Fisica a.a. 2022-2023

  • Per essere ammessi al corso di laurea Magistrale in Fisica occorre essere in possesso di una laurea di primo livello o diploma universitario di durata triennale o di altro titolo di studio conseguito all'estero riconosciuto idoneo. Si richiede che tali studenti siano in ogni caso in possesso di alcune conoscenze di base.

    Le conoscenze di matematica devono includere l'algebra lineare e l'analisi matematica in una e più variabili e operatori lineari, quelle di fisica debbono includere le basi della fisica classica e moderna, della meccanica, termodinamica ed elettromagnetismo, elementi di meccanica quantistica, di teoria della relativita' ristretta e di fisica nucleare.

    Sono inoltre richieste competenze di laboratorio, di analisi dati in fisica e di utilizzazione di strumenti informatici. Potranno accedere direttamente alla Laurea Magistrale in Fisica i laureati in Fisica (classe: L-30-Scienze e tecnologie fisiche) di qualunque università italiana e i laureati in Fisica dell’Atmosfera e Meteorologia dell’Università di Roma Tor Vergata.

    Tutte le altre lauree conseguite nella stessa o in altra università saranno valutate dal Consiglio di Dipartimento di Fisica, per stabilire in che modo lo studente può accedere al corso, eventualmente dopo aver integrato il proprio curriculum.

    A questo scopo e’ prevista la possibilità di iscrizione a corsi singoli (vedi Decreto Rettorale 28/10/2008 e art.

    10/bis del Regolamento Didattico di Ateneo)

  • Il corso di studio è volto a fornire una preparazione avanzata di Fisica, con conoscenze di argomenti specialistici della recente ricerca in Fisica, in particolare nelle aree di · Astrofisica · Fisica Nucleare e Subnucleare · Fisica della Materia · Fisica dei Biosistemi · Fisica Teorica · Elettronica e Cibernetica · Fisica dell'Atmosfera e Meteorologia · Physics for Instrumentation and Technology A questo fine il corso si articola in diversi curricula specialistici e piani di studio, che corrispondono alle linee di ricerca in Fisica dell'Ateneo Gli obiettivi formativi comuni a tutti i curricula sono: • Conoscenza avanzata della fisica quantistica, dei metodi matematici della fisica e di alcune tematiche della struttura della materia. • Capacità di preparare una tesi in fisica e sviluppo delle corrispondenti abilità di ricerca • Capacità di risolvere problemi generali di fisica • Capacità di approfondire pratiche avanzate di laboratorio di fisica specialistico o di laboratorio di calcolo; prendere parte attiva ad un seminario. Obiettivo formativo specifico dei singoli curricula sarà l'approfondimento di argomenti nel settore di specializzazione prescelto, tramite esami fondamentali per ciascun curriculum ed esami complementari da scegliere da liste. Gli intervalli di crediti previsti per i differenti possibili percorsi formativi sono tali da permettere un congruo numero di crediti per insegnamenti comuni ed i restanti crediti per insegnamenti specialistici.

  • Il corso di studio è volto a fornire una preparazione avanzata di Fisica, con conoscenze di argomenti specialistici della recente ricerca in Fisica.

    A questo fine il corso si articola in cinque curricula : 1.

    Fisica 2.

    Astrophysis and Space Science 3.

    Fisica dell'Atmosfera e del Clima e Meteorologia 4.

    Physics of Complex Systems and Big Data 5.

    Physics of Fundamental Interactions and Experimental Techniques I curricula Fisica e Fisica dell'Atmosfera e del Clima e Meteorologia sono in italiano.

    I curricula Astrophysics, Physics of Fundamental Interactions and Experimental Techniques e Physics of Complex Systems and Big Data sono in inglese. Il curriculum Fisica propone diversi piani di studio nelle aree di : · Struttura della Materia · Fisica dei Biosistemi · Fisica Teorica · Elettronica e Cibernetica. I diversi curricula e piani di studio corrispondono alle linee di ricerca in Fisica dell'Ateneo. Gli obiettivi formativi comuni a tutti i curricula sono: • Conoscenza avanzata della fisica quantistica, dei metodi matematici della fisica e di alcune tematiche della struttura della materia. • Capacità di preparare una tesi in fisica e sviluppo delle corrispondenti abilità di ricerca. • Capacità di risolvere problemi generali di fisica. • Capacità di approfondire pratiche avanzate di laboratorio di fisica su temi specialistici o di laboratorio di calcolo; prendere parte attiva ad un seminario. Obiettivo formativo specifico dei singoli curricula e' l'approfondimento di argomenti nel settore di specializzazione prescelto, tramite esami fondamentali per ciascun curriculum ed esami complementari da scegliere da liste.

  • La prova finale consiste nella presentazione e discussione di una tesi scritta, su un argomento attuale di ricerca proposto da un relatore, nel settore prescelto dallo studente. Lo studente dovrà dare comunicazione dell'inizio del lavoro di tesi magistrale. Appena avuta notizia della domanda di Laurea, il Coordinatore del CdS nominerà un secondo relatore, che valuterà la tesi e sarà invitato alla seduta di laurea. La presentazione e discussione della tesi, eventualmente scritta in lingua inglese, ma con titolo e riassunto anche in italiano, avviene in seduta pubblica davanti ad una Commissione di sette docenti che esprime la valutazione complessiva in centodecimi, eventualmente anche con la lode.

    La commissione esprime la propria valutazione tenendo conto della media dei voti riportati negli esami, del curriculum complessivo dello studente (comprese le lodi conseguite e le esperienze internazionali), del lavoro di tesi e della relativa discussione. La media dei voti riportati negli esami sarà pesata con i relativi CFU acquisiti e trasformata in centodecimi. La valutazione finale della commissione potrà essere fino a 9/110 più alta della media dei voti riportati negli esami. Alla formazione della media contribuiscono: 1) gli esami (valutati con un voto) relativi alle attività formative: a) di base; b) caratterizzanti e c) affini o integrative; 2) gli esami relativi alla attività formativa d) a scelta dello studente, limitatamente ai corsi di carattere scientifico, come da parere del CdD. Nella formazione della media non si terrà conto dei voti più bassi, per un massimo di 6 CFU, se lo studente si laurea in corso. La lode può essere attribuita, su proposta scritta del docente relatore, con voto unanime della commissione. Le sedute di Laurea sono tenute in ottemperanza alle disposizioni di sicurezza per fronteggiare l'emergenza COVID-19.

  • Potranno accedere direttamente alla Laurea Magistrale in Fisica i laureati in Fisica (classe: L-30-Scienze e tecnologie fisiche) di qualunque università italiana e i laureati in Fisica dell'Atmosfera e del Clima e Meteorologia dell'Università di Roma Tor Vergata.

    Tutte le altre lauree conseguite nella stessa o in altra università saranno valutate dal Coordinatore dei Corsi di Studio in Fisica, di concerto con il Consiglio di Dipartimento di Fisica, per stabilire in che modo lo studente possa accedere al corso, eventualmente dopo aver integrato il proprio curriculum.

    A questo scopo è prevista la possibilità di iscrizione a corsi singoli (Articolo 23 del Regolamento Didattico di Ateneo emanato con Decreto Rettorale n.

    2765 del 19.12.2016).

Fisica a.a. 2022-2023

  • ADVANCED STATISTICS Didattica Web

    Docente:

    Giuseppe Consolini

    Programma

    Introduzione alla teoria della probabilità; Funzioni di distribuzioni: rappresentazione e proprietà, Statistica degli eventi estremi; Elementi per l'analisi statistica parametrica e non parametrica; Teoria dell'informazione e misura della correlazione; Esercitazioni pratiche applicative

    Numero crediti

    10

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • OPTIMIZATION AND STATISTICAL MECHANICS Didattica Web

    Docente:

    Roberto Benzi

    Programma

    Teoria delle catene di Markov. Teoria delle reti. Meccanica stastica delle reti. Equazioni differenziali Stocastiche. Metodi Montecarlo e Metodi di Ottimizzazione

    Numero crediti

    8

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • SPACE PLASMAS: FROM THE SUN TO PLANET Didattica Web

    Numero crediti

    2

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • CELESTIAL MECHANICS Didattica Web

    Docente:

    Giuseppe Pucacco

    Programma

    Richiami di Meccanica Hamiltoniana. Integrabilità, integrali primi, simmetrie. Non integrabilità, instabilità, caos. Metodi analitici e numerici per lo studio di sistemi dinamici Hamiltoniani. Problema dei due corpi. Problema dei tre corpi. Problema degli N corpi. Moto in potenziali assegnati.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • SUPERNOVAE AND THEIR REMNANTS Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • GRAVITATION AND COSMOLOGY Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • MATERIALS SCIENCE Didattica Web

    Docente:

    Luca Camilli

    Programma

    Il programma del corso comprende: Le più importanti classi di materiali Il ciclo di materiali. Forze di coesione, condensazione dei materiali. Lo stato cristallino, vetroso e altri stati di aggregazione . Diffrazione dei raggi X, la legge di Bragg e indici di Miller. Scanning Electron Microscopy , Transmission Electron Microscopy , Analisi EXAFS, funzione di distribuzione radiale . Difetti, e bordi grano. La struttura molecolare dei polimeri organici e loro configurazione spaziale . Vetri silicati, vetri minerali e cemento. Relazione tra variazione termo -dinamico e variazione della struttura atomica: deformazione di un cristallo perfetto, la deformazione elastica dei materiali e gomma. Schema Visco- elastico. Soluzione solida. Diagramma di fase di composti misti. Leghe metalliche, leghe ceramiche, copolimeri. Proprietà meccaniche, resistenza dei materiali, lo stress e la tensione di deformazione di energia e gli effetti anelastici. La deformazione plastica dei materiali a basse temperature : piano di stress e di sbandamento . Deformazione ad alta temperatura, viscoelasticità ad alta temperatura : polimeri . Conducibilità termica, conducibilità elettrica. Semiconduttori, giunzioni, diodi, transistor , celle solari, laser. Metalli: le proprietà magnetiche. Superconduttori. Esperienze di laboratorio: Scanning Tunneling Microscopy ( microscopio con risoluzione atomica a scansione), XPS (X-ray Photoemission Spectroscopy) per ottenere l'analisi elementale di un materiale, SEM (Scanning Electron Microscopy) per ottenere l'immagine a livello micrometrico di un materiale, la sintesi e la crescita di un materiale nanometrici: i nanotubi di carbonio, spettroscopia Auger e spettroscopia XPS di un acciaio inossidabile e dell'Oro. Esperienza di sinterizzazione (compressione ad alta pressione) di un materiale. Diffrazione dei raggi X e verifica legge di Bragg. Esperienza di deformazione meccanica di un materiale ottenuta del grafico sforzo-elongazione. Proprietà ottiche di diversi vetri colorati e del silicio cristallino. Misure della efficienza quantica di una cella solare al silicio.

    Numero crediti

    8

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • STAGE Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • NUCLEAR SCIENCES AND APPLICATIONS Didattica Web

    Docente:

    Dario Moricciani

    Programma

    Energia e sviluppo umano. Energia nucleare : fissione e fusione . Materiali fissili e reazioni di fissione a catena. Principi di funzionamento di un reattore di fissione : PWR e BWR . Reattori CANDU con uranio naturale ed acqua pesante. Reattori autofertilizzanti e Superphoenix . Energia da fusione. Condizioni di base per un reattore a fusione. Confinamento inerziale e magnetico. Il problema dell'approvvigionamento del trizio. Le applicazioni militari dell'energia nucleare. Risonanza magnetica nucleare , RMN : magnetizzazione nucleare e le transizioni a frequenza radio. Relax nucleare . Risonanza magnetica nucleare e le sue applicazioni in medicina : eccitazioni di inversione di spin del protone e la rilevazione dei segnali di de - eccitazione. l'imaging e diverse tecniche. Datazione al Carbonio. Tecniche di calibrazione per i dati Radio-carbonio. Rilevazione del decadimento radioattivo di carbonio 14 e acceleratore Spettrometria di Massa. Terapia medica adronica per il trattamento del cancro. L'effetto delle radiazioni ionizzanti su tessuti umani . Protoni e ioni pesanti contro i raggi X . Tecniche standard per ottimizzare il danno ai tessuti malati , riducendo al minimo i danni collaterali agli organi vicini. La produzione di fasci di raggi gamma : Bremsstrahlung, Bremsstrahlung coerente, annichilazione di positrone , diffusione Compton in volo.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • ASTRONOMICAL TECHNIQUES Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • SPECTROSCOPY OF ASTROPHYSICAL PLASMAS Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • NEUTRON PHYSICS AND NEUTRON INSTRUMENTATION Didattica Web

    Docente:

    Carla Andreani

    Programma

    1. Il neutrone come particella elementare. Scoperta del neutrone Principali proprietà del neutrone. 2. Sorgenti di neutroni. Sorgenti da laboratorio, Reattori e Sorgenti a Spallazione 3. Strumentazione Targhette, moderatori, componenti di beamlines Rivelatori per neutroni -Reazioni nucleari dirette, nucleo composto, risonanze -Sezioni d’urto neutroniche -Metodi per la rivelazione di neutroni lenti -Metodi per la rivelazione di neutroni veloci e spettroscopia Strumentazione geometria diretta Strumentazione geometria inversa 4. Scattering di neutroni Teoria dello scattering nucleari di neutroni lenti:: generalità. La sezione d’urto di scattering. L’approssimazione di Born e lo scattering da un singolo nucleo. Definizione di sezione d’urto totale, parziale e doppio differenziale Scattering elastico e diffrazione alla Bragg Scattering inelastico (coerente; ed incoerente) Spettroscopia di neutroni, elettroni ed X. Sezione d’urto coerente ed incoerente. Fattore di struttura dinamico. Scattering da liquidi e amorfi. Spettroscopia di neutroni, elettroni ed X. Scattering fortemente inelastico: Deep Inelastic Neutron Scattering (DINS) 5. Scattering di neutroni applicato allo studio della materia condensata e dei materiali Radiografia (imaging) e tomografia neutronica. Soft Error nei dispositivi elettronici causati dall’interazione dei neutroni atmosferici Studio delle tensioni residue di bulk nei materiali di interesse storico artistico

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • EXOPLANET CHARACTERIZATION Didattica Web

    Numero crediti

    3

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • STATISTICAL DATA ANALYSIS Didattica Web

    Docente:

