Teorico-Generale - Lauree e Lauree Magistrali

Introduzione
Struttura del Curriculum Teorico Generale
Linee di Ricerca
Laurea Magistrale in Fisica
Curriculum Teorico Generale
Settore Teorico
Dipartimento di Fisica, Universitá di Bologna
Bologna, 15 aprile 2013
Settore Teorico
Laurea Magistrale in Fisica
Sbocchi professionali
Introduzione
Struttura del Curriculum Teorico Generale
Linee di Ricerca
Sommario
1
Introduzione
Definizioni
Tabelle
2
Struttura del Curriculum Teorico Generale
Struttura del Curriculum Teorico Generale
Attivitá Formative: I anno
Attivitá Formative: II anno
3
Linee di Ricerca
Linee di Ricerca e Ricercatori
4
Sbocchi professionali
Sbocchi professionali
Settore Teorico
Laurea Magistrale in Fisica
Sbocchi professionali
Introduzione
Struttura del Curriculum Teorico Generale
Linee di Ricerca
Sbocchi professionali
Introduzione
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Settore Teorico
Laurea Magistrale in Fisica
Introduzione
Struttura del Curriculum Teorico Generale
Linee di Ricerca
Sbocchi professionali
Definizioni
LM= Laurea Magistrale.
AF= Attivitá Formativa: attività finalizzata alla formazione culturale e
professionale dello studente
SSD= Settore Scientifico Disciplinare: raggruppamento di insegnamenti definito
in base a criteri di omogeneità scientifica e didattica
A= Ambito: insieme di SSD scientificamente affini
TAF= Tipologia dell’Attivitá Formativa: rilevanza e modalità di una AF
CFU = Credito Formativo Unitario: unità di misura del lavoro di apprendimento
ed acquisizione di conoscenze ed abilità in una AF
OF = Numero di Ore Frontali: durata oraria di una AF
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Struttura del Curriculum Teorico Generale
Linee di Ricerca
Settori Scientifico Disciplinari: Area 02 – Scienze Fisiche
FIS/01 = Fisica Sperimentale
FIS/02 = Fisica Teorica, Modelli e Metodi Matematici
FIS/03 = Fisica della Materia
FIS/04 = Fisica Nucleare e Subnucleare
FIS/05 = Astronomia e Astrofisica
FIS/06 = Fisica per il Sistema Terra ed il Mezzo Circumterrestre
FIS/07 = Fisica Applicata
FIS/08 = Didattica e Storia della Fisica
Settore Teorico
Laurea Magistrale in Fisica
Sbocchi professionali
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Struttura del Curriculum Teorico Generale
Linee di Ricerca
Sbocchi professionali
Ambiti: Laurea Magistrale in Fisica
I = Fisica Sperimentale e Fisica Applicata (SSD FIS/01 & FIS/07)
II = Fisica Teorica, Modelli e Metodi Matematici e Didattica e Storia della Fisica
(SSD FIS/02 & FIS/08)
III = Fisica della Materia e Fisica Nucleare e Subnucleare (SSD FIS/03 & FIS/04)
IV = Astronomia e Astrofisica e Fisica per il Sistema Terra ed il Mezzo
Circumterrestre (SSD FIS/05 & FIS/06)
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Linee di Ricerca
Sbocchi professionali
Tipologie delle Attivitá Formative
C = Attivitá Caratterizzante: fornisce conoscenze essenziali e/o indispensabili
AI = Attivitá Affine e/o Integrativa: fornisce conoscenze utili e/o specializzanti
LS = Attivitá a Libera Scelta
AAF = Altra Attivitá formativa
TLM = Tesi di Laurea Magistrale
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Linee di Ricerca
Sbocchi professionali
