Fisica della materia cristallina

generalità
Fisica della materia cristallina
• Attività di ricerca pluridecennale nell’ambito della scienza dei materiali: di grande
interesse sia per la fisica fondamentale che per le applicazioni
• Ricerche basate sulla sintesi di nuovi materiali nano-strutturati in una o più
dimensioni (strati sottili di spessore micro-nanometrico; aggregati di dimensioni
micro-nanometriche …): il controllo della geometria e struttura consente di creare
materiali artificiali con proprietà innovative
• Ricerche di punta testimoniate da pubblicazioni su importanti riviste internazionali
• Attività di ricerca sia sperimentale che teorica
• Legami con il territorio e le imprese
CIDEA: Centro Interdipartimentale per Energia e Ambiente, - unità
operativa “Energia” accreditato dalla Regione Emilia Romagna
sportello verso le imprese (trasversale fra vari laboratori di Fisica +
Ingegneria
Laboratorio di colorimetria: laboratorio di certificazione del colore (ACREDIA)
24/04/2013
Fisica della materia cristallina
1
Fisica della materia
cristallina
• Semiconduttori e isolanti
‒ Fotovoltaico e dispositivi
‒ Strutture epitassiali a confinamento quantistico, misure
elettriche
‒ Spettroscopia ad alta risoluzione
‒ Spettroscopie per i beni culturali
• Magnetismo e superconduttività
‒ Magneti molecolari e fondamenti del magnetismo
‒ Materiali multifunzionali: magnetocalorico, multiferroici
‒ Ossidi di metalli di transizione: spintronica e superconduttori
• Grafene e fulleriti
‒ Proprietà elettroniche e immagazzinamento dell’idrogeno
• IMEM
24/04/2013
Fisica della materia cristallina
2
Fotovoltaico e dispositivi
per optoelettronica e sensoristica
Alessio Bosio
Maura Pavesi
Nicola Romeo
Manfredo Manfredi
Daniele Menossi
Massimiliano Zanichelli
Cristina Catellani
Nicola Zambelli
Michele Sozzi
Giovanni Piacentini
Ruvini Darmadhasa
Crescita, caratterizzazione e applicazioni tecnologiche
di materiali III-V, II-VI e calcopiriti
Post-Doc e dottorandi passati: Samantha Mazzamuto, Roberta Ciprian,
Andrea Podestà, Stefano Pavesi, Pier Luigi Rigolli, Massimiliano
Zanichelli
24/04/2013
Fisica della materia cristallina
3
Dispositivi per
optoelettronica e sensoristica
Fotovoltaico
CIGS
record
efficienza:
20.4%
(17%)
Dalla cella
solare al
modulo
fotovoltaico
LED e laser
Meccanismi di degrado in elettronica di
potenza
Rivelatori per raggi X e 
centralina monitoraggio
ambientale (spettroscopica)
Sviluppo industriale: modulo 60×120 cm2; efficienza 10%
24/04/2013
Fisica della materia cristallina
4
ThiFiLab
Tecnologie oltre lo stato dell’arte per la
deposizione di film sottili di semiconduttori,
isolanti , metalli e loro leghe.
Possibilità di stage presso ditte che
producono moduli fotovoltaici a film sottili.
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Fisica della materia cristallina
Lab. Dispositivi
Caratterizzazione di prototipi mediante
elettroluminescenza, fotoluminescenza,
fotocorrenti DC e impulsate.
5
Strutture epitassiali
a confinamento quantistico
SEMLABS
Antonella
Parisini
Luciano
Tarricone
Salvatore
Vantaggio
Michele Baldini
(IMEM-CNR,PR/Berlino)
Marco Gorni (dottorando)
Post-Doc e dottorandi passati:, Massimo Longo (MDM-CNR, Mi), Roberto Jakomin
(LabSem, CETUC/PUC Rio de Janeiro, BR), Stefano Rampino (IMEM-CNR, PR),
Michele Begotti (RCF s.p.a.,RE), Barbara Rotelli (Data System, PR), Carla Arena
(Insegnante, PV), Paolo Bondavalli (Nanomaterials, CNRS-THALES, Tolouse F)
24/04/2013
Fisica della materia cristallina
6
Strutture epitassiali
a confinamento quantistico
Epitassia (da fase vapore):
uno strato atomico per volta
(frazione di nm)
MOVPE
Eterostrutture:
formate da una
successione di strati di
semiconduttori diversi
(=> materiali artificiali
con proprietà fisiche
peculiari).
24/04/2013
Fisica della materia cristallina
7
Strutture epitassiali e applicazioni
micro- opto-elettroniche
InGaP
GaAs
Il confinamento quantistico degli
elettroni si vede da misure ottiche e di
magneto-trasporto
MISURE ELETTRICHE IN
Con questo tipo di strutture
Multi-junction Solar Cells e
quantum well solar cells:
alta efficienza, per uso spaziale
24/04/2013
Fisica della materia cristallina
SEMICONDUTTORI AD
ALTA GAP
Carburo di Silicio
(SiC): dispositivi per
elettronica di potenza
8
Spettroscopia a trasformata di
Fourier in alta risoluzione
Andrea Baraldi
Altro personale
Rosanna Capelletti (Prof. a contratto)
Post-Doc e dottorandi passati:
Maura Pavesi (Unipr),
Paola Beneventi (Scuola secondaria),
Andrea Ruffini (GEM Elettronica),
Elisa Buffagni (CNR-IMEM)
Margherita Mazzera (ICFO , Barcellona)
24/04/2013
Fisica della materia cristallina
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Spettroscopia FT in alta
risoluzione
Monocristalli, vetri e vetroceramici drogati con terre rare
per laser, scintillatori e applicazioni in optoelettronica
monocristalli di YAG (Nd:YAG)
Calorimetro al FermiLab: 3100
cristalli scintillatori di CsI
vetri da sol-gel per laser accordabili
14/03/2011
Fisica della materia cristallina
10
Spettroscopia a trasformata di
Fourier in alta risoluzione
Yttrium Aluminum Borate
0.15 cm-1 = 18.6 µeV
Spettrometria e microspettrometria
24/04/2013
Fisica della materia cristallina
Monocristalli drogati con terre rare
per laser
11
Fisica per i beni culturali
DANILO BERSANI
PIER PAOLO
LOTTICI
Spettroscopie:
Raman,
FTIR,
SEM-EDS (microanalisi)
XRF,
EXAFS,
XRD,
ND-TOF,
riflettanza UV-VIS
Dottorandi e post-doc passati:
Iari-Gabriel Marino (libero professionista),
Alessandro Cremonesi (Bruker ),
Raffaella Raschellà (insegnante)
24/04/2013
Fisica della materia cristallina
12
Fisica per i beni culturali
Dipinti, pigmenti, leganti, vetri, ceramiche,
metalli, gemme, statue, edifici storici,
reperti archeologici, manoscritti….
Micro-mappatura dei prodotti di
corrosione in monete e in vetri.
29/04/2011
Caratterizzazione di corpo, pigmenti e
invetriatura di ceramiche archeologiche tramite
Raman, SEM-EDS e diffrazione neutronica
Fisica della materia cristallina
13
Spettroscopia Raman
applicata
Ossidi nanostrutturati:
TiO2, SiO2, WO3, V2O5
• “serbatoi” per drug delivery
• catalisi
• elettrocromia
Riconoscimento di specie rare
Calibrazione della datazione con
tracce di fissione in apatiti
tramite spettroscopia Raman
Micro-mappatura
composizionale di
cristalli zonati
24/04/2013
Studio di inclusioni fluide - genesi
di giacimenti auriferi
Fisica della materia cristallina
14
Magnetismo: magneti
molecolari e fondamenti
• Giuseppe Amoretti
• Paolo Santini
• Stefano Carretta
•
Dottorandi: Elena Garlatti, Alessandro Chiesa
•
Post-Doc e tesisti passati: E. Pavarini (Julich), A. Bianchi (Pubblica Amm.),
E. Liviotti (Liceo Ulivi Parma), N. Magnani (UC Berkeley), B. Paci (CNRRoma)
24/04/2013
Fisica della materia cristallina
15
Magnetismo: magneti
molecolari e fondamenti
NanoMagnete molecolare: molecola organica
con un nocciolo di ioni magnetici
Mn12
Realizzano circuiti logici
per computer quantistici:
Modello per meccanica quantistica e magnetismo
Parametri da esperimenti di diffusione di neutroni (ILL/ISIS)
Ψ ( S1, S 2 ,, S N )

N q bits
Si progettano le molecole più adatte per le applicazioni
24/04/2013
Fisica della materia cristallina
16
Magnetismo: magneti
molecolari e fondamenti
Cristalli e molecole di terre rare e
Attinidi (elettroni 5f)
NpO2 presenta il primo caso noto
di ordine di ottupolo magnetico
Diffusione inelastica di neutroni
24/04/2013
Fisica della materia cristallina
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Magnetismo: materiali
multifunzionali
Massimo Solzi
Massimo Ghidini
(a Cambridge)
Post-Doc e dottorandi: Chiara Pernechele, Raffaele Pellicelli,
Giacomo Porcari, Davide Delmonte
Nanoparticelle
magnetiche per
la medicina e la
registrazione
magnetica
24/04/2013
Fisica della materia cristallina
Film e multistrati
per la
registrazione
magnetica
18
Magnetismo: materiali
multifunzionali
• Materiali Magnetocalorici
• Multiferroici magneto-elettrici
Cosa è un
“frigo”
magnetico?
Cos’ è?
presentato un prototipo presso
Zanotti – Pegognaga (MN)
Materiali
Leghe Heusler,
Film MnAs
Materiali
BiMn7O12,
K3Fe5F15
24/04/2013
Fisica della materia cristallina
19
Magnetometria e
sviluppo strumentazione
Calorimetria in campo magnetico
SQUID, suscettometria ac, misure
in alti campi magnetici (7T), MOKE (effetto Kerr)
Sviluppo strumentazione
10
t2 (nm)
Calcoli e simulazioni numeriche
24/04/2013
Fisica della materia cristallina
ES1-RM2
DM1-DM2
6
Crescita film sottili con e-gun in UHV
B
A
8
ES1-DM2
4
2
0
C
RM1-ES2
0
2
4
6
t1 (nm)
RM1-DM2
8
10
12
20
Magnetismo: ossidi di metalli
di transizione
Post-Doc e dottorandi:
Marcello Mazzani (Post-Doc)
Pietro Bonfà (Dottorando)
Post-Doc e dottorandi passati:
- M. Cestelli (Frascati)
- S. Fanesi (Infostrada)
Roberto De Renzi
- S. Sanna (Uni PV),
- C. Mazzoli (PoliMi),
- T. Shiroka (ETH Zurich)
- S. Serventi (insegnante)
- A. Sidorenko (TU Wien),
- C. Baumann (Springer),
- M. Bimbi (Neuroscienze),
- K. Zheng (Beijin),
- F. Coneri (Twente),
- G. Prando (Uni PV)
24/04/2013
Fisica della materia cristallina
Giuseppe Allodi
Laura Romanò
21
Ossidi di metalli di transizione
•
Spintronica
Cosa sono
•
Superconduttori
Spin Valve
Magnete
Permanente
I
Materiali
24/04/2013
Barriera
Magnete Soft
Half Metals
Fisica della materia cristallina
1911
Hg
Tc= 4 K
1956
BCS
1987
YBa2Cu3O6+x Tc= 92 K
2008
SmFeAsO1-xFx Tc= 55 K
1962 NbTi Tc= 9 K
22
NMR, Muon Spin Rotation e
calcolo
Calcoli e simulazioni Montecarlo
Esperimenti
µSR a PSI/ISIS
Nuclei e muoni sono sonde locali
Esperimenti
NMR a Parma
24/04/2013
Fisica della materia cristallina
23
Nanostrutture di Carbonio
Composizione del gruppo:
- Matteo Aramini (Dottorando)
- Mattia Gaboardi (Dottorando)
- Daniele Pontiroli (Post-Doc)
- Fabio Giglio (Laureando)
- Alessandra Gorreri (Tecnico Lab.)
