Curriculum Teorico Generale -...

Introduzione Struttura del Curriculum Teorico Generale Linee di Ricerca Sbocchi professionali

Laurea Magistrale in FisicaCurriculum Teorico Generale

Settore Teorico

Dipartimento di Fisica, Universita di Bologna

Bologna, 15 aprile 2013

Settore Teorico Laurea Magistrale in Fisica


Sommario

1 IntroduzioneDefinizioniTabelle

2 Struttura del Curriculum Teorico GeneraleStruttura del Curriculum Teorico GeneraleAttivita Formative: I annoAttivita Formative: II anno

3 Linee di RicercaLinee di Ricerca e Ricercatori

4 Sbocchi professionaliSbocchi professionali



Introduzione

Questa non e unadomanda



Definizioni

LM= Laurea Magistrale.AF= Attivita Formativa: attivita finalizzata alla formazione culturale eprofessionale dello studenteSSD= Settore Scientifico Disciplinare: raggruppamento di insegnamenti definitoin base a criteri di omogeneita scientifica e didatticaA= Ambito: insieme di SSD scientificamente affiniTAF= Tipologia dell’Attivita Formativa: rilevanza e modalita di una AFCFU = Credito Formativo Unitario: unita di misura del lavoro di apprendimentoed acquisizione di conoscenze ed abilita in una AFOF = Numero di Ore Frontali: durata oraria di una AF



Settori Scientifico Disciplinari: Area 02 – Scienze Fisiche

FIS/01 = Fisica SperimentaleFIS/02 = Fisica Teorica, Modelli e Metodi MatematiciFIS/03 = Fisica della MateriaFIS/04 = Fisica Nucleare e SubnucleareFIS/05 = Astronomia e AstrofisicaFIS/06 = Fisica per il Sistema Terra ed il Mezzo CircumterrestreFIS/07 = Fisica ApplicataFIS/08 = Didattica e Storia della Fisica



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 MezzoCircumterrestre (SSD FIS/05 & FIS/06)



Tipologie delle Attivita Formative

C = Attivita Caratterizzante: fornisce conoscenze essenziali e/o indispensabiliAI = Attivita Affine e/o Integrativa: fornisce conoscenze utili e/o specializzantiLS = Attivita a Libera SceltaAAF = Altra Attivita formativaTLM = Tesi di Laurea Magistrale



Struttura del Curriculum Teorico Generale

Dio non gioca a dadi



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’attivita formativa; A = ambito; CFU = crediti formativi unitari;C = attivita caratterizzante; AI = attivita affine e/o integrativa; LS = attivita a liberascelta; AAF = altra attivita formativa; TLM = tesi di laurea magistrale)



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’attivita formativa; A = ambito; CFU = crediti formativi unitari;C = attivita caratterizzante; AI = attivita affine e/o integrativa; LS = attivita a liberascelta; AAF = altra attivita formativa; TLM = tesi di laurea magistrale)



Attivita Formative: I anno

AF SSD A TAF CFU OF

Fisica Teorica IProf. F. Bastianelli

FIS/02 II C 6 48

Teoria d. Campi IProf. R. Soldati

FIS/02 II C 6 48

Meccanica Statistica IProf.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 –



Lista 1

AF SSD A TAF CFU OF

Fisica Teorica IIProf. F. Bastianelli

FIS/02 II C 6 48

Teoria d. Campi IIProf. R. Soldati

FIS/02 II C 6 48

Meccanica Statistica IIProf.ssa E. Ercolessi

FIS/02 II C 6 48

Storia d. Fisica Mod. 1Dott.ssa O. Levrini

FIS/08 II AI 6 48Storia d. Fisica Mod. 2

Prof. G. Dragoni



Lista 2

AF SSD A TAF CFU OF

Corso a scelta FIS/03, FIS/04 ⇤ – III C 6 –

⇤ LM in Fisica



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



Lista 4

AF SSD A TAF CFU OF

Compl. d. Fisica Teorica Mod. 1Prof. R. Soldati

FIS/02 II AI 6 48Compl. d. Fisica Teorica Mod. 2

Prof. R. Balbinot

Met. Mat. Av. d. Fisica Mod. 1Prof. F. Ravanini

FIS/02 II AI 6 48Met. Mat. Av. d. Fisica Mod. 2

Prof. F. Ortolani

Relativita IProf. R. Balbinot

FIS/02 II AI 6 48

Relativita IIProf. R. Balbinot

FIS/02 II AI 6 48

Teoria d. Gruppi p. l. FisicaProf. R. Zucchini

FIS/02 II AI 6 48



Lista 4 (cont.)

AF SSD A TAF CFU OF

Teoria dei Sistemi MulticorpiProf.ssa E. Ercolessi

FIS/02 II AI 6 48



Attivita Formative: II anno

AF SSD A TAF CFU OF

Corsi a Libera Scelta ⇤ – – LS 12 –

Ulteriori Attivita Formative ⇤⇤ – – AAF 3 –

Prova Finale – – TLM 45 –

⇤ I corsi possono essere anticipati al I annoI corsi scelti al di fuori della LM in Fisica richiedono approvazione del CCdL

⇤⇤ Attivita formativa collegata alla tesi



Linee di Ricerca

Anche i geni sbagliano



Linee di Ricerca e Ricercatori

La Radiazione di Hawking dei Buchi Neri e Sistemi di Materia CondensataProf. R. BalbinotParticelle, Corde e BraneProf. F. Bastianelli, Dott. M. Cicoli, Prof. R. ZucchiniGravita Semiclassica e Quantistica, Buchi Neri e CosmologiaDott. R. Casadio, Dott. A. Kamenshchik, Dott. G.-P. Vacca (INFN), Dott. F. Finelli(INAF)Teoria dei Sistemi Quantistici a Molti Corpi in Bassa DimensionalitaaProf.ssa E. Ercolessi, Prof. F. Ortolani, Dott. Ch. Degli Esposti Boschi (CNR)Fisica Teorica del NucleoDott. P. FinelliTeorie di Campo QuantisticheProf. R. SoldatiIntegrabilitaProf.ssa E. Ercolessi, Prof. F. Ravanini, Dott. D. Fioravanti (INFN),Teoria di Gauge e Gruppo di RinormalizzazioneDott. G.-P. Vacca (INFN)



Sbocchi professionali

Provando e riprovando



Sbocchi professionali

Ricerca e docenza nell’UniversitaRicerca in Enti di Ricerca (INFN, INAF, CNR)Analisi statisticaInformatica applicataModellistica applicata (biologia, scienze sociali, economia e finanza, etc.)Attivita professionali che richiedono padronanza del metodo scientifico e capacitadi modellizzare fenomeni complessi.


DIP. FISICA ED ASTRONOMIA - UNIVERSITÀ DI BOLOGNA

CORSO DI FISICA NUCLEARE - PAOLO FINELLI 1

Paolo%FinelliRicercatore

Inizia-va/Specifica/[email protected]

RICERCA

/Stru7ura/dei/Nuclei/Atomici/Studio/delle/Radiazioni/(α,β,γ)/Fissione/Nucleare/Fusione/Nucleare/Applicazioni

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

DIDATTICAFISICA%NUCLEARE6//cfu/Q//secondo/semestre

Teoria delle Stringhe Prof. Fiorenzo Bastianelli, Dott. Michele Cicoli, Prof. Roberto Zucchini

4 Forze fondamentali esistenti in Natura: 1) Forza elettromagnetica 2) Forza nucleare debole 3) Forza nucleare forte 4) 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?

La risposta a queste domande richiede una teoria di gravità quantistica!!

- Teoria fondamentale alla base del nostro Universo?

- Unificazione di tutte le forze?

Teoria delle Stringhe: l’idea

Necessità di cambiare totalmente visione: sostituire particelle puntiformi con oggetti unidimensionali!!

1) TUTTI i tipi di particelle sono semplicemente diversi modi di oscillazione della stessa stringa

2) Unificazione di materia e forze!! 3) Contiene la gravità quantistica! 4) Esiste solo un parametro da cui si

deriva tutto! 5) 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 KamenchtchikPartecipanti INFN: Alessandro Tronconi, Gian Paolo VaccaPartecipanti 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 spazio-tempo 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).

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

SISTEMI QUANTISTICI A MOLTI CORPI

EFFETTI QUANTISTICI CHE SI MANIFESTANO A LIVELLO MACROSCOPICO

QUANTUM HALL EFFECT

BOSE-EINSTEIN CONDENSATE

SUPERCONDUCTIVITY

✤ PARTICOLARMENTE EVIDENTI IN SISTEMI 1-DIM.

- TECNICHE DI MANIPOLAZIONE DI SINGOLI ATOMI

- SISTEMI OTTICI QUANTISTICI

- ATOMI ULTRAFREDDI INTRAPPOLATI

COERENZA QUANTISTICA

NUOVE FASI DELLA MATERIA

INDAGARNE LE PROPRIETÀ FISICHE

STATICHE E DINAMICHE

SPIN LIQUIDS

TOPOLOGICALINSULATORS

TRANSIZIONI DI FASE QUANTISTICHE

“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

ENTANGLEMENT

Integrability as a unifying approach

Integrability

Gauge th.

Particle theory

QCD

Strings

Cosmology Quantum Gravity

Black Holes

Gauge/String duality

Spin chainsStrongly correlated electrons

FerromagnetsQuantum Hall

Effect

Entanglement

Information lossparadox

Solitons

F. RAVANINI (DIFA), D. FIORAVANTI (INFN), post-doc e dottorandi

Svolgimento

Tesi di Laurea magistraleTesi di Laurea magistrale

● 4-5 mesi di apprendimento● 3-4 mesi di lavoro di ricerca● 1 mese per la stesura finale

Totale: circa 9-10 mesi9-10 mesi di impegno

Consiglio: iniziare verso fine del primo anno (settembre) se ci si vuole laureare per luglio del secondo.

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