Struttura del Curriculum Teorico Generale
Dio non gioca a dadi
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Struttura del Curriculum Teorico Generale
Linee di Ricerca
Sbocchi professionali
Struttura del Curriculum Teorico Generale: I anno
TAF
Range
A
CFU
C
30 – 46
II
36
AI
12 – 18
II
12
C
3–6
III
6
C
3–6
IV
6
(TAF = tipologia dell’attivitá formativa; A = ambito; CFU = crediti formativi unitari;
C = attivitá caratterizzante; AI = attivitá affine e/o integrativa; LS = attivitá a libera
scelta; AAF = altra attivitá formativa; TLM = tesi di laurea magistrale)
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Sbocchi professionali
Struttura del Curriculum Teorico Generale: II anno
TAF
Range
A
CFU
LS
8 – 12
–
12
AAF
3
–
3
TLM
40 – 50
–
45
(TAF = tipologia dell’attivitá formativa; A = ambito; CFU = crediti formativi unitari;
C = attivitá caratterizzante; AI = attivitá affine e/o integrativa; LS = attivitá a libera
scelta; AAF = altra attivitá formativa; TLM = tesi di laurea magistrale)
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Sbocchi professionali
Attivitá Formative: I anno
AF
SSD
A
TAF
CFU
OF
FIS/02
II
C
6
48
Teoria d. Campi I
Prof. R. Soldati
FIS/02
II
C
6
48
Meccanica Statistica I
Prof.ssa E. Ercolessi
FIS/02
II
C
6
48
18 CFU a scelta Lista 1
–
II
C
18
–
6 CFU a scelta Lista 2
–
III
C
6
–
6 CFU a scelta Lista 3
–
IV
C
6
–
12 CFU a scelta Lista 4
FIS/02
II
AI
12
–
Fisica Teorica I
Prof. F. Bastianelli
Settore Teorico
Laurea Magistrale in Fisica
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Struttura del Curriculum Teorico Generale
Linee di Ricerca
Sbocchi professionali
Lista 1
AF
SSD
A
TAF
CFU
OF
FIS/02
II
C
6
48
Teoria d. Campi II
Prof. R. Soldati
FIS/02
II
C
6
48
Meccanica Statistica II
Prof.ssa E. Ercolessi
FIS/02
II
C
6
48
Storia d. Fisica Mod. 1
Dott.ssa O. Levrini
Storia d. Fisica Mod. 2
Prof. G. Dragoni
FIS/08
II
AI
6
48
Fisica Teorica II
Prof. F. Bastianelli
Settore Teorico
Laurea Magistrale in Fisica
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Struttura del Curriculum Teorico Generale
Linee di Ricerca
Sbocchi professionali
Lista 2
AF
SSD
A
TAF
CFU
OF
Corso a scelta FIS/03, FIS/04 ⇤
–
III
C
6
–
⇤
LM in Fisica
Settore Teorico
Laurea Magistrale in Fisica
Introduzione
Struttura del Curriculum Teorico Generale
Linee di Ricerca
Sbocchi professionali
Lista 3
AF
SSD
A
TAF
CFU
OF
Corso a scelta FIS/05, FIS/06 ⇤
–
IV
C
6
–
⇤
LM in Fisica e/o LM Astrofisica e Cosmologia
Settore Teorico
Laurea Magistrale in Fisica
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Linee di Ricerca
Sbocchi professionali
Lista 4
AF
SSD
A
TAF
CFU
OF
Compl. d. Fisica Teorica Mod. 1
Prof. R. Soldati
Compl. d. Fisica Teorica Mod. 2
Prof. R. Balbinot
FIS/02
II
AI
6
48
Met. Mat. Av. d. Fisica Mod. 1
Prof. F. Ravanini
Met. Mat. Av. d. Fisica Mod. 2
Prof. F. Ortolani
FIS/02
II
AI
6
48
Relatività I
Prof. R. Balbinot
FIS/02
II
AI
6
48
Relatività II
Prof. R. Balbinot
FIS/02
II
AI
6
48
FIS/02
II
AI
6
48
Teoria d. Gruppi p. l. Fisica
Prof. R. Zucchini
Settore Teorico
Laurea Magistrale in Fisica
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Struttura del Curriculum Teorico Generale
Linee di Ricerca
Sbocchi professionali
Lista 4 (cont.)
AF
SSD
A
TAF
CFU
OF
Teoria dei Sistemi Multicorpi
Prof.ssa E. Ercolessi
FIS/02
II
AI
6
48
Settore Teorico
Laurea Magistrale in Fisica
Introduzione
Struttura del Curriculum Teorico Generale
Linee di Ricerca
Sbocchi professionali
Attivitá Formative: II anno
AF
SSD
A
TAF
CFU
OF
Corsi a Libera Scelta ⇤
–
–
LS
12
–
Ulteriori Attivitá Formative ⇤⇤
–
–
AAF
3
–
Prova Finale
–
–
TLM
45
–
⇤
I corsi possono essere anticipati al I anno
I corsi scelti al di fuori della LM in Fisica richiedono approvazione del CCdL
⇤⇤
Attivitá formativa collegata alla tesi
Settore Teorico
Laurea Magistrale in Fisica
Introduzione
Struttura del Curriculum Teorico Generale
Linee di Ricerca
Sbocchi professionali
Linee di Ricerca
Anche i geni sbagliano
Settore Teorico
Laurea Magistrale in Fisica
Introduzione
Struttura del Curriculum Teorico Generale
Linee di Ricerca
Sbocchi professionali
Linee di Ricerca e Ricercatori
La Radiazione di Hawking dei Buchi Neri e Sistemi di Materia Condensata
Prof. R. Balbinot
Particelle, Corde e Brane
Prof. F. Bastianelli, Dott. M. Cicoli, Prof. R. Zucchini
Gravitá Semiclassica e Quantistica, Buchi Neri e Cosmologia
Dott. R. Casadio, Dott. A. Kamenshchik, Dott. G.-P. Vacca (INFN), Dott. F. Finelli
(INAF)
Teoria dei Sistemi Quantistici a Molti Corpi in Bassa Dimensionalitaà
Prof.ssa E. Ercolessi, Prof. F. Ortolani, Dott. Ch. Degli Esposti Boschi (CNR)
Fisica Teorica del Nucleo
Dott. P. Finelli
Teorie di Campo Quantistiche
Prof. R. Soldati
Integrabilitá
Prof.ssa E. Ercolessi, Prof. F. Ravanini, Dott. D. Fioravanti (INFN),
Teoria di Gauge e Gruppo di Rinormalizzazione
Dott. G.-P. Vacca (INFN)
Settore Teorico
Laurea Magistrale in Fisica
Introduzione
Struttura del Curriculum Teorico Generale
Linee di Ricerca
Sbocchi professionali
Sbocchi professionali
Provando e riprovando
Settore Teorico
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Struttura del Curriculum Teorico Generale
Linee di Ricerca
Sbocchi professionali
Sbocchi professionali
Ricerca e docenza nell’Università
Ricerca in Enti di Ricerca (INFN, INAF, CNR)
Analisi statistica
Informatica applicata
Modellistica applicata (biologia, scienze sociali, economia e finanza, etc.)
Attivitá professionali che richiedono padronanza del metodo scientifico e capacità
di modellizzare fenomeni complessi.
Settore Teorico
Laurea Magistrale in Fisica
CORSO DI FISICA NUCLEARE - PAOLO FINELLI
1
Paolo%Finelli
Ricercatore
Inizia-va/Specifica/MB31
paolo.fi[email protected]
www.fisicanucleare.it
DIDATTICA
FISICA%NUCLEARE
6//cfu/Q//secondo/semestre
/Stru7ura/dei/Nuclei/Atomici
/Studio/delle/Radiazioni/(α,β,γ)
/Fissione/Nucleare
/Fusione/Nucleare
/Applicazioni
RICERCA
Metodi/computazionali/per/lo/studio/di/sistemi/nucleari/a/mol-/corpi
/Density/Func-onal/Theory/(sta-/fondamentali)
/Random/Phase/Approxima-on/(sta-/eccita-/e/risonanze)
/Superfluidità/SuperconduOvità/nucleare/con/interazioni/realis-che
DIP. FISICA ED ASTRONOMIA - UNIVERSITÀ DI BOLOGNA
Teoria delle Stringhe
Prof. Fiorenzo Bastianelli, Dott. Michele Cicoli, Prof. Roberto Zucchini

1)
2)
3)
4)








4 Forze fondamentali esistenti in Natura:
Forza elettromagnetica
Forza nucleare debole
Forza nucleare forte
Forza gravitazionale
Ognuna necessita una descrizione quantistica (piccole distanze) e
relativistica (alte energie)
Tutte e 3 le interazioni non-gravitazionali descritte da una particolare
teoria quantistica e relativistica chiamata Modello Standard
Funziona benissimo! Vedi recente scoperta del bosone di Higgs
MA il Modello Standard non contiene la gravità
Gravità descritta a livello relativistico dalla Relatività Generale
MA manca una descrizione quantistica della gravità!
Non è un problema dato che la gravità è trascurabile a basse energie
MA l’interazione gravitazionale diventa intensa ad altissime energie!
Problema più importante: e la Gravità?
- Buchi neri?
- Big Bang?
- Energia oscura?
- Unificazione di tutte le forze?
- Teoria fondamentale alla base del nostro Universo?
La risposta a queste domande richiede una teoria di gravità quantistica!!
Teoria delle Stringhe: l’idea
Necessità di cambiare totalmente
visione: sostituire particelle puntiformi
con oggetti unidimensionali!!
1)
2)
3)
4)
5)
TUTTI i tipi di particelle sono
semplicemente diversi modi di
oscillazione della stessa stringa
Unificazione di materia e forze!!
Contiene la gravità quantistica!
Esiste solo un parametro da cui si
deriva tutto!
Contiene le teorie già note!
Teoria del TUTTO!
Dimensioni Extra

La teoria delle Stringhe
predice che il nostro
Universo abbia 9
dimensioni spaziali e 1
temporale.

Aggiornamento Sperimentale:
il numero osservato di
dimensioni (grandi) è 3
spaziali e 1 temporale.
Soluzione
Nostro Universo: 10D = 4D grandi + 6D estremamente piccole
d < 10-18 m
Importantissimo predire la
grandezza di tutte le
dimensioni!
D-Brane

La teoria delle Stringhe è più
ampia di quanto si credesse
– 1) Normalmente, i punti finali di
stringhe aperte si muovono
liberamente alla velocià della luce.
– 2) Possono anche esistere stringhe i
cui punti finali sono ancorati su
superfici.

Tali superfici sono interpretate
come grandi oggetti massivi,
chiamati D-brane, nello
spaziotempo
Universo Brana





Alcuni stati sono intrappolati sulle brane e altri sono liberi di muoversi
attraverso tutte le dimensioni dello spaziotempo
Tutte le note particelle ed interazionifondamentali (eccetto la gravità) sono
confinate sulla brana
Dimensioni extra GRANDI!! Rilevabili tramite modifiche della gravità!!
Universi paralleli?
Effetti delle stringhe rilevabili presto tramite gli esperimenti!!
Cosmologia inflazionaria e anisotropie della CMBR
(Finelli, Gruppuso, Kamenchtchik, Tronconi, Vacca)
L'inflazione è una pietra miliare per la cosmologia che risolve molti dei problemi del
modello di Big Bang standard e predice lo spettro invariante di scala delle
perturbazioni di densità. Le anisotropie della Radiazione Cosmica di Fondo (CMBR)
rappresentano un segnale unico per studiare la cosmologia e la fisica delle particelle,
soprattutto alla luce di esperimenti come la sonda Planck:
Collasso gravitazionale, fisica trans-planckiana e buchi neri
(Casadio, Vacca)
Il collasso gravitazionale di oggetti compatti e la formazione di buchi neri è uno dei
problemi principali, sia per la fisica teorica che per l'astrofisica. Effetti nuovi (assenza
di singolarità, perdita di informazione ed entropia, asymptotic safety), e
potenzialmente rilevanti, possono emergere quando si tenga conto della natura
quantistica della materia che collassa o che urta ad energie prossime alla scala di
Planck (10^19 GeV ~ 10^-5 g).
Gravità semiclassica e quantistica, buchi neri e cosmologia
+
INFN FLAG - Quantum Fields in Gravity, Cosmology and Black Holes
Partecipanti Università: Roberto Casadio, Alexandr Kamenchtchik
Partecipanti INFN: Alessandro Tronconi, Gian Paolo Vacca
Partecipanti INAF: Fabio Finelli, Alessandro Gruppuso
In assenza di una teoria unificata delle forze fondamentali, sistemi
fisici alle scale di energia raggiungibili in astrofisica e cosmologia
possono essere studiati tramite un approccio semiclassico alla gravità
basato sul metodo del campo di background. La gravità classica è
perciò descritta dalla Relatività Generale e determina lo spaziotempo di fondo, mentre la materia (e le fluttuazioni gravitazionali)
viene descritta da campi quantistici, che agiscono come sorgente
della gravitazione tramite il valore di aspettazione del loro tensore
energia-impulso.
La cosmologia e gli oggetti compatti auto-gravitanti rappresentano gli
oggetti delle due principali linee di ricerca.
Cosmologia inflazionaria e anisotropie della CMBR
(Finelli, Gruppuso, Kamenchtchik, Tronconi, Vacca)
L'inflazione è una pietra miliare per la cosmologia che risolve molti dei problemi del
modello di Big Bang standard e predice lo spettro invariante di scala delle
perturbazioni di densità. Le anisotropie della Radiazione Cosmica di Fondo (CMBR)
rappresentano un segnale unico per studiare la cosmologia e la fisica delle particelle,
soprattutto alla luce di esperimenti come la sonda Planck:
Collasso gravitazionale, fisica trans-planckiana e buchi neri
(Casadio, Vacca)
Il collasso gravitazionale di oggetti compatti e la formazione di buchi neri è uno dei
problemi principali, sia per la fisica teorica che per l'astrofisica. Effetti nuovi (assenza
di singolarità, perdita di informazione ed entropia, asymptotic safety), e
potenzialmente rilevanti, possono emergere quando si tenga conto della natura
quantistica della materia che collassa o che urta ad energie prossime alla scala di
Planck (10^19 GeV ~ 10^-5 g).
SISTEMI QUANTISTICI
A MOLTI CORPI
E. ERCOLESSI, F. ORTOLANI, F. RAVANINI (DIFA)
C. DEGLI ESPOSTI BOSCHI (CNR)
(POST-DOC E DOTTORANDI)
MODELLI DI SISTEMI A MOLTE PARTICELLE:
- FORTEMENTE INTERAGENTI
- IN BASSA DIMENSIONALITÀ
EFFETTI QUANTISTICI SONO DOMINANTI
MECCANICA STATISTICA E TEORIA DEI CAMPI:
- TECNICHE ANALITICHE ESATTE E PERTURBATIVE
- TECNICHE DI SIMULAZIONE NUMERICA
COERENZA QUANTISTICA
EFFETTI QUANTISTICI CHE SI MANIFESTANO A LIVELLO
MACROSCOPICO
SUPERCONDUCTIVITY
QUANTUM
HALL EFFECT
✤
BOSE-EINSTEIN CONDENSATE
PARTICOLARMENTE EVIDENTI IN SISTEMI 1-DIM.
- TECNICHE DI MANIPOLAZIONE DI SINGOLI ATOMI
- SISTEMI OTTICI QUANTISTICI
- ATOMI ULTRAFREDDI INTRAPPOLATI
TRANSIZIONI DI FASE
QUANTISTICHE
NUOVE FASI DELLA MATERIA
TOPOLOGICAL
INSULATORS
INDAGARNE LE PROPRIETÀ FISICHE
STATICHE E DINAMICHE
SPIN LIQUIDS
ENTANGLEMENT
“SPOOKY ACTION AT A DISTANCE” (A. EINSTEIN)
ALLA BASE DI NUOVE APPLICAZIONI:
- TELETRASPORTO
-CRITTOGRAFIA
- QUANTUM COMPUTERS
COME È COLLEGATO ALLA FISICA DI MOLTE
PARTICELLE E ALLE PROPRIETÀ DI “FASI
ESOTICHE” DELLA MATERIA
F. RAVANINI (DIFA), D. FIORAVANTI (INFN), post-doc e dottorandi
Integrability as a unifying approach
Cosmology
Quantum Gravity
Particle theory
QCD
Strings
Gauge/String duality
Gauge th.
Black Holes
Information loss
paradox
Integrability
Solitons
Spin chains
Strongly correlated electrons
Entanglement
Ferromagnets
Quantum Hall
Effect
Tesi di Laurea magistrale
Svolgimento
●
●
●
4-5 mesi di apprendimento
3-4 mesi di lavoro di ricerca
1 mese per la stesura finale
Totale: circa 9-10 mesi di impegno
Consiglio: iniziare verso fine del primo anno (settembre) se ci si
vuole laureare per luglio del secondo.