Post-Doc e dottorandi passati:
-Toni Shiroka (ETH Zurich)
- Matteo Belli (MDM-CNR)
- Fabio Gianferrari (Bruker S.r.l. MI)
- Massimo Pagliari (Huntsman S.r.l.)
- Omar Ligabue (Solvay Solexis S.p.A.)
- Giovanni Fumera (ST Microelectronics)
- Ester Zannoni (M2 Engineering)
24/04/2013
Fisica della materia cristallina
Mauro Riccò
24
Intercalazione di fullereni
Sintesi di grafene
Fullerene C60 intercalato
Sintesi di grafene su larga scala
Interazione idrogeno – grafene: studio
dell’interazione di H e i difetti mediante la SR
Cs3C60: diventa superconduttore (Tc=38K)
attraverso l’applicazione di pressione idrostatica
Stoccaggio dell’idrogeno nel grafene:
Fulleriti con Li e Mg: polimeri del C60 che
presentano una straordinaria conducibilità ionica
24/04/2013
Fisica della materia cristallina
funzionalizzazione del grafene con metalli per la
creazione di serbatoi di H2 a stato solido
25
Diffrazione X da sincrotrone,
spettroscopia neutronica, SR
Esperimenti di SR a ISIS
Spettroscopia neutronica a ILL
Diffrazione x ad alta risoluzione a
ESRF
Esperimenti di SR a ISIS
ESRF: European Synchrotron Radiation Facility,
Grenoble France
ILL: Institut Laue-Langevin, Grenoble France
PSI: Paul Scherrer Institute, Switzerland
ISIS pulsed neutron and muon source at the
Rutherford Appleton Laboratory, Oxfordshire
24/04/2013
Fisica della materia cristallina
26
IMEM
Celle solari
Materiali e dispositivi magnetici
Microscopia elettronica
Crescita di materiali per rivelatori
Crescita di materiali sotto alta pressione
24/04/2013
Fisica della materia cristallina
27
Fisica della Materia Soffice
• Che cosa e’ la “Materia Soffice” ?
– E’ un termine che si usa per quei materiali che non sono ne’ liquidi semplici
ne’ solidi cristallini.
– Molti di questi materiali sono di uso quotidiano:
schiume (birra, saponi…), emulsioni (maionese, creme…), sospensioni colloidali
(latte, vernici …)
– Altri sono importanti in processi industriali, ad esempio:
 i cristalli liquidi dei display dei telefoni cellulari, dei PC e dei televisori.
22/042013
Fisica della Materia Soffice
un display a cristalli liquidi
Si usa una combinazione di effetti di birifrangenza e
di campo elettrico applicato
22/04/2013
Fisica della Materia Soffice
• Che cosa e’ la “Materia Soffice” ?
– E’ un termine che si usa per quei materiali che non sono ne’ liquidi semplici
ne’ solidi cristallini.
– Molti di questi materiali sono di uso quotidiano:
schiume (birra, saponi…), emulsioni (maionese, creme…), sospensioni colloidali
(latte, vernici …)
– Altri sono importanti in processi industriali, ad esempio:
 i cristalli liquidi dei display dei telefoni cellulari, dei PC e dei televisori.
 i polimeri che vengono utilizzati per realizzare le materie plastiche
22/04/2013
Fisica della Materia Soffice
Formazione di una struttura gommosa (gel forte),
a partire dal lattice di caucciù
22/04/2013
Fisica della Materia Soffice
• Che cosa e’ la “Materia Soffice” ?
– E’ un termine che si usa per quei materiali che non sono ne’ liquidi semplici
ne’ solidi cristallini.
– Molti di questi materiali sono di uso quotidiano:
schiume (birra, saponi…), emulsioni (maionese, creme…), sospensioni colloidali
(latte, vernici …)
– Altri sono importanti in processi industriali, ad esempio:
 i cristalli liquidi dei display dei telefoni cellulari, dei PC e dei televisori.
 i polimeri che vengono utilizzati per realizzare le materie plastiche
– Gran parte del cibo che mangiamo si può classificare come “materia soffice”
– La materia biologica ha le caratteristiche tipiche della “materia soffice”.
22/04/2013
Fisica della Materia Soffice
• Cosa hanno in comune materiali cosi diversi ?
– Scale di lunghezza intermedie tra le dimensioni atomiche e quelle
macroscopiche (da 10-100 nm a qualche micron)
 Modelli “coarse grained”
 Universalità (self avoiding random walk, percolazione, …..)
– Scala di energia di pochi kBT  Importanza delle fluttuazioni (es moto
Browniano)
 Sono sistemi in moto continuo e casuale
– Capacità della materia soffice di autoorganizzarsi
 L’ equilibrio e’ determinato da un complesso bilancio tra energia ed entropia
 Autoorganizzazione sia a livello di singole molecole che a livello sopramolecolare (micelle, …)
• Obiettivo della Fisica della Materia Soffice
– Descrivere le proprietà (statiche e dinamiche) di questi sistemi complessi in
termini delle interazioni tra le loro componenti
22/04/2013
Fisica della Materia Soffice:
qualche esempio
Veicolazione di farmaci
Autoassemblaggio
e nanostrutture
22/04/2013
Fisica della Materia Soffice
22/042013
Fisica della Materia Soffice
nel nostro Dipartimento
• Biofisica molecolare
Strutture e dinamica di biomolecole,
Dinamica delle proteine,
Proteine fotofunzionali
• Struttura, dinamica e proprietà di trasporto di sistemi nanostrutturati:
Sistemi Macromolecolari Complessi ed Interfacce Soffici,
Fisica degli Alimenti e Gastronomia Molecolare
Elettronica Molecolare
22/04/2013
Struttura e dinamica di
biomolecole
• Cristiano Viappiani
• Stefania Abbruzzetti
•
Collaborazioni
NEST Scuola Normale Superiore Pisa, Max Planck Institut Mülheim a.d. Ruhr, IIT, Istituto
Biofisica CNR, Istituto di Biochimica delle Proteine CNR, Università di Barcellona,
Antwerpen, Buenos Aires, Milano, Firenze, Roma, Verona, Politecnico di Milano….
•
Dottorandi e Laureati degli ultimi anni:
C. Mandalari, A. Allegri, P. Delcanale, F. Pennacchietti, E. Decaneto
22/04/2013
Struttura e dinamica di
biomolecole
• Trasporto di ligandi
gassosi
• Proteine fotocromiche
Controllo luminescenza mediante fotoni
Migrazione
ligandi in
emoproteine
Green Fluorescent Protein
22/04/2013
Proteine fotofunzionali
• Aba Losi
• Collaborazioni
Max Planck Institut Mülheim a.d. Ruhr (GER), Humboldt Universität
Berlin (GER), IBR, Rosario (ARG).
22/04/2013
Struttura e funzione di
proteine fotofunzionali
• Fotoattivazione e
trasduzione del segnale
• Foto-controllo di funzioni
cellulari: optogenetica
BLUF
BioOFF-FluoON
Cyclase
ATP
cAMP
Cell growth
Differentiation
Plasticity of
neurons
Learning
Memory Gene expression
BioON-FluoOFF
22/04/2013
A Blue-light activated cyclase
Spettroscopie Laser
risolte nel tempo
Spettroscopia di singola molecola
Laser flash photolysis
Fotoacustica con Laser:
termodinamica risolta in
tempo
22/04/2013
Struttura e dinamica di
biomolecole
Maria Grazia Bridelli
Interazioni macromolecole e solvente
Eugenia Polverini
Tecniche computazionali per la
simulazione di sistemi proteici
Dottorandi e laureandi: Chiaramaria Stani, Ilaria Menozzi, Gabriele Sparzagni, Valeria
Gherardi, Elena Ginevra Foresti, Matteo Agostini, Francesca Camurri
22/04/2013
Tecniche computazionali per la
simulazione di sistemi proteici
Eugenia Polverini
Simulazioni di dinamica molecolare e docking molecolare
• interazione proteina-membrana
Proteina Basica della Mielina in doppio strato di DMPC/DMPS
 rilevanza nella sclerosi multipla
•
disegno di inibitori di enzimi
del ciclo cellulare, a scopo
antitumorale
•
studio del blocco di canali ionici
da parte di tossine, a scopo
farmacologico
•
studio dell’interazione
proteina-DNA, per applicazioni
biotecnologiche
Accesso alla facility canadese di supercalcolo SharcNet
Collaborazioni: Univ. di Guelph, Canada; Univ. di Toronto, Canada; Univ. di Oulu, Finlandia;
Univ. della Basilicata, Progetto Europa-Messico…
22/04/2013
Interazioni
macromolecole-solvente
Maria Grazia Bridelli
Struttura del
solvente attorno ad
una proteina
Spettrofotometro FTIR
Schema di polimerizzazione e
aggregazione di melanina da
seppia
22/04/2013
Antiche proteine
e materiali di interesse
archeologico
Dottoranda: Chiaramaria Stani
Maria Grazia Bridelli
Mummia predinastica
Macromolecola di
collagene
Collaborazioni
Museo Etnografico ed Antropologico «G.Marro»
Università di Torino
BioArCh Department, University of York (UK)
Frammento di benda da imbalsamazione
e immagine SEM delle fibre di lino
22/04/2013
Attività di ricerca presso grandi Infrastrutture Internazionali
European Synchrotron Radiation Facility
Il reattore nucleare dell’Istituto LaueLangevin a Grenoble
Contributo Italiano:
@ESRF: GILDA, IXS (ID16)
@ILL: BRISP, IN13
@RAL: NIMROD, TOSCA, INES, VESUVIO
Nel futuro: X-ray Free Electron Lasers:
-Fermi@ELETTRA
-XFEL (Amburgo)
22/04/2013
Sistemi Macromolecolari Complessi
• Antonio Deriu
• Maria Teresa Di Bari
• Gianfranco Galli
Attività svolta sia presso i
laboratori di Parma, che
presso le grandi infrastrutture
Collaborazioni
 Neutron Facilities: ILL (Grenoble), ISIS (UK), FRM II (Monaco), HZB (Berlino),
LLB (Saclay)
Istituto di Biologia Strutturale (CNRS-Grenoble)

 Università di Milano, Roma “Tor Vergata”, Trento, ….
