La Fisica OggiLa Fisica Oggi
e il Corso di Laurea in Fisica e il Corso di Laurea in Fisica a Leccea Lecce
Cosa studia la Fisica
10+26 m = dimensione dell’universo osservabile
10-18 m dimensioni più piccole esplorate in Fisica delle Particelle
Fisica Nucleare
Materia Ordinariala scala umana Fisica Atomica
e Molecolare
Astrofisica
Particelle Elementari
complesso
meccanica statistica
Fisica dei sistemi
complessi
semplice
medicina
trasferimentotecnologico
materialielettronica
comunicazioni
laser
econophysics
atmosferaclima
Una scienza consolidata ma in continua evoluzione
Il telescopio Hubble
6 Agosto 2001
in orbita da 14 anni
Hubble deep fieldLe immagini più distanti nello
spazio-tempo dell’Universo
L’Universo a meno di un miliardo di anni dopo il Big Bang
L’ultimo tassello aggiunto nel 1994
a Tevatron – FERMILABla scoperta del quark
top
CDF
D0
La storia della Fisica dell’infinitamente piccolo agli acceleratori di particelle 1974 SLAC
scoperta del quarc c’ J/
J/ e+e-1975 SLAC scoperta del leptone
1977 FERMILAB scoperta del quark b
1979 DESY Prima evidenza
del gluone
1984 CERNscoperta
del bosone Z
la scoperta della supersimmetria ?
la scoperta del bosone di Higgs ?
Il futuro della Fisica dell’infinitamente piccolo agli acceleratori di particelle
La produzione di buchi neri ?
I buchi neri
La chiave di volta della fisica di domani
Jets from Radio Galaxy 3C296
La sfida:conciliare Meccanica Quantistica e Relatività Generale
Gli strumenti:le stringhe, le extradimensioni,
una matematica ancora da inventare
Le conseguenze:una nuova rivoluzione
culturale ??? la TOE
L’ unificazione come principio guida nell’interpretazione delle leggi della natura
prima del 1888
Gravitazionale
Elettrica
Magnetica
Le interazioni fondamentali prima del
1984
Gravitazionale
Elettromagnetica
Debole
Forte
3 oggi
Gravitazionale
Elettrodebole
Forte
domaniscenari plausibili
Gravitazionale
Elettrodebole/Forte
Gli sviluppi in Fisica Teorica precorronole novità della matematica
la scommessa
TOETheory of everything
Il metodo di lavoro del fisico
Un percorso ciclico tra esperimento e speculazione
teoricaI nuovi risultati sono il frutto di collaborazioni che raccolgono vari contributi e competenze
dall’esperimento
alla teoria
Un processo circolareUn processo circolare
Osservazione quantitativadi fenomeni
Predizione di nuovi fenomeni osservabili
Verifica delle predizionidella teoria
Formalizzazione di un modello che spiega
i fenomeni osservati
Conferma della Teoria
Teoria negata
Simmetria Unificazione
WWWWWW World Wide Web
Il sistema di informazione globale basato su
INTERNET
inventato al CERN da Tim Berners-Lee e Robert Cailliau
nasce dall’esigenza dei fisici di organizzare gli sforzi e comunicare i risultati su scala
planetaria
Gli strumenti di comunicazione delle grandi collaborazioni
Chi sono i Fisici oggi ?
