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Gianluca GrignaniPerugia 30 settembre 2003

La ricerca in fisica a Perugia

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Fisica delle Particelle

Studia: i costituenti elementari della materia

(elettroni, quarks, neutrini)

Le 4 interazioni fondamentali

e i loro mediatori(fotoni, gluoni, gravitonibosoni vettoriali massivi)

Struttura della Materia Fisica teorica

1. I principali raggruppamenti della ricerca in fisica a 1. I principali raggruppamenti della ricerca in fisica a PerugiaPerugia

51 ricercatori attivi 36

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Studia proprieta` strutturali e dinamiche della materia: cristalli,

gas, liquidi, solidi polimeri, cellule

Biofisica

Modelli per descrivere le proprieta`delle

particelle elementari e delle 4 interazioni

fondamentali.

Teorie di unificazione

Modelli per sistemi superconduttori

Teorie e modellidei nuclei atomiciAstrofisica

Studia: le stelle, la loro composizione chimica, la loro evoluzione dalla nascita alla morte, il loro

moto.

Le galassie, la loro geometria, la perdita di energia per radiazione

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CON ACCELERATORI

• CMS - 12 ricercatori, ricerca dell’ Higgs e di particelle supersimmetriche CERN – Ginevra (~2000)• NA48-Kopio – 8 ricercatori, asimmetria materiaantimateria (~130)CERN – Ginevra, BrookHeaven, USA• Babar – 2 ricercatori, nuovi mesoni, asimmetriamateria antimateriaSLAC-Stanford, USA (~150)

NELLO o DALLO SPAZIO

• AMS – 15 ricercatori, ricerca di antimateria e materia oscura nello spazio (~250)Stazione spaziale, Shuttle• Virgo-LISA – 7 ricercatori, onde gravitazionaliInterferometro a Cecina, Pisa, Interferometro orbitante (ESA-NASA) (~200)• GLAST – 7 ricercatori, raggi gamma e materia oscura, rivelatore su satellite NASA (~150)

Fisica delle Particelle

2.1 I gruppi di ricerca a Perugia:2.1 I gruppi di ricerca a Perugia:

Astrofisica

• Sviluppo di modelli per lo studio dell’ evoluzione stellare con osservazioni presso il Telescopio Infrarosso del Gornergratt (Svizzera)

• Nuclei Galattici attiviQuasar, emettitori di forti radiazioni, plasma relativistici, Osservatorio Astronomico di Perugia e Network Europeo Heidelberg

Progetto IRAIT: Telescopio Infrarosso Antartico, sorgenti galattiche e extragalattiche >1 m, Montone, Nizza

REM/ROSS: telescopio in Cile, raggi gamma

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2.2 I gruppi di ricerca a Perugia: 2.2 I gruppi di ricerca a Perugia: Struttura della Struttura della MateriaMateria• Studi di biopolimeri –

11 ricercatori, fisica delle biomolecole, ingegneria genetica, biotecnologie (Grenoble, Karlsruhe, Oxford)• Cavitazione acustica – 2 ricercatori, altissime pressioni e temperature:nuovi materiali• Dinamica di polimeri –6 ricercatori, studi di plastiche, applicazioni industriali (Grenoble)• Dinamica di fluidi di elettroni – 4 ricercatori, ricerca fondamentali sui solidi, conducibilita` elettrica, etc.(Grenoble, Berlino, Oxford)• Proprieta’ meccaniche dei solidi – 5 ricercatoriLeghe a memorie di forma e alto smorzamento, materiali intelligenti (Russia)• Proprieta` magnetiche e superficiali dei solidi – 8 ricercatori, nanotecnologie, costruzione di microcip sempre piu` piccoli (MIT-Boston, Kaiserslautern (D))

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3. COS’ È LA FISICA TEORICA

• spiegazione di esperimentispiegazione di esperimenti• predizione di effettipredizione di effetti• comprensione delle 4 interazioni comprensione delle 4 interazioni fondamentalifondamentali• comprensione della natura dello comprensione della natura dello spazio tempospazio tempo• teoria di tutto ?teoria di tutto ?

La spiegazione dei fenomeni naturali La spiegazione dei fenomeni naturali fondamentalifondamentali

attraverso la matematica attraverso la matematica

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Campi e Stringhe

La Teoria dei Campi Quantistica

è la base di tutte le moderne teorie delle

interazioni fondamentali

e della materia condensata

La Teoria delle Stringheè la prima teoria

quantistica consistente che descrive

contemporaneamente le quattro forze fondamentali:

elettromagnetismo, gravità, nucleare

debole e forte

Fenomenologia Fisica nucleare

I principali raggruppamenti della ricerca in fisica teorica I principali raggruppamenti della ricerca in fisica teorica (INFN)(INFN)

211 ricercatori attivi 164 83

4. LA FISICA TEORICA IN ITALIA

Il Modello Standard per le interazioni

elettrodeboli e forti (e le sue estensioni) studia gli esperimenti

della fisica delle particelle

Fisica Adronica, QCD

Fisica dei Neutrini

Elettrodinamica

Conoscenza teorica dei nuclei atomici

e della loro risposta a sollecitazioni di alta

energia

Confinamento dei quarks

e come quarks e gluoni si legano a formare la materia

adronica.Descrizione degli

adroni per mezzo di quarks e gluoni

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4.1 I gruppi di ricerca a Perugia: 4.1 I gruppi di ricerca a Perugia: Fisica TeoricaFisica Teorica

• Fenomenologia delle particelle elementari – Teorie di campo quantistiche delle particelle elementari5 ricercatori (NEU-Boston)

• Teorie e modelli dei nuclei atomici – Teorie quantistiche di sistemi a molti corpi per descrivere protoni, neutroni e quark nei nuclei6 ricercatori (Los Alamos-Valencia)

• Teoria dei campi e dei sistemi superconduttori –Teorie quantistiche per descrivere superconduttori, computazione quantistica, 7 ricercatori (Los Alamos-MIT-Boston, Heidelberg)

• Teoria delle stringhe – Teoria quantistica di unificazione di tutte le interazioni5 ricercatori (UBC – Vancouver, MIT-Boston)

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5. IL LAVORO DEL FISICO TEORICO

• Studia

• Usa le biblioteche, sia quelle reali che quelle virtuali

• Ricerca su web la letteratura rilevante

• Fa calcoli matematici con matita e gomma o penna e bianchetto o con calcolatori ad alte prestazioni

• Interagisce con il resto della comunità scientifica internazionale, quindi …

• Viaggia

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5.1 IL LAVORO DEL FISICO TEORICOLe prospettive di carriera nella ricerca

• Dottorato in Italia o all’ estero (Ph. D.)

• Post-doc o assegni di ricerca biennali in Italia o all’ estero (tipicamente più di uno)

• In Italia, concorsi da ricercatore dell’ Università o dell’ INFN

• All’ estero: posizioni da Assistant Professor (tenure track)

• Carriera universitaria o negli enti di ricerca

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Ricostruzione della massa di un gruppo di galassie. Ricostruzione della massa di un gruppo di galassie. C’e` una distribuzione uniforme di massa invisibile!C’e` una distribuzione uniforme di massa invisibile!

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• Who is willing to solve these problems?