Dottorandi e Laureati degli ultimi anni
C. Chiapponi, Y. Gerelli, G. Mariani, D. Melfi, A. Scotti
22/04/2013
Sistemi Macromolecolari Complessi
Un esempio:
Nanoparticelle per la
veicolazione di farmaci
SAXS
SANS
Cryo-TEM
Diffusione di farmaci:
22/04/2013
Laboratorio Nanotecnologie
Molecolari (LMN)
Luigi Cristofolini
Giacomo Baldi
Paolo Camorani
Collaborazioni esterne (con possibilità di tesi/ Erasmus):
–
–
Cavendish Laboratory, Cambridge, UK
Sincrotrone di Grenoble (ESRF):
Beamlines ID10 & ID16 (esperimenti di diffrazione, riflettometria, fluorescenza e fotocorrelazione ;
scattering anelastico di raggi X)
–
Università di Trento, laboratorio Sistemi Disordinati:
• spettroscopia Raman e Brillouin
Collaborazioni @PR: IMEM (Salviati), Chimica (Dalcanale), Fisica (Cassi/Burioni) …
Dottorandi e Laureati degli ultimi anni:
P. Camorani, D. Orsi, A. Romeo, V. Chiesi, M. Parmigiani,A. Kovtun …
22/04/2013
Davide Orsi
Laboratorio Nanotecnologie
Molecolari (LMN)
• vetri
I materiali amorfi non posseggono
l’ordine traslazionale a lungo raggio
caratteristico dei cristalli
Problematiche aperte:
• Transizione vetrosa
• Dinamica vibrazionale
(100 GHz -1THz)
• Eterogeneità dinamiche
22/04/2013
• Strati Interfacciali:
Esempio: film di Langmuir
Applicazioni: dalla medicina
all’elettronica molecolare.
Problematiche di base aperte:
Transizione di arresto dinamico
Altro esempio: materiali fotosensibili
(polimeri azobenzenici)
Laboratorio Nanotecnologie
Molecolari (LMN)
Diffusione inelastica
di raggi X
Correlazione di fotoni X
0.1
Vitreous
silica
Q=1.7 nm
-1
Intensity (arb. units)
0.01
Stokes
a-Stokes
1E-3
1E-4
-20
-10
0
E (meV)
22/04/2013
10
Alcune delle tecniche al
sincrotrone di Grenoble:
20
Laboratorio Nanotecnologie
Molecolari (LMN)
• Esempio: shelf life del cioccolato (ageing della materia soffice)
In collaborazione con il Laboratorio Regionale SITEIA, con il
Dipartimento di Scienze degli Alimenti, ed in ambito industriale,
sia con piccoli produttori locali che con Ferrero.
22/04/2013
Fisica Gastronomica
e Cucina Molecolare
Davide Cassi
Manuela Ferrari
Michele Bellingeri
22/04/2013
Fisica degli Alimenti
e Cucina Molecolare
Studio delle proprietà della materia soffice alimentare
Elaborazione di nuove tecniche di trasformazione degli alimenti
Creazione di nuovi prodotti industriali e gastronomici
22/04/2013
Fisica Gastronomica
e Cucina Molecolare
Collaborazioni esterne
Fundación Alicia – El Bulli (Spagna)
Universidad de Valencia (Spagna)
INRA (Francia)
Asociacion argentina de gastronomia molecular
Collaborazioni con aziende
Barilla, Campari, Coind, Domori, Parmacotto, Socalbe, Parmareggio, Unox,
Oikos Fragrances
Collaborazioni con chef:
Ferran Adria, Heston Blumenthal, Andoni Luis Aduriz, Martin Berasategui, Joan Mari
Arzak, Pedro Subijana, Pierre Hermé, Carlo Cracco, Massimiliano Alajmo, Fulvio
Pierangelini, Moreno Cedroni, Massimo Bottura, Davide Scabin, Corrado Assenza
Possibilità di impiego nel settore ricerca e sviluppo di aziende
legate alla produzione alimentare
2204/2013
Elettronica molecolare
• Victor Erokhin
• Tatiana Berzina
Assegnisti di Ricerca
A. Dimonte, A. Cifarelli
Dottorandi e Laureati degli ultimi anni:
A. Smerieri, G.L. Rago, L. Benassi, V. Allodi,
22/04/2013
Elettronica molecolare
• Memristor Polymerico
Cosa è
Materiali
22/04/2013
• Reti statistiche adattive
Cosa è
Materiali
Elettronica molecolare
Esperimenti proposti a ESRF (Grenoble):
una settimana di misure all’estero
D
PANI
PEO
G
PEO
PANI
S
Esperimenti di reti statistiche a Parma
22/04/2013
Presentazione Gruppo di Fisica Teorica - 22 aprile 2013
mercoledì 24 04 2013
Studiare Fisica Teorica a
Parma
Presentazione Gruppo di Fisica Teorica - 22 aprile 2013
mercoledì 24 04 2013
Laurea Magistrale in Fisica
Dottorato di Ricerca
Prospettive post dottorato
Presentazione Gruppo di Fisica Teorica - 22 aprile 2013
mercoledì 24 04 2013
Presentazione Gruppo di Fisica Teorica - 22 aprile 2013
mercoledì 24 04 2013
Temi di ricerca
Fenomenologia delle interazioni
fondamentali
Teoria quantistica dei Campi e
Stringhe
Teorie di gauge su reticolo
Meccanica statistica dei sistemi
complessi
Studi numerici in Relatività
Generale
Presentazione Gruppo di Fisica Teorica - 22 aprile 2013
mercoledì 24 04 2013
Interazioni Fondamentali e Fenomenologia
Il Modello Standard delle Interazioni ElettroDeboli e Forti
La Fisica ad LHC
CERN -Ginevra
Il bosone di Higgs - produzione e proprietá
Quark pesanti e Cromodinamica Quantistica - violazione CP
Processi a grandi e piccoli momenti trasversi
Correzioni elettrodeboli e Forti alla Gravitá
mercoledì 24 04 2013
Interazioni Fondamentali e Fenomenologia
Il Modello Standard delle Interazioni ElettroDeboli e Forti
La Fisica ad LHC
CERN -Ginevra
Il bosone di Higgs - produzione e proprietá
Quark pesanti e Cromodinamica Quantistica - violazione CP
Processi a grandi e piccoli momenti trasversi
Correzioni elettrodeboli e Forti alla Gravitá
Luca Trentadue
mercoledì 24 04 2013
Interazioni Fondamentali e Fenomenologia
Il Modello Standard delle Interazioni ElettroDeboli e Forti
La Fisica ad LHC
CERN -Ginevra
Il bosone di Higgs - produzione e proprietá
Quark pesanti e Cromodinamica Quantistica - violazione CP
Processi a grandi e piccoli momenti trasversi
Correzioni elettrodeboli e Forti alla Gravitá
Luca Trentadue
mercoledì 24 04 2013
Presentazione Gruppo di Fisica Teorica - 22 aprile 2013
mercoledì 24 04 2013
Temi di ricerca
Fenomenologia delle interazioni fondamentali
Teoria quantistica dei Campi e Stringhe
Teorie di gauge su reticolo
Meccanica statistica dei sistemi complessi
Studi numerici in Relatività Generale
Presentazione Gruppo di Fisica Teorica - 22 aprile 2013
mercoledì 24 04 2013
Teoria quantistica dei Campi e Stringhe
mercoledì 24 04 2013
Teoria quantistica dei Campi e Stringhe
La teoria quantistica dei campi è alla base di tutte le teorie fondamentali
Il Modello di Weinberg-Salam, e le sue estensioni, è la QFT che descrive le
interazioni elettro-deboli e forti tra i costituenti della materia (leptoni e quark), ad
ogni interazione è associato un mediatore (fotone, bosoni vettoriali, gluoni)
E’ verificato sperimentalmente con estrema precisione (LEP, FermiLab, LHC) ...
mercoledì 24 04 2013
Teoria quantistica dei Campi e Stringhe
La teoria quantistica dei campi è alla base di tutte le teorie fondamentali
Il Modello di Weinberg-Salam, e le sue estensioni, è la QFT che descrive le
interazioni elettro-deboli e forti tra i costituenti della materia (leptoni e quark), ad
ogni interazione è associato un mediatore (fotone, bosoni vettoriali, gluoni)
E’ verificato sperimentalmente con estrema precisione (LEP, FermiLab, LHC) ...
✓ non spiega le masse dei quark e dei leptoni
✓ non spiega il numero di famiglie
✓ non ingloba la gravità
✓non spiega la materia oscura, l’energia oscura, l’inflazione...
non può essere la teoria finale
mercoledì 24 04 2013
Teoria quantistica dei Campi e Stringhe
La teoria quantistica dei campi è alla base di tutte le teorie fondamentali
Il Modello di Weinberg-Salam, e le sue estensioni, è la QFT che descrive le
interazioni elettro-deboli e forti tra i costituenti della materia (leptoni e quark), ad
ogni interazione è associato un mediatore (fotone, bosoni vettoriali, gluoni)
E’ verificato sperimentalmente con estrema precisione (LEP, FermiLab, LHC) ...
✓ non spiega le masse dei quark e dei leptoni
✓ non spiega il numero di famiglie
✓ non ingloba la gravità
✓non spiega la materia oscura, l’energia oscura, l’inflazione...
non può essere la teoria finale
Supersimmetria: trasforma i bosoni in fermioni
per ogni fermione c’è un bosone e viceversa
✓fornisce candidati per la materia oscura
✓le correzioni quantistiche alla massa dell’Higgs vengono risolte
✓si ha unificazione delle costanti di accopiamento a grande energia
mercoledì 24 04 2013
Teoria quantistica dei Campi e Stringhe
La teoria quantistica dei campi è alla base di tutte le teorie fondamentali
Il Modello di Weinberg-Salam, e le sue estensioni, è la QFT che descrive le
interazioni elettro-deboli e forti tra i costituenti della materia (leptoni e quark), ad
ogni interazione è associato un mediatore (fotone, bosoni vettoriali, gluoni)
E’ verificato sperimentalmente con estrema precisione (LEP, FermiLab, LHC) ...
✓ non spiega le masse dei quark e dei leptoni
✓ non spiega il numero di famiglie
✓ non ingloba la gravità
✓non spiega la materia oscura, l’energia oscura, l’inflazione...
non può essere la teoria finale
Supersimmetria: trasforma i bosoni in fermioni
per ogni fermione c’è un bosone e viceversa
✓fornisce candidati per la materia oscura
✓le correzioni quantistiche alla massa dell’Higgs vengono risolte
✓si ha unificazione delle costanti di accopiamento a grande energia
mercoledì 24 04 2013
Teoria quantistica dei Campi e Stringhe
La teoria quantistica dei campi è alla base di tutte le teorie fondamentali
Il Modello di Weinberg-Salam, e le sue estensioni, è la QFT che descrive le
interazioni elettro-deboli e forti tra i costituenti della materia (leptoni e quark), ad
ogni interazione è associato un mediatore (fotone, bosoni vettoriali, gluoni)
E’ verificato sperimentalmente con estrema precisione (LEP, FermiLab, LHC) ...
