Mauro PATERNOSTRO
Titolo: Professore Associato [Reader]
Ente: Queen's University - Belfast
Data inizio:01/09/2008
Argomenti scelti di Ottica Quantistica:
Attività didattica: contenuti
-Fondamenti di Ottica Quantistica (quantizzazione del campo elettromagnetico; metodi matematici in ottica
quantistica; stati coerenti e squeezed; distribuzioni di quasi-probabilita'; stati Gaussiani e matrici di
covarianza; misure omodine ed eterodine; photo-counting; criteri di non-classicita')
-Fondamenti di interazione radiazione-materia (interazione di dipolo; modello di Jaynes-Cummings e sue
estensioni; principi del maser)
-Introduzione all'ottica non-lineare (EIT; effetto Kerr; photon-blockade; luce lenta; generazione di stati
esotici di luce attraverso ottica non-lineare)
-Estensione a oscillatori meccanici (oscillatori meccanici come sistemi bosonici; Hamiltoniana di pressione
di radiazione; non-linearita' nell'accoppiamento tra luce e un oscillatore meccanico; funzione di Wigner di
un oscillatore meccanico interagente con luce coerente e squeezed)
-Elementi di teoria dell'informazione basata su variabile continua (codifica dell'informazione quantistica in
stati coerenti; gatto di Schroedinger: generazione e uso)
Attività didattica: metodi
Le lezioni saranno ampiamente "interattive". Gli studenti verranno coinvolti nelle attivita' di
"consolidamento" dei concetti presentati nel corso delle lezioni. Queste si svolgeranno nell'ultima parte di
ogni lezione e prevederanno lo svolgimento alla lavagna (guidato dal docente) di un esercizio attinente
all'argomento trattato nella lezione precedente. Gli studenti verranno chiamati "a rotazione" a risolvere tali
esercizi e feedback verra', contestualmente, fornito dal docente.
Le lezioni, che verranno svolte alla lavagna dal docente per garantire un passo tale da consentire agli
studenti una piena comprensione degli argomenti presentati, verranno supportate da materiale didattico
indicato direttamente dal docente (capitoli di libri di testo; articoli di ricerca/review; appunti e note).
Il supporto di un computer (dotato dei software "Mathematica" e "Matlab") e di un proiettore sara' cruciale
per la visualizzazione del comportamento delle funzioni di quasi-probabilita' che verranno introdotte durante
le lezioni, l'illustrazione dell'azione di operazioni fondamentali quali lo spostamento nello spazio delle fasi e
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la soluzione di semplici problemi di interazione radiazione-materia. Inoltre, il computer sara' di supporto
effettivo per la presentazione dei lavori svolti dagli studenti alla fine del corso. Cio' consentira' agli studenti
partecipanti di acquisire competenze specifiche quali l'uso di Mathematica e Matlab, due tra i linguaggi di
calcolo numerico e simbolico piu' diffusi in ambito scientifico e finanziario, che saranno importanti nello
svolgimento dei loro lavori di Tesi, nelle loro eventuali attivita' di ricerca future e in alcuni settori lavorativi
(finanza, statistica, informatica).
Periodo di svolgimento:
Da: 01/01/2014
a: 31/03/2014
Attività didattica:
Numero ore di lezione: 24
Numero ore di laboratorio/esercitazione: 0
Attività pratiche:
Vari esercizi verranno assegnati agli studenti e discussi durante le fasi di consolidamento di ogni lezione,
come discusso in "Attività didattica: metodi". Il docente eseguira' al computer calcoli illustrativi propedeutici
allo svolgimento degli esercizi di consolidamento da parte degli studenti. Occorrerà utilizzare come
supporto didattico un PC con particolari specifiche tecniche, fornito di software proprietario (Mathematica,
COMSOL).
Attività di valutazione:
La preparazione degli studenti verra' valutata sulla base di brevi presentazioni orali (30 minuti, una per
ciascuno studente) su argomenti inerenti al corso e discussi/scelti con il docente. La valutazione delle
presentazioni sarà espressa con le lettere A,B,C,D secondo i criteri del sistema anglosassone.
Modalità e criteri di selezione:
Il corso e' costruito in modo da essere accessibile agli studenti del terzo anno di Laurea Magistrale e
frequentanti il corso di Laurea Specialistica che abbiano sostenuto e superato un corso (anche introduttivo)
di meccanica quantistica. Gli strumenti matematici forniti da corsi di geometria, algebra lineare, analisi
matematica e, possibilmente, metodi matematici della fisica consentiranno agli studenti di apprezzare ed
approfondire alcuni dei temi trattati durante il corso.
Un selezionato numero di studenti (3) tra quelli che avranno conseguito la votazione massima A e mostrato
partecipazione attiva al corso verra' invitato a trascorrere un periodo di studio presso la Queen's University
Belfast.
Attività all'estero:
Durante il periodo di permanenza all'estero, gli studenti svolgeranno attivita' di ricerca guidata su un
argomento attinente al corso deciso di comune accordo col docente.
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Gli studenti verranno ospitati presso il Centre for Theoretical Atomic, Molecular, and Optical Physics
(CTAMOP), Queen's University Belfast dove saranno seguiti dal Dott. Paternostro, il Dott. G. De Chiara e il
Dott. J. F. McCann, membri permanenti del gruppo di informazione quantistica e ottica quantistica del
centro.
Lo status degli studenti in visita verra' equiparato a quello degli studenti di Master locali. Cio' garantira' agli
studenti in visita accesso al sistema informatico del CTAMOP, alla versione elettronica di un ampio spettro
di riviste scientifiche e, qualora ve ne fosse necessita', alla griglia di computazione parallela disponibile
presso il CTAMOP. Gli studenti avranno adeguato spazio ufficio ed avranno la possibilita' di interagire
quotidianamente con i membri del gruppo di informazione quantistica (studenti di ricerca inclusi)
Periodo attività all'estero
Da: 01/06/2014
a: 30/07/2014
Durata della premanenza all'estero: 2 mesi
Diffusione dell'esperienza:
Disseminazione effettiva dell'esperienza condotta all'estero verra' realizzata attraverso relazioni orali
presentate dagli da parte studenti partecipanti sia presso il CTAMOP che presso le istituzioni italiane di
appartenenza. Le relazioni saranno dirette a studenti di anni di corso successivi a quello degli studenti
partecipanti, con lo scopo di attrarre interesse verso questa iniziativa.
il Dott. Paternostro si impegna, d'altra parte, alla preparazione di articoli per la pubblicizzazione
dell'iniziativa da sottomettere al giornale della Queen's University Belfast e al Belfast Telegraph, quotidiano
di maggiore diffusione nell'area nordirlandese.
Piano dei costi:
spese di didattica/laboratorio/esercitazione: € 9.600
spese di viaggio, vitto e alloggio per studiosi ed esperti incaricati: € 6.500
spese di viaggio, vitto e alloggio per ciascun periodo di studio all'estero: € 7.500
spese di disseminazione e divulgazione: € 3.000
Registrazione di materiale video:
Acconsento alla regitrazione di materiale video.
Note: -
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Preferenze sede di svolgimento dell'attività:
Prima preferenza:
Ateneo: Università degli Studi di CATANIA
Dipartimento: FISICA E ASTRONOMIA
Seconda preferenza:
Ateneo: Università degli Studi di PALERMO
Dipartimento: Fisica
Terza preferenza:
Ateneo:
Dipartimento:
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