Il fisico è qualcuno che usa le sue attitudini in un mestiere che produce conoscenza fondamentale
piuttosto che beni di consumo, servizi, informazione, salute, arte, ecc … … …
Il fisico è qualcuno che usa le sue attitudini in un mestiere che produce conoscenza fondamentale
piuttosto che beni di consumo, servizi, informazione, salute, arte, ecc … … …
Geni come Einstein ? 1/1000 fisici
Gli altri sono persone comuni con qualità comuni
, forse …
Alcuni sono bravi fisici perché sono sistematici altri perché sono creativi “ perché amano lavorare in laboratorio “ perché sono bravi softwaristi “ perché riescono a organizzare bene il lavoro di un team
Scoperta delle particelle W e Z Scoperta delle particelle W e Z
mediatrici delle Interazioni Debolimediatrici delle Interazioni Deboli
Radioattività Artificiale Radioattività Artificiale
indotta da Neutroniindotta da Neutroni
Scoperta dell’antiprotoneScoperta dell’antiprotone
Italiani nella FisicaItaliani nella Fisica
Enrico Fermi
Nobel 1938
Emilio Segrè
Nobel 1959
Carlo Rubbia
Nobel 1984
Riccardo Giacconi
Nobel 2002
Contributo alla scoperta delle Contributo alla scoperta delle
sorgenti cosmiche a raggi Xsorgenti cosmiche a raggi X
G. MarconiNobel 1909
sviluppo della telegrafia senza fili
La ricerca in Fisica a Lecce
La facoltà di Scienze nasce nel
1967
La Fisica all’ Università di Lecce
Fisica teorica – Fisica Matematica – Meccanica StatisticaFisica sperimentale delle particelle elementari Fisica Nucleare e SubNucleare teoricaFisica della MateriaAstrofisica e Fisica AstroparticellareNanotecnologieFisica delle Radiazioni Geofisica, Fisica dell’ambiente e dell’atmosfera
Altri esempi di fisica di frontiera
Le tecnologie a servizio della sperimentazioneLe frontiere della conoscenza
Le applicazioni nella vita di tutti i giorni
La frontiera della Cosmologia Il mistero della materia oscura La natura sfuggente dei neutrini La frontiera della miniaturizzazione: nanotecnologie La fisica e l’archeologia La fisica e l’ambiente
Relatività GeneraleL’evoluzione dello spazio-tempo dipende
dalla materia e dall’ energia
L’universo si espande sempre più lentamente (Una certezza fino a pochi anni fa)
Un’altra forma di energia (del vuoto) fa sì che la velocità di espansione dell’universo aumenti
La frontiera della Cosmologia
L’universo è in espansione accelerataL’universo è in espansione accelerata
Boomerang: studia le disuniformità della Radiazione Cosmica di Fondo
OGGI
Il fossile del Big Bang
SupernovaCosmology: velocità e distanza delle Supernovae di tipo I AProject
NON EMETTE LUCE Non è osservata,
ma esistono evidenze indirettedella sua esistenza
E’ fondamentale nel bilancio dimassa (visibile e non) m
e energia del vuoto
Velocità delle stelle nelle galassie a spirale
in funzione delladistanza dal centro
della galassia
La massa visibile è solo il 10%
della massa totale
datidati
Fisici leccesi partecipano a SLOTT-AGAPE, un esperimento per la ricerca di materia oscura
La ricerca della materia oscura nell’Universo
CollaborazioneSLOTT-AGAPE
Italia Francia Svizzera
Il secondo telescopio sul suolo ItalianoInaugurato ad Ottobre 2001 - Potenza
La gravità curva il percorso della luce
Oggetti di grande massa nello spazio agiscono come lenti gravitazionali
Picco nell’intensità luminosa di una stella
nel periodo in cui un oggetto non visibile
(materia oscura)passa tra la Terra e la stella
Picco nell’intensità luminosa di una stella
nel periodo in cui un oggetto non visibile
(materia oscura)passa tra la Terra e la stella
L’osservatorio di Toppo di Castelgrande
Ipotizzato per conservare il momento nel decadimento del neutrone
Puntiforme, Neutro, senza massa
Esistono tre tipi di neutrini:
e
I neutrini sono prodotti: nel Sole
nell’atmosfera
in laboratorio
Le frontiere della conoscenza dell’infinitamente piccolo … I Neutrini
SuperKamiokande, Giappone 1998
Deficit di dall’atmosfera
SNO, USA Giugno 2001Deficit di e dal sole
ma flusso totale = flusso atteso
I neutrini cambiano natura nel tempo
e diventa o
I neutrini hanno massa
Fisici leccesi partecipano all’ Esperimento MACRO (Lab. Gran Sasso) che conferma le oscillazioni di
atmosferici
I neutrini prodotti nei laboratori
OPERA in attesa della comparsa di
Fascio di prodotti al CERNe inviato a LNGS
NANOTECNOLOGIE:
costruire dal basso verso l’alto
La sfida oggi: Costruire strutture delle dimensioni di 1/1000000000 m a partire da atomi o molecole
Oggi la realtàdei NANOTUBI
Fino a vent’anni fa si pensava che il carbonio esistesse solo in tre forme
carbone
grafite
diamante
A Lecce, presso l’unità INFM, il National Nanotechnology Laboratory
La frontiera della fisica applicata...
1985
H. Kroto, R. Smalley e R. Curl hanno scoperto che gli atomi di carbonio si possono unire anche in un reticolo regolare a forma di
pallone di calcio: il FULLERENE
cupole geodetiche dell’architetto Richard Buckminster Fuller
Diametro: da 0,6 a 1,8 nm
Densità: da 1,3 a 1,4 g/cm3 (densità dell’alluminio
2,7 g/cm3)Stabilità: fino a 2800C nel
vuoto (i microchip fondono fra i 600 e i
1000C ).
1991
Il giapponese Sumio Iijima ha ottenuto per la prima volta i NANOTUBI: fogli di grafite
arrotolati su se stessi, con gli atomi collocati in una struttura a nido d'ape.
Resistenza: 45 miliardi di pascal (la miglior lega di acciaio si frattura a 2 miliardi di
pascal). Calore: trasmettono
6000 W/mK (il diamante puro
trasmette 3320 W/mK)
Costi: 1500 dollari al grammo alla BuckyUSA di Houston (l'oro costa circa 10 dollari al grammo).
Caratteristiche di Conduttori o Semiconduttori
a seconda dell’organizzazione
del reticolo
ALCUNE APPLICAZIONI DEI NANOTUBI
Rivelatori di gas: per determinare la presenza di gas inquinanti disciolti in liquidi organici e inorganici.
Circuiti nanoelettrici:
Nanotubi come cavi elettrici in computer
sempre più piccoli e
potenti
I mattoni dei computers di prossima generazione: Un gruppo olandese ha combinato
nanotubi conduttori e semiconduttori. Risultato: un nanodiodo. 1999 nasce il primo nanotransistor
Spugna per idrogeno: nanotubi nei serbatoi delle auto del
futuro, per immagazzinare
idrogeno, il combustibile
perfetto.
I nanotubi sulla via della realizzazione del sogno dell’uomo
nell’era delle tecnologie avanzate
La fisica nella vita di tutti i giorni Geofisica e Fisica dell’Ambiente
Convenzioni
Provincia Lecce:rischio idrogeologico
Regione Puglia:Qualità dell’aria e
Tossicologia del suolo
Comune di Lecce:modellazione del sottosuolo
Piazza Tito Schipa
applicazioni applicazioni
Settori di Ricerca
Indagini geofisichedel sottosuolo
Fisica dell’atmosfera
Climatologia
Chimica dell’ambiente
Osservatorio di Fisica e Chimica della Terra e dell’AmbienteDip. di Scienza dei MaterialiCNR e altre università ed enti di ricerca LECCELECCE
Indagini geofisiche del sottosuolo
Un’ applicazione nel settore ArcheologicoPiazza Tito Schipa (Lecce)
Localizzazione con il metodo GPR (Ground Penetrating Radar)
di una volta a botte portata alla luce
da scavi archeologici successivi
Indagini geofisiche del sottosuolo
2001 parte una campagna di rilevamenti geofisici nel sito archeologico Hierapolis (Turchia)
Tomografia elettrica 2D del sottosuolo
(nei pressi di Salice Salentino)
caratterizzazione di una cavità carsica
Simulazione della dispersione di inquinanti in atmosfera nella Regione Puglia
L’università di Lecce insieme al CNR - ISIATA è coinvolta nel progetto “Centro Sperimentale di NOWCASTING” per un Centro per la previsione meteorologica a breve brevissimo termine su scala regionale
Studio dei fenomeni atmosferici per studi di tipo fisico di impatto ambientale
Simulazione dei campi di vento mediante modelli meteorologici
Campagne di misura Campagne di misura in in AntartideAntartide
Studio dei fenomeni atmosferici per analisi e previsione del tempo e del clima
Fisica dell’atmosfera
Laurea Triennale2 Orientamenti
Generale
Tecnologicofisica computazionale
tecnologie fisiche per l’ambientetecnologie fisiche per la sanità
tecnologie fisiche per l’industria
Il Corso di Laurea in FisicaIl Corso di Laurea in Fisica
Fisica Teorica
Astrofisica
Struttura della materia
Fisica Nucleare e Subnucleare
Fisica applicata
Fisica della terra solida, dell’atmosfera e degli oceani
Laurea Specialistica6 indirizzi
http://cl.fisica.unile.it/
E` difficilestudiare Fisica?
Molti argomenti sono comuni ad altri corsi di studio (matematica,
chimica, ingegneria,…)
Acquisire i concetti in fisica richiede intuizione ma i concetti ben
assimilati semplificano lo studio successivo
Che cosa caratterizza la formazione del fisico ?
Il fisico ha una formazione versatile, orientata all’analisi quantitativa di situazioni complesse
FAFAQQ
Il rapporto numerico ottimale studenti/docenti migliora la qualità dello studio
Continuo contatto con i docenti Verifica in itinere dei
progressi nello studio
Attività di tutorato e sostegno
Attività seminariali di approfondimento e orientamento
Studiare fisica a Lecce
Conoscenza ed utilizzo delle tecniche e degli strumenti per la misura di grandezze fisiche(elettriche, elettroniche, meccaniche, ottiche, nucleari,…)
Conoscenza di base dell’elettronica (analogica e digitale)
Utilizzo di tecniche e sistemi computazionali(varieta` di linguaggi di programmazione e
ambienti software di lavoro)
Metodi di acquisizione ed elaborazione statistica dei dati
Tecniche di simulazione di processi fisici
IL FISICO NEL MONDO DEL
LAVORO
COMPETENZE DI UN FISICO COMPETENZE DI UN FISICO spendibili nel mondo del spendibili nel mondo del
lavorolavoro
IL FISICO NEL MONDO DEL LAVORO
RICERCA INDUSTRIA
SANITA’
FORMAZIONE
università enti di ricerca
ricerca applicata sviluppo di tecnologie
management
tecnologie diagnostiche radioterapia
insegnamento
divulgazione e giornalismo scientifico
AMBIENTE
enti pubblici A.R.P.A. e A.N.P.A.
altro …
sicurezza (polizia …)
finanza (banche …)
Indagine telefonicasulla condizione occupazionale
dei laureatiin fisica a Lecce
negli anni 1998 e 1999
Campione contattato : 50 laureati
Indagine effettuata nel dicembre 2001
52%
6%
38%
4%
Stabile
Disoccupato
Precario
Occasionale
Condizione occupazionale
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Media 10.4 mesi
mesi trascorsi senza occupazione
25%
25%8%
20%
4%
12% 6%
informatica
ricerca
elettronica
insegnamento
ambiente
industria
altro
Settori occupazionali
49%
6%
43%
2%
Provincia
Regione
I talia
Estero
Sede lavorativa
Perché studiare Perché studiare Fisica a Lecce ?Fisica a Lecce ?
Città ed Università a misura d’uomo
Tradizione culturale pluriennale
Vasta opportunità di scelte
La Fisica è un capitolo aperto La Fisica è un capitolo aperto dell’avventura della conoscenzadell’avventura della conoscenza
molte risposte già ottenute moltissimi interrogativi ancora da affrontaretanto spazio e grandi opportunità per giovani curiosi e intraprendentiambiente stimolante: collaborazioni internazionali,
top computing, top technologies, … competenze ampiamente vendibili nel mondo del lavoro
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