✓ non spiega le masse dei quark e dei leptoni
✓ non spiega il numero di famiglie
✓ non ingloba la gravità
✓non spiega la materia oscura, l’energia oscura, l’inflazione...
non può essere la teoria finale
Supersimmetria: trasforma i bosoni in fermioni
per ogni fermione c’è un bosone e viceversa
✓fornisce candidati per la materia oscura
✓le correzioni quantistiche alla massa dell’Higgs vengono risolte
✓si ha unificazione delle costanti di accopiamento a grande energia
la Teoria delle Stringhe è la prima teoria quantistica consistente che descrive
completamente le 4 forze fondamentali: elettro-deboli, forti e la gravità
mercoledì 24 04 2013
mercoledì 24 04 2013
Nella teoria delle stringhe gli oggetti fondamentali sono estesi: corde
relativistiche e quantistiche
mercoledì 24 04 2013
Nella teoria delle stringhe gli oggetti fondamentali sono estesi: corde
relativistiche e quantistiche
le particelle elementari corrispondono ai modi
di vibrazione quantizzati della corda:
corde aperte generano bosoni di gauge
corde chiuse generano il gravitone
mercoledì 24 04 2013
Nella teoria delle stringhe gli oggetti fondamentali sono estesi: corde
relativistiche e quantistiche
le particelle elementari corrispondono ai modi
di vibrazione quantizzati della corda:
corde aperte generano bosoni di gauge
corde chiuse generano il gravitone
l’inclusione dei fermioni richiede la supersimmetria: supercorde
mercoledì 24 04 2013
Nella teoria delle stringhe gli oggetti fondamentali sono estesi: corde
relativistiche e quantistiche
le particelle elementari corrispondono ai modi
di vibrazione quantizzati della corda:
corde aperte generano bosoni di gauge
corde chiuse generano il gravitone
l’inclusione dei fermioni richiede la supersimmetria: supercorde
è valida in uno spazio-tempo a 10 dimensioni: prevede dimensioni extra
“arrotolate” della cui esistenza ci si accorge solo a grandi energie (LHC?)
mercoledì 24 04 2013
Nella teoria delle stringhe gli oggetti fondamentali sono estesi: corde
relativistiche e quantistiche
le particelle elementari corrispondono ai modi
di vibrazione quantizzati della corda:
corde aperte generano bosoni di gauge
corde chiuse generano il gravitone
l’inclusione dei fermioni richiede la supersimmetria: supercorde
è valida in uno spazio-tempo a 10 dimensioni: prevede dimensioni extra
“arrotolate” della cui esistenza ci si accorge solo a grandi energie (LHC?)
include altri oggetti estesi, (mem)brane: il nostro universo potrebbe essere una
3-brana immersa in uno spazio a 10 dimensioni: le particelle elementari vivono sulla
brana, la gravità in tutto lo spazio
mercoledì 24 04 2013
Nella teoria delle stringhe gli oggetti fondamentali sono estesi: corde
relativistiche e quantistiche
le particelle elementari corrispondono ai modi
di vibrazione quantizzati della corda:
corde aperte generano bosoni di gauge
corde chiuse generano il gravitone
l’inclusione dei fermioni richiede la supersimmetria: supercorde
è valida in uno spazio-tempo a 10 dimensioni: prevede dimensioni extra
“arrotolate” della cui esistenza ci si accorge solo a grandi energie (LHC?)
include altri oggetti estesi, (mem)brane: il nostro universo potrebbe essere una
3-brana immersa in uno spazio a 10 dimensioni: le particelle elementari vivono sulla
brana, la gravità in tutto lo spazio
mercoledì 24 04 2013
Nella teoria delle stringhe gli oggetti fondamentali sono estesi: corde
relativistiche e quantistiche
le particelle elementari corrispondono ai modi
di vibrazione quantizzati della corda:
corde aperte generano bosoni di gauge
corde chiuse generano il gravitone
l’inclusione dei fermioni richiede la supersimmetria: supercorde
è valida in uno spazio-tempo a 10 dimensioni: prevede dimensioni extra
“arrotolate” della cui esistenza ci si accorge solo a grandi energie (LHC?)
include altri oggetti estesi, (mem)brane: il nostro universo potrebbe essere una
3-brana immersa in uno spazio a 10 dimensioni: le particelle elementari vivono sulla
brana, la gravità in tutto lo spazio
i buchi neri possono essere descritti una configurazione di brane e stringhe
mercoledì 24 04 2013
Nella teoria delle stringhe gli oggetti fondamentali sono estesi: corde
relativistiche e quantistiche
le particelle elementari corrispondono ai modi
di vibrazione quantizzati della corda:
corde aperte generano bosoni di gauge
corde chiuse generano il gravitone
l’inclusione dei fermioni richiede la supersimmetria: supercorde
è valida in uno spazio-tempo a 10 dimensioni: prevede dimensioni extra
“arrotolate” della cui esistenza ci si accorge solo a grandi energie (LHC?)
include altri oggetti estesi, (mem)brane: il nostro universo potrebbe essere una
3-brana immersa in uno spazio a 10 dimensioni: le particelle elementari vivono sulla
brana, la gravità in tutto lo spazio
i buchi neri possono essere descritti una configurazione di brane e stringhe
Non solo! si è trovata una corrispondenza (AdS/CFT)
che lega il comportamento ad accopiamento forte di una
teoria di campo (con gluoni, scalari e fermioni ma senza
la gravità) alle soluzioni classiche della stringa immersa
in uno spazio-tempo di Anti de Sitter
gauge
mercoledì 24 04 2013
gravità
Corrispondenza stringhe teorie di gauge (AdS/CFT):
calcoli in teoria di stringa danno info per le teorie di gauge
Campi e stringhe vivono in spazi differenti: la teoria di
gauge vive sul bordo di AdS mentre la stringa vive
all’interno.
mercoledì 24 04 2013
x
gauge
y
Corrispondenza stringhe teorie di gauge (AdS/CFT):
calcoli in teoria di stringa danno info per le teorie di gauge
Campi e stringhe vivono in spazi differenti: la teoria di
gauge vive sul bordo di AdS mentre la stringa vive
all’interno.
δab
< Oa (x)Ob (y) >=
(x − y)2∆a
∆a
gauge
y
dimensioni anomale di operatori della
teoria di gauge si calcolano da:
dall’analisi di catene di spin
dall’energia della stringa classica
mercoledì 24 04 2013
x
Corrispondenza stringhe teorie di gauge (AdS/CFT):
calcoli in teoria di stringa danno info per le teorie di gauge
Campi e stringhe vivono in spazi differenti: la teoria di
gauge vive sul bordo di AdS mentre la stringa vive
all’interno.
δab
< Oa (x)Ob (y) >=
(x − y)2∆a
∆a
gauge
y
dimensioni anomale di operatori della
teoria di gauge si calcolano da:
dall’analisi di catene di spin
dall’energia della stringa classica
mercoledì 24 04 2013
x
Corrispondenza stringhe teorie di gauge (AdS/CFT):
calcoli in teoria di stringa danno info per le teorie di gauge
Campi e stringhe vivono in spazi differenti: la teoria di
gauge vive sul bordo di AdS mentre la stringa vive
all’interno.
δab
< Oa (x)Ob (y) >=
(x − y)2∆a
∆a
x
gauge
y
dimensioni anomale di operatori della
teoria di gauge si calcolano da:
dall’analisi di catene di spin
dall’energia della stringa classica
ampiezza di scattering <==> loop
di Wilson
1
< Tr Pexp i
Wn =
N
mercoledì 24 04 2013
�
dxµ Aµ >
Cn
Corrispondenza stringhe teorie di gauge (AdS/CFT):
calcoli in teoria di stringa danno info per le teorie di gauge
Campi e stringhe vivono in spazi differenti: la teoria di
gauge vive sul bordo di AdS mentre la stringa vive
all’interno.
δab
< Oa (x)Ob (y) >=
(x − y)2∆a
∆a
x
gauge
y
dimensioni anomale di operatori della
teoria di gauge si calcolano da:
dall’analisi di catene di spin
dall’energia della stringa classica
ampiezza di scattering <==> loop
di Wilson
1
< Tr Pexp i
Wn =
N
determinato dalla superficie della stringa con area minima
mercoledì 24 04 2013
�
dxµ Aµ >
Cn
Il Gruppo:
Marisa Bonini, Gianni Cicuta, Luca Griguolo, Enrico Onofri
Dottorandi:
Michelangelo Preti, Laura Taddei
Ex Dottorandi: Alessio Camobreco (borsista Surrey), Daniele Marmiroli (borsista
Parma), Stefano Mori,
Sara Pasquetti (Cern, QMC (Londra), ora prof. surrey)
Marta Orselli (NBI, Copenhagen)
Ex Laureandi: Michelangelo Preti (Phd Parma)
Marco Bertolini (Phd Duke) Andrea Massari (Phd Stony Brook)
Angelo Monteaux (Phd Santa Cruz) Alberto Parolini (Phd SISSA)
Carlo Meneghelli (PhD Humboltd Un. Berlino, Desy-Amburgo)
Paolo Vivo (PhD Brunel U.-UK, ICTP-TS, CNRS, CEA-Saclay)
Stefano Cremonesi (PhD Sissa, Tel Aviv Univ., Imperial Coll. Londra)
Collaborazioni:
Domenico Seminara (Firenze), Gianluca Grignani (Perugia), Antonio Bassetto (Padova),
Marta Orselli, Donovan Young (Copenhagen), Sara Pasquetti (QMC-Londra), Marcos
Marino (Ginevra), Diego Trancanelli (San Paolo Univ.), Richard Szabo (Edinburgo)
V. Fateev (Landau Institute e Montpellier), G. Veneziano (Collège de France e CERN)
mercoledì 24 04 2013
Presentazione Gruppo di Fisica Teorica - 22 aprile 2013
mercoledì 24 04 2013
Temi di ricerca
Fenomenologia delle interazioni fondamentali
Teoria quantistica dei Campi e Stringhe
Teorie di gauge su reticolo
Meccanica statistica dei sistemi complessi
Studi numerici in Relatività Generale
Presentazione Gruppo di Fisica Teorica - 22 aprile 2013
mercoledì 24 04 2013
Teorie di gauge su reticolo
F. Di Renzo
mercoledì 24 04 2013
Teorie di gauge su reticolo
F. Di Renzo
Partecipiamo a una rete europea...
mercoledì 24 04 2013
Teorie di gauge su reticolo
F. Di Renzo
Partecipiamo a una rete europea...
Non solo università:
contatti con la ricerca industriale ...
... e non solo computer !
mercoledì 24 04 2013
... consulting aziendale.
Teorie di gauge su reticolo
F. Di Renzo
D. Hesse
Partecipiamo a una rete europea...
mercoledì 24 04 2013
Ricercatore Marie Curie
Teorie di gauge su reticolo
F. Di Renzo
D. Hesse
Partecipiamo a una rete europea...
M. Brambilla
PostDoc
... a un progetto di calcolo
mercoledì 24 04 2013
Ricercatore Marie Curie
Teorie di gauge su reticolo
F. Di Renzo
D. Hesse
Partecipiamo a una rete europea...
M. Brambilla
PostDoc
... a un progetto di calcolo
mercoledì 24 04 2013
Ricercatore Marie Curie
... e a un progetto di ricerca
nazionale (PRIN2009)
C. Torrero
PostDoc
Teorie di gauge su reticolo
F. Di Renzo
D. Hesse
Partecipiamo a una rete europea...
M. Brambilla
PostDoc
... a un progetto di calcolo
Ricercatore Marie Curie
... e a un progetto di ricerca
nazionale (PRIN2009)
C. Torrero
PostDoc
Ex-alumni: Burgio (Tubingen U.), Scorzato (ECT*),
Miccio (CERN, industria IT), Dall’Arno (Pavia U. - Barcelona)
mercoledì 24 04 2013
Si studiano le interazioni forti sia per via analitica, sia per via
numerica (simulazioni Monte Carlo)
mercoledì 24 04 2013
Si studiano le interazioni forti sia per via analitica, sia per via
numerica (simulazioni Monte Carlo)
-
confinamento di quarks e gluoni
mercoledì 24 04 2013
Si studiano le interazioni forti sia per via analitica, sia per via
numerica (simulazioni Monte Carlo)
-
confinamento di quarks e gluoni
mercoledì 24 04 2013
Si studiano le interazioni forti sia per via analitica, sia per via
numerica (simulazioni Monte Carlo)
-
confinamento di quarks e gluoni
- fenomenologia dello SM,
ad es: spettro di masse ->
mercoledì 24 04 2013
Si studiano le interazioni forti sia per via analitica, sia per via
numerica (simulazioni Monte Carlo)
-
confinamento di quarks e gluoni
- fenomenologia dello SM,
ad es: spettro di masse ->
- fisica oltre il Modello Standard
mercoledì 24 04 2013
Si studiano le interazioni forti sia per via analitica, sia per via Le Te
Theo
numerica (simulazioni Monte Carlo)
teoria
tanto
al ca
- confinamento di quarks e gluoni
per c
- fenomenologia dello SM,
infor
con a
ad es: spettro di masse ->
For Publisher’s use
upta, eConf C0304052, WG503
[arXiv:hep-lat/0105020].