    Marco Vanadia

    Programma

    Il corso è composto da 4 moduli. Il primo modulo fornirà una panoramica dei concetti di base nei metodi statistici per la fisica sperimentale; il secondo introdurrà il linguaggio di programmazione C++ e il framework ROOT, mentre gli altri due moduli saranno dedicati a una parte più pratica con esercizi specifici concernenti alcuni dei problemi più rilevanti nell'analisi dei dati di fisica delle alte energie. Modulo 1: Analisi statistica dei dati (Dr. Umberto De Sanctis) Durata: 20h lezioni frontali • Concetti di base in probabilità (approcci frequentisti e bayesiani, proprietà delle distribuzioni, funzioni caratteristiche) • Funzioni di distribuzione di probabilità e loro proprietà (legge dei grandi numeri, teorema del limite centrale, convergenza, distribuzioni discrete e continue) • Teoria dell'informazione (funzione di verosimiglianza, informazioni di Fisher) • Teoria degli stimatori (principio di massima verosimiglianza, metodo dei quadrati più piccoli, inferenza bayesiana) • Stimatori puntuali (stima dei parametri con incertezze, stima del bias) • Stimatori di intervalli (intervalli di confidenza e di credibilità, limiti superiori/inferiori, approssimazione asintotica) • Test di ipotesi (test di Neyman-Pearson, test basato su rapporti di likelihoods) • Goodness-of-fit (test del chi quadrato di Pearson, test per distribuzioni non binnate) Bibliografia: • F. James, "Statistical methods in experimental physics" 2a edizione, World Scientific, 2006 • G. Cowan, "Statistical data analysis" Oxford Science Publications, 1998 Modulo 2: nozioni di base su c++ e ROOT (Dr. Vincenzo Vitale) Lunghezza. 12h (8h lezioni + esercizi 4h) Questo modulo ha lo scopo di fornire: - una conoscenza di base del linguaggio di programmazione C++ e del toolkit di analisi dei dati ROOT; - la capacità di eseguire operazioni quali l'I/O dei dati e l'elaborazione computazionale, che sono alla base dell'analisi scientifica dei dati; - la capacità di integrare le classi ROOT all'interno di codici di analisi personalizzati. Gli argomenti trattati all'interno del modulo sono: 1) Le basi di C++. Funzioni, tipi, ambito, puntatore, matrici, test; 2) Tipi definiti dall'utente. Strutture, classi, altri tipi; 3) Modularità. Compilazione separata, spazi dei nomi, gestione degli errori; 4) Classi. Tipi concreti, tipi astratti, funzioni virtuali, gerarchie di classe, copia e spostamento; 5) Il toolkit del software ROOT. Le basi, le classi più usate; 6) Un esempio di codice ROOT per l'analisi dei dati. Istogrammi, riempimento casuale, fit, archiviazione su disco; Bibliografia: "Un tour di C++", Bjarne Stroustrup, Addison-Wesley "C++ guida essenziale per il programmatore", Bjarne Stroustrup, Pearson Italia (è la versione tradotta del libro sopra) Documentazione ROOT all'https://root.cern.ch/ Modulo 3 : modelli e trattamento sistematico delle incertezze (Dr. Marco Vanadia)) Lunghezza: 12h (2h lezioni + 10h esercizio) Gli studenti eseguiranno un esercizio sulla misurazione di un parametro fisico tramite un modello di binned maximum likelihood fit, con particolare attenzione all'impatto delle incertezze sistematiche sulla misurazione e sulla modellizzazione delle loro correlazioni Lezione: riepilogo delle basi del modello Binned Maximum Likelihood template fit su dati di Asimov, introduzione al software per l'analisi, trattamento delle incertezze sistematiche e casi d'uso tipici per l'analisi. Esercizio: l'esercizio ha l'obiettivo di far apprendere agli studenti le seguenti tecniche: 1. Implementazione della produzione di istogrammi, Maximum Likelihood fit con errori statistici su dati di Asimov, prima implementazione di incertezze sistematiche nel fit. 2. Test dettagliato del modello di incertezze sistematiche per l'analisi e sulle ipotesi per la modellizzazione della correlazione delle incertezze. 3. Fit ai dati, estrazione del parametro fisico, valutazione dei vincoli alle incertezze sistematiche nei dati. Modulo 4 : Tecniche di unfolding in fisica delle alte energie (Dr. Valerio Formato)) Lunghezza: 12h (2h lezione + 10h esercizio) In questo modulo verranno studiati gli effetti introdotti dalla risoluzione strumentale sulla misurazione di distribuzioni. Gli studenti applicheranno diverse tecniche statistiche per recuperare la distribuzione vera e confronteranno i risultati ottenuti con queste tecniche e/o con diverse regolarizzazioni. Lezione: introduzione all’unfolding e ai problemi che esso cerca di risolvere. Panoramica dei diversi metodi di unfolding: correzione bin-to-bin, unfolding con regolarizzazione di tipo SVD, unfolding bayesiano, unfolding bin-to-bin iterativo e forward folding. Esercizio: gli studenti implementeranno una o più di queste tecniche (a seconda del tempo disponibile) e le applicheranno a diversi set di dati / funzioni di risoluzione.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • DARK MATTER, NEUTRINO AND UNDERGROUND PHYSICS Didattica Web

    Docente:

    Pierluigi Belli

    Programma

    Introduzione ad alcune delle tematiche più significative: l’investigazione sui neutrini solari, sulla Materia Oscura dell’Universo, sugli assioni solari, sui processi di decadimento doppio beta, sulla stabilità della materia e su altri decadimenti rari. Metodologie principali per la progettazione di un esperimento efficace. Analisi delle principali tecniche sperimentali dedicate. Descrizione comparativa di alcuni esperimenti noti e cenno alle caratteristiche necessarie per gli apparati sperimentali della prossima generazione.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • STELLAR ASTROPHYSICS Didattica Web

    Docente:

    Giuseppe Bono

    Programma

    1. Strutture Stellari: scenario empirico 1.1 Sferoide Galattico 1.2 Popolazioni stellari 1.3 Sistemi stellari 1.4 Distribuzioni di metallicità 1.5 Proprietà cinematiche 2. Strutture Stellari: scenario teorico 2.1 Conservazione del momento 2.2 Conservazione della massa 2.3 Equazione del Trasporto: radiazione, conduzione 2.4 Il criterio di Schwarzschild e di Ledoux ed il trasporto convettivo 2.5 Teoria della lunghezza di rimescolamento 2.6 Conservazione dell'energia 2.7 Inviluppi ed atmosfere stellari 3. Condizioni fisiche della materia stellare 3.1 Equazione di stato 3.2 Opacità radiative e molecolari 3.3 Generazione di energia 3.4 Reazioni nucleari 4. Soluzione delle equazioni degli interni stellari 4.1 Soluzioni analitiche 4.2 Teorema del viriale e degenerazione elettronica 4.3 Condizioni iniziali e condizioni al bordo 4.4 Equazione di Saha ed evoluzione degli elementi chimici 5. Formazione stellare 5.1 Jeans mass e formazione stellare 5.2 Strutture stellari completamente convettive: traccia di Hayashi 5.3 L’approccio alla fase di combustione centrale di Idrogeno 6. Le fasi di bruciamento di idrogeno 6.1 La catena p-p 6.2 Il bi-ciclo CN-NO 6.3 La sequenza principale (MS) in stelle di massa piccola, intermedia e massicce 6.4 Il modello solare standard 6.5 La relazione Massa-Luminosità 6.6 Il limite di Schoӧnberg-Chandrasekhar 6.7 Il Ramo delle sottogiganti e delle giganti rosse (RGB) 6.8 Il bump dell'RGB 6.9 Il tip dell'RGB e il flash centrale dell'elio 7. La fase di bruciamento dell’elio 7.1 Le reazioni nucleari 7.2 Il ramo orizzontale di età zero (ZAHB) 7.3 La fase di combustione centrale di He in stelle di massa piccola intermedia e massice 8. Le fasi evolutive avanzate 8.1 Il Ramo Asintotico delle Giganti (AGB) 8.2 Il limite di Chandrasekhar 8.3 Nane bianche di Carbonio-Ossigeno ed Elio 8.4 Fasi evolutive avanzate in stelle massicce: Supernovae 9. Osservabili stellari di interesse cosmologico 9.1 L'abbondanza primordiale di He 9.2 Età assolute e relative degli ammassi globulari 9.3 La striscia di instabilità delle Cefeidi 9.3 Indicatori di distanza primari e secondari 9.4 La costante di Hubble

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • HYDRODYNAMICS AND ACCRETION DISKS Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • COMPLEX AND NEURAL NETWORKS Didattica Web

    Docente:

    Gaetano Salina

    Programma

    Paradigmi computazionali e sistemi fisici. Fenomeni critici, leggi di scala e universalità. Cenni di Teoria dei Grafi Dinamica dei Sistemi Complessi: dai sistemi biologici ai sistemi sociali. Big Data come misura della dinamica dei Sistemi Complessi

    Numero crediti

    8

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • EXPERIMENTAL GRAVITATION Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • ASTRONOMICAL OPTICS Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • SCIENCE, ASTRONOMY & EXPLORATORY MISSIONS Didattica Web

    Numero crediti

    3

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • INTRODUCTION TO GENERAL RELATIVITY Didattica Web

    Numero crediti

    9

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • EXOPLANET DETECTION Didattica Web

    Numero crediti

    3

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • STATISTICAL METHODS AND INVERSE PROBLEMS Didattica Web

    Numero crediti

    3

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • COMPUTATIONAL PHYSICS Didattica Web

    Docente:

    Alessandro Pecchia

    Programma

    * Fondamentali di numerica, errori di troncamento e arrotondamento * Equazioni differenziali ordinarie (ODE) - Analisi di Stabilità - Metodi di soluzione espliciti e impliciti - Runge-Kutta e Dormand-Prince ODE5(4) e confronto con ODE8(7) - Metodi Gear's - Applicazioni: Attrattori strani e caos, pendolo caotico e biforcazioni, esponenti di Lyapunov e frattalità * Introduzione alla dinamica molecolare - sviluppo di un simulatore - Applicazioni: studio di un liquido di Lennard-Jones * Soluzione di equazioni lineari metodi diretti ed iterativi (CG, GMRES) * Equazioni alle derivate parziali (PDE) - Classificazione in equazioni Ellittiche, Paraboliche ed Iperboliche - Discretizzazioni e stabilità (FDM, FVM, FEM). - Soluzione numerica equazioni di Poisson e di Fourier - Soluzione numerica di equazioni di Navier-Stokes

    Numero crediti

    9

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • DYNAMICS OF COSMIC PLASMA Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • ATMOSPHERIC OPTICS Didattica Web

    Numero crediti

    3

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • FISICA TEORICA 1 Didattica Web

    Docente:

    Massimo Bianchi

    Programma

    Principio di Relatività. Trasformazioni di Lorentz. Cono di luce. Quadri-vettori. Gruppo di Lorentz. Generatori e regole di commutazione. Meccanica relativistica. Cinematica. Quadri-velocità, quadri-impulso. Massa relativistica. Composizione delle velocità. Dinamica relativistica. Quadri-forza. Momento angolare. Vettore di Pauli-Lubanski. Carica in un campo elettromagnetico. Forza di Lorentz. Quadri-potenziale. Tensore del campo elettro-magnetico. Invarianza di gauge. Moto in campi elettrici e magnetici costanti. Equazioni di Maxwell in forma covariante. Trasformazioni di Lorentz del campo elettro-magnetico. Invarianti relativistici. Quadri-corrente. Conservazione locale e globale della carica. Dualità elettro-magnetica, monopoli magnetici. Lagrangiana per particelle e per il campo elettro-magnetico. Accoppiamento minimale. Tensore energia-impulso. Teorema del viriale relativistico. Campo elettro-statico. Espansione in molti-poli. Laplaciano in coordinate curvilinee ortogonali. Moto in un campo Coulombiano. Campo magneto-statico. Fattore giromagnetico. Precessione di Larmour. Campo generato da una carica in moto. Potenziali di Linard-Wiechert Equazione delle onde elettromagnetiche. Onde piane mono-cromatiche. Decomposizione spettrale. Polarizzazione. Intensità. Oscillazioni proprie modi normali. Propagazione della luce. Ottica geometrica. Iconale. Diffrazione. Radiazione elettromagnetica. Radiazione di dipolo. Radiazione di frenamento. Radiazione di sincrotrone. Diffusione della luce. Equazioni della Magneto-idrodinamica. Diffusione, viscosità e pressione magnetiche. Flussi. Plasmi: oscillazioni e instabilità. Onde magneto-idrodinamiche.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • ASTROPHYSICAL TECHNIQUES Didattica Web

    Docente:

    Luigi Mancini

    Programma

    Questo corso ha lo scopo di fornire una introduzione aggiornata delle tecniche e degli strumenti usati nelle misure astrofisiche moderne. Telescopi e montature e cenni di ottica applicata. Alta risoluzione spaziale: Ottica adattiva Strumenti di piano focale: fotometria e spettroscopia e spettrometri per immagini. Fotometria: filtri, sistemi fotometrici, indice di colore, modulo di distanza, distanze, correzione per colore; estinzione atmosferica. Cenni di ottiche X e Gamma e di radioastronomia.  I rivelatori: CCD, CMOS, ibridi. EMCCD per X. Sistemi criogenici per IR. Elettroniche di controllo e campionamento. Tecniche di calibrazione. Esperienze di laboratorio: • Calibrazione di un CCD (linearità e tecnica della Photon Transfer); • L'interferometro di Michelson; • Il Monocromatore; • Analisi dati da telescopi X; • .....

    Numero crediti

    8

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • BIG DATA, MACHINE LEARNING AND ASTROPHYSICAL DATA Didattica Web

    Docente:

    Luca Giovannelli

    Programma

    Questo corso introduce lo studente ad una varietà di metodi e applicazionidi tecniche di Machine Learning in Astrophisica. Cosa è il Machine Learning? Quali problemi tenta di risolvere? Qualsi sono le sue categorie principali e i suoi concetti fondamentali? Imparare fittando un modello a dei dati. Ottimizzazione di una funzione di merito. Gestire, pulire e preparare i dati. Scegliere il modello e aggiustare i parametri usando la cross-validazione Le sfide dell'approccio Machine Learning. Ridurre la dimensionalità del set di apprendimento per combattere la maledizione della dimensionalità. Gli algoritmi più usati: Linear and Polynomial Regression, Logistic Regression, k-Nearest Neighbors, Support Vector Machines, Decision Trees, Random Forests, e metodi di Ensemble. Le lezioni sono accompagnate da una cospicua parte in laboratorio. Nei laboratori gli studenti imparano a programmare in Python e scrivere le proprie routine per applicare su dati astrofisici le tecniche apprese a lezione.

    Numero crediti

    4

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • METODI MATEMATICI DELLA FISICA 2 Didattica Web

    Docente:

    Gianfranco Pradisi

    Programma

    Complementi di teoria delle funzioni di variabile complessa. Indicatore logaritmico e formula di Lagrange. Espansioni di Mittag-Leffler e di Sommerfeld-Watson. Prodotti infiniti ed espansioni di Weierstrass. Sviluppi asintotici. Metodo di Laplace e metodi di punto di sella. Equazioni differenziali ordinarie. Funzioni di Green. Problemi di Sturm-Liouville. Serie e trasformate di Fourier e di Laplace. Funzioni speciali. Funzioni Gamma, Beta e Zeta. Funzioni ipergeometriche. Funzioni di Bessel. Cenni alle funzioni ellittiche. Equazioni differenziali alle derivate parziali. Problemi ben posti e soluzioni fondamentali. Soluzione di problemi al contorno. Distribuzioni e loro applicazioni alle Equazioni Differenziali. Operatori lineari su spazi di Hilbert. Teorema di Riesz. Teoria spettrale. Spettri puntuale, residuo, continuo. Esempi di operatori in elle2, di operatori differenziali e di operatori integrali. Modi nulli e teorema dell'alternativa.

    Numero crediti

    9

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • TELERILEVAMENTO Didattica Web

    Docente:

    Gian Luigi Liberti

    Programma

    Concetto di Missione Satellitare: fasi della missione (dalla definizione delle richieste degli utenti alla validazione del prodotto geofisico), Space e Ground Segment, Terminologia dei prodotti. Space Segment: orbite d'interesse, geometrie di scansione e struttura degli strumenti: esempi di strumenti attualmente in uso nel telerilevamento di atmosfera e oceano. Trasferimento radiativo nell'atmosfera: concetti di base, sorgenti di radiazione e processi radiativi rilevanti per le applicazioni d'interesse. Equazione del trasferimento radiativo: caso generale e suo sviluppo in casi limite d'interesse. Modelli numerici di trasferimento radiativo e database di variabili ottiche d'interesse. Ground Segment e catene di processamento dei dati: preprocessamento dei dati (controlli di qualità, selezione dei dati utili), esempi di metodi d'inversione (per es. Look Up Tables, Metodi statistici, etc.) applicati a un insieme di variabili geofisiche d'interesse per la descrizione: dell'atmosfera (nubi e precipitazioni, struttura e composizione, variabili dinamiche, bilancio radiativo alla sommità), della superficie terrestre (proprietà radiative, classificazione della copertura, proprieta' della vegetazione, umidita' della superficie) e degli oceani (temperatura, salinita', topografia, onde e composizione)

    Numero crediti

    8

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • LABORATORIO DI FISICA DELL'ATMOSFERA Didattica Web

    Docente:

    Stefania Argentini

    Programma

    Fondamenti fisici e fenomenologici e caratteristiche dello strato limite atmosferico Descrizione statistica della turbolenza Analisi energetica dello strato limite atmosferico Modellizzazione dello strato limite atmosferico La teoria della similarità e lo strato limite atmosferico La struttura dello strato limite atmosferico

    Numero crediti

    8

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • MECCANICA STATISTICA Didattica Web

    Docente:

    Mauro Sbragaglia

    Programma

    Spazio delle fasi, teorema di Liouville. Ensemble microcanonico. Paradosso di Gibbs. Ensemble canonico. Ensemble gran-canonico: gas di fotoni e formula di Planck. Condensazione di Bose- Einstein. Gas di fermioni: degenerazioni di Fermi-Dirac. Applicazioni: gas di elettroni in un metallo, vibrazioni dei reticoli cristallini e fononi, calori specifici dei solidi.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • QUANTUM FIELD THEORY Didattica Web

    Docente:

    Nazario Tantalo

    Programma

    1. La matrice S, [1, 10] • splitting dell’Hamiltoniana: H0 e H devono avere lo stesso spettro; • funzioni di Green causali ed operatori di Moeller; • espressioni esplicite per la matrice S; • numeri quantici conservati nello scattering: la relazione di intertwining; • teoria delle perturbazioni old–fashioned: la serie di Born; 2. I campi, [1, 4, 6, 8] • descrizione delle particelle nello spazio di Fock: algebra degli operatori di creazione e distruzione per bosoni e fermioni; • proprietà di trasformazione sotto Poincarè degli stati di singola particella; • proprietà di trasformazione sotto Poincarè degli operatori di creazione e distruzione; • condizioni sufficienti per avere matrice S Poincarè invariante: località e causalità; • la matrice S Poincarè invariante scritta in termini dei campi; • rates di decadimento e sezioni d’urto in teorie Poincarè invarianti; 3. Il formalismo canonico, [1, 4, 6] • relazioni di commutazione tra campi e momenti coniugati: il caso dei bosoni e dei fermioni; • Hamiltoniana e Lagrangiana per teorie di campi fermionici e bosonici; • Le equazioni di campo per bosoni e fermioni; 4. Il formalismo funzionale, [1, 3, 4] • derivazione dell’integrale sui cammini Minkowskiano per i bosoni partendo dal formalismo canonico; • derivazione dell’integrale sui cammini Euclideo per i bosoni partendo dal formalismo canonico: stessa fisica diverso andamento temporale dei correlatori; • connessione formale Mikowskiano–Euclideo attraverso la rotazione di Wick; • l’integrale funzionale fermionico; • le sorgenti: il funzionale generatore Z[J] per il calcolo delle funzioni di Green; 5. La teoria delle perturbazioni covariante, [3, 7] • espansione perturbativa del funzionale generatore Z[J]; • calcoli espliciti di funzioni di correlazione in teoria delle perturbazioni in lambda phi^4; • calcoli espliciti di funzioni di correlazione nel caso fermionico; • deduzione delle regole di Feynman dall’espansione di Z[j]; • le funzioni di Green connesse e il funzionale W[J]; 6. Elementi di matrice S estratti dai correlatori, [1, 4, 6] • polologia dei propagatori liberi sia nel caso Minkowskiano che Euclideo; • rappresentazione di Heisenberg e decomposizione spettrale dei correlatori; • il concetto di operatore interpolante e decomposizione di Kallen–Lehmann dei correlatori a due punti; • L’ipotesi asintotica; • formule di riduzione LSZ per i bosoni; • formule di riduzione LSZ per i fermioni; • verifica diagrammatica che in lambda phi^4 si ottiene lo stesso elemento di matrice S usando sia phi che phi^3 come operatore interpolante; 7. Regolarizzazione e schemi fisici di rinormalizzazione, [1, 3, 9] • divergenze ultraviolette nello spazio delle coordinate: i campi sono distribuzioni e il prodotto di distribuzioni nello stesso punto è singolare; • hard–cutoff regularization; • il reticolo come regolatore; • la regolarizzazione dimensionale; • analisi all–orders in teoria delle perturbazioni delle divergenze ultraviolette: criterio di rinormalizzabilità da power–counting; • in una teoria rinormalizzabile i parametri liberi vanno fissati in termini di un egual numero di input fisici (sperimentali se la teoria deve riprodurre il mondo reale); • calcolo della massa fisica in lambda phi^4; • calcolo di Z_phi in lapmbda phi^4; • calcolo della sezione d’urto fisica 2→2 in lambda phi^4; • l’azione efficace Gamma[phi]; • la serie in hbar e calcolo esplicito di Gamma[phi] all’ordine O(lambda hbar) in lambda phi^4: le correzioni quantistiche generano tutti gli operatori permessi dalle simmetrie; • concetto generale di teoria effettiva; 8. Equazioni di Dyson–Schwinger e Identità di Ward, [3] • formula generica per la derivazione di equazioni di campo: i termini di contatto; • il caso delle simmetrie: gli effetti quantistici possono rompere le simmetrie classiche (anomalie); • formula generica per derivare le identità di Ward non anomale; 9. La QED, [1, 4, 6] • quantizzazione di sitemi vincolati: esempio in meccanica quantistica non–relativistica; • quantizzazione canonica della QED: il ruolo della gauge di Coulomb; • quantizzazione covariante della QED nel formalismo funzionale mediante metodo di Faddeev–Popov; • connessione quantizzazione covariante e canonica mediante identità di Ward; • le regole di Feynman della QED; 10. Processi al tree–level, [1, 4, 6] • sezione d’urto e+e−→ mu+mu−; • lo spazio delle fasi a tre corpi e il diagramma di Dalitz; • decadimento del muone nella teoria di Fermi; 11. Cenni di teoria dei gruppi, [5] • gruppi di Lie non–abeliani; • concetto di rappresentazione, mappa esponenziale e generatori dell’algebra; • costanti di struttura e rappresentazione aggiunta; 12. Teorie di gauge non–abeliane, [2, 7] • origine geometrica del concetto di derivata covariante; • quantità gauge–invarianti scritte in termini del trasporto parallelo; • il campo di gauge e sua regola di trasformazione; • azione per il campo di gauge partendo dal trasporto parallelo su circuiti chiusi; • misura di integrazione invariante per campi di gauge; • quantizzazione di una teoria di gauge non–abeliana col metodo di Faddeev–Popov: i ghosts; Riferimenti bibliografici [ 1] S. Weinberg, “The Quantum theory of fields. Vol. 1: Foundations,” [ 2] S. Weinberg, “The quantum theory of fields. Vol. 2: Modern applications,” [ 3] J. Zinn-Justin, “Quantum field theory and critical phenomena,” Int. Ser. Monogr. Phys. 113 (2002) 1. [ 4] A. Duncan, “The conceptual framework of quantum field theory” [ 5] H. Georgi, “Lie algebras in particle physics,” Front. Phys. 54 (1999) 1. [ 6] C. Itzykson and J. B. Zuber, “Quantum Field Theory,” New York, Usa: Mcgraw-hill (1980) 705 P.(International Series In Pure and Applied Physics) [ 7] L. H. Ryder, “Quantum Field Theory,” [ 8] M. D. Schwartz, “Quantum Field Theory and the Standard Model,” [ 9] S. Coleman, “Aspects of Symmetry : Selected Erice Lectures,” doi:10.1017/CBO9780511565045 [10] R. G. Newton, “Scattering Theory Of Waves And Particles,” New York, Usa: Springer ( 1982) 743p

    Numero crediti

    8

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • LINGUA INGLESE (LIVELLO C1) Didattica Web

    Numero crediti

    2

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • RADIATIVE PROCESSES Didattica Web

    Docente:

    Marina Migliaccio

    Programma

    Fondamenti del trasporto radiativo. Radiazione termica. I coefficienti di Einstein. Teoria di base del campi di radiazione. Radiazione da cariche in moto. Potenziali di Lienard Wiechart. Scattering Thomson. Covarianza relativistica e cinematica. Bremsstrahlung. Radiazione di sincrotrone. Scattering Compton. Effetto Sunyaev-Zeldovich.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • MATHEMATICAL METHODS FOR PHYSICS Didattica Web

    Docente:

    Marina Migliaccio

    Programma

    Complementi di teoria di analisi complessa: Funzioni analitiche e polidrome. Integrali complessi. Espansioni in poli di funzioni meromorfe. Prodotti infiniti. Invertibilità locale e reciproco di funzioni analitiche. Espansioni Asintotiche: Integrazione per parti. Metodo di Laplace e lemma di Watson. Formula di Stirling. Fenomeno di Stokes e prolungamento analitico. Metodo della fase stazionaria, dello steepest descent e del punto di sella. Equazioni differenziali ordinarie: richiami di teoria delle distribuzioni. Funzioni di Green. Equazioni lineari del secondo ordine: problemi di Cauchy e di Sturm-Liouville. Operatori differenziali in spazi di Hilbert. Equazioni in campo complesso. Soluzione per serie. Trasformate di Laplace e Fourier: Trasformate integrali e discrete. Casi multidimensionali. Funzioni speciali della fisica: Funzioni Gamma, Diagamma, Polygamma, Beta e Zeta. Funzioni ipergeometrica, ipergeometrica confluente, di Bessel. Funzioni di Legendre e armoniche sferiche. Polinomi ortogonali. Equazioni differenziali alle derivate parziali: classificazione, motivazione fisica ed esempi. Metodo della separazione delle variabili e delle trasformate integrali. Problemi ai valori al contorno.

    Numero crediti

    8

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • ENGLISH LANGUAGE (C1 LEVEL) Didattica Web

    Numero crediti

    2

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • FISICA TEORICA DELLA MATERIA Didattica Web

    Docente:

    Gianluca Stefanucci

    Programma

    Corso monografico sulla Teoria dei Gruppi e delle loro rappresentazioni. Definizioni e teoremi fondamentali. Gruppi finiti, classi di congruenza, rappresentazioni. Applicazioni ai gruppi cristallografici. Elementi di teoria dei caratteri. Gruppi di Lie, Algebre di Lie e significato geometrico-differenziale. Classificazione delle Algebre di Lie. Rappresentazioni delle Algebre di Lie. Gruppi di trasformazioni delle coordinate. Varie applicazioni alla Fisica delle Particelle Elementari.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • RADIOATTIVITA' Didattica Web

    Docente:

    Riccardo Cerulli

    Programma

    Decadimento radioattivo; valle di stabilità dei nuclei; vita media; ampiezza di livello e probabilità di decadimento; tempo di dimezzamento e attività specifica; rapport di diramazione; decadimento radioattivo: attività del “figlio”; attività del figlio in casi speciali; equilibrio secolare. Produzione di sorgenti radioattive (radioattività indotta). Schemi di decadimento di sorgenti radioattive. Il decadimento alfa. Il raggio nucleare. Distribuzioni energetiche. Il decadimento beta. Distribuzione energetica dello spettro beta. Proprietà del neutrino. Teoria di Fermi. Forma dello spettro beta e plot di Curie. Regole di selezione del decadimento beta. Parità. La conservazione della parità nel decadimento beta e l’esperimento di Wu. L’emissione gamma. Transizioni single e transizioni in cascata. Regole di selezione. Conversione interna. Isomerismo nucleare. La fission e la fusione. La teoria di Bohr e Wheeler per trattare il processo di fissione. Analogia meccanica della fissione. Potere caloric della fissione. La reazione a catena. La fusion nucleare. L’origine degli elementi. Il Big‐Bang standard. Nucleosintesi nell’Universo primordial e nelle stelle. Come nasce una stella. Evoluzione della stella. La fusion nelle stele e l’origine degli elementi. Le reazioni nucleari. Bilancio energetico: Q della reazione. La sezione d’urto. Misura di sezioni d’urto. Interazione radiazione-materia: le particelle cariche. Perdita di energia per ionizzazione. Densità massica e potere frenante massico. Perdita di energia per irraggiamento (Bremsstrahlung), Range. Straggling e straggling multiplo. Interazione dei fotoni con la materia. L’Effetto fotoelettrico. Diffusione Thomson e Compton. Produzione di coppie. Coefficiente di attenuazione lineare e massico. Cammino libero medio. Strato emivalente. Coefficienti di assorbimento. Interazione dei neutron con la materia: diffusione elastica; diffusione inelastica; cattura radiativa; reazioni con emissione di particelle cariche; reazioni con emission di neutroni; fissione. Attenuazione dei neutroni. Energia perduta dai neutroni nell’urto elastico. La radioattività naturale e le radiazioni naturali. Radionuclidi naturali primordiali. Altre sorgenti naturali: i raggi cosmici. Cenno all’origine dei raggi cosmici; composizione dei raggi cosmici; raggi cosmici secondari. Il 14C. Il Radon. Radioattività interna nell’uomo. Sorgenti radioattive artificiali. Elementi sui rivelatori di particelle. Risoluzione energetica. Funzione di risposta, risposta temporale, efficienza. Tempo morto. Breve descrizione del funzionamento di: emulsion fotografiche; camera a ionizzazione; contatore proporzionale; contatore di Geiger‐Muller; multi-wire Proportional Chamber; camera a drift; camera TPC; rivelatori a scintillazione organici e inorganici; il fotomolitiplicatore; contatore Cherenkov; rivelatori a semiconduttore; rivelatori a diffusione di Litio; rivelatori a microstrip di silicio. Criteri di scelta del rivelatore. Elementi di dosimetria delle radiazioni. Parti principali della cellula; cellule somatiche e cellule germinali. Effetto biologico delle radiazioni: effetto diretto ed effetto indiretto. Effetti su particolari organi. Elementi di dosimetria delle radiazioni. Attività, Attività specifica, Fluenza (o flusso) di radiazione, Intensità di fluenza (o intensità di flusso) di radiazione, Fluenza (o flusso) di energia, Intensità di fluenza (o intensità di flusso) di energia. Esposizione. L’intensità di esposizione. Dose assorbita. L’intensità di dose assorbita. Relazione tra esposizione e dose assorbita. Il kerma e l’intensità di kerma. Relazione tra esposizione, kerma e dose assorbita nel caso di fotoni in funzione della profondità nel tessuto. Gli indicatori del rischio da radiazioni ionizzanti. Equivalente di dose. Fattore di qualità della radiazione. Il LET. Fattore qualità dei neutron in funzione dell’energia. Effetto delle radiazioni sull’uomo. Le raccomandazioni dell’ICRP. Cenno alle norme di legge. Schermatura dalle radiazioni. Schermature da particelle cariche, da particelle carichepesanti e da elettroni. Schermature di fotoni. Il fenomeno del build‐up. Schermature per neutroni.Schermature multistrato.Applicazioni della fisica nucleare: il metodo dell’attivazione neutronica e le datazioni archeologiche e geologiche. Criterio di base delle tecniche di misura del14C. Altri metodi di datazione: metodo del 41Ca; datazione mediante accumulazione di tracce; datazione con tracce di fissione. Tecniche di imaging.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • ELETTRONICA 2 Didattica Web

    Docente:

    Roberto Cardarelli

    Programma

    Conduzione elettrica nei materiali; Teoria delle giunzioni; Diodo e sue applicazioni (caso particolare: diodo Gunn); Effetto termoionico e sue applicazioni; Transistor BJT e eterogiunzioni; FET e MOS; Polarizzazione, configurazioni, circuiti ad accoppiamento diretto e multistadio con BJT; Amplificatori a basso rumore e loro applicazioni nella fisica; Filtri; Teoria del rumore; Linee di trasmissione e fibre ottiche; Trasmissione di dati e reti; Conversioni analogico-digitale, digitale-analogico e frequenza-digitale e loro applicazioni nella fisica; Mean timer e circuito di coincidenza; Omodina e supereterodina; Analizzatore di spettro, PLL e Lock-in; Cenni sulla teoria dell’informazione; Segnali in campo discreto (DFS, DFT, FFT); Componenti a micro-onde.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • MATERIALI E FENOMENI A BASSE TEMPERATURE Didattica Web

    Docente:

    Matteo Cirillo

    Programma

    Elementi di criogenia e delle tecniche di raffreddamento dei gas. Isentropic and isenthalpic cooling. Raffreddamento isentalpico ed isoentropico. Liquefazione e proprietà degli isotopi dell’elio. Scambiatori di calore, motori ad espansione, refrigeratori a diluizione. Smagnetizzazione adiabatica e nucleare. Termometria a basse temperature. Superconduttori del I e del II tipo. Proprietà magnetiche dei superconduttori. Il modello di London e la teoria fenomenologica di Landau-Ginsburg. Superconduttività debole (effetto Josephson e SQUIDs). I cuprati e le altre nuove famiglie di materiali superconduttori. La superconduttività a bassa dimensionalità.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • FISICA NUCLEARE Didattica Web

    Docente:

    Annalisa D'angelo

    Programma

    Spettroscopia adronica: teoria della diffusione, ampiezza in onde parziali e sezione d'urto. Diagrammi di Argand e risonanze. Esempi di risonanze barioniche. Diffusione pione-nucleone. Dalitz plot e formazione di risonanze. I quark costituenti. SU(3) e modello a quark. La struttura interna dei nucleoni: I fattori di forma. Deflessione elastica ed anelastica degli elettroni su nuclei e nucleoni. Deflessione profondamente anelastica e funzioni di struttura dei nucleoni. Modello a partoni. Diffusione profondamente anelastica dei neutrini. Funzioni di distribuzione dei quark e degli anti-quark. Diffusione profondamente anelastica di sonde polarizzate su bersagli polarizzati. Asimmetrie e funzioni di struttura g1 e g2. Gli esperimenti di diffusione profondamente anelastica con e senza polarizzazione. La risonanza magnetica nucleare. I bersagli polarizzati. Interazione nucleone-nucleone. Operatori di scambio. Diffusione nucleone-nucleone. Il deutone.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • ELETTRONICA DIGITALE Didattica Web

    Docente:

    Andrea Salamon

    Programma

    Sistemi di numerazione ed operazioni nelle varie rappresentazioni. Algebra booleana. Funzioni booleane. Funzioni in forma canonica e tecniche di riduzione a forma canonica. Minimizzazione delle funzioni booleane con metodi vari (algebrici, mappe di Karnaugh e Quine-McCluskey). Minimizzazione di un sistema di funzioni booleane. Tecniche di progetto dei circuiti combinatori. Comportamento dinamico dei circuiti combinatori, alee statiche e dinamiche. Metodi per l'eliminazione delle alee. Elementi di memoria. Flip-flop. Tempi di setup e di hold, metastabilita'. Macchine a stati di Mealy e di Moore. Tecniche di progetto di circuiti sequenziali sincroni. Circuiti sequenziali asincroni. Convertitori A/D e D/A. Famiglie logiche (TTL, CMOS, ECL). Memorie. Elementi di trasmissione dati. Introduzione al linguaggio VHDL e ai simulatori digitali. Sviluppo e test con simulatore VHDL di un semplice progetto su FPGA.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • FISICA DELLE PARTICELLE ELEMENTARI 2 Didattica Web

    Docente:

    Anna Di Ciaccio

    Programma

    Il Modello Standard delle interazioni elettrodeboli e il meccanismo di Higgs. La corrente debole carica e neutra. L’angolo di Weinberg e le masse dei bosoni W. e Z. Test del Modello Standard a LEP e Tevatron. Osservazione del quark top al Tevatron. Scoperta del bosone di Higgs ad LHC. Test del Modello Standard ad LHC. Ricerca di nuova fisica ad LHC. Prospettive ai futuri acceleratori: HL-LHC e Linear Collider.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • ACCELERATORI DI PARTICELLE Didattica Web

    Docente:

    Alessandro Cianchi

    Programma

    Partendo da cenni storici sullo sviluppo degli acceleratori si tratta il moto di particelle cariche in campi elettrici e magnetici, come vengono accelerate, trasportate e focalizzate. Parliamo sia di macchine per fisica delle alte energie che di quelle per produzione di luce per ricerca di base in tutti gli altri settori. Dal perché una carica accelerata irraggia si arriva alle caratteristiche della radiazione prodotta, ai suoi effetti sul moto delle particelle, e alle sue applicazioni. Dalla descrizione di singola particelle si passa a quella di un fascio per tenere in conto gli effetti collettivi. Infine parliamo brevemente della grande rivoluzione in corso: l’accelerazione a plasma, che permetterà di costruire acceleratori table-top. Fa parte integrante del corso la visita ad un vero acceleratore di particelle.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • GRAVITATION Didattica Web

    Docente:

    Massimo Bassan

    Programma

    Il principio di equivalenza. Campi gravitazionali deboli. Moto geodetico. Significato fisico della metrica. Arrossamento delle righe spettrali. Forze inerziali. Tensori. Derivazione covariante. Il tensore di Riemann-Christoffel. Il tensore energia-impulso. Equazione di campo in presenza di materia. Leggi di conservazione. La soluzione di Schwarzschild: coordinate isotrope; moto planetario; deflessione della luce. L’espansione di Hubble. La radiazione cosmica di fondo. La metrica di Friedmann-Robertson-Walker. Le misure sperimentali della Gravitazione Classica. Il pendolo di torsione come misuratore di deboli forze. Verifiche sperimenntali di LLR e LPI. Misure di Gravitomagnetismo. Onde Gravitazionali e rivelatori. Tecniche di analisi dei segnali. Il GPS e la Relatività. Tecniche Quantum Non Demolition.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • FISICA DEI SISTEMI DINAMICI Didattica Web

    Docente:

    Roberto Benzi

    Programma

    Introduzione ai sistemi dinamici e al caos deterministico; Sistemi continui e discreti, mappe 1d, modello di Lorenz; Sistemi dinamici conservativi e dissipativi; Punti fissi e stabilità lineare; Esponente di Lyapunov; Misura invariante, naturale, ipotesi ergodica; Attrattore strano e proprietà frattali; Esponenti di Lyapunov generalizzati; Cenni di teoria delle grandi deviazioni; Scenari di transizione al caos; Cenni su processi stocastici.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • TEORIA QUANTISTICA DELLA MATERIA Didattica Web

    Docente:

    Olivia Pulci

    Programma

    Sistemi a molti elettroni. Seconda quantizzazione. Funzioni di Green a T=0. Diagrammi di Feynman ed equazione di Dyson. Self energia. Gas elettronico omogeneo. Energia di correlazione. Teoria della risposta lineare. Teoria del funzionale densità. Teoria delle bande nei solidi. Proprietà ottiche. Eccitoni. Metodi di calcolo numerico.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • FISICA DEI LIQUIDI E DEI SISTEMI DISORDINATI Didattica Web

    Docente:

    Roberto Senesi

    Programma

    Diagrammi di fase e campo di esistenza dei liquidi. Liquidi e solidi quantistici. Distribuzioni radiali di densità. Modello a celle. Proprietà macroscopiche dei liquidi. Fenomeni di trasporto. Energia superficiale e pressione di vapore. Equazione di Van der Waals come teoria di campo medio. Potenziali interatomici di coppia. Medie termodinamiche , funzioni di correlazione e trasformate di Fourier. Funzioni di correlazione di coppia per liquidi classici e fluidi quantistici. Cenni di dinamica molecolare. Liquidi molecolari. Struttura e dinamica microscopica dell’acqua. Funzione di autocorrelazione della velocità. Funzioni di correlazione di Van Hove. Fattore di struttura dinamico. Fattore di struttura statico. Cenni di scattering di neutroni, raggi X, elettroni. La transizione vetrosa. Classificazione “strong-fragile glasses”. Dinamica vibrazionale, rigidità, e proprietà dei vetri. Distribuzione di impulso e proprietà quantistiche di singola particella nell’elio liquido, nei liquidi molecolari e nei sistemi amorfi.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • INTRODUZIONE ALLE TEORIE DI STRINGHE Didattica Web

    Docente:

    Jose Francisco Morales

    Programma

    Quantizzazione della superstringa. Spettro e funzioni di partizioni. Operatori di vertice e ampiezze di scattering. Teoria di D-brane. Compattificazioni e teorie effettive a basse energie. Dualita’ e Olografia.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • PARTICLE ACCELERATORS FOR SCIENCE AND INTERDISCIPLINARY APPLICATIONS Didattica Web

    Docente:

    Alessandro Cianchi

    Programma

    Partendo da cenni storici sullo sviluppo degli acceleratori si tratta il moto di particelle cariche in campi elettrici e magnetici, come vengono accelerate, trasportate e focalizzate. Parliamo sia di macchine per fisica delle alte energie che di quelle per produzione di luce per ricerca di base in tutti gli altri settori. Dal perché una carica accelerata irraggia si arriva alle caratteristiche della radiazione prodotta, ai suoi effetti sul moto delle particelle, e alle sue applicazioni. Dalla descrizione di singola particelle si passa a quella di un fascio per tenere in conto gli effetti collettivi. Infine parliamo brevemente della grande rivoluzione in corso: l’accelerazione a plasma, che permetterà di costruire acceleratori table-top. Fa parte integrante del corso la visita ad un vero acceleratore di particelle.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • FISICA DEI SOLIDI Didattica Web

    Docente:

    Matteo Cirillo

    Programma

    I modelli ad elettroni liberi per il trasporto nei solidi: i modelli di Drude e di London. Effetto pelle ed effetto pelle anomalo. La profondità di penetrazione magnetica nelle equazioni per il conduttore perfetto. Effetto Hall ed effetto Hall quantistico. Elettroni in potenziali periodici, il calore specifico elettronico del gas di elettroni liberi. Lo spettro fononico nei solidi ed il calcolo del calore specifico reticolare. Interazione elettrone-reticolo. Le coppie di Cooper e la teoria Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) della superconduttività. Lo stato fondamentale BCS, il gap superconduttivo e la densità di stati BCS. Quasi particelle. La teoria di Landau-Ginsburg e le proprietà magnetiche dei superconduttori. L’energia di condensazione superconduttiva, i domini di Landau ed il problema dell’energia delle interfacce superconduttore-normale nello stato intermedio. I vortici di Abrikosov. Il tunnelling superconduttivo e l’effetto Josephson (superconduttività debole). La Macroscopic Quantum Coherence, i quantum-bits (qubits) a stato solido ed il quantum computing.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • PARTICLE PHYSICS Didattica Web

    Docente:

    Lucio Cerrito

    Programma

    Introduzione, particelle e forze, diagrammi di Feynman. Variabili di Mandelstam, regola d'oro di Fermi, spazio delle fasi Lorentz-invariante, decadimenti a due corpi, sezione d'urto. Equazione di Klein-Gordon, equazione di Dirac, densità di probabilità e covarianza, soluzioni dell'equazioni di Dirac per un elettrone a riposo. Soluzioni generali dell'equazione di Dirac, Antiparticelle e loro spinori, normalizzazione della funzione d'onda, Spin, Elicità. Interazione tramite scambio di particella, elemento di matrice 2-2 time-ordered, Diagrammi di Feynman, esempi ed algebra di matrici. Operatore di Parità, raggio delle forze, potenziale di Yukawa, Elemento di matrice QED per lo scattering elettrone-tau, Regole di Feynman per la QED. QED come teoria perturbativa, Somme di spin nel processo e+e- in mu+mu-, la sezione d'urto del processo e+e- in mu+mu- e la sua forma Lorentz-invariante, esempi di applicazione delle regole di Feynman. Operatore di Chiralità, Coniugazione di carica. Scattering inelastico e-p ad alto Q2 (DIS), scaling di Bjorken e relazione di Callan-Gross, Scattering elettrone-quark. Modello a quark-partoni, funzioni di densità dei partoni, quark di valenza e di mare, scattering elettrone-protone ad HERA. Simmetrie e leggi di conservazione, Simmetria di sapore SU(2), combinazioni di 2 e 3 quark in SU(2), Barioni e mesoni di quark leggeri (ud). Simmetria di sapore SU(3), matrici di Gell-Mann, Mesoni e Barioni di quark leggeri (ground state, uds), Massa degli adroni e constituent mass. Invarianza locale di gauge in QED e QCD, Colore in QCD, confinamento di colore, Funzioni d'onda del colore per Mesoni e Barioni, Gluoni, interazioni quark-gluone e gluone-gluone, Adronizzazione e jet, produzione adronica nelle collisioni e+e-. Costanti d'accoppiamento running in QED e QCD, libertà asintotica, Fattori di colore, Collisioni adroniche e Drell-Yan. Produzione di jet in collisioni adroniche. Rapidità e pseudo-rapidità, processo Drell-Yan, Parita' negli elementi di matrice di QED e QCD, violazione di Parità nelle interazioni deboli. Struttura V-A dell'interazione debole, Proprietà chirali di V-A, Propagatore del bosone W, Teoria di Fermi, Elicità nel decadimento del pione ed evidenza di V-A, universalità leptonica nell'interazione elettrodebole. Scattering (Anti)neutrino-quark, sezioni d'urto neutrino-nucleone, Esperimento CDHS. Autostati di massa e di sapore del neutrino, oscillazioni di neutrino in 2 e 3 famiglie, Fenomenologia negli esperimenti di neutrino. Violazione di CP nel neutrino mixing, matrice PMNS, Esperimenti di oscillazione di neutrini e determinazione dei parametri PMNS e delle masse. Mescolamento di quark nelle interazioni deboli, Angolo di Cabibbo e meccanismo GIM, matrice CKM e sue rappresentazioni. Il sistema di K neutri. Oscillazioni di K, Violazione di CP nelle oscillazioni e decadimenti. Oscillazioni di B e B_s, B factories. Larghezza di decadimento del bosone W e branching ratios. Struttura di gauge elettrodebole SU(2)_L, Corrente neutra, Unificazione elettrodebole, il bosone Z. Risonanza Breit-Wigner, sezione d'urto di produzione di Z in collisioni e+e-, misure di massa e larghezza del bosone Z, Asimmetria FB di Z e weak mixing angle, il collider LEP, Massa e larghezza del bosone W. Velocità di decadimento del top quark, produzione di top ai collisionatori adronici, il bosone di Higgs e la sua scoperta.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • OTTICA QUANTISTICA Didattica Web

    Docente:

    Mauro Casalboni

    Programma

    Dal campo elettromagnetico alla luce. I coefficienti di Einstein. Transizioni radiative negli atomi, allargamenti di riga, generalità sul laser. Fluttuazioni classiche dell’intensità di una sorgente, le diverse scale dei tempi coinvolte. Collegamento tra grandezze misurabili (assobimento, riflettività, indice di rifrazione) e caratteristiche microscopiche di un materiale. Teoria della risposta causale lineare: le relazioni di dispersione di Kramers-Kronig. La quantizzazione del campo elettromagnetico: il fotone. Interazione radiazione materia quantistica. Caratteristiche della radiazione classica: coerenza del primo e del secondo ordine. Formulazione quantistica: come si modifica il formalismo per la coerenza del primo e del secondo ordine. Differenze ed analogie. L’esperimento di Young. L’esperimento di Hanbury-Brown e Twiss. ESPERIMENTI DI LABORATORIO La simulazione di una sorgente di radiazione caotica L’esperimento di Young nella forma originale del 1803 La misura del fotone singolo con un fotomoltiplicatore, separazione del segnale dal rumore.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • ASTROPARTICLE PHYSICS Didattica Web

    Docente:

    Pierluigi Belli

    Programma

    Richiami sintetici su interazioni fondamentali tra particelle, onde e particelle, campi fondamentali, Modello standard delle particelle. Cenni storici. Fenomenologia dei Raggi Cosmici. Spettro energetico, composizione, origine galattica ed extragalattica. Meccanismi di produzione e di accelerazione. Raggi Cosmici di altissima energia. Effetto GZK. Situazione sperimentale. Considerazioni energetiche e sorgenti possibili. Raggi gamma. Tecniche di rivelazione. L’asimmetria dell’Universo. L’astronomia del neutrino. Nucleosintesi e neutrini cosmologici. Neutrini da sorgenti astrofisiche. Il Big Bang e la materia oscura (DM) dell’Universo. Ruolo della DM. Natura della DM. Indicazioni e segnali sperimentali. Onde gravitazionali e tecniche di rivelazione.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • SPACE INSTRUMENTS Didattica Web

    Docente:

    Marco Casolino

    Programma

    La prima parte del corso intende fornire agli studenti le conoscenze di base e avanzate dei problemi principali relativi alla costruzione di strumenti spaziali, a partire dall’interazione radiazione materia sino alla progettazione degli strumenti tenendo conto dei vincoli di massa, peso e potenza imposti dall’ambiente spaziale. Verranno affrontate le problematiche di resistenza elettronica alle radiazioni. Sistemi di gestione dati e di alimentazione, affidabilità dello strumento, gestione e controllo dei progetti. Sarà inoltre trattato l’ambiente spaziale sia dal punto di vista termico che radioattivo. Verranno trattati gli strumenti spaziali più significativi per l'osservazione della Terra e raggi cosmici, X, gamma. La seconda parte del corso tratta di meccanica orbitale, dei principi di funzionamento di razzi e sonde planetarie e della storia dell’esplorazione spaziale.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

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    ITA
  • ADVANCED PARTICLE PHYSICS Didattica Web

    Docente:

    Anna Di Ciaccio

    Programma

    -Richiami di QED e QCD Colore, simmetrie di gauge, gluoni, - Liberta' asintotica e confinamento - QCD perturbativa e misure di alphas(q2) e di alpha (q2) - Test di QCD e QED -Costruzione del Modello Standard di GWS: problemi e cure per l'interazione universale di Fermi: simmetria di gauge, bosoni intermedi, unificazione elettrodebole - Osservazione delle correnti deboli neutre e dei bosoni W e Z -Test del modello di GSW - rottura spontanea di simmetria e bosone di Higgs -Test del Modello Standard a LEP e Tevatron. Scoperta del bosone di Higgs ad LHC. Test del Modello Standard ad LHC. Ricerca di nuova fisica ad LHC. Prospettive ai futuri acceleratori: HL-LHC e Linear Collider.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • TEORIA DEI CAMPI E PARTICELLE 2 Didattica Web

    Docente:

    Nazario Tantalo

    Programma

    Campo elettro-magnetico. Teoria classica dei campi. Invarianze e leggi di conservazione. Gruppo di Poincarè. Simmetrie interne. Invarianza di gauge. Equazioni relativistiche. Quantizzazione dei campi scalari e spinoriali. Campi in interazione. Teoria perturbativa. Diagrammi di Feynman. Matrice S. Processi elementari in QED. Correzioni radiative. Rinormalizzazione e regolarizzazione.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • MISURE ED ANALISI DI BIOSEGNALI Didattica Web

    Docente:

    Arturo Moleti

    Programma

    Segnali deterministici e stocastici. Sistemi lineari e non lineari. Analisi di Fourier, risposta in frequenza di un sistema lineare. Analisi di serie temporali discrete. Analisi tempo-frequenza (STFT, Wavelets, Matching Pursuit). Filtri nel dominio tempo-frequenza. Inferenza statistica, sensibilità e specificità di test diagnostici. Trasduttori ed elettrodi. Rumore ed interferenza, amplificatori bioelettrici. ECG, EMG ed EEG. Modelli matematici ed esperimenti: un esempio di ricerca applicata: biofisica del sistema uditivo, meccanica cocleare e misura di emissioni otoacustiche. Realizzazione di una tesina sull’esperimento svolto, che costituirà la base per l’esame finale.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • FISICA DELLE PARTICELLE ELEMENTARI 1 Didattica Web

    Docente:

    Lucio Cerrito

    Programma

    Introduzione, particelle e forze, diagrammi di Feynman. Variabili di Mandelstam, regola d'oro di Fermi, spazio delle fasi Lorentz-invariante, decadimenti a due corpi, sezione d'urto. Equazione di Klein-Gordon, equazione di Dirac, densità di probabilità e covarianza, soluzioni dell'equazioni di Dirac per un elettrone a riposo. Soluzioni generali dell'equazione di Dirac, Antiparticelle e loro spinori, normalizzazione della funzione d'onda, Spin, Elicità. Interazione tramite scambio di particella, elemento di matrice 2-2 time-ordered, Diagrammi di Feynman, esempi ed algebra di matrici. Operatore di Parità, raggio delle forze, potenziale di Yukawa, Elemento di matrice QED per lo scattering elettrone-tau, Regole di Feynman per la QED. QED come teoria perturbativa, Somme di spin nel processo e+e- in mu+mu-, la sezione d'urto del processo e+e- in mu+mu- e la sua forma Lorentz-invariante, esempi di applicazione delle regole di Feynman. Operatore di Chiralità, Coniugazione di carica. Scattering inelastico e-p ad alto Q2 (DIS), scaling di Bjorken e relazione di Callan-Gross, Scattering elettrone-quark. Modello a quark-partoni, funzioni di densità dei partoni, quark di valenza e di mare, scattering elettrone-protone ad HERA. Simmetrie e leggi di conservazione, Simmetria di sapore SU(2), combinazioni di 2 e 3 quark in SU(2), Barioni e mesoni di quark leggeri (ud). Simmetria di sapore SU(3), matrici di Gell-Mann, Mesoni e Barioni di quark leggeri (ground state, uds), Massa degli adroni e constituent mass. Invarianza locale di gauge in QED e QCD, Colore in QCD, confinamento di colore, Funzioni d'onda del colore per Mesoni e Barioni, Gluoni, interazioni quark-gluone e gluone-gluone, Adronizzazione e jet, produzione adronica nelle collisioni e+e-. Costanti d'accoppiamento running in QED e QCD, libertà asintotica, Fattori di colore, Collisioni adroniche e Drell-Yan. Produzione di jet in collisioni adroniche. Rapidità e pseudo-rapidità, processo Drell-Yan, Parita' negli elementi di matrice di QED e QCD, violazione di Parità nelle interazioni deboli. Struttura V-A dell'interazione debole, Proprietà chirali di V-A, Propagatore del bosone W, Teoria di Fermi, Elicità nel decadimento del pione ed evidenza di V-A, universalità leptonica nell'interazione elettrodebole. Scattering (Anti)neutrino-quark, sezioni d'urto neutrino-nucleone, Esperimento CDHS. Autostati di massa e di sapore del neutrino, oscillazioni di neutrino in 2 e 3 famiglie, Fenomenologia negli esperimenti di neutrino. Violazione di CP nel neutrino mixing, matrice PMNS, Esperimenti di oscillazione di neutrini e determinazione dei parametri PMNS e delle masse. Mescolamento di quark nelle interazioni deboli, Angolo di Cabibbo e meccanismo GIM, matrice CKM e sue rappresentazioni. Il sistema di K neutri. Oscillazioni di K, Violazione di CP nelle oscillazioni e decadimenti. Oscillazioni di B e B_s, B factories. Larghezza di decadimento del bosone W e branching ratios. Struttura di gauge elettrodebole SU(2)_L, Corrente neutra, Unificazione elettrodebole, il bosone Z. Risonanza Breit-Wigner, sezione d'urto di produzione di Z in collisioni e+e-, misure di massa e larghezza del bosone Z, Asimmetria FB di Z e weak mixing angle, il collider LEP, Massa e larghezza del bosone W. Velocità di decadimento del top quark, produzione di top ai collisionatori adronici, il bosone di Higgs e la sua scoperta.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

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    ITA
  • SPACE WEATHER Didattica Web

    Docente:

    Francesco Berrilli

    Programma

    Nozioni di base: Parametri di base del sole, concetti di base della struttura solare (argomenti dimensionali), pressione, temperatura e luminosità. Il problema dei neutrini solari: I processi termonucleari nel Sole (p-p, CNO), spettro dei neutrini solari, esperimenti (Homestake, Gallex, SAGE, Super-Kamiokande, SNO), oscillazioni del neutrino. Spettro solare: interpretazione dello spettro solare, L'equazione del trasferimento radiativo e oscuramento al bordo di una stella risolta, modelli di atmosfera reale, secondo spettro solare, spettro del Balmer solare e rapporto H- / H. Convezione turbolenta stellare: convezione di Rayleigh-Bénard, criteri di instabilità (Ledoux e Schwarzschild), gradiente di temperatura adiabatica, zona di convezione, nuovo paradigma di convezione multiscala turbolenta, regimi di magneto-convezione, collasso convettivo. Eliosimologia: oscillazioni solari, onde di pressione e di gravità, modi p e g, propagazione di onde di gravità, frequenza di Brunt-Väisälä, risultati di eliosismologia (profili di rotazione solare, oscillazioni torsionali, tachoclina), eliosismologia locale. Dinamo globale stellare: dinamo solare globale, cicli solari, diagramma a farfalla, legge di polarità di Hale, legge di Joy, inversione del campo magnetico, regioni effimere (EPR), dinamo Babcock-Leighton, regimi MHD, flussi di plasma sul Sole, attività solare e dinamica su piccola scala, rilevazione di pianeti extrasolari e rumore stellare: la lezione solare. Solar Drivers di Space Weather: il collegamento fotosfera-cromosfera-Corona, buchi coronali, Coronal Mass Ejections (CMEs), vento solare, Co-rotating Interacting Regions (CIRs), il campo magnetico interplanetario (Parker Spiral). Algoritmi di previsione flare: previsione di brillamenti solari di classe M e X, proxy di campi magnetici fotosferici e parametri di regioni attive, telescopio MOTH e campo magnetico solare 3D. Il sole e il clima terrestre: l'influenza solare sul clima, il paradosso del sole debole, l'irradiazione solare totale e spettrale, la variabilità solare magnetica, i cicli di Milankovitch e l'orbita terrestre (eccentricità, obliquità, precessione), modulazione solare dei raggi cosmici, ozono stratosferico e spettro solare variabilità.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • FENOMENOLOGIA DELLE PARTICELLE ELEMENTARI Didattica Web

    Docente:

    Nazario Tantalo

    Programma

    Gli ingredienti del Modello Standard: i leptoni, i quarks, i bosoni di gauge, il bosone di Higgs. Le interazioni del Modello Standard: richiamo alla QED, il settore forte QCD, il settore elettrodebole SU(2)xU(1), richiamo al meccanismo di Higgs. Processi di decadimento e scattering in teoria delle perturbazioni: la serie perturbativa di Dyson e I diagrammi di Feynman, gli integrali sullo spazio delle fasi. La tecnica delle teorie effettive: caratteristiche generali delle teorie effettive, simmetrie e power-counting, la teoria effettiva dei quarks pesanti, la teoria effettiva della QCD a bassa energia, la teoria di Fermi delle interazioni deboli, teorie effettive per scoprire la fisica al di fuori del Modello Standard. I leptoni carichi: decadimento del muone, determinazione della costante di Fermi. Interazioni deboli delle particelle strane: decadimenti leptonici e semileptonici dei K carichi ed estrazione degli elementi di matrice CKM, la violazione di CP nei decadimenti e nelle oscillazioni dei mesoni K. I quark pesanti: massa dei quark pesanti, violazione di CP nei decadimenti e oscillazioni dei mesoni B, cenni alla fenomenologia dei mesoni D. Il bosone di Higgs: la massa del bosone di Higgs, la sua self-interazione e le costanti di accoppiamento con i quarks.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

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    ITA
  • CELESTIAL MECHANICS AND DYNAMICAL SYSTEMS Didattica Web

    Docente:

    Giuseppe Pucacco

    Programma

    Richiami di Meccanica Hamiltoniana. Integrabilità, integrali primi, simmetrie. Non integrabilità, instabilità, caos. Metodi analitici e numerici per lo studio di sistemi dinamici Hamiltoniani. Problema dei due corpi. Problema dei tre corpi. Problema degli N corpi. Moto in potenziali assegnati.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

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    ITA
  • FISICA DEI SISTEMI A BASSA DIMENSIONALITA' Didattica Web

    Docente:

    Matteo Salvato

    Programma

    Richiami sulla teoria del trasporto di carica nei solidi 3 dimensionali: conducibilità, legge di Ohm e cammino libero medio, gas di elettroni liberi, teorema di Bloch, bande di energia, massa efficace, approssimazione di Boltzmann, tempo di rilassamento, corrente elettrica e conducibilità. Sistemi quantistici confinati: gas di elettroni in 2 dimensioni, buche e barriere quantiche, etero strutture, multistrati, nanofili e dots. Effetto del campo magnetico: livelli di Landau, effetto Subnikov-Dehaas, effetto Hall quantistico. Effetto Tunnel: formula di Landauer, resistenza negativa e diodo tunnel. Conduttanza quantistica, effetto Balistico, weak localization, Coulomb blockade. Meccanismo di trasporto in sistemi granulari, nanotubi di carbonio, grafene, isolanti topologici. Superconduttività a bassa dimensionalità, anisotropia, superconduttività all’interfaccia, effetto prossimità. metodologie sperimentali: Metodi di deposizione, sputtering, MBE. Metodi per misure di resistività: misure a 2 e a 4 contatti; metodo di Van der Paw. Deposizione di film sottili; misura della resistività di un film sottile metallico. Misura del cammino libero medio. Stima della temperatura di Debye mediante l’uso del modello di Bloch-Gruneisen.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • NUCLEAR AND HADRONIC PHYSICS Didattica Web

    Docente:

    Annalisa D'angelo

    Programma

    Adroni e Forze Nucleari. Interazione Nucleone-Nucleone, operatori di scambio ed il nucleo di Deuterio. Modelli nucleari. Il Modello a Shell. Reazioni Nucleari, Fissione e Fusione Nucleare. Cenni di Astrofisica Nucleare. Spettroscopia adronica: teoria della diffusione. Diagrammi di Argand e risonanze. Esempi di risonanze barioniche. Diffusione pione-nucleone. Dalitz plot e formazione di risonanze. I quark costituenti. SU(3) e modello a quark. La struttura interna dei nucleoni: I fattori di forma. Deflessione elastica ed anelastica degli elettroni su nuclei e nucleoni. Deflessione profondamente anelastica e funzioni di struttura dei nucleoni. Modello a partoni. Diffusione profondamente anelastica dei neutrini. Funzioni di distribuzione dei quark e degli anti-quark. Diffusione profondamente anelastica di sonde polarizzate su bersagli polarizzati. Asimmetrie e funzioni di struttura g1 e g2.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • FISICA MEDICA Didattica Web

    Docente:

    Livio Narici

    Programma

    Imaging cerebrale. Tecniche non invasive per l'osservazione della attività fisiologica: limiti e prospettive. Cenni di: NMR, TAC, PET, EEG, MEG, ECG, EMG, etc. I segnali fisiologici, generazione, tecniche di misura e di analisi. Verranno illustrati esempi tratti dalla recente letteratura. Introduzionie all'analisi di dati sperimentali. Verranno quindi forniti agli studenti dei dati fisiologici da analizzare e sui quali scrivere un articolo scientifico. Gli esperimenti da cui vengono i dati fisiologici verranno descritti in dettaglio. L'articolo scientifico costituirà base fondamentale dell'esame.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

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    ITA
  • MODERN ASTROPHYSICS Didattica Web

    Docente:

    Giuseppe Bono

    Programma

    1 Introduzione 1.1 Parallassi stellari ed astrometria 1.2 Scala delle magnitudini ed indici di colore 1.3 Abbondanze cosmiche e mistura solare 2 Sistema Solare e Pianeti Extrasolari 2.1 Pianeti terrestri e giganti 2.2 Identificazione e caratterizzazione di pianeti extrasolari 2.3 Formazione ed evoluzione di sistemi planetari 3 Strutture Stellari 3.1 Classificazione spettrale e diagramma di Hertzsprung Russell 3.2 Equazione di stato e opacita' stellari 3.3 Equazioni degli interni stellari 3.4 Evoluzione in sequenza principale e fasi evolutive avanzate 3.5 Oggetti compatti: nane bianche, stelle di neutroni, buchi neri stellari 4 La Via Lattea 4.1 Popolazioni stellari 4.2 Sistemi stellari 4.3 Sferoide Galattico: alone, nucleo, disco 5 La Natura delle Galassie e degli AGN 5.1 Sequenza di Hubble: spirali, irregolari ed ellittiche 5.2 La scala delle distanze extragalattiche 5.3 L'espansione dell'Universo 6 Cosmologia 6.1 Il fondo cosmico a microonde 6.2 Le fasi iniziali dell'Universo 6.3 Nucleosinthesi del Big Bang nucleosynthesis 7 Onde Gravitazionali 7.1 Che cosa sono? Come sono state misurate? 7.2 Oggeetti binari compatti come sorgenti di onde gravitazionali 7.3 Il ruolo delle onde ravitazionali nell'astrofisica moderna

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

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    ITA
  • FISICA BIOLOGICA 2 Didattica Web

    Docente:

    Silvia Morante

    Programma

    Struttura primaria: le sequenze proteiche, codici di allineamento e programmazione dinamica. Metodi di analisi statistica delle sequenze (Dot-Plot; Needlman-Wunsch; etc.). L’evoluzione e le matrici di somiglianza: le matrici PAM. Divergenza e convergenza evolutiva. Il sistema immunitario, la mimesi molecolare e le malattie autoimmuni: un esempio di convergenza evolutiva. Evoluzione e costanti biologiche ???: 4 basi; 20 amino acidi (a.a).; tutti gli a.a. sono levogiri; tutti gli a.a. sono alpha. Struttura secondaria: alpha-elica e beta-foglietto; stabilità delle strutture secondarie: idropaticità e DeltaG di trasferimento; profili di idropaticità e anfifilicità; modello di Kauzmann. Struttura terziaria: Forze che determinano il folding. Simulazioni numeriche: Dinamica Molecolare (MD), Dinamica di Langevin, Monte Carlo e Ibrido Monte Carlo. MD ab initio (Car-Parrinello). Il misfolding e l’aggregazione: il ruolo dei metalli. Le membrane cellulari: lipidi; micelle; Langmuir-Blodgett; lipid rafts. Le proteine di membrana. Tecniche spettroscopiche in biologia: limiti e potenzialità. Richiami di meccanica quantistica: teoria delle perturbazioni e sezioni d’urto. Spettroscopia di assorbimento a raggi X: apparato sperimentale; analisi del segnale ed estrazione dei dati strutturali.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • FISICA TEORICA SPECIALISTICA Didattica Web

    Docente:

    Rossana Marra

    Programma

    Corso monografico su argomenti di interesse attuale in fisica teorica delle particelle elementari, delle stringhe, della materia condensata, dei sistemi complessi e dei sistemi astrofisici e cosmologici.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • SPACE SCIENCE Didattica Web

    Docente:

    Dario Del Moro

    Programma

    Fondamenti di astrodinamica: Lanciatori e propulsione (equazione di Tsiolkovsky, impulso, missili multistadio, sistemi di propulsione); Orbite Kepleriane (generalità su orbite, equazione del movimento del satellite, costanti di movimento, perturbazioni, sfera di influenza); Manovre orbitali (1 o 2 manovre ad impulso, manovra di Hohmann, variazione del piano orbitale, Rendez-vous); Concetti sulle missioni interplanetarie (approssimazione per sezioni di coniche, manovre per gravity assist) Fisica dell'ambiente spaziale terrestre: Ionosfera (struttura, generazione, modello semplice e anomalie, perturbazioni); Magnetosfera (campo geomagnetico, interazione del vento solare con il campo magnetico terrestre, formazione di magnetosfera, magnetopausa, coda geomagnetica, attività solare e perturbazioni magnetiche a Terra, tempesta secondaria, tempesta magnetica); Moto di particelle cariche in un campo magnetico; Cinture Van Allen; Nozioni di base sulla fisica del plasma magnetizzato a bassa densità; Termosfera Strumentazione del carico utile dei veicoli spaziali: Telerilevamento della Terra; Esplorazione planetaria: magnetometri; analizzatori di particelle cariche a bassa energia (tazza di faraday, analizzatori di plasma, + EM e MCP); Sonda di Langmuir; Telescopi spaziali e osservatori.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • HIGH ENERGY ASTROPHYSICS Didattica Web

    Docente:

    Marco Tavani

    Programma

    I - Introduzione all’astrofisica delle alte energie e strumentazione Ia - Tecniche di rilevazione di fotoni di alte energie. Rilevatori di raggi X e Gamma. Telescopi di tipo Wolter e coded-aperture masks. Radiazione Cherenkov. Ib - Cenni storici dell’astrofisica delle alte energie e proprietà dei principali osservatori di raggi X e Gamma. Ic - Principali parametri fisici descriventi l’accrescimento di materia su oggetti compatti: accrescimento a disco o radiale, trasferimento di massa, efficienza radiativa, luminosità di Eddington, venti e getti. Id - Breve descrizione dei principali meccanismi di emissione nell’astrofisica delle alte energie. Corpo nero, bremsstrahlung, sincrotrone, Compton scattering e Compton scattering inverso. Ionizzazione collisione e fotoionizzazion, emissione e assorbimento in riga. II - Sorgenti Galattiche di alte energie IIa - Sorgenti compatte: Emissione X da stelle nella sequenza principale e pre sequenza principale. Nane bianche, variabili cataclismiche, novae, pulsar, pulsar wind nebulae, stelle di neutroni. Proprietà fisiche di stelle di neutroni e buchi neri stellari in accrescimento. Classificazione delle binarie X. IIb - Sorgenti diffuse: 
Resti di supernova. La regione del centro Galattico e emissione alle alte energie di SgrA*. Fermi bubbles. III - Sorgenti extragalattiche di alte energie IIIa - Sorgenti compatte: Nuclei galattici attivi (AGN), quasar, blazars. Controparti elettromagnetiche di sorgenti di astro-particelle. Ultraluminous X-ray sources (ULXs). IIIb - Sorgenti diffuse: Galassie di tipo starburst. Ammassi di galassie. IIIc - Sorgenti transienti: Tidal disruption events (TDEs). Gamma-ray bursts (GRBs). Controparti elettromagnetiche di sorgenti di onde gravitazionali.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • GRAVITATIONAL WAVES Didattica Web

    Docente:

    Viviana Fafone

    Programma

    La relatività generale in approssimazione di campo debole: equazione d’onda per la radiazione gravitazionale. Sorgenti astrofisiche di onde gravitazionali. Calcolo del segnale gravitazionale emesso da sistemi binari coalescenti. Il collasso gravitazionale e i suoi messaggeri. Radiazione gravitazionale emessa da stelle di neutroni. Fondo stocastico. Spettro della radiazione gravitazionali e metodi di rivelazione: polarizzazione del fondo cosmico di microonde, pulsar timing array. Principali tecniche sperimentali nei rivelatori interferometrici. Basi di analisi dati. Sinergie con esperimenti di tipo elettromagnetico e neutrinico: l’approccio multi-messenger. Risultati recenti e loro implicazioni in fisica fondamentale, astrofisica e cosmologia.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • TEORIA DEI CAMPI E PARTICELLE 1 Didattica Web

    Docente:

    Nazario Tantalo

    Programma

    1. La matrice S, [1, 10] • splitting dell’Hamiltoniana: H0 e H devono avere lo stesso spettro; • funzioni di Green causali ed operatori di Moeller; • espressioni esplicite per la matrice S; • numeri quantici conservati nello scattering: la relazione di intertwining; • teoria delle perturbazioni old–fashioned: la serie di Born; 2. I campi, [1, 4, 6, 8] • descrizione delle particelle nello spazio di Fock: algebra degli operatori di creazione e distruzione per bosoni e fermioni; • proprietà di trasformazione sotto Poincarè degli stati di singola particella; • proprietà di trasformazione sotto Poincarè degli operatori di creazione e distruzione; • condizioni sufficienti per avere matrice S Poincarè invariante: località e causalità; • la matrice S Poincarè invariante scritta in termini dei campi; • rates di decadimento e sezioni d’urto in teorie Poincarè invarianti; 3. Il formalismo canonico, [1, 4, 6] • relazioni di commutazione tra campi e momenti coniugati: il caso dei bosoni e dei fermioni; • Hamiltoniana e Lagrangiana per teorie di campi fermionici e bosonici; • Le equazioni di campo per bosoni e fermioni; 4. Il formalismo funzionale, [1, 3, 4] • derivazione dell’integrale sui cammini Minkowskiano per i bosoni partendo dal formalismo canonico; • derivazione dell’integrale sui cammini Euclideo per i bosoni partendo dal formalismo canonico: stessa fisica diverso andamento temporale dei correlatori; • connessione formale Mikowskiano–Euclideo attraverso la rotazione di Wick; • l’integrale funzionale fermionico; • le sorgenti: il funzionale generatore Z[J] per il calcolo delle funzioni di Green; 5. La teoria delle perturbazioni covariante, [3, 7] • espansione perturbativa del funzionale generatore Z[J]; • calcoli espliciti di funzioni di correlazione in teoria delle perturbazioni in lambda phi^4; • calcoli espliciti di funzioni di correlazione nel caso fermionico; • deduzione delle regole di Feynman dall’espansione di Z[j]; • le funzioni di Green connesse e il funzionale W[J]; 6. Elementi di matrice S estratti dai correlatori, [1, 4, 6] • polologia dei propagatori liberi sia nel caso Minkowskiano che Euclideo; • rappresentazione di Heisenberg e decomposizione spettrale dei correlatori; • il concetto di operatore interpolante e decomposizione di Kallen–Lehmann dei correlatori a due punti; • L’ipotesi asintotica; • formule di riduzione LSZ per i bosoni; • formule di riduzione LSZ per i fermioni; • verifica diagrammatica che in lambda phi^4 si ottiene lo stesso elemento di matrice S usando sia phi che phi^3 come operatore interpolante; 7. Regolarizzazione e schemi fisici di rinormalizzazione, [1, 3, 9] • divergenze ultraviolette nello spazio delle coordinate: i campi sono distribuzioni e il prodotto di distribuzioni nello stesso punto è singolare; • hard–cutoff regularization; • il reticolo come regolatore; • la regolarizzazione dimensionale; • analisi all–orders in teoria delle perturbazioni delle divergenze ultraviolette: criterio di rinormalizzabilità da power–counting; • in una teoria rinormalizzabile i parametri liberi vanno fissati in termini di un egual numero di input fisici (sperimentali se la teoria deve riprodurre il mondo reale); • calcolo della massa fisica in lambda phi^4; • calcolo di Z_phi in lapmbda phi^4; • calcolo della sezione d’urto fisica 2→2 in lambda phi^4; • l’azione efficace Gamma[phi]; • la serie in hbar e calcolo esplicito di Gamma[phi] all’ordine O(lambda hbar) in lambda phi^4: le correzioni quantistiche generano tutti gli operatori permessi dalle simmetrie; • concetto generale di teoria effettiva; 8. Equazioni di Dyson–Schwinger e Identità di Ward, [3] • formula generica per la derivazione di equazioni di campo: i termini di contatto; • il caso delle simmetrie: gli effetti quantistici possono rompere le simmetrie classiche (anomalie); • formula generica per derivare le identità di Ward non anomale; 9. La QED, [1, 4, 6] • quantizzazione di sitemi vincolati: esempio in meccanica quantistica non–relativistica; • quantizzazione canonica della QED: il ruolo della gauge di Coulomb; • quantizzazione covariante della QED nel formalismo funzionale mediante metodo di Faddeev–Popov; • connessione quantizzazione covariante e canonica mediante identità di Ward; • le regole di Feynman della QED; 10. Processi al tree–level, [1, 4, 6] • sezione d’urto e+e−→ mu+mu−; • lo spazio delle fasi a tre corpi e il diagramma di Dalitz; • decadimento del muone nella teoria di Fermi; Riferimenti bibliografici [ 1] S. Weinberg, “The Quantum theory of fields. Vol. 1: Foundations,” [ 2] S. Weinberg, “The quantum theory of fields. Vol. 2: Modern applications,” [ 3] J. Zinn-Justin, “Quantum field theory and critical phenomena,” Int. Ser. Monogr. Phys. 113 (2002) 1. [ 4] A. Duncan, “The conceptual framework of quantum field theory” [ 5] H. Georgi, “Lie algebras in particle physics,” Front. Phys. 54 (1999) 1. [ 6] C. Itzykson and J. B. Zuber, “Quantum Field Theory,” New York, Usa: Mcgraw-hill (1980) 705 P.(International Series In Pure and Applied Physics) [ 7] L. H. Ryder, “Quantum Field Theory,” [ 8] M. D. Schwartz, “Quantum Field Theory and the Standard Model,” [ 9] S. Coleman, “Aspects of Symmetry : Selected Erice Lectures,” doi:10.1017/CBO9780511565045 [10] R. G. Newton, “Scattering Theory Of Waves And Particles,” New York, Usa: Springer ( 1982) 743p

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

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    ITA
  • METODOLOGIE SPERIMETALI PER LA RICERCA DEI PROCESSSI RARI Didattica Web

    Docente:

    Vincenzo Caracciolo

    Programma

    Introduzione ad alcune delle tematiche più significative: l’investigazione sui neutrini solari, sulla Materia Oscura dell’Universo, sugli assioni solari, sui processi di decadimento doppio beta, sulla stabilità della materia e su altri decadimenti rari. Metodologie principali per la progettazione di un esperimento efficace. Analisi delle principali tecniche sperimentali dedicate. Descrizione comparativa di alcuni esperimenti noti e cenno alle caratteristiche necessarie per gli apparati sperimentali della prossima generazione.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

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    ITA
  • ASTROBIOLOGY AND HABITABILITY Didattica Web

    Docente:

    Amedeo Balbi

    Programma

    - Introduzione all’astrobiologia. - L'universo e l'ambiente cosmico - La formazione degli elementi chimici - Formazione stellare e ipotesi sull'origine dei sistemi planetari - Requisiti per la vita come noi la conosciamo - Chimica prebiotica, evoluzione molecolare e vita cellulare - Estremofili e la ricerca di vita in altri pianeti - Lo spazio come ambiente estremo. - Esperimenti in bassa orbita terrestre (Expose e Biopan) - La litopanspermia - Ricerca di vita nel sistema solare - Ricerca di vita fuori del sistema solare. - Abitabilità galattica

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

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    ITA
  • MICROSCOPIA E NANOSCOPIA Didattica Web

    Docente:

    Anna Sgarlata

    Programma

    Introduzione alla Scienza e Tecnologia su scala Nanometrica. Tecniche di Superficie in Ultra Alto Vuoto e Struttura delle Superfici Solide. Principali processi fisici che intervengono quando una particella carica e/o una radiazione interagiscono con la materia. La Microscopia di sonda a Scansione: in particolare la Microscopia a Scansione a Effetto Tunnel, in Vuoto e in Liquido e La Microscopia a Forza Atomica. La Microscopia Elettronica : in particolare in Trasmissione e in Scansione. Moderne tecniche di litografia su scala nanometrica quali la Nanolitografia basata sull’Autorganizzazione e la Nanostrutturazione Artificiale e Naturale dei materiali. Per ogni tecnica sperimentale studiata sono individuati i principi teorici di funzionamento, l’apparato sperimentale, l’analisi dei dati e le possibili informazioni deducibili dalle diverse tecniche di acquisizione.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

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    ITA
  • OCEANOGRAFIA FISICA Didattica Web

    Docente:

    Federico Falcini

    Programma

    1) Elementi fondamentali caratterizzanti l’oceano da un punto di vista fisico e chimico: distribuzioni dei parametri idrologici lungo la colonna d’acqua oceanica; comportamento dell’acqua di mare in diverse condizioni di temperatura e pressione (espansione termica, congelamento, compressibilità, variazione adiabatica di temperatura, calore specifico, conducibilità termica). Strumenti per caratterizzare le acque oceaniche (e.g. diagramma di temperatura e salinità); stabilità ed instabilità della colonna d’acqua (frequenza di Brunt-Vaisala, shear instability). 2) Elementi di teoria della circolazione oceanica: studio e analisi delle principali forze che regolano la circolazione oceanica (il ruolo del wind stress e della densità); teoria dell’interazione aria-mare; correnti di Ekman. Generazione di correnti geostrofiche; ruolo della stratificazione: compensazione baroclina, correnti relative e loro calcolo da dati idrologici. Vortici geostrofici barotropici e baroclini; il bilancio di Sverdrup, intensificazione occidentale, cenni sui modelli di Stommel e di Munk. 3) Introduzione alla variabilità oceanica ed il suo impatto sul sistema climatico terrestre: onde di Rossby barotropiche e barocliniche; onde topografiche e onde di Kelvin: derivazione della relazione di dispersione, in fluidi omogenei e stratificati; ruolo dell’oceano nella variabilità del sistema climatico, principali indicatori della variabilità oceanica e climatica (e.g. Artic Oscillation (AO), ENSO (El Nino Southern Oscillation), AMO (Atlantic Meridional Oscillation), QBO (Quasi-Biennial-Oscillation). 4) Modellistica analitica e numerica oceanografica: modelli semplificati ed analitici (e.g. modello di Stommel), circolazione termoalina, stati multipli di equilibrio; diagramma di isteresi e di biforcazione; modelli di circolazione oceanici tridimensionali; parametrizzazione delle piccole scale (modelli di chiusura della turbolenza) esempi di implementazione di un modello numerico dell’oceano (e.g. modello del Mar Mediterraneo).

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

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    ITA
  • FISICA DEI PLASMI Didattica Web

    Docente:

    Giuseppe Consolini

    Programma

    Introduzione ai plasmi. Moto di particelle nel campo elettromagnetico ed invarianti adiabatici. Teoria delle collisioni nei plasmi. Descrizione statistica ed equazione di Klimontovich per i plasmi: dalla descrizione cinetica a quella fluida. Equazioni magnetoidrodinamiche. Condizioni per l'equilibrio idromagnetico: equilibri "force-free", condizione per l'equilibrio di Ferraro ed equazione di Grad-Shafranov. Instabilità nei plasmi. Onde magnetoidrodinamiche. Onde di plasma. Cenni sull'elicità magnetica e topologia. Cenni sulla riconnessione magnetica e sulla turbolenza magnetoidrodinamica

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • INTERNET SERVICES PERFORMANCE Didattica Web

    Docente:

    Giuseppe Iazeolla

    Programma

    1.Internet model building: model development methods of Internet platform and services. 2.Internet workload characterization: methods to model and characterize the Internet software workloads and traffic. 3.Internet model evaluation: methods for the efficiency, availability and reliability prediction of 4.Internet platforms and services in the design and implementation phases. 5.Internet model-driven QoS management: QoS definition of Internet platforms and services and their QoS dynamic management. 6.Tools for Model building and evaluation: experimentation of model-development and model-use tools for the study of Internet platform and services.

    Numero crediti

    9

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • MACHINE LEARNING METHODS FOR PHYSICS Didattica Web

    Docente:

    Gaetano Salina

    Programma

    1) Introduzione alle reti neurali 2) Apprendimento supervisionato / Discesa gradiente stocastico 3) Apprendimento profondo (Deep Learning) / Reti convoluzionali 4) Apprendimento senza supervisione, ie, Modelli Generativi 5) Reti ricorsive per l'analisi di sequenze temporali 6) Reinforcement Learning / Q-learning 7) Teorema del Policy-Gradient / Algoritmi Policy-Gradient

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • METEOROLOGIA SINOTTICA Didattica Web

    Docente:

    Stefano Federico

    Programma

    - Equazione idrostatica - Prima legge della termodinamica - Processi adiabatici - Vapore acqueo nella particella d’aria - Seconda legge della termodinamica - Cinematica dei flussi a larga scala - Dinamica - Equazioni primitive - Circolazione generale in atmosfera - Cicloni extratropicali - Effetti orografici - Convezione profonda - (Cicloni tropicali)

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • SPACE WEATHER Didattica Web

    Docente:

    Francesco Berrilli

    Programma

    Nozioni di base: Parametri di base del sole, concetti di base della struttura solare (argomenti dimensionali), pressione, temperatura e luminosità. Il problema dei neutrini solari: I processi termonucleari nel Sole (p-p, CNO), spettro dei neutrini solari, esperimenti (Homestake, Gallex, SAGE, Super-Kamiokande, SNO), oscillazioni del neutrino. Spettro solare: interpretazione dello spettro solare, L'equazione del trasferimento radiativo e oscuramento al bordo di una stella risolta, modelli di atmosfera reale, secondo spettro solare, spettro del Balmer solare e rapporto H- / H. Convezione turbolenta stellare: convezione di Rayleigh-Bénard, criteri di instabilità (Ledoux e Schwarzschild), gradiente di temperatura adiabatica, zona di convezione, nuovo paradigma di convezione multiscala turbolenta, regimi di magneto-convezione, collasso convettivo. Eliosimologia: oscillazioni solari, onde di pressione e di gravità, modi p e g, propagazione di onde di gravità, frequenza di Brunt-Väisälä, risultati di eliosismologia (profili di rotazione solare, oscillazioni torsionali, tachoclina), eliosismologia locale. Dinamo globale stellare: dinamo solare globale, cicli solari, diagramma a farfalla, legge di polarità di Hale, legge di Joy, inversione del campo magnetico, regioni effimere (EPR), dinamo Babcock-Leighton, regimi MHD, flussi di plasma sul Sole, attività solare e dinamica su piccola scala, rilevazione di pianeti extrasolari e rumore stellare: la lezione solare. Solar Drivers di Space Weather: il collegamento fotosfera-cromosfera-Corona, buchi coronali, Coronal Mass Ejections (CMEs), vento solare, Co-rotating Interacting Regions (CIRs), il campo magnetico interplanetario (Parker Spiral). Algoritmi di previsione flare: previsione di brillamenti solari di classe M e X, proxy di campi magnetici fotosferici e parametri di regioni attive, telescopio MOTH e campo magnetico solare 3D. Il sole e il clima terrestre: l'influenza solare sul clima, il paradosso del sole debole, l'irradiazione solare totale e spettrale, la variabilità solare magnetica, i cicli di Milankovitch e l'orbita terrestre (eccentricità, obliquità, precessione), modulazione solare dei raggi cosmici, ozono stratosferico e spettro solare variabilità.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • CHEMODINAMICA DELL'ATMOSFERA Didattica Web

    Docente:

    Francesca Costabile

    Programma

    Il corso è suddiviso in quattro moduli, di cui tre in aula ed uno in laboratorio informatico: I. Composizione dell’atmosfera: inquinanti gassosi in tracce ed aerosol. II. Aerosol troposferico: proprietà microfisiche (distribuzioni dimensionali) e dinamiche di formazione e crescita (nucleazione, coagulazione e condensazione). Composti gassosi in tracce: dinamiche di formazione, trasporto, diffusione e rimozione in troposfera. III. Interazione di composti gassosi ed aerosol con radiazione: natura del materiale assorbente e scatterante in troposfera. IV. Analisi di dati sperimentali (si utilizzerà MATLAB®)

    Numero crediti

    8

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • FISICA DELL' ATMOSFERA Didattica Web

    Docente:

    Francesco Cairo

    Programma

    Descrizione dell’atmosfera e meccanismi che ne influenzano il comportamento; Concetti termodinamici; Sistemi eterogenei e trasformazioni dell’aria umida; Equilibrio idrostatico e stabilità static; Trasferimento radiativo; Aerosol e Nubi; Strato limite; Chimica dell’Atmosfera; La circolazione generale.

    Numero crediti

    9

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • CLIMATOLOGIA Didattica Web

    Docente:

    Federico Fierli

    Programma

    Introduzione al sistema climatico terrestre. Spettro di corpo nero: limite classico e implicazioni per la radiazione terrestre. - Modello 0D: Bilancio radiativo con riferimenti ai pianeti solari. Modelli semplificati di bilancio energetico: interazione albedo-temperatura e paradosso del giovane sole debole. Stabilità, instabilità e processi di retroazione. Variabilità paleoclimatica, processi di glaciazione, “snowball earth”. Metodi di datazione isotopica e ricostruzione di serie temporali. Ruolo climatico delle nubi e della convezione. - Modelli 1D: Equazione del trasferimento radiativo, modello “grey gas”, effetto serra a valanga, atmosfera assorbente nell'ultravioletto. Proprietà spettrali dell'atmosfera. Bilancio energetico atmosferico. Entropia nel sistema climatico. - Cenni di circolazione oceanica e processi di scambio oceano-atmosfera. Bilancio energetico accoppiato oceano-atmosfera. Trasporto di energia e ciclo dell'acqua. Bilancio energetico e radiativo osservati. - Biosfera e cicli biogeochimici. Gas a effetto serra e interazione dinamica-chimica. Il ciclo del carbonio oceanico e processi di acidificazione. Ciclo dell'ossigeno e dell'azoto in atmosfera e ruolo climatico dell'ozono stratosferico. Il corso include esercizi da svolgere in classe ed una serie di esercitazioni di calcolo numerico e di analisi di dati per approfondimento dei punti svolti a lezione.

    Numero crediti

    9

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • DATA MODELING AND APPLICATIONS Didattica Web

    Numero crediti

    9

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • WEB MINING AND RETRIEVAL Didattica Web

    Docente:

    Roberto Basili

    Programma

    Programma Sezione I: Machine Learning e Learning basato su kernel. Richiami. Metodi Supervised. Metodi probabilistici e generativi. Metodi Unsupervised. Clustering. Metriche di similarità semantica. Metodi agglomerativi. K-mean. Modelli Markoviani. Hidden Markov Models. Kernel-based kernels. Kernel polinomiali e RBF. String Kernels. Tree kernels. Latent Semantic kernels. Semantic kernels. Applicazioni. Sezione II: Statistical Language Processing Supervised Language Processing tools. HMM-based POS tagging. Named Entity Recognition. Statistical parsing. PCFGs: Charniak parser. Modelli di Parsing Lessicalizzati. Shallow Semantic Parsing: kernel based semantic role labeling. Information Extraction. Sezione III: Web Mining & Retrieval. Modelli di ranking per il Web. Introduzione alla Social Network Analysis: rango, centralità. Modelli di random walk: Page Rank. Motori di ricerca. SEO. Google. Sistemi di Question Answering. Open-domain Information Extraction. Acquisizione di Conoscenza da Wikipedia. Social Web. Algoritmi su grafi per la community detection. Introduzione all’Opinion Mining e al Sentiment Analysis.

    Numero crediti

    9

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • RADIOACTIVITY Didattica Web

    Docente:

    Riccardo Cerulli

    Programma

    Introduzione storica. Il nucleo atomico. Le leggi del decadimento radioattivo. Decadimento alfa. Decadimento beta. Decadimento gamma. Decadimenti esotici. Sorgenti radioattive. Interazione radiazione-materia. La non conservazione della parità nel decadimento beta. Fissione e fusione nucleare. Misura della massa del neutrino. L’origine degli elementi. Nucleosintesi nell’Universo primordiale e nelle stelle. Evoluzione della stella. La radioattività naturale e le radiazioni naturali. Altre sorgenti naturali: i raggi cosmici e i neutrini solari. Il Radon. Radioattività interna nell’uomo. I rivelatori di particelle. Elementi di dosimetria delle radiazioni. Effetto biologico delle radiazioni. Schermatura dalle radiazioni. Applicazioni della fisica nucleare: il metodo dell’attivazione neutronica e la radiodatazione. Tecniche di imaging nucleare.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • PHYSICS OF ENERGY AND THE ENVIRONMENT Didattica Web

    Docente:

    Lucio Cerrito

    Programma

    Stima delle risorse energetiche e dei consumi, termodinamica, analisi di efficienza nel trasferimento di energia, immagazzinamento di energia, modelli semplificati dell'effetto serra, trend nelle temperature medie globali, il sistema climatico, il dibattito sul clima, cambiamenti climatici, modelli del clima terrestre, energia solare, reazioni nucleari nel sole, fisica dei semiconduttori, celle solari, energia eolica, fissione nucleare, fusione nucleare, impatto ambientale dell'energia nucleare.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • MICROELETTRONICA Didattica Web

    Docente:

    Davide Badoni

    Programma

    Introduzione al progetto analogico. Modelli semplificati di circuiti elettronici a dispositivi attivi. Fisica di base del dispositivo “MOSFET”. Panoramica sui dispositivi e tecnologie di processo CMOS. Introduzione alla trattazione del rumore elettrico nei circuiti. Strumenti per la simulazione di circuiti analogici (Spice e Spectre). Metodologie e tecniche di progettazione. Flusso di progettazione: disegno schematico, simulazione, layout. Tecniche di layout specifiche per circuiti analogici. Amplificatori, classificazioni generali e tipi di amplificatori: in tensione, in corrente, a trans-conduttanza, a trans-resistenza. Circuiti di base nella progettazione analogica. Amplificatori a singolo stadio. Specchi di corrente. Amplificatore Operazionale a trans-conduttanza (OTA). Classi di amplificazione di potenza: A, AB, B e C. Esempi applicativi: - Front-End per rivelatori di particelle negli esperimenti di fisica per le alte energie - VLSI neuromorfo (reti neuronali).

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • FISICA DELLE ASTROPARTICELLE Didattica Web

    Docente:

    Pierluigi Belli

    Programma

    Richiami sintetici su interazioni fondamentali tra particelle, onde e particelle, campi fondamentali, Modello standard delle particelle. Cenni storici. Fenomenologia dei Raggi Cosmici. Spettro energetico, composizione, origine galattica ed extragalattica. Meccanismi di produzione e di accelerazione. Raggi Cosmici di altissima energia. Effetto GZK. Situazione sperimentale. Considerazioni energetiche e sorgenti possibili. Raggi gamma. Tecniche di rivelazione. L’asimmetria dell’Universo. L’astronomia del neutrino. Nucleosintesi e neutrini cosmologici. Neutrini da sorgenti astrofisiche. Il Big Bang e la materia oscura (DM) dell’Universo. Ruolo della DM. Natura della DM. Indicazioni e segnali sperimentali. Onde gravitazionali e tecniche di rivelazione.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • INTRODUZIONE ALLE TECNOLOGIE QUANTISTICHE Didattica Web

    Docente:

    Andrea Salamon

    Programma

    Logica classica. Sistema binario. Porte logiche classiche. Entropia classica. Richiami di meccanica quantistica. Sistemi a due livelli. Il qubit. Sfera di Bloch e vettori colonna. Porte logiche quantistiche. Algoritmi quantistici. Trasformata di Fourier quantistica. Algoritmo di Shor. Algoritmo di Grover. Evoluzione temporale. Decoerenza. Protocolli di correzione degli errori. Calcolo quantistico con ioni intrappolati, atomi di Rydberg, sistemi superconduttivi. Cenni di crittografia classica. Crittografia quantistica. Protocollo BB84 e B92. Realizzazione fisica di un sistema di crittografia quantistica. Paradosso EPR. Teorema di Bell e disuguaglianza CHSH. Stati entangled. Teletrasporto quantistico. Esempi sperimentali. Richiami di ottica quantistica. Calcolo quantistico con ottica lineare. Sorgenti e rivelatori di singolo fotone, porte logiche. Fotonica su silicio.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

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    ITA
  • FISICA DEL NEUTRONE E APPLICAZIONI Didattica Web

    Docente:

    Carla Andreani

    Programma

    1. Il neutrone come particella elementare. 2. Scoperta del neutrone e Proprietà del neutrone. 3. Sorgenti di neutroni: Sorgenti da laboratorio, Reattori e Sorgenti a Spallazione, Sorgenti di neutroni compatte 4. Strumentazione per scattering di neutroni: Targhette, moderatori, componenti di beamlines 5. Rivelatori per neutroni Reazioni nucleari dirette, nucleo composto, risonanze Sezioni d’urto neutroniche Metodi per la rivelazione di neutroni lenti Metodi per la rivelazione di neutroni veloci e spettroscopia 6. Strumentazione geometria diretta e Strumentazione geometria inversa 7. Scattering di neutroni: Teoria dello scattering nucleari di neutroni lenti:: generalità. La sezione d’urto di scattering. L’approssimazione di Born e lo scattering da un singolo nucleo. Definizione di sezione d’urto totale, parziale e doppio differenziale. Scattering elastico e diffrazione alla Bragg. Scattering inelastico (coerente; ed incoerente) Spettroscopia di neutroni, elettroni ed X. Sezione d’urto coerente ed incoerente. Fattore di struttura dinamico. Scattering da liquidi e amorfi. Spettroscopia di neutroni, elettroni ed X. Scattering fortemente inelastico: Deep Inelastic Neutron Scattering (DINS). 8. Scattering di neutroni applicato allo studio della materia condensata e dei materiali e storico artistici; Radiografia (imaging) e tomografia neutronica. Soft Error nei dispositivi elettronici causati dall’interazione con neutroni veloci (MeV). Studio delle tensioni residue di bulk nei materiali di interesse storico artistico.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

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    ITA
  • SUPERSIMMETRIA Didattica Web

    Docente:

    Francesco Fucito

    Programma

    Supersimmetria N=1 globale. Multipletti e lagrangiane. Rottura spontanea della super simmetria. Supersimmetrie globali estese e generalizzazioni a D4. Rinormalizzazione e termini soffici. Il problema della gerarchia delle scale. Modello standard minimale supersimmetrico.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

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    ITA
  • PLANETARY SCIENCES AND SPACE MISSIONS Didattica Web

    Docente:

    Alessandro Mura

    Programma

    Argomenti generali: Il sistema solare; Interni e superfici Planetarie; Atmosfere e magnetosfere; Formazione planetaria; Ambienti planetari e composti organici; Missioni planetarie di interesse Struttura del corso: Introduzione: le missioni di Esplorazione I risultati più recenti, le scoperte più importanti Generalità del Sistema Solare e caratteristiche dei corpi che lo costituiscono I Corpi Primitivi e la Formazione del Sistema Solare Il Sistema Solare Esterno Pianeti giganti e pianeti ghiacciati, Satelliti Regolari: nebulose protosatellitari Satelliti di Giove e Saturno L'ambiente intorno a Giove e Saturno Marte Morfologia superficiale e processi associati Follow the water e cronologia marziana L'ambiente esterno Venere Geologia e geofisica di Venere Atmosfera e ambiente esterno Mercurio I crateri di impatto La struttura interna di Mercurio L'esosfera, la magnetosfera e la relazione con il vento solare. La vita nel Sistema Solare Ingredienti e condizioni necessarie Ambienti di rilevanza esobiologica, Comete, Asteroidi Mars Express / ExoMars e il Metano e l'Acqua su Marte Europa, Encelado, Titano: Cassini/Galileo e gli Oceani subsuperficiali Esobiologia ed Astrobiologia

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

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    ITA
  • ELEMENTI DI QCD NON PERTURBATIVA Didattica Web

    Docente:

    Giulia Maria De Divitiis

    Programma

    Modello a Quark. Parametrizzazione degli elementi di matrice adronici. Simmetrie Globali di Flavour. Simmetria Chirale, Algebra delle Currenti. ChromoDinamica Quantistica, Lagrangiana di QCD. La costante di accoppiamento delle interazioni forti, funzione Beta, Libertà Asintotica. Spazio e tempo discretizzati. Teorie di Gauge su Reticolo. Campi Fermionici e di gauge. Simmetrie Discrete e Simmetria Locale di Gauge. Formulazione dell’azione di QCD su reticolo: Azioni di Gauge e Fermionica. Confinamento, Loop di Wilson. Algoritmi Numerici, Metodi Monte Carlo, Catene di Markov. Errori Statistici e Sistematici. Funzioni di Correlazione reticolari e operatori Interpolanti, Decomposizione Spettrale. Correlatori a due e tre punti per stati mesonici.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

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    ITA
  • TEORIE RELATIVISTICHE E SUPERGRAVITA' Didattica Web

    Docente:

    Fabio Riccioni

    Programma

    Gruppi di Lorentz e di Poincaré e rappresentazioni. Simmetrie e teorema di Noether. Gruppi di Lie. Teorie di Yang-Mills. Rottura spontanea della simmetria. Monopoli e istantoni. Supersimmetria. Relatività generale. Buchi neri. Supergravità. Soluzioni di buchi neri e p-brane in supergravità.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

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    ITA
  • IONIZING RADIATION FOR MEDICAL PHYSICS Didattica Web

    Docente:

    Maria Cristina Morone

    Programma

    INTRODUZIONE Rianalisi dei principali effetti di interazione tra radiazione e materia con focalizzazione sulle dipendenze delle sezioni d’urto da Z, E, densità elettronica. TECNICHE RADIOGRAFICHE Tubo Radiogeno, principio di funzionamento, componenti, effetto hell. Spettro energetico raggi X. Interazione raggi X con tessuti biologici e formazione immagini radiografiche . Film, schermi intensificatori, griglie. Mammografia e RX ad alto contrasto. Tecniche speciali: Fluoroscopia, DS Angiography, Dual Energy radiography. CT: principio fisico di funzionamento, ricostruzione iterativa. Rivelatori in TC. TC multistrato, artefatti. IMAGING NUCLEARE Tecniche e modalità di imaging funzionale. Radiotraccianti e metodi di produzione di radioisotopi per uso medico. La gamma camera: principio di funzionamento e struttura tomografo. La PET: principio fisico, tomografo, componenti risposta, limiti alla risoluzione spaziale. PARAMETRI DELL' IMAGING E TECNICHE DI FILTRO Qualità delle immagini diagnostiche. Risoluzione spaziale, contrasto e loro interdipendenza. Rumore, filtri spaziali, filtri in frequenza. DOSIMETRIA E RADIOPROTEZIONE Definizione principali grandezze dosimetriche. Cavità di Bragg - Gray. Condizioni di CPE. Dosimetri principali. Grandezze dosimetriche operative. RADIOBIOLOGIA Effetti radiazione su organismi biologici: fasi fisica, chimica, biologica. Radiolisi dell’acqua, ciclo cellulare, mitosi, DNA. Effetto ossigeno e bystander. Tipi di lesione al DNA, aberrazioni cromosomiche, morte cellulare. Classificazione danni da radiazione, curve di sopravvivenza cellulare e dipendenze. Modello lineare quadratico. Curve dose-effetto. Definizione RBE. RADIOTERAPIA Fondamento logico, finestra terapeutica. Apparecchiature per teleterapia e Radioterapia con raggi X ed elettroni. Dose assorbita nel paziente: build-up, skin sparing, dose in uscita. Funzioni per il calcolo della dose nel paziente. Curve di isodose, correzioni per inomogeneità e profondità. Combinazioni di due o più fasci, definizione dei volumi e degli OAR. Dispositivi di immobilizzazione, simulazione dei trattamenti. Valutazioni del trattamenti con DVH e film per portale. Radioterapia con elettroni. Generalità sui Treatment Plannig System. Tecniche speciali: brachiterapia, sterotassi con gammaknife, cyberknife. Radioterapia conformazionale, collimatori Multileafs, IMRT. ADROTERAPIA Razionale, basi fisiche: interazione adroni con la materia, picco di bragg. Straggling logitudinale e trasversale. Frammentazione nucleare ed effetti. RBE per adroni e sua dipendenza dal LET, da Z… Modelli per il calcolo della dose: LEM. Macchinari per adroterapia: acceleratori, line di fascio e sistemi passivi e attivi di conformazione al target. Organi in movimento. Cenni sulla BNCT.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

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    ITA
  • GRAVITATIONAL PHYSICS Didattica Web

    Docente:

    Alessio Rocchi

    Programma

    Gravitazione newtoniana (teoria del potenziale, fluidodinamica newtoniana, quantità conservate - corpi a simmetria sferica/non sferica, geodesia, maree - moto kepleriano, metodi perturbativi - verifiche della legge dell'inverso del quadrato, misure di G). Fondamenti - Principio di Equivalenza (WEP, EEP, SEP) e sue verifiche sperimentali. Gravitazione post-newtoniana (formalismo PPN, principali effetti PPN, equazioni del moto, gravitomagnetismo, effetti PPN in orbita terrestre). Verifiche sperimentali della gravitazione PPN (massa di prova gravitazionale, tecniche di inseguimento (SLR, radiometrica), satelliti geodetici, dinamica dei satelliti in orbita terrestre, sistemi di riferimento, POD dei satelliti geodinamici, GNSS, LLR, Cassini e altre missioni in spazio profondo, BepiColombo, ISA). Verifiche della Relatività Generale tramite l'osservazione radio di sistemi binari di stelle di neutroni. Pulsar Timing: correzioni relativistiche ai tempi di arrivo degli impulsi radio. Parametri post-Kepleriani nel formalismo PPN. Risultati osservativi da alcuni sistemi notevoli: PSR B1913+16; PSR B1534+12; PSR J0737−3039A/B. Brevi cenni sulle onde gravitazionali. Descrizione della dinamica di un sistema binario di oggetti compatti nel formalismo PPN. Verifiche sperimentali della Relatività Generale: consistenza della forma d'onda; gravitoni massivi; velocità di propagazione delle onde gravitazionali; principio di equivalenza; stati di polarizzazione.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

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    ITA
  • INTRODUCTION TO ACTIVE GALACTIC NUCLEI Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

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    ITA
  • PHYSICS OF INTERSTELLAR MEDIUM Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

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    ITA
  • INTRODUCTION TO COSMOLOGY Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

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    ITA
  • HELIO- & ASTERO-SEISMOLOGY Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

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    ITA
  • SMALL SOLAR SYSTEM OBJECTS Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

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    ITA
  • MECCANICA QUANTISTICA 2 Didattica Web

    Docente:

    Nazario Tantalo

    Programma

    Postulati della meccanica quantistica. Rappresentazioni. Oscillatore armonico tridimensionale. Metodi variazionali. Diffusione da potenziale. Stati stazionari. Pacchetti d’onda. Sezione d’urto. Onde parziali. Teorema ottico. Equazione di Lippmann-Schwinger. Serie di Born. Equazione di Klein-Gordon. Antiparticelle. Equazione di Dirac. Limite non relativistico. Trasformazioni di Lorentz infinitesime. Corrente conservata. Covarianti bilineari. Particelle di Dirac in campo esterno. Coniugazione di carica. Parita' ed inversione del tempo. Equazione di Weyl.

    Numero crediti

    9

    Obbligatorio

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  • STRUTTURA DELLA MATERIA 2 Didattica Web

    Docente:

    Maurizia Palummo

    Programma

    1. La struttura Cristallina 1.1. Reticolo Diretto (RD) 1.1.1. Sistemi cristallini 1.1.2. Reticoli di Bravais 1.1.2.1. Sistemi cristallini 1.1.2.2. Cella primitiva 1.1.2.3. Cella unitaria 1.1.3. Concetto di base 1.1.3.1. Esempi: Grafene, Sistema cubico 1.1.4. Esempi di cristalli reali 1.2. Reticolo Reciproco (RR) 1.2.1. Vettori primitivi 1.2.1.1. Esempi dal sistema cubico 1.2.2. Teorema-Piani(RD)-Direzioni(RR) 1.2.3. Indici di Miller 2. Diffrazione 2.1.1. Trasformata di Fourier della densità di carica 2.1.2. Geometrie sperimentali per misure di diffrazione 2.1.2.1. Sfera di Ewald e relativa costruzione 2.1.2.1.1. Metodo di Laue 2.1.2.1.2. Metodo del Cristallo rotante 2.1.2.1.3. Metodo delle polveri 2.1.3. Fattore di forma atomico e fattore di struttura 2.1.3.1. Approssimazione atomica 2.1.3.2. Legame con il reticolo reciproco e riflessioni proibite Esempio: diffrazione da un fcc, bcc, diffrazione da un diamante 3. La struttura elettronica 3.1. Approssimazione ad elettroni indipendenti 3.1.1. Metodo Hartree-Fock 3.1.1.1. Trasformazione alla forma canonica. 3.1.1.2. Teorema di Koopmans 3.1.1.3. Gas omogeneo di elettroni 3.2. Introduzione sulle regole di somma dovute alla invarianza per traslazione 3.3. Il teorema di Bloch 3.4. Le condizioni al contorno di Born VonKarmann 3.5. La densità degli stati 3.5.1. Punti singolari di Van Hoove in 1,2,3 dimensioni. 3.6. Il concetto di banda di energia 3.6.1. Modello elettrone quasi libero 3.6.1.1. Calcolo delle bande dell’elettrone libero in un cristallo cubico 3.6.2. Legame forte semiempirico 3.6.2.1. Approssimazione a due centri 3.6.2.1.1. Integrali di Koster e Slater per gli stati s e p. 3.6.2.1.2. Esempi: catene lineari, fcc stati s e stati p. Grafene, Nanotubi 3.7. La velocità e la massa efficace 3.8. Concetto di lacuna 4. La struttura fononica 4.1. Catena di atomi 1D 4.2. Catena con due atomi per cella 4.3. Generalizzazione al caso 3D 5. Semiconduttori 5.1. Tipiche strutture a bande di semiconduttori: Si, Ge, GaAs. 5.2. Concentrazione delle cariche all’equilibrio 5.2.1. Massa efficace e densità degli stati nel Si e nel Ge 5.2.2. Legge dell’azione di massa 5.3. Semiconduttori intrinseci 5.3.1. Posizione del potenziale chimico 5.4. Semiconduttori estrinseci 5.4.1. Hamiltoniana; approssimazione della massa efficace 5.4.2. Popolazione dei livelli d’impurezza 5.4.3. Posizione del potenziale chimico in funzione della temperatura 5.5 Cenni alla Giunzione P-N 6. Proprietà Ottiche 6.1 Equazioni di Maxwell in un dielettrico 6.2 Interazione Radiazione-Dielettrico 6.3 Assorbimento e Dispersione 6.3.1 Oscillatore di Lorentz 6.3.2 Modello di Drude 6.3.3 Funzioni dielettriche 6.3.4 Frequenza di Plasma

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

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    ITA
  • CIBERNETICA Didattica Web

    Docente:

    Alessandro Drago

    Programma

    Definizione della cibernetica. Aspetti interdisciplinari e sviluppi della cibernetica. Norbert Wiener e Alan Turing. Generalità: controllo e comunicazione; macchine che imparano; test di Turing; intelligenza artificiale; sistemi esperti. Generalità e classificazione dei sistemi. Sistemi lineari e stazionari (sistemi LTI): rappresentazione matematica e caratterizzazione nel dominio del tempo. Evoluzione libera e risposta forzata. Metodo del nucleo risolvente (funzione di Green). Risposte indici nel dominio del tempo (impulso e gradino). Caratterizzazione sistemi LTI nel dominio della frequenza. Metodo simbolico. Serie e trasformata di Fourier. Trasformata di Laplace. Funzione di trasferimento. Rappresentazione delle funzioni di trasferimento nel dominio di s. Sistemi a costanti distribuite. Rappresentazione delle funzioni di trasferimento nel dominio di ω. Relazioni fra i diagrammi di ampiezza e di fase. Sistemi a sfasamento minimo, legge di Bode. Comportamento asintotico delle funzioni di trasferimento nel dominio della frequenza. Rapprentazione grafica mediante diagrammi di Nyquist e di Bode. Introduzione al linguaggio di programmazione MATLAB con particolare riguardo alle funzioni della Control System Toolbox. Rapresentazione di un sistema LTI nello spazio degli stati. Identificazione dei sistemi. Identificazione nel dominio della frequenza e nel dominio del tempo. Identificazione mediante i diagrammi di Bode, mediante ispezione diretta e con il metodo di Prony. Reazione negativa e sistemi di controllo: introduzione, la controreazione, la reazione positiva, funzione di trasferimento. Criteri di stabilita’: criteri di stabilita’ a ciclo chiuso e a ciclo aperto. Margini di stabilita’. Prestazioni ed errori dei sistemi di controllo. Tecniche di progetto. Teoria della probabilità’: definizioni, probabilità’ condizionali, esperimenti composti. Variabili casuali, funzioni di una variabile casuale, funzioni di più’ variabili casuali. Processi stocastici. Funzioni di correlazione. Misura delle funzioni di correlazione. Spettri di potenza. Processi stazionari. Processi ergodici. Processi di Markov. Rumore: generalità, rumore termico, shot noise, rumore 1/f. Teoria dell'informazione: definizioni. Sorgente, canale, ricevitore. Teoremi di Shannon, canale discreto con rumore. canale continuo con rumore.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • LABORATORIO DI ELETTRONICA Didattica Web

    Docente:

    Paolo Camarri

    Programma

    Linee di trasmissione ideali e reali. Analisi di circuiti nei domini di Laplace e di Fourier. Segnali periodici. Segnali a tempo discreto. DTFT e criterio di Nyquist-Shannon. Trasformata zeta. Elaborazione a tempo discreto di segnali a tempo continuo. Analisi di sistemi lineari nel dominio delle trasformate. Strutture per sistemi digitali. Tecniche di progetto di filtri digitali. DFT e tecniche ottimizzate di calcolo (FFT).

    Numero crediti

    8

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • ELETTRONICA 1 Didattica Web

    Docente:

    Antonio Agresti

    Programma

    Reti a parametri concentrati. Risposte nel dominio del tempo, della frequenza e della frequenza complessa (Trasformata di Laplace e sue applicazioni). Teoremi sulