corde quantistiche, in cui si studia
la struttura delle teorie che forniscono il linguaggio unificato in cui si
esprimono le toerie fisiche moderne.
Il curriculum in fisica matematica della Laurea Specialistica in Fisica corrisponde alla
prima opzione, mentre il curriculum in fisica generale con indirizzo in fisica teorica
corrisponde ad una delle altre tre opzioni, a seconda della scelta del corso di indirizzo
(corso a scelta in tabella A1)
Gli studi teorici si svolgono con metodi matematici, attraverso simulazioni numeriche,
ed attraverso l'interpretazione dei dati sperimentali. Inoltre, la fisica teorica è una
struttura concettuale unica, e perciò nella maggioranza delle ricerche molti di questi
aspetti sia teorici che metodologici si combinano. Perciò, il suo ruolo è all'intersezione
delle discipline che formano la fisica moderna, dalla fisica della materia alla fisica
delle particelle, dall'astrofisica alla biofisica.
Per questo, nella scelta dei corsi complementari è offerto un ventaglio di opzioni che
va da corsi di tipo matematico, a corsi di tipo computazionale, a corsi legati a
specifiche discipline.
23
Bozza del Manifesto della Laurea Magistrale in Fisica
28 Marzo 2006
PRIMO ANNO
PRIMO SEMESTRE
Meccanica Quantistica 2
Scelta fra:
a) Metodi Matematici della
Fisica 2
b) Metodi Matematici della Fisica
Applicata 2
Fisica Statistica
Fisica Teorica (modulo 1)
T
A
F
a
C
F
U
8
a
a
a
TOTALE CFU
Corso della Tabella A1
T
A
F
a
C
F
U
12
7
Modulo Tabella A1, A2
a
6
8
6
Corso Tabella A1, A2
Corso Tabella B
a
c
6
6
29
TOTALE CFU
SECONDO SEMESTRE
30
SECONDO ANNO
T
A
F
e
a
c
PRIMO SEMESTRE
Tesi di Laurea
Corso Tabelle A1,A2
Corso Tabella B
TOTALE CFU
C
F
U
18
6
6
30
SECONDO SEMESTRE
Tesi di Laurea
Preparazione tesi
T
A
F
e
f
TOTALE CFU
C
F
U
22
9
31
TABELLA A1 (corsi tipologia a)
Primo Semestre
CFU
Gravità e Superstringhe (modulo 1)
6
Secondo Semestre
Teoria delle Interazioni Fondamentali
(moduli 1 e 2)
Teoria
Statistica
dei
Campi
Quantistici (moduli 1 e 2)
Gravità e Superstringhe ( modulo 2)
CFU
Secondo Semestre
Teoria dei sistemi a molti corpi
(modulo 1)
Meccanica Statistica (modulo 2)
CFU
12
12
6
TABELLA A2 (corsi tipologia a)
Primo Semestre
Appl. fisiche teoria dei gruppi 1
Elementi di
(modulo 1)
Fisica
dei
continui
Fisica delle Particelle Elementari 1
Astrofisica Nucleare e Relativistica
(modulo 1)
Teoria dei sistemi a molti corpi
(modulo 2)
Fisica Teorica (modulo 2)
Astrofisica Teorica (modulo 2)
Meccanica Statistica (modulo 1)
CFU
6
6
6
6
6
Fisica delle Particelle Elementari 2
(modulo 1)
6
6
Fisica dei Superfluidi
6
6
Fisica delle Superfici 1
6
6
6
6
Fisica Atomica
Cosmologia
Fisica dei Plasmi (modulo 1)
Astrofisica Teorica (modulo 1)
6
6
6
6
CFU
6
6
Secondo Semestre
Metodi Probabilistici
Metodi Computazionali della Fisica 2
CFU
6
6
TABELLA B (corsi tipologia c)
Primo Semestre
Meccanica Razionale 2
Metodi Computazionali della Fisica 1
24
Bozza del Manifesto della Laurea Magistrale in Fisica
28 Marzo 2006
Indirizzo di Fisica medica e sanitaria
Coordinatore: prof.ssa Daniela Bettega
Dall'inizio del XX secolo numerose scoperte e nuove applicazioni si sono succedute
nei vari settori della Fisica portando in maniera significativa ad un ampliamento della
conoscenza anche in discipline, non necessariamente affini alla Fisica, che
contribuiscono al miglioramento della qualità della vita. Si pensi solo a tutta la serie di
applicazioni delle radiazioni ionizzanti e non ionizzanti, sviluppate dopo la scoperta
della radioattività e dei raggi X, fino al recente premio Nobel per la Medicina,
condiviso da un fisico per le applicazioni mediche dei sistemi di imaging a Risonanza
Magnetica.
L'indirizzo di Fisica Medica e Sanitaria si inserisce, con la sua offerta formativa,
proprio in quei settori di ricerca, sviluppo e applicazioni della Fisica che possono dare
contributi per una migliore qualità della vita e dell'ambiente, per la salute e la
sicurezza nell'ambiente lavorativo e che sono quindi di primario interesse nell'ambito
delle Scienze della Vita. Tali settori riguardano, oltre alla radioprotezione operativa,
lo sviluppo di nuove tecniche analitiche e dosimetriche e problematiche di più ampio
raggio che, anche sulla base dell'analisi di aspetti sociali, etici ed economici,
forniscono il supporto per il decision making relativo alla valutazione dei rischi, alla
stesura di linee guida nella gestione dei problemi di radioecologia, gestione rifiuti,
sicurezza alimentare e produzione di energia. Riguardano inoltre studi per lo sviluppo
di tecniche diagnostiche o terapeutiche e di radiofarmaci, la radiobiologia, la
tossicologia e l'impiego di tecniche alternative nel controllo dei processi industriali.
I corsi proposti intendono: i) introdurre le metodiche fisiche e matematiche necessarie
per sviluppare ricerche nel settore della fisica applicata alla medicina, all'ambiente,
all'industria; ii) approfondire le conoscenze dell' interazione della radiazione con la
materia e rendere lo studente autonomo nell' uso della strumentazione e delle tecniche
di rivelazione e del loro impiego per scopi dosimetrici e radioprotezionistici; iii)
fornire le conoscenze di base biologiche, fisiologiche e morfologiche dell'organismo
umano e le conoscenze degli effetti dell'interazione della radiazione con strutture
biologiche, iv) applicare tecniche di calcolo per la valutazione del trasferimento
energetico delle radiazioni alla materia, v) introdurre le conoscenze relative alla
chimica dei radioelementi e composti radioattivi e le metodiche per la produzione,
mediante acceleratori e reattori, di radionuclidi e radiofarmaci e le relative
applicazioni. vi) utilizzare modelli per la descrizione della diffusione degli inquinanti
nell'ambiente e il loro metabolismo nell'uomo; vii) presentare le raccomandazioni
delle istituzioni internazionali e la normativa vigente nel settore delle radiazioni
ionizzanti e non ionizzanti e la gestione delle contaminazioni dell'ambiente.
I laureati saranno portati ad un livello di qualificazione tale che consentirà loro di
lavorare in condizione di ampia autonomia, assumendo responsabilità di progetti e
strutture nel campo della sanità, della ricerca, della promozione e sviluppo
dell'innovazione scientifica e tecnologica, anche in ambito interdisciplinare.
Questa preparazione consente il proseguimento degli studi nel Dottorato di Ricerca ed
è particolarmente consigliata per coloro che intendano accedere alla carriera di Fisico
Sanitario presso aziende ospedaliere e che pertanto dovranno conseguire la
Specializzazione post-laurea in Fisica Sanitaria . Consente inoltre l'inserimento in
qualificate attività lavorative, nel campo della ricerca, sviluppo e produzione
25
Bozza del Manifesto della Laurea Magistrale in Fisica
28 Marzo 2006
industriale, nell'Università, negli Istituti di Ricerca, nella Sanità pubblica e Privata,
nelle Agenzie per la protezione e il controllo ambientale.
PRIMO ANNO
T C
A F
F U
SECONDO SEMESTRE
T C
A F
F U
a
8
Fisica Sanitaria 2
a
6
a
7
Corso Tabella A
a
6
Fisica Statistica
a
8
c
6
Fisica Sanitaria 1
a
6
c
a
6
6
30
T
A
F
e
f
C
F
U
22
9
PRIMO SEMESTRE
Complementi di Elettromagnetismo
e Relatività
Metodi Matematici della
Fisica
Applicata 2
TOTALE CFU
29
Laboratorio
di
Sanitaria
Corso Tabella B
Radiobiologia
TOTALE CFU
Strumentazione
SECONDO ANNO
T
A
F
e
a
a
PRIMO SEMESTRE
Tesi di Laurea
Corso Tabella A
Laboratorio di Fisica Sanitaria
TOTALE CFU
C
F
U
18
6
6
30
SECONDO SEMESTRE
Tesi di Laurea
Preparazione tesi
TOTALE CFU
31
TABELLA A (corsi tipologia a)
Primo Semestre
Fisica Medica
Strumentazione per medicina
Reazioni Nucleari Statistiche
Preequilibrio
di
CFU
6
6
Secondo Semestre
Radioattività (modulo 1)
Dosimetria
CFU
6
6
6
Tecniche fisiche di diagnostica medica
6
CFU
Secondo Semestre
Radiochimica
Epidemiologia
CFU
6
6
TABELLA B (corsi tipologia c)
Primo Semestre
26
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28 Marzo 2006
Curriculum di Fisica Matematica
Per soddisfare i requisiti del curriculum di Fisica Matematica, la scelta dei corsi deve
rispettare i seguenti vincoli:
Corsi Obbligatori
Tipologia
corsi di base (Fisica)
(TAF a)
corsi di base (Matematica) (TAF a)
CFU
23
6
Corsi di Indirizzo
corsi di base
corsi interdisciplinari
Tipologia
(TAF a)
(TAF c)
CFU
30
12
prova finale
altre attività
(TAF e)
(TAF f)
40
9
I 23 CFU obbligatori devono essere scelti nel gruppo dei corsi della seguente tabella:
Denominazione corso
Complementi di Elettromagnetismo e relatività
Meccanica Quantistica 2
Fisica statistica
Metodi matematici della fisica 2
oppure
Metodi matematici della fisica applicata 2
SSD
FIS/01-FIS/08
FIS/02
FIS/01-FIS/08
CFU
8
8
8
FIS/02
7
Il curriculum prevede un solo indirizzo.
27
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Indirizzo di Fisica Matematica
Coordinatore: prof. Franco Gallone
Descrizione dell’indirizzo: indirizzo di Fisica Teorica - curriculum di Fisica Generale
PRIMO ANNO
PRIMO SEMESTRE
T C
A F
F U
SECONDO SEMESTRE
Meccanica Quantistica 2
a
8
Metodi Geometrici
Matematica
a
7
a
a
8
6
Scelta fra:
a) Metodi Matematici della Fisica 2
b) Metodi Matematici della Fisica
Applicata 2
Fisica Statistica
Fisica Teorica (modulo 1)
TOTALE CFU
29
della
T C
A F
F U
Fisica
a
6
Gravità e Superstringhe 1
a
6
Corso Tabella A
Corso Tabella B
Corso Tabella A
TOTALE CFU
a
c
a
6
6
6
30
T
A
F
e
f
C
F
U
22
9
SECONDO ANNO
PRIMO SEMESTRE
Tesi di Laurea
Corso Tabelle A
Corso Tabella B
TOTALE CFU
T
A
F
e
a
c
C
F
U
18
6
6
30
SECONDO SEMESTRE
Tesi di Laurea
Preparazione tesi
TOTALE CFU
31
TABELLA A (corsi tipologia a)
Primo Semestre
Elementi di Fisica dei continui
( modulo 1)
CFU
Appl. fisiche teoria dei gruppi 1
6
Introduzione alla Relatività Generale
6
Astrofisica Teorica ( modulo 2)
6
Fisica Teorica (modulo 2)
6
Meccanica Statistica (modulo 1)
6
6
Secondo Semestre
Teoria
Statistica
dei
Campi
Quantistici (modulo 1)
Teoria
Statistica
dei
Campi
Quantistici (modulo 2)
Teoria delle Interazioni Fondamentali
(modulo 1)
Teoria delle Interazioni Fondamentali
( modulo 2)
Meccanica Statistica ( modulo 2)
Teoria dei sistemi a molti corpi
( modulo 1)
Teoria dei sistemi a molti corpi
( modulo 2)
Fisica dei Plasmi ( modulo 1)
Fisica dei Superfluidi
Cosmologia
Gravità e Superstringhe ( modulo 2)
Astrofisica Teorica ( modulo 1)
CFU
Secondo Semestre
Analisi 4
Metodi Computazionali della Fisica 2
Geometria differenziale
Sistemi Dinamici
Metodi Probabilistici
Fisica Matematica 2
CFU
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
TABELLA B (corsi tipologia c)
Primo Semestre
Meccanica Razionale 2
Metodi Computazionali della Fisica 1
Varietà differenziabili
Sistemi Hamiltoniani
Topologia Algebrica
Fisica Matematica I
Calcolo Stocastico e Applicazioni
CFU
6
6
6
6
6
6
6
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Curriculum di Fisica Applicata
Per soddisfare i requisiti del curriculum di Fisica Applicata, la scelta dei corsi deve
rispettare i seguenti vincoli:
Corsi Obbligatori
corsi di base
corsi interdisciplinari
Tipologia CFU
(TAF a)
15
(TAF c)
8
Corsi di Indirizzo
corsi di base
corsi interdisciplinari
Tipologia CFU
(TAF a) 12-42
(TAF c)
6-36
prova finale
altre attività
(TAF e)
(TAF f)
40
9
I 15 CFU obbligatori relativi ai corsi di base devono essere scelti nel gruppo dei corsi
della seguente tabella:
Denominazione corso
Complementi di Elettromagnetismo e relatività
Meccanica Quantistica 2
Fisica statistica
Metodi matematici della fisica 2
oppure
Metodi matematici della fisica applicata 2
SSD
FIS/01-FIS/08
FIS/02
FIS/01-FIS/08
CFU
8
8
8
FIS/02
7
Gli 8 CFU obbligatori relativi ai corsi interdisciplinari devono essere scelti nel gruppo
dei corsi: Elettronica 1 (8 CFU), Elementi di Fisica dei Continui (8 CFU),
Fluidodinamica (8 CFU).
Il curriculum di Fisica applicata si articola nei seguenti indirizzi:
o Elettronica
o Geofisica e Fisica dell’Ambiente
29
Bozza del Manifesto della Laurea Magistrale in Fisica
28 Marzo 2006
Indirizzo di Elettronica
Coordinatore dell'indirizzo: prof. Piero Maranesi
Descrizione dell'indirizzo:
La formazione è orientata a costruire una figura professionale predisposta
all'innovazione e all'evoluzione tecnologica, adatta ad inserirsi in tutti gli ambiti
applicativi dell'elettronica e particolarmente in quelli interdisciplinari.
L'indirizzo elettronico della laurea quadriennale in fisica, è stato attivo per oltre
quarant'anni, ed ha preparato centinaia di professionisti, docenti e ricercatori per i
quali il sistema industriale lombardo è stato il principale soggetto di reclutamento. In
molti casi questi laureati hanno costruito brillanti carriere al di fuori di tale ambito, in
centri di ricerca nazionali ed internazionali, atenei e gruppi industriali extra-regionali.
Gli sbocchi professionali dei Fisici-Elettronici registrano punte di assorbimento
particolarmente alte in campo spaziale, bio-medico e nell'industria dei componenti
elettronici.
La laurea specialistica qualifica per la progettazione sia dei circuiti analogici che
digitali e offre una visione tecnologicamente aggiornata del sistema elettronico
integrato.
Gli aspetti di elettronica generale, strumentazione, tecnologie elettroniche vengono
trattati diffusamente nella laurea specialistica, nella quale vi è pure spazio per un
approfondimento applicativo delegato principalmente all'esperienza di tesi.
Le competenze sperimentali vengono efficacemente impartite in trè corsi di
laboratorio: elettronica analogica, digitale e sistemi.
Alla tesi di laurea vengono attribuiti ben quaranta crediti ed ad essa è riservato un
intero semestre. Potrà essere svolta all'interno del Dipartimento di Fisica, nei
laboratori di ricerca della Sezione elettronica e nei laboratori elettronici dell'Istituto
Nazionale di Fisica Nucleare, ma anche in qualificate sedi industriali e in centri di
ricerca esterni sulla base di collaudate collaborazioni con il corpo docente in atto da
decenni.
Le principali attività di ricerca all'interno del Dipartimento di Fisica riguardano
l'Elettronica di Potenza e l'Elettronica Nucleare.
Nelle sedi esterne i campi di prevalente interesse su cui svolgere tesi di laurea sono
quelli delle applicazioni aerospaziali, bio-mediche e nucleari. I componenti a
semiconduttore, in tutta la gamma dei problemi di ricerca e sviluppo che comportano,
costituiscono l'altro ambito tradizionale di tesi che si avvale della presenza sul
territorio della principale fonderia di Silicio europea.
30
Bozza del Manifesto della Laurea Magistrale in Fisica
28 Marzo 2006
PRIMO ANNO
PRIMO SEMESTRE
Elettronica 1
Metodi Matematici della
Fisica
Applicata 2
Elettronica dei Sistemi Digitali
Laboratorio di Elettronica Digitale
T
A
F
c
C
F
U
8
a
c
c
TOTALE CFU
Elettronica 2
T
A
F
c
C
F
U
6
7
Laboratorio di Elettronica Analogica
c
6
6
6
Elettronica Nucleare 1
Fisica dei Dispositivi Elettronici
Inglese (FIRST o TOFEL)
TOTALE CFU
a
a
f
6
6
3
27
T
A
F
e
C
F
U
40
27
SECONDO SEMESTRE
SECONDO ANNO
PRIMO SEMESTRE
Fisica Statistica
Laboratorio di Sistemi Elettronici
Metodi Computazionali della Fisica 2
Preparazione tesi
TOTALE CFU
T
A
F
a
c
c
f
C
F
U
8
6
6
6
26
SECONDO SEMESTRE
Tesi di Laurea
TOTALE CFU
40
31
Bozza del Manifesto della Laurea Magistrale in Fisica
28 Marzo 2006
Indirizzo di Geofisica, Fisica dell'Ambiente e per i Beni Culturali
Coordinatore dell'indirizzo: prof. Mauro Giudici
Il pianeta Terra è un sistema estremamente complesso tanto che la modellazione dei
processi che in esso hanno luogo risulta una tra le più avvincenti sfide del XXI secolo.
Questo sistema può essere suddiviso schematicamente in varie parti che sono a loro
volta sistemi complessi, quali la litosfera e l'interno della Terra, l'idrosfera, l'atmosfera
e la criosfera. Pertanto con l'indirizzo di "Geofisica, Fisica dell'Ambiente e e per i
Beni Culturali" ci si prefigge l'obiettivo di fornire allo studente le conoscenze
necessarie per studiare i meccanismi che regolano i processi che avvengono nelle
diverse parti del nostro pianeta e di comprendere le modalità di interazione tra queste.
La metodologia di studio è basata su un approccio rigoroso ed integrato tra la
modellistica fisico-matematica, l'acquisizione e l'analisi dei dati sperimentali e il
confronto tra questi e i risultati dei modelli.
In questo contesto un ruolo importante è rivestito dalla fisica dell'ambiente, per la
rilevanza che i fenomeni di inquinamento ambientale hanno acquisito nell'era attuale.
La Fisica per i Beni Culturali ha punti di contatto con le discipline geofisiche e della
fisica dell'ambiente, sia per la metodologia di misura che per l'oggetto di studio (ad
esempio nel caso delle datazioni di materiali studiati dalla geofisica, come le rocce).
In particolare, all'interno di questo settore si e' sviluppata l'archeometria. Questo
termine, introdotto negli anni '50 all'Università di Oxford, il cui significato
etimologico è "misura di ciò che è antico", identifica un'area di ricerca che include
diverse discipline scientifiche (fisica, chimica, geologia, biologia). Tra queste, la
fisica riveste un ruolo peculiare perché le tecniche fisiche di indagine, ad esempio
quelle nucleari, offrono metodi non distruttivi e non invasivi per l'esecuzione di
analisi con elevatissime caratteristiche di sensibilità ma che non richiedono alcuna
preparazione del campione. Pertanto in molti casi questi metodi si prestano a versioni
portatili dell'attrezzatura e sono particolarmente adatti per l'esecuzione di misure su
oggetti antichi o preziosi anche nelle sedi dove essi sono conservati.
L'attività didattica è strettamente collegata all'attività di ricerca svolta nei settori della
geofisica e della fisica applicata presso l'Università degli Studi di Milano
(Dipartimento di Fisica, Istituto di Fisica Generale Applicata, Dipartimento di Scienze
della Terra) e che riguarda sia la ricerca fondamentale (Quali sono le leggi fisiche che
regolano i processi fisici che avvengono nella litosfera, nell'atmosfera, nella idrosfera.
Quali processi fisici e chimici costituiscono le principali cause di modifica delle
condizioni ambientali su scala globale e sono responsabili dell'effetto serra, del buco
dell'ozono, delle piogge acide, ecc.?) sia problemi applicativi (Come si fanno le
previsioni del tempo? Come incidono il traffico, il riscaldamento, i processi industriali
sulla produzione di inquinanti nelle aree urbane? Come possiamo osservare la
distribuzione dei contaminanti in aria, in acqua e nei suoli e prevederne l'evoluzione?
Come possiamo osservare e prevedere eventuali effetti legati alle variazioni
climatiche?). Queste attività di ricerca vengono svolte in collaborazione con altre sedi
universitarie ed enti di ricerca (CNR, ENEA, JRC, ASI, ESA) nazionali e
internazionali, che permettono anche l'effettuazione di stage presso laboratori europei
nel quadro del progetto Socrates-Erasmus. Per gli studi più applicativi nel campo
dell'archeometria, sono molto importanti le collaborazioni con i laboratori dei
principali musei mondiali, come il Louvre, dove sono installate anche attrezzature
fisse, ad esempio acceleratori di particelle, dedicate esclusivamente alle analisi degli
oggetti delle collezioni. Invece per gli aspetti più applicativi di rilevanza ambientale,
come i problemi di inquinamento atmosferico sia su scala locale che su scala globale,
32
Bozza del Manifesto della Laurea Magistrale in Fisica
28 Marzo 2006
la prevenzione e mitigazione dei rischi naturali e la gestione delle risorse naturali sono
fondamentali le collaborazioni con le ARPA (Agenzie Regionali per la Protezione
dell'Ambiente) e le amministrazioni locali.
Il piano di studi proposto per questo indirizzo prevede alcuni corsi di base, con
l'obiettivo di completare la preparazione degli studenti sia nell'utilizzo dei metodi
matematici in fisica, che nella fisica generale (fisica statistica, elettromagnetismo,
fisica dei continui, archeometria) e in discipline affini (modellistica ambientale o
geologia). I corsi caratterizzanti forniscono invece un quadro sufficientemente
completo per affrontare lo studio dei processi geofisici fondamentali considerando la
Terra come un sistema complesso. In particolare due di questi corsi (uno al primo e
uno al secondo anno) sono dedicati ad attività di laboratorio ed hanno la finalità di
fornire allo studente le competenze sperimentali necessarie per eseguire esperimenti e
osservazioni sul sistema Terra, sull'ambiente e sui beni archeologici e culturali; questi
corsi sono molto utili anche per gli studenti che intendano affrontare problemi di
carattere più teorico, perché insegnano loro a collegare le previsioni dei modelli
fisico-matematici con la fenomenologia e le osservazioni.
Infine lo studente può approfondire aspetti specifici attraverso gli insegnamenti a
scelta, in modo da acquisire competenze specialistiche in alcuni settori, che sono
sviluppati presso la nostra Università e che vengono elencati di seguito.
Geofisica della terra solida
Comprendere la dinamica della crosta terrestre e del mantello è fondamentale per
interpretare i segnali delle modifiche a cui la Terra è soggetta su grande scala spaziale
e temporale. Ricordiamo come esempi di applicazione la valutazione della
pericolosità sismica o le variazioni del livello medio del mare, legate alle
deformazioni della crosta terrestre e alle variazioni della gravità (litosfera) a causa del
trasporto dell'acqua (idrosfera) risultante dallo scioglimento dei ghiacci (criosfera).
Fisica dell'atmosfera
L'analisi delle serie storiche di dati climatologici registrate da enti scientifici nel corso
dei decenni, se non secoli, è il principale strumento per studi climatologici che
possano separare l'eventuale contributo antropogenico dalle variazioni naturali. In
questo settore, l'applicazione modellistica più conosciuta consiste nelle previsioni del
tempo, che richiedono sofisticati modelli matematici in grado di prevedere
l'evoluzione fortemente non-lineare della circolazione atmosferica.
Fisica dell'ambiente
Si introducono gli aspetti di base dei fenomeni che costituiscono le principali cause di
modifica delle condizioni ambientali su scala globale e su scala locale. Particolare
attenzione si dedica alla comprensione dei processi fisico-chimici che determinano
l'inquinamento atmosferico urbano sia per ciò che concerne gli inquinanti gassosi che
il particolato atmosferico nelle sue diverse frazioni dimensionali. Vengono inoltre
affrontate le metodologie sperimentali più avanzate per l'analisi dei composti
inquinanti.
Radioattività ambientale
L'analisi e il controllo della radioattività ambientale viene effettuato sia con la
spettrometria gamma, per la determinazione di radionuclidi naturali (uranio, torio,
radio) presenti nei campioni di roccia e di minerali con un rivelatore di radiazione
gamma HPGe con efficienza relativa del 30%, sia con la spettrometria alfa mediante
33
Bozza del Manifesto della Laurea Magistrale in Fisica
28 Marzo 2006
rivelatori al silicio o rivelatori a traccia per misurare la concentrazione di Rn222 nelle
abitazioni.
Fisica applicata ai beni culturali
Negli insegnamenti relativi a questo settore vengono presentate tecniche di datazione
(insegnamento di "Archeometria"), utili sia per applicazioni geologiche, che per
l'analisi di reperti archeologici. Inoltre le tecniche di analisi atomiche e nucleari (XRF,
PIXE, Raman, RBS) e le tecniche ottiche (fotografia, radiografia, riflettografia),
introdotte nell'insegnamento di "Metodologie di Fisica Applicata", sono
peculiarmente applicabili ai beni culturali (dei quali l'Italia possiede il 45% dell'intero
patrimonio mondiale), ma offrono la possibilità di uno studio di aspetti fondamentali
della fisica, come l'interazione della radiazione con la materia, che sono di interesse
generale nelle tecniche di analisi dei materiali.
Fisica delle acque sotterranee
La circolazione dei fluidi nel sottosuolo va studiata con campagne di monitoraggio ed
esperimenti i cui dati sono analizzati con tecniche geostatistiche e modelli inversi per
la realizzazione di modelli previsionali. Infatti occorre saper prevedere il
comportamento dei fluidi nel sottosuolo in varie ipotesi di uso delle acque sotterranee
o di presenza di inquinamento, per garantire una corretta gestione della principale
riserva di acqua potabile del nostro pianeta e in particolare della pianura padana.
Tecniche satellitari di rilevamento e posizionamento
Per molti dei settori descritti in precedenza, un ruolo importante è svolto dalle
metodologie satellitari per la determinazione della posizione e delle deformazioni
crostali tramite GPS (Global Positioning System) e interferometria SAR differenziale
(DInSAR).
34
Bozza del Manifesto della Laurea Magistrale in Fisica
28 Marzo 2006
PRIMO ANNO
PRIMO SEMESTRE
Scelta fra:
a) Fisica Statistica
b) Complementi di
Elettromagnetismo e Relatività
Metodi Matematici della
Fisica
Applicata 2
Elementi di Fisica dei Continui
Scelta fra:
a) Elementi di Geologia
b) Fondamenti di Modellistica per
l’Ambiente
T C
A F
F U
SECONDO SEMESTRE
T C
A F
F U
a
8
Scelta fra:
a) Fisica Terrestre (modulo 2)
b) Fisica dell’Interno della Terra
a
c
6
a
7
Fisica dell’Ambiente
a
6
c
8
Corso delle Tabella A e B
a
c
6
6
Scelta fra:
a) Laboratorio di Fisica
dell’Atmosfera
b) Laboratorio di Fisica Terrestre
a
6
Corso delle Tabella A e B
a
c
6
c
TOTALE CFU
29
TOTALE CFU
30
SECONDO ANNO
PRIMO SEMESTRE
Tesi di Laurea
Laboratorio di Misure Fisiche per
l’ambiente
Corso Tabella B
TOTALE CFU
T
A
F
e
C
F
U
20
c
6
c
6
32
Tesi di Laurea
T
A
F
e
C
F
U
20
Preparazione tesi
f
9
SECONDO SEMESTRE
TOTALE CFU
29
35
Bozza del Manifesto della Laurea Magistrale in Fisica
28 Marzo 2006
TABELLA A
Primo Semestre
Fisica Terrestre (modulo 1)
Sismologia
CFU
6
6
Secondo Semestre
Fisica Terrestre (modulo 2)
Fisica dell’Ambiente
Fisica dell’Atmosfera
Laboratorio di Fisica Terrestre
Laboratorio di Fisica dell’atmosfera
Metodologie di Fisica Applicata
Archeometria
Fisica dell’Interno della Terra
Fisica dell’atmosfera
Tettonofisica
Radioattività (modulo 1)
Radioattività (modulo 2)
CFU
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
CFU
6
Secondo Semestre
Radiochimica
CFU
6
TABELLA B
Primo Semestre
Elementi di Geologia
Fondamenti di Modellistica
per
l’Ambiente
Metodologie di analisi dei dati
Tecniche di Rilevamento Satatellitare
6
6
6
36
Bozza del Manifesto della Laurea Magistrale in Fisica
28 Marzo 2006
Attività propedeutiche alla tesi di laurea
Rientra nel percorso didattico al quale lo studente è tenuto ai fini della ammissione
alla prova finale il superamento di prove di verifica, con giudizio di approvato o di
riprovato, relative ad attività formative propedeutiche, alla conoscenza di una lingua
straniera, nonché di ulteriori conoscenze e abilità anche derivanti da tirocini o altre
esperienze in ambienti di ricerca o di lavoro.
L’acquisizione dei 9 CFU previsti per queste attività può avvenire, ad esempio,
attraverso:
¾ preparazione di relazioni scritte e/o presentazioni orali in lingua inglese;
¾ stage presso enti e aziende esterni;
¾ partecipazione a campagne di raccolta dati organizzate sia dall’Università che
da Enti pubblici e aziende;
¾ partecipazione a cicli di seminari specialistici.
La determinazione delle attività ammesse, i relativi crediti e le modalità della prova di
verifica verranno decise da una commissione del Consiglio di Cordinamento
Didattico. La verifica verrà eseguita da apposite commissioni nominate dal Consiglio
di Coordinamento Didattico.
Tesi di laurea
Acquisiti, nel rispetto delle deliberazioni in vigore, i necessari 80 crediti formativi, lo
studente è ammesso a sostenere la prova finale per il conseguimento del titolo. In
ottemperanza ai criteri generali, espressi dall'articolo 19 del Regolamento di Facoltà,
al quale si rimanda per ogni altra disposizione in materia, la prova finale, che consente
di acquisire i restanti 40 CFU, consiste nella discussione dell'elaborato finale
preparato dallo studente. Tale elaborato deve essere relativo ad una attività di carattere
teorico o sperimentale rivolta alla soluzione di un problema fisico o a carattere
interdisciplinare e svolta in autonomia dallo studente, sotto la supervisione di un
relatore, presso gruppi di ricerca, enti o imprese; l'elaborato dovrà documentare gli
aspetti progettuali e realizzativi della attività svolta nonché i collegamenti del lavoro
con lo stato corrente delle conoscenze nei settori della fisica. L’argomento
dell’elaborato e il relatore (ed eventuale correlatore) devono essere approvati da una
commissione del CCD.
Ulteriori informazioni possono essere trovate sul sito del Consiglio di Coordinamento
Didattico in Scienze e Tecnologie Fisiche dell’Università di Milano:
http://www.fisica.unimi.it/
37
Bozza del Manifesto della Laurea Magistrale in Fisica
28 Marzo 2006
Attivazione dei corsi
Ai fini della attuazione del manifesto la seguente tabella riporta i corsi di cui si
procederà all’attivazione nell’anno accademico 2006-2007 con la indicazione del
codice e del titolo del corso, l’anno di corso e il semestre in cui saranno attivati, la
tipologia dell’insegnamento, i Crediti Formativi Universitari e il Settore Scientifico
Disciplinare di afferenza. Sulla base di particolari esigenze derivanti dalle effettive
scelte degli studenti iscritti si potrà procedere alla attivazione di ulteriori corsi rispetto
a quelli indicati nella seguente tabella:
A
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c
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SSD
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1
1
TAF
analisi ottiche per i beni culturali
astrofisica teorica (modulo 1)
astrofisica teorica (modulo 2)
astrofisica nucleare e relativistica (modulo 1)
astrofisica nucleare e relativistica (modulo 2)
astronomia
astronomia (modulo 1)
astronomia (modulo 2)
Biofisica
complementi di elettromagnetismo e relatività
cosmologia
dosimetria
Dosimetria interna
elementi di fisica dei continui
elettronica 1
elettronica dei sistemi digitali
elettronica nucleare (modulo 1)
fisica atomica
fisica cosmica
fisica degli aggregati molecolari (modulo 1)
fisica dei dispositivi elettronici
fisica dei liquidi
fisica dei plasmi (modulo 1)
fisica dei semiconduttori (modulo 1)
fisica dei solidi (modulo 1)
fisica dei solidi (modulo 2)
fisica dei superfluidi
fisica dell'ambiente
fisica dell'atmosfera
fisica delle particelle elementari 1
fisica delle particelle elementari 2 (modulo 1)
fisica delle particelle elementari 2 (modulo 2)
fisica delle proteine (modulo 1)
fisica delle superfici (modulo 1)
fisica delle superfici (modulo 2)
fisica sanitaria (modulo 1)
fisica sanitaria (modulo 2)
fisica statistica
fisica teorica (modulo 1)
fisica teorica (modulo 2)
fisica terrestre (modulo 1)
semestre
Denominazione corso
anno
Codice
FIS/07
FIS/05
FIS/05
FIS/04
FIS/04
FIS/05
FIS/05
FIS/05
BIO/10
FIS/03
FIS/05
FIS/07
FIS/07
ING-IND/06
ING-INF/01
ING-INF/01
FIS/04
FIS/03
FIS/05
FIS/03
FIS/03
FIS/03
FIS/03
FIS/03
FIS/03
FIS/03
FIS/03
FIS/07
FIS/06
FIS/04
FIS/04
FIS/04
FIS/03
FIS/03
FIS/03
FIS/07
FIS/07
FIS/03
FIS/02
FIS/02
FIS/06
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Bozza del Manifesto della Laurea Magistrale in Fisica
28 Marzo 2006
CFU
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FIS/02
FIS/02
FIS/03
FIS/03
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FIS/04
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6
6
6
6
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FIS/02
FIS/03
FIS/03
FIS/06
FIS/04
FIS/04
FIS/06
FIS/03
FIS/03
FIS/03
FIS/03
FIS/04
SSD
TAF
fisica terrestre (modulo 2)
fondamenti di modellistica per l'ambiente
gravità e superstringhe 1
gravità e superstringhe 2
informazione e calcolo quantistici 1
informazione e calcolo quantistici 2
interazione e rivelazione della radiazione
nucleare
introduzione alla relatività generale
laboratorio di fisica del laser 1
laboratorio di fisica della materia 2
laboratorio di fisica dell'atmosfera
laboratorio di fisica delle particelle elementari 1
laboratorio di rivelatori di particelle
laboratorio di fisica terrestre
laboratorio di optoelettronica
laboratorio di optoelettronica 2
laboratorio di ottica 2
laboratorio avanzato di ottica
laboratorio avanzato di spettroscopia gamma
Laboratorio di strumentazione nucleare
laboratorio di strumentazione sanitaria
laboratorio di fisica sanitaria
laboratorio di strumentazione spaziale 1
laboratorio di strumentazione spaziale 2
meccanica quantistica 2
meccanica statistica (modulo 1)
meccanica statistica (modulo 2)
metodi computazionali della fisica 1
metodi computazionali della fisica 2
metodi geometrici della fisica matematica
metodi matematici della fisica 2
metodi matematici della fisica applicata 2
metodologie di analisi dei dati
metodologie di fisica applicata
nuclei in condizioni estreme (modulo 1)
ottica (modulo 1)
ottica quantistica
pedagogia
radioattività (modulo 1)
Radiobiologia
Radiochimica
storia della fisica (modulo 1)
storia della scienza e della tecnica (modulo 1)
strumentazione per la medicina
struttura della materia 2
struttura e reazioni nucleari (modulo 1)
struttura e reazioni nucleari (modulo 2)
tecniche fisiche per diagnostica medica
teoria dei sistemi a molti corpi (modulo 1)
teoria dei sistemi a molti corpi (modulo 2)
teoria delle interazioni fondamentali (modulo 1)
teoria delle interazioni fondamentali (modulo 2)
semestre
Denominazione corso
anno
Codice
FIS/06
ING-IND/06
ING-IND/20
MED/36
FIS/07
ING-IND/05
ING-IND/05
FIS/02
FIS/02
FIS/02
ING-INF/05
ING-INF/05
MAT/07
FIS/02
FIS/02
ING-INF/05
FIS/07
FIS/04
FIS/03
FIS/03
M-PED/01
FIS/04
FIS/07
CHIM/03
FIS/08
M-STO/05
FIS/07
FIS/03
FIS/04
FIS/04
FIS/07
FIS/02
FIS/02
FIS/02
FIS/02
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Bozza del Manifesto della Laurea Magistrale in Fisica
28 Marzo 2006
a
a
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6
6
6
SSD
2
2
2
CFU
1
1
1
TAF
teoria statistica dei campi quantistici 1
teoria statistica dei campi quantistici 2
tettonofisica
semestre
Denominazione corso
anno
Codice
FIS/02
FIS/02
FIS/06
Insegnamenti mutuati da altri CCD o università
1
1
1
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c
c
6
6
SSD
GEO
GEO
FIS PV
CFU
fisica matematica I
fisica matematica II
sistemi hamiltoniani
sistemi dinamici
varietà differenziabili
topologia algebrica
geometria differenziale
calcolo stocastico e applicazioni
metodi probabilistici
elementi di geologia
fisica dell’interno della terra
Econofisica
TAF
MAT
MAT
MAT
MAT
MAT
MAT
MAT
MAT
semestre
Denominazione
anno
CCD
GEO/02
FIS/06
IL PRESIDENTE DEL CCD DI
SCIENZE E TECNOLOGIE
FISICHE
IL PRESIDE DELLA FACOLTÀ
DI SCIENZE MATEMATICHE,
FISICHE E NATURALI
(Prof. Francesco Ragusa)
(Prof. Marcello Pignanelli)
40