) [arXiv:hep-ph/0311033].
46. C. Dawson [RBC Collaboration], Nucl.
imenez et al., Nucl. Phys. B 540,
Phys. Proc. Suppl. 119, 314 (2003)
1999) [arXiv:hep-lat/9801028].
[arXiv:hep-lat/0210005].
ecirevic et al., Phys. Lett. B 444,
47. M. Gockeler, R. Horsley, A. C. Irving,
1998) [arXiv:hep-lat/9807046].
D. Pleiter, P. E. L. Rakow, G. Schierholz
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Phys. Rev. Lett. 82, 4392 (1999)
48. D. Becirevic et al. [SPQcdR Collaborav:hep-lat/9901019].
tion], arXiv:hep-lat/0409110.
rden et al., [ALPHA and UKQCD
49. T. Ishikawa et al.
[CP-PACS and
borations], Nucl. Phys. B 571, 237
JLQCD Collaborations], arXiv: hep) [arXiv:hep-lat/9906013].
lat/0409124.
Gockeler et al., Phys. Rev. D 62,
50. C. Aubin et al.
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04 (2000) [arXiv:hep-lat/9908005].
and UKQCD Collaborations], Phys.
ecirevic et al., Phys. Rev. D 61,
Rev. D 70, 031504 (2004) [arXiv:hep07 (2000) [arXiv:hep-lat/9909082].
lat/0405022].
ForColPublisher’s
use Leutwyler, Phys. Lett. B 378, 313
li Khan et al. [CP-PACS
51. H.
ation], Phys. Rev. Lett. 85, 4674
(1996) [arXiv:hep-ph/9602366].
ound
that ms (2 GeV)
becomes
sig- being
) [Erratum-ibid.
90, 029902
(2003)]
52. C.performed.
Aubin and C. Bernard, Phys.
For
quark
the conventional
lower by the effects of two dynamiv:hep-lat/0004010].
Rev.the
D bottom
68, 034014
(2003)
[arXiv:hepd
approach
fails for the lattice scale 1/a ∼
Recently,
2+1-flavor
calculations
s.
oki et al. [CP-PACS Collaboralat/0304014].
49
2–3 GeV. Instead, the heavy quark effecrted
the DCP-PACS/JLQCD
Phys.byRev.
67, 034503 (2003)
53. J. Rolf and S. Sint [ALPHA Col50,7
theory (HQET) is a good approximation
QCD-MILC-UKQCD
collabora- tive laboration],
v:hep-lat/0206009].
JHEP 0212, 007 (2002)
corrections of order O(Λ2QCD /mb ) #
heir
results
are consistent
with each up to
cirevic,
V. Lubicz
and C. Tarantino
[arXiv:hep-ph/0209255].
30 MeV. Higher order perturbation theory is
dcdR
slightly
lower
than
the
two-flavor
Collaboration], Phys. Lett. B
54. G.M. de Divitiis et al., Nucl. Phys.
My
average[arXiv:hep-lat/0208003].
is ms (2 GeV) = 78 ± essential for the matching of mb in order to
69 (2003)
B 675, 309 (2003) [arXiv:
hepavoid large corrections due to power diverernandez et al., Nucl. Phys. Proc.
lat/0305018].
gences. The two-loop calculation was done
rmination
of
light
quark
mass
m̄
or
l. 106, 766 (2002) [arXiv:hep55. A. X. El-Khadra, A. S. Kronfeld and
ms /m̄ is sensitive to the chiral ex- sometime ago58 and the three-loop calcula110199].
P. B. Mackenzie, Phys. Rev. D 55, 3933
on. At the leading order of mq the tion has been performed recently59 , reduciusti, C. Hoelbling and C. Rebbi,
(1997) [arXiv:hep-lat/9604004].
ven by the physical meson masses as ing the error to the 40 MeV level. AvailRev. D 64, 114508 (2001)
56. A. S. Kronfeld, Phys. Rev. D 62, 014505
− 1 = 25.9, and a NLO ChPT analy- able two-flavor QCD calculations combined
tum-ibid. 51D 65, 079903 (2002)]
(2000) [arXiv:hep-lat/0002008].
24.4±1.5 . The lattice calculation with the two-loop matching yield m̄b (m̄b ) =
v:hep-lat/0108007].
57. A. Dougall, C. M. Maynard and
sed to improve this estimate. The 4.21(7) MeV60,59 and 4.25(11) MeV61 . For
W. Chiu and T. H. Hsieh, Phys.
C. McNeile [UKQCD Collaboration],
ark mass reached by the MILC sim- the latter, carefully estimated uncertainties
B 538, 298 (2002) [arXiv:heparXiv:hep-lat/0409089.
nabled them to include NLO ChPT in the lattice scale and strange quark mass
205007].50,7
58. G. Martinelli and C. T. Sachrajda, Nucl.
as well as the correc- dominate the error bar, which is expected to
the fit
W. Chiu and T. H. Hsieh, Nucl.
Phys. B 559, 429 (1999) [arXiv:hepms to describe the taste symmetry be reduced by 2+1-flavor calculations.
lat/9812001].
52 B 673, 217 (2003) [arXiv:hepRecently, a non-perturbative method to
and higher order effects. Their
305016].
59. F. Di Renzo and L. Scorzato, arXiv:hep.4±4.2 is consistent with the NLO match HQET onto QCD has been formulated
eGrand,Phys. Rev. D 69, 014504
lat/0408015.
nalysis but slightly higher, suggest- and tested on quenched lattices62 . Another
) [arXiv:hep-lat/0309026].
60. V. Gimenez et al., JHEP 0003, 018
method to calculate b quark mass without renegligible higher order effect.
um, A. Soni and M. Wingate, Phys.
(2000) [arXiv:hep-lat/0002007].
course to HQET has also been proposed54 .
D 60, 114507 (1999) [arXiv:hep61. C. methods
McNeile,may
C. Michael
and
ThompThese
enable us
toG.
further
revy quark masses
902016].
Collaboration],
arXiv:hepduceson
the[UKQCD
systematic
error.
i
Khan
et
al.
[CP-PACS
Collabolat/0408025.
m quark is not too heavy to describe
n],
Phys. Rev. DWilson
64, 114506
(2001)
62. J. Heitger and R. Sommer [ALPHA
O(a)-improved
fermion
ac- 4
Kaon physics
ting the naive estimate of discretiza2
ct O((amc ) ). It can in princi- 4.1 Determination of |Vus |
iminated by taking the continuum
The best known method to determine |Vus |,
ich is feasible in the quenched apor the Cabibbo angle, is to use the semiion and precise results m̄c (m̄c ) =
leptonic Kl3 decays. The relevant form facand 1.32(3)54 GeV are obtained.
tor f+ (0) is normalized to one in the SU(3)
akes the non-relativistic dynamics
limit (m̄ = ms ), and the correction starts at
quark inside the D(s) meson into
the second order in ms − m̄63 . Calculation
5,56
, the discretization error is not
of the correction in a quark model yielded
as O((amc )2 ). Recent work indif+ (0) = 0.961(8)64 . Further improvement ret the discretization effect is much
quires non-perturbative method to calculate
, and an unquenched calculation is
f+ (0), and first quenched lattice calculation
has been done recently65 using double ratios
works, the matching is done perturbatively.
SF-UKQCD collaboration47 calculated the
as in the |Vcb | calculation66,67 . They reported
bative matching factor for the VWI de0.960(5)(7).
n, and found it larger by about 20% than
|Vus | can also be determined through the
op estimate. The central values of 36,6 are
leptonic decay K ± → µ± νµ , once the decay
the AWI definition, however.
- fisica oltre il Modello Standard
(Lattice Gauge
mulazione della
i che si presta
to a simulazioni
tà fondamentali
principi primi)
bili da ottenere
ttro delle masse
uenti elementari
po il gruppo di
i originali, ad
b (bottom).
ntro il quadro
ali della QCD (la
i) difficilmente
: confinamento,
La world-average per la massa
del quark b (uno dei punti è
“nostro”)
Il tip
degli
stess
Parm
esem
E’ an
delle
teori
attac
rottur
Figure 3. The values of each quark mass parameter taken
from the Data Listings. Points from papers reporting no error
bars are colored grey. Arrows indicate limits reported. The
Figure 3. The values of each quark
mass
parameter
taken
L’ambiente
internazionale
di studi di LGT è molto vivo e portato
grey regions indicate values excluded by our evaluations; some
from the Data Listings. Points from
papers
reporting
no inerror
è un
nodo
di STRONGnet,
una Marie
Curie
Initial
Training Netw
regions
were
determined
part though
examination
of Fig.
2.
bars are colored grey. Arrows indicate
limitsparte
reported.
The
Ne fanno
10 università
europee: Regensburg, Bielefeld
grey regions indicate values excluded
by our Dublino
evaluations;
some
Liverpool,
(Trinity
College), Madrid, Parma, Graz, Nicosia
regions
determined in part though examination of Fig. 2.
mercoledì
24 04 were
2013
Si studiano le interazioni forti sia per via analitica, sia per via Le Te
Theo
numerica (simulazioni Monte Carlo)
teoria
tanto
al ca
- confinamento di quarks e gluoni
per c
- fenomenologia dello SM,
infor
con a
ad es: spettro di masse ->
For Publisher’s use
upta, eConf C0304052, WG503
[arXiv:hep-lat/0105020].
) [arXiv:hep-ph/0311033].
46. C. Dawson [RBC Collaboration], Nucl.
imenez et al., Nucl. Phys. B 540,
Phys. Proc. Suppl. 119, 314 (2003)
1999) [arXiv:hep-lat/9801028].
[arXiv:hep-lat/0210005].
ecirevic et al., Phys. Lett. B 444,
47. M. Gockeler, R. Horsley, A. C. Irving,
1998) [arXiv:hep-lat/9807046].
D. Pleiter, P. E. L. Rakow, G. Schierholz
oki et al.
[JLQCD Collaboraand H. Stuben, arXiv:hep-ph/0409312.
Phys. Rev. Lett. 82, 4392 (1999)
48. D. Becirevic et al. [SPQcdR Collaborav:hep-lat/9901019].
tion], arXiv:hep-lat/0409110.
rden et al., [ALPHA and UKQCD
49. T. Ishikawa et al.
[CP-PACS and
borations], Nucl. Phys. B 571, 237
JLQCD Collaborations], arXiv: hep) [arXiv:hep-lat/9906013].
lat/0409124.
Gockeler et al., Phys. Rev. D 62,
50. C. Aubin et al.
[HPQCD, MILC
04 (2000) [arXiv:hep-lat/9908005].
and UKQCD Collaborations], Phys.
ecirevic et al., Phys. Rev. D 61,
Rev. D 70, 031504 (2004) [arXiv:hep07 (2000) [arXiv:hep-lat/9909082].
lat/0405022].
ForColPublisher’s
use Leutwyler, Phys. Lett. B 378, 313
li Khan et al. [CP-PACS
51. H.
ation], Phys. Rev. Lett. 85, 4674
(1996) [arXiv:hep-ph/9602366].
ound
that ms (2 GeV)
becomes
sig- being
) [Erratum-ibid.
90, 029902
(2003)]
52. C.performed.
Aubin and C. Bernard, Phys.
For
quark
the conventional
lower by the effects of two dynamiv:hep-lat/0004010].
Rev.the
D bottom
68, 034014
(2003)
[arXiv:hepd
approach
fails for the lattice scale 1/a ∼
Recently,
2+1-flavor
calculations
s.
oki et al. [CP-PACS Collaboralat/0304014].
49
2–3 GeV. Instead, the heavy quark effecrted
the DCP-PACS/JLQCD
Phys.byRev.
67, 034503 (2003)
53. J. Rolf and S. Sint [ALPHA Col50,7
theory (HQET) is a good approximation
QCD-MILC-UKQCD
collabora- tive laboration],
v:hep-lat/0206009].
JHEP 0212, 007 (2002)
corrections of order O(Λ2QCD /mb ) #
heir
results
are consistent
with each up to
cirevic,
V. Lubicz
and C. Tarantino
[arXiv:hep-ph/0209255].
30 MeV. Higher order perturbation theory is
dcdR
slightly
lower
than
the
two-flavor
Collaboration], Phys. Lett. B
54. G.M. de Divitiis et al., Nucl. Phys.
My
average[arXiv:hep-lat/0208003].
is ms (2 GeV) = 78 ± essential for the matching of mb in order to
69 (2003)
B 675, 309 (2003) [arXiv:
hepavoid large corrections due to power diverernandez et al., Nucl. Phys. Proc.
lat/0305018].
gences. The two-loop calculation was done
rmination
of
light
quark
mass
m̄
or
l. 106, 766 (2002) [arXiv:hep55. A. X. El-Khadra, A. S. Kronfeld and
ms /m̄ is sensitive to the chiral ex- sometime ago58 and the three-loop calcula110199].
P. B. Mackenzie, Phys. Rev. D 55, 3933
on. At the leading order of mq the tion has been performed recently59 , reduciusti, C. Hoelbling and C. Rebbi,
(1997) [arXiv:hep-lat/9604004].
ven by the physical meson masses as ing the error to the 40 MeV level. AvailRev. D 64, 114508 (2001)
56. A. S. Kronfeld, Phys. Rev. D 62, 014505
− 1 = 25.9, and a NLO ChPT analy- able two-flavor QCD calculations combined
tum-ibid. 51D 65, 079903 (2002)]
(2000) [arXiv:hep-lat/0002008].
24.4±1.5 . The lattice calculation with the two-loop matching yield m̄b (m̄b ) =
v:hep-lat/0108007].
57. A. Dougall, C. M. Maynard and
sed to improve this estimate. The 4.21(7) MeV60,59 and 4.25(11) MeV61 . For
W. Chiu and T. H. Hsieh, Phys.
C. McNeile [UKQCD Collaboration],
ark mass reached by the MILC sim- the latter, carefully estimated uncertainties
B 538, 298 (2002) [arXiv:heparXiv:hep-lat/0409089.
nabled them to include NLO ChPT in the lattice scale and strange quark mass
205007].50,7
58. G. Martinelli and C. T. Sachrajda, Nucl.
as well as the correc- dominate the error bar, which is expected to
the fit
W. Chiu and T. H. Hsieh, Nucl.
Phys. B 559, 429 (1999) [arXiv:hepms to describe the taste symmetry be reduced by 2+1-flavor calculations.
lat/9812001].
52 B 673, 217 (2003) [arXiv:hepRecently, a non-perturbative method to
and higher order effects. Their
305016].
59. F. Di Renzo and L. Scorzato, arXiv:hep.4±4.2 is consistent with the NLO match HQET onto QCD has been formulated
eGrand,Phys. Rev. D 69, 014504
lat/0408015.
nalysis but slightly higher, suggest- and tested on quenched lattices62 . Another
) [arXiv:hep-lat/0309026].
60. V. Gimenez et al., JHEP 0003, 018
method to calculate b quark mass without renegligible higher order effect.
um, A. Soni and M. Wingate, Phys.
(2000) [arXiv:hep-lat/0002007].
course to HQET has also been proposed54 .
D 60, 114507 (1999) [arXiv:hep61. C. methods
McNeile,may
C. Michael
and
ThompThese
enable us
toG.
further
revy quark masses
902016].
Collaboration],
arXiv:hepduceson
the[UKQCD
systematic
error.
i
Khan
et
al.
[CP-PACS
Collabolat/0408025.
m quark is not too heavy to describe
n],
Phys. Rev. DWilson
64, 114506
(2001)
62. J. Heitger and R. Sommer [ALPHA
O(a)-improved
fermion
ac- 4
Kaon physics
ting the naive estimate of discretiza2
ct O((amc ) ). It can in princi- 4.1 Determination of |Vus |
iminated by taking the continuum
The best known method to determine |Vus |,
ich is feasible in the quenched apor the Cabibbo angle, is to use the semiion and precise results m̄c (m̄c ) =
leptonic Kl3 decays. The relevant form facand 1.32(3)54 GeV are obtained.
tor f+ (0) is normalized to one in the SU(3)
akes the non-relativistic dynamics
limit (m̄ = ms ), and the correction starts at
quark inside the D(s) meson into
the second order in ms − m̄63 . Calculation
5,56
, the discretization error is not
of the correction in a quark model yielded
as O((amc )2 ). Recent work indif+ (0) = 0.961(8)64 . Further improvement ret the discretization effect is much
quires non-perturbative method to calculate
, and an unquenched calculation is
f+ (0), and first quenched lattice calculation
has been done recently65 using double ratios
works, the matching is done perturbatively.
SF-UKQCD collaboration47 calculated the
as in the |Vcb | calculation66,67 . They reported
bative matching factor for the VWI de0.960(5)(7).
n, and found it larger by about 20% than
|Vus | can also be determined through the
op estimate. The central values of 36,6 are
leptonic decay K ± → µ± νµ , once the decay
the AWI definition, however.
- fisica oltre il Modello Standard
(Lattice Gauge
mulazione della
i che si presta
to a simulazioni
tà fondamentali
principi primi)
bili da ottenere
ttro delle masse
uenti elementari
po il gruppo di
i originali, ad
b (bottom).
ntro il quadro
ali della QCD (la
i) difficilmente
: confinamento,
La world-average per la massa
del quark b (uno dei punti è
“nostro”)
Il tip
degli
stess
Parm
esem
E’ an
delle
teori
attac
rottur
Figure 3. The values of each quark mass parameter taken
from the Data Listings. Points from papers reporting no error
bars are colored grey. Arrows indicate limits reported. The
Figure 3. The values of each quark
mass
parameter
taken
L’ambiente
internazionale
di studi di LGT è molto vivo e portato
grey regions indicate values excluded by our evaluations; some
from the Data Listings. Points from
papers
reporting
no inerror
è un
nodo
di STRONGnet,
una Marie
Curie
Initial
Training Netw
regions
were
determined
part though
examination
of Fig.
2.
P.S. Ci sono buffe similitudini (?) fra disegni di HEP e RNA (!)
bars are colored grey. Arrows indicate
limitsparte
reported.
The
Ne fanno
10 università
europee: Regensburg, Bielefeld
grey regions indicate values excluded
by our Dublino
evaluations;
some
Liverpool,
(Trinity
College), Madrid, Parma, Graz, Nicosia
regions
determined in part though examination of Fig. 2.
mercoledì
24 04 were
2013
Si studiano le interazioni forti sia per via analitica, sia per via Le Te
Theo
numerica (simulazioni Monte Carlo)
teoria
tanto
al ca
- confinamento di quarks e gluoni
per c
- fenomenologia dello SM,
infor
con a
ad es: spettro di masse ->
For Publisher’s use
upta, eConf C0304052, WG503
[arXiv:hep-lat/0105020].
) [arXiv:hep-ph/0311033].
46. C. Dawson [RBC Collaboration], Nucl.
imenez et al., Nucl. Phys. B 540,
Phys. Proc. Suppl. 119, 314 (2003)
1999) [arXiv:hep-lat/9801028].
[arXiv:hep-lat/0210005].
ecirevic et al., Phys. Lett. B 444,
47. M. Gockeler, R. Horsley, A. C. Irving,
1998) [arXiv:hep-lat/9807046].
D. Pleiter, P. E. L. Rakow, G. Schierholz
oki et al.
[JLQCD Collaboraand H. Stuben, arXiv:hep-ph/0409312.
Phys. Rev. Lett. 82, 4392 (1999)
48. D. Becirevic et al. [SPQcdR Collaborav:hep-lat/9901019].
tion], arXiv:hep-lat/0409110.
rden et al., [ALPHA and UKQCD
49. T. Ishikawa et al.
[CP-PACS and
borations], Nucl. Phys. B 571, 237
JLQCD Collaborations], arXiv: hep) [arXiv:hep-lat/9906013].
lat/0409124.
Gockeler et al., Phys. Rev. D 62,
50. C. Aubin et al.
[HPQCD, MILC
04 (2000) [arXiv:hep-lat/9908005].
and UKQCD Collaborations], Phys.
ecirevic et al., Phys. Rev. D 61,
Rev. D 70, 031504 (2004) [arXiv:hep07 (2000) [arXiv:hep-lat/9909082].
lat/0405022].
ForColPublisher’s
use Leutwyler, Phys. Lett. B 378, 313
li Khan et al. [CP-PACS
51. H.
ation], Phys. Rev. Lett. 85, 4674
(1996) [arXiv:hep-ph/9602366].
ound
that ms (2 GeV)
becomes
sig- being
) [Erratum-ibid.
90, 029902
(2003)]
52. C.performed.
Aubin and C. Bernard, Phys.
For
quark
the conventional
lower by the effects of two dynamiv:hep-lat/0004010].
Rev.the
D bottom
68, 034014
(2003)
[arXiv:hepd
approach
fails for the lattice scale 1/a ∼
Recently,
2+1-flavor
calculations
s.
oki et al. [CP-PACS Collaboralat/0304014].
49
2–3 GeV. Instead, the heavy quark effecrted
the DCP-PACS/JLQCD
Phys.byRev.
67, 034503 (2003)
53. J. Rolf and S. Sint [ALPHA Col50,7
theory (HQET) is a good approximation
QCD-MILC-UKQCD
collabora- tive laboration],
v:hep-lat/0206009].
JHEP 0212, 007 (2002)
corrections of order O(Λ2QCD /mb ) #
heir
results
are consistent
with each up to
cirevic,
V. Lubicz
and C. Tarantino
[arXiv:hep-ph/0209255].
30 MeV. Higher order perturbation theory is
dcdR
slightly
lower
than
the
two-flavor
Collaboration], Phys. Lett. B
54. G.M. de Divitiis et al., Nucl. Phys.
My
average[arXiv:hep-lat/0208003].
is ms (2 GeV) = 78 ± essential for the matching of mb in order to
69 (2003)
B 675, 309 (2003) [arXiv:
hepavoid large corrections due to power diverernandez et al., Nucl. Phys. Proc.
lat/0305018].
gences. The two-loop calculation was done
rmination
of
light
quark
mass
m̄
or
l. 106, 766 (2002) [arXiv:hep55. A. X. El-Khadra, A. S. Kronfeld and
ms /m̄ is sensitive to the chiral ex- sometime ago58 and the three-loop calcula110199].
P. B. Mackenzie, Phys. Rev. D 55, 3933
on. At the leading order of mq the tion has been performed recently59 , reduciusti, C. Hoelbling and C. Rebbi,
(1997) [arXiv:hep-lat/9604004].
ven by the physical meson masses as ing the error to the 40 MeV level. AvailRev. D 64, 114508 (2001)
56. A. S. Kronfeld, Phys. Rev. D 62, 014505
− 1 = 25.9, and a NLO ChPT analy- able two-flavor QCD calculations combined
tum-ibid. 51D 65, 079903 (2002)]
(2000) [arXiv:hep-lat/0002008].
24.4±1.5 . The lattice calculation with the two-loop matching yield m̄b (m̄b ) =
v:hep-lat/0108007].
57. A. Dougall, C. M. Maynard and
sed to improve this estimate. The 4.21(7) MeV60,59 and 4.25(11) MeV61 . For
W. Chiu and T. H. Hsieh, Phys.
C. McNeile [UKQCD Collaboration],
ark mass reached by the MILC sim- the latter, carefully estimated uncertainties
B 538, 298 (2002) [arXiv:heparXiv:hep-lat/0409089.
nabled them to include NLO ChPT in the lattice scale and strange quark mass
205007].50,7
58. G. Martinelli and C. T. Sachrajda, Nucl.
as well as the correc- dominate the error bar, which is expected to
the fit
W. Chiu and T. H. Hsieh, Nucl.
Phys. B 559, 429 (1999) [arXiv:hepms to describe the taste symmetry be reduced by 2+1-flavor calculations.
lat/9812001].
52 B 673, 217 (2003) [arXiv:hepRecently, a non-perturbative method to
and higher order effects. Their
305016].
59. F. Di Renzo and L. Scorzato, arXiv:hep.4±4.2 is consistent with the NLO match HQET onto QCD has been formulated
eGrand,Phys. Rev. D 69, 014504
lat/0408015.
nalysis but slightly higher, suggest- and tested on quenched lattices62 . Another
) [arXiv:hep-lat/0309026].
60. V. Gimenez et al., JHEP 0003, 018
method to calculate b quark mass without renegligible higher order effect.
um, A. Soni and M. Wingate, Phys.
(2000) [arXiv:hep-lat/0002007].
course to HQET has also been proposed54 .
D 60, 114507 (1999) [arXiv:hep61. C. methods
McNeile,may
C. Michael
and
ThompThese
enable us
toG.
further
revy quark masses
902016].
Collaboration],
arXiv:hepduceson
the[UKQCD
systematic
error.
i
Khan
et
al.
[CP-PACS
Collabolat/0408025.
m quark is not too heavy to describe
n],
Phys. Rev. DWilson
64, 114506
(2001)
62. J. Heitger and R. Sommer [ALPHA
O(a)-improved
fermion
ac- 4
Kaon physics
ting the naive estimate of discretiza2
ct O((amc ) ). It can in princi- 4.1 Determination of |Vus |
iminated by taking the continuum
The best known method to determine |Vus |,
ich is feasible in the quenched apor the Cabibbo angle, is to use the semiion and precise results m̄c (m̄c ) =
leptonic Kl3 decays. The relevant form facand 1.32(3)54 GeV are obtained.
tor f+ (0) is normalized to one in the SU(3)
akes the non-relativistic dynamics
limit (m̄ = ms ), and the correction starts at
quark inside the D(s) meson into
the second order in ms − m̄63 . Calculation
5,56
, the discretization error is not
of the correction in a quark model yielded
as O((amc )2 ). Recent work indif+ (0) = 0.961(8)64 . Further improvement ret the discretization effect is much
quires non-perturbative method to calculate
, and an unquenched calculation is
f+ (0), and first quenched lattice calculation
has been done recently65 using double ratios
works, the matching is done perturbatively.
SF-UKQCD collaboration47 calculated the
as in the |Vcb | calculation66,67 . They reported
bative matching factor for the VWI de0.960(5)(7).
n, and found it larger by about 20% than
|Vus | can also be determined through the
op estimate. The central values of 36,6 are
leptonic decay K ± → µ± νµ , once the decay
the AWI definition, however.
- fisica oltre il Modello Standard
(Lattice Gauge
mulazione della
i che si presta
to a simulazioni
tà fondamentali
principi primi)
bili da ottenere
ttro delle masse
uenti elementari
po il gruppo di
i originali, ad
b (bottom).
ntro il quadro
ali della QCD (la
i) difficilmente
: confinamento,
La world-average per la massa
del quark b (uno dei punti è
“nostro”)
Il tip
degli
stess
Parm
esem
E’ an
delle
teori
attac
rottur
Figure 3. The values of each quark mass parameter taken
from the Data Listings. Points from papers reporting no error
bars are colored grey. Arrows indicate limits reported. The
Figure 3. The values of each quark
mass
parameter
taken
L’ambiente
internazionale
di studi di LGT è molto vivo e portato
grey regions indicate values excluded by our evaluations; some
from the Data Listings. Points from
papers
reporting
no inerror
è un
nodo
di STRONGnet,
una Marie
Curie
Initial
Training Netw
regions
were
determined
part though
examination
of Fig.
2.
Il Monte Carlo si presta anche a questi studi!
Uno pseudo-nodo di RNA riprodotto al calcolatore
bars are colored grey. Arrows indicate
limitsparte
reported.
The
Ne fanno
10 università
europee: Regensburg, Bielefeld
grey regions indicate values excluded
by our Dublino
evaluations;
some
Liverpool,
(Trinity
College), Madrid, Parma, Graz, Nicosia
regions
determined in part though examination of Fig. 2.
mercoledì
24 04 were
2013
Richieste di calcolo onerose richiedono
risorse dedicate (calcolo parallelo)
mercoledì 24 04 2013
Richieste di calcolo onerose richiedono
risorse dedicate (calcolo parallelo)
SUMA (SUpercalcolo MAssivo) è uno dei progetti premiali
finanziati dal Ministero per l’Università e la Ricerca.
Si propone di coordinare entro l’INFN le attività di
ricerca algoritmica e di sviluppo di calcolatori, per
mettere a disposizione i migliori strumenti per il calcolo
scientifico avanzato. Parma partecipa con i gruppi di
Relatività Numerica e Teorie di Gauge su Reticolo.
mercoledì 24 04 2013
Richieste di calcolo onerose richiedono
risorse dedicate (calcolo parallelo)
SUMA (SUpercalcolo MAssivo) è uno dei progetti premiali
finanziati dal Ministero per l’Università e la Ricerca.
Si propone di coordinare entro l’INFN le attività di
ricerca algoritmica e di sviluppo di calcolatori, per
mettere a disposizione i migliori strumenti per il calcolo
scientifico avanzato. Parma partecipa con i gruppi di
Relatività Numerica e Teorie di Gauge su Reticolo.
Con tanti altri gruppi di ricerca
utilizziamo risorse su GRID
(R. Alfieri, R. Covati)
mercoledì 24 04 2013
Richieste di calcolo onerose richiedono
risorse dedicate (calcolo parallelo)
SUMA (SUpercalcolo MAssivo) è uno dei progetti premiali
finanziati dal Ministero per l’Università e la Ricerca.
Si propone di coordinare entro l’INFN le attività di
ricerca algoritmica e di sviluppo di calcolatori, per
mettere a disposizione i migliori strumenti per il calcolo
scientifico avanzato. Parma partecipa con i gruppi di
Relatività Numerica e Teorie di Gauge su Reticolo.
Con tanti altri gruppi di ricerca
utilizziamo risorse su GRID
(R. Alfieri, R. Covati)
Parma mantiene il nodo italiano ILDG (condivisione a livello
internazionale di risultati di Teoria di Gauge su Reticolo).
mercoledì 24 04 2013
Presentazione Gruppo di Fisica Teorica - 22 aprile 2013
mercoledì 24 04 2013
Temi di ricerca
Fenomenologia delle interazioni fondamentali
Teoria quantistica dei Campi e Stringhe
Teorie di gauge su reticolo
Meccanica statistica dei sistemi complessi
Studi numerici in Relatività Generale
Presentazione Gruppo di Fisica Teorica - 22 aprile 2013
mercoledì 24 04 2013
Meccanica statistica dei sistemi complessi
Non solo Meccanica Statistica, ovvero i formidabili effetti dei molti
gradi di libertà, ma anche complessità: situazioni ricche di
informazione, che per ragioni dinamiche o geometriche sono difficili da
descrivere, da predire, da ridurre alla somma delle componenti.
Presentazione Gruppo di Fisica Teorica - 22 aprile 2013
mercoledì 24 04 2013
Meccanica statistica dei sistemi complessi
Non solo Meccanica Statistica, ovvero i formidabili effetti dei molti
gradi di libertà, ma anche complessità: situazioni ricche di
informazione, che per ragioni dinamiche o geometriche sono difficili da
descrivere, da predire, da ridurre alla somma delle componenti.
Elena Agliari
Raffaella Burioni
Mario Casartelli
Davide Cassi
Alessandro Vezzani
Dottorandi: G. Uguzzoni, M. di Volo,
M.Bellingeri, E. Ubaldi
web: http://www.fis.unipr.it/stat
Presentazione Gruppo di Fisica Teorica - 22 aprile 2013
mercoledì 24 04 2013
Meccanica statistica dei sistemi complessi
web: http://www.fis.unipr.it/stat
Presentazione Gruppo di Fisica Teorica - 22 aprile 2013
mercoledì 24 04 2013
Meccanica statistica dei sistemi complessi
Meccanica statistica e quantistica su grafi
Teoria dei grafi e processi di diffusione su reti e strutture complesse
Teoria dell’informazione e distanze entropiche
web: http://www.fis.unipr.it/stat
Presentazione Gruppo di Fisica Teorica - 22 aprile 2013
mercoledì 24 04 2013
Meccanica statistica dei sistemi complessi
Meccanica statistica e quantistica su grafi
Teoria dei grafi e processi di diffusione su reti e strutture complesse
Teoria dell’informazione e distanze entropiche
Argomenti di ricerca a cavallo tra Meccanica Statistica e Meccanica
Quantistica, Fisica della Materia, e oltre, fino ad altre discipline
web: http://www.fis.unipr.it/stat
Presentazione Gruppo di Fisica Teorica - 22 aprile 2013
mercoledì 24 04 2013
Meccanica statistica dei sistemi complessi
Meccanica statistica e quantistica su grafi
Teoria dei grafi e processi di diffusione su reti e strutture complesse
Teoria dell’informazione e distanze entropiche
Argomenti di ricerca a cavallo tra Meccanica Statistica e Meccanica
Quantistica, Fisica della Materia, e oltre, fino ad altre discipline
Le caratteristiche principali della ricerca qui a Parma:
- lo studio della complessità che emerge dall’ evoluzione dinamica:
La Teoria dell’Informazione e l’ Entropia
- dalla geometria e dalla topologia:
Le Reti e i Grafi
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Meccanica statistica dei sistemi complessi
Presentazione Gruppo di Fisica Teorica - 22 aprile 2013
mercoledì 24 04 2013
Meccanica statistica dei sistemi complessi
Meccanica statistica e
quantistica su grafo
I grafi sono i modelli più generali per
la geometria complessa, che ha effetti profondi
sulle transizioni di fase, classiche e quantistiche.
Li usiamo per i modelli di spin, per gli atomi
ultrafreddi nei in reticoli ottici e per
i condensati di Bose-Einstein.
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mercoledì 24 04 2013
Meccanica statistica dei sistemi complessi
Meccanica statistica e
quantistica su grafo
I grafi sono i modelli più generali per
la geometria complessa, che ha effetti profondi
sulle transizioni di fase, classiche e quantistiche.
Li usiamo per i modelli di spin, per gli atomi
ultrafreddi nei in reticoli ottici e per
i condensati di Bose-Einstein.
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mercoledì 24 04 2013
Meccanica statistica dei sistemi complessi
Meccanica statistica e
quantistica su grafo
I grafi sono i modelli più generali per
la geometria complessa, che ha effetti profondi
sulle transizioni di fase, classiche e quantistiche.
Li usiamo per i modelli di spin, per gli atomi
ultrafreddi nei in reticoli ottici e per
i condensati di Bose-Einstein.
Teoria dell’informazione e
distanze entropiche
Uno strumento per misurare l’emergere
della complessità nella dinamica. Utile per
studiare: evoluzione di sequenze biologiche
(RNA virali), dinamiche su substrati complessi,
trasporto fuori dall’equilibrio.
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Meccanica statistica dei sistemi complessi
Meccanica statistica e
quantistica su grafo
I grafi sono i modelli più generali per
la geometria complessa, che ha effetti profondi
sulle transizioni di fase, classiche e quantistiche.
Li usiamo per i modelli di spin, per gli atomi
ultrafreddi nei in reticoli ottici e per
i condensati di Bose-Einstein.
Teoria dell’informazione e
distanze entropiche
Uno strumento per misurare l’emergere
della complessità nella dinamica. Utile per
studiare: evoluzione di sequenze biologiche
(RNA virali), dinamiche su substrati complessi,
trasporto fuori dall’equilibrio.
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Meccanica statistica dei sistemi complessi
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Meccanica statistica dei sistemi complessi
Teoria dei Grafi e processi di diffusione su reti e strutture complesse
Le proprietà dinamiche di molti materiali sono
strettamente correlate alla loro geometria.
Stiamo costruendo modelli matematici e
algoritmici adatti allo studio di fenomeni
quali la superdiffusione nei Vetri e nei
Quasicristalli di Lévy.
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Meccanica statistica dei sistemi complessi
Teoria dei Grafi e processi di diffusione su reti e strutture complesse
Le proprietà dinamiche di molti materiali sono
strettamente correlate alla loro geometria.
Stiamo costruendo modelli matematici e
algoritmici adatti allo studio di fenomeni
quali la superdiffusione nei Vetri e nei
Quasicristalli di Lévy.
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Meccanica statistica dei sistemi complessi
Teoria dei Grafi e processi di diffusione su reti e strutture complesse
Le proprietà dinamiche di molti materiali sono
strettamente correlate alla loro geometria.
Stiamo costruendo modelli matematici e
algoritmici adatti allo studio di fenomeni
quali la superdiffusione nei Vetri e nei
Quasicristalli di Lévy.
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Meccanica statistica dei sistemi complessi
Teoria dei Grafi e processi di diffusione su reti e strutture complesse
Le proprietà dinamiche di molti materiali sono
strettamente correlate alla loro geometria.
Stiamo costruendo modelli matematici e
algoritmici adatti allo studio di fenomeni
quali la superdiffusione nei Vetri e nei
Quasicristalli di Lévy.
La complessità di una rete influenza
profondamente il trasporto di informazione, e
condiziona fenomeni di rilevante interesse
speculativo e applicativo: i processi di reazionediffusione in geometrie confinate, la mutazione
genetica e il riconoscimento di antigeni su reti
immunitarie, i modelli economici.
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Meccanica statistica dei sistemi complessi
Teoria dei Grafi e processi di diffusione su reti e strutture complesse
Le proprietà dinamiche di molti materiali sono
strettamente correlate alla loro geometria.
Stiamo costruendo modelli matematici e
algoritmici adatti allo studio di fenomeni
quali la superdiffusione nei Vetri e nei
Quasicristalli di Lévy.
La complessità di una rete influenza
profondamente il trasporto di informazione, e
condiziona fenomeni di rilevante interesse
speculativo e applicativo: i processi di reazionediffusione in geometrie confinate, la mutazione
genetica e il riconoscimento di antigeni su reti
immunitarie, i modelli economici.
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Meccanica statistica dei sistemi complessi
Collaborazioni
CNR - Modena, Nanoscienze, LENS Firenze, ISI Torino,
Università di Friburgo, Università di Parigi IV, Università di Zurigo,
Università di Boston Northeastern,
Sapienza Roma, Politecnico di Torino, Università di Bologna, Università di Firenze,
Istituto dei Sistemi Complessi CNR-ISC Roma e Firenze,...
Gli ultimi studenti di Laurea Triennale:
Alessandro Manzotti, Rocco Cattani, Daniele Andrei, Marzia Petrucci,
Edoardo Vescovi, Serena di Santo, ...
Gli ultimi studenti di Laurea Magistrale e cosa fanno:
Riccardo Scalco (Ph.D. Dipartimento di Biochimica - Università di Zurigo)
Luca Caniparoli (Ph.D. Scuola Superiore di Studi Avanzati - Trieste)
Edoardo Vivo (Ph.D. Università Carlos III di Madrid )
Paolo Sgrignoli (Ph.D. IMT - Lucca Institute for Advanced Studies)
Dawid Crivelli (Ph.D. Katowice)
Enrico Ubaldi (dottorando Parma)
web: http://www.fis.unipr.it/stat
Presentazione Gruppo di Fisica Teorica - 22 aprile 2013
mercoledì 24 04 2013
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mercoledì 24 04 2013
Temi di ricerca
Fenomenologia delle interazioni fondamentali
Teoria quantistica dei Campi e Stringhe
Teorie di gauge su reticolo
Meccanica statistica dei sistemi complessi
Studi numerici in Relatività Generale
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mercoledì 24 04 2013
Studi numerici in Relatività
Generale
Astrofisica Relativistica (Numerica)
Ricercatore: Roberto De Pietri
Assegnista: Alessandra Feo
Dottorando: Luca Franci
il gruppo@ http://www.fis.unipr.it/gravity/
mercoledì 24 04 2013
Studi numerici in Relatività
Generale
Astrofisica Relativistica (Numerica)
Ricercatore: Roberto De Pietri
Assegnista: Alessandra Feo
Dottorando: Luca Franci
il gruppo@ http://www.fis.unipr.it/gravity/
mercoledì 24 04 2013
Astrofisica Relativistica
L’astrofisica relativista riguarda lo studio di sorgenti astronomiche in cui svolge un
ruolo fondamentale la teoria di Einstein della Relatività Generale per la
descrizione dei fenomeni gravitazionali.
Ovvero sistemi in cui una massa gravitazionale dell’ordine della massa solare è
concentrata in una zona di spazio di alcune decine di chilometri, come i buchi
neri o le stelle di Neutroni
Le stelle di neutroni sono oggetti molto comuni e sono (quasi-)sempre presenti
come risultato delle esplosioni delle supernove e si manifestano dal punto di vista
osservativo come PULSAR, soft-gamma-repeater (SGR), AXP, LMXB, IMXB,....
Sono note stelle di neutroni con campi magnetici superiori a 10 GTesla
5% delle stelle di Neutroni note sono in sistemi binari
Sistemi binari di stelle di neutroni forniscono l’evidenza sperimentale (indiretta)
dell’esistenza delle onde gravitazionali.
[Premio Nobel 1993 ad Russell A. Hulse and Joseph H. Taylor, J]
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Esempi di risultati di simulazioni effettuate dal gruppo
Principalmente il gruppo si occupa di instabilità
dinamiche in modelli di singole stelle di neutroni
Con Equazioni di stato politropiche con modello di
fluido ideale
Modelli descritti da equazioni realistiche (ispirate
dalla fisica nucleare) come la prescrizione SLy per
l’equazione di stato
Con la presenza di campi Magnetici intensi.
On the Shear Instability in Relativistic Neutron Stars
7
[1] L. Baiotti, R. De Pietri, G. M. Manca and L. Rezzolla, Phys. Rev. D 75, 044023 (2007).
[2] L. Baiotti, R. De Pietri, G. M. Manca and L. Rezzolla,
Class. Quantum Grav. 24(2007) S171-S186. arXiv:0705.1826
[3] G. Corvino, L. Rezzolla, S. Bernuzzi, R. De Pietri and B. Giacomazzo,
Class. Quantum Grav. 27, (2010) 114104. arXiv:1001.5281
[4] Talk at the Tahiti COMPSTAR 2012, R. De Pietri, K. Dionysopoulou, L. Franci, L. Rezzolla,
[5] APS Bulletin 2013, R. De Pietri, A. Feo, L. Franci, F. Loeffler
mercoledì 24 04 2013
Figure 1. Left panel: position in the (β, M/Re ) plane of the initial models computed with
 = 1, with the filled circles representing those we have evolved numerically (A similar
behaviour is shown also by the models with  = 2. Indicated with solid thin lines are
isocontours of constant baryon mass models while indicated with a thick dashed line is the
Relatività Generale Numerica applicata ad oggetti compatti
(modelli di stelle di neutroni)
.
Si introduce una folliazione dello spazio
tempo
Si scrivono le equazioni di Einstein, del
campo elettromagnetico, di descrizione
della materia come equazioni di evoluzioni
in 3+1 dimesione
Codice Numerico
Evoluzione della materia usando
metodi HRSC + evoluzione delle
equazioni di Einstein basata sul
Si risolvono su un SUPERComputer dato
che servono almeno 128 core di calcolo e
64 GByte di RAM. Dimensione media delle
simulazioni: 2048 core e 1 TByte (RAM).
NASA high-light di risultati ottenuti con questo codice a Berlino
metodo ADM BSSM-NOK
Web page: http://www.whiskycode.org
Allocazione delle griglie di calcolo e
parallelizzazione del codice
Web page: http://www.carpetcode.org
Infrastruttura computazionale e
gestione delle componenti di calcolo
Web page: http://www.cactus.org
E, non meno importante, il software
prodotto dal consorzio:
EINSTEIN TOOLKIT
http://www.nasa.gov/topics/universe/features/gamma-ray-engines.html
mercoledì 24 04 2013
Web page: http://einsteintoolkit.org/
Ulteriori informazioni
Ricerche sono svolte in collaborazione con Max Planck Institute for Gravitational
Physics (Albert Einstein Institute), di Golm in Germania [www.aei.mpg.de], la
Louisiana State University, Baton Rouge-LA, USA, l’Universita di Firenze e la sede
di Firenze dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF).
Scopo delle ricerca è la modellizzazione della possibile emissione di onde
gravitazionali emesse da sorgenti astrofisiche e il loro possibile uso (una volta
rivelate) per la caratterizzazione e lo studio delle proprietà astrofisiche delle
sorgenti responsabili della loro emissione.
Il codice numerico è il frutto della collaborazione e dello sforzo congiunto di
gruppi di ricerca negli Stati Uniti, Europa e Giappone e distribuito sotto forma di
codice aperto.
Le simulazione del gruppo di Parma sono svolte su “FERMI” BG/Q del CINECA
attraverso l’accesso fornito dal progetto PRACE (6th call) 3DMagRoI (25M core
hour) di cui R. De Pietri è il PI (Principal Investigator) e dall’INFN, attraverso il
progetto SUMA (22M). Altro sistema è il cluster “THEOPHYS” dell’INFN a Pisa.
mercoledì 24 04 2013
Presentazione Gruppo di Fisica Teorica - 22 aprile 2013
mercoledì 24 04 2013
Hanno collaborato
Raffaella Burioni
Mario Casartelli
Francesco Di Renzo
Roberto De Pietri
Luca Griguolo
Enrico Onofri
Luca Trentadue
FINE
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mercoledì 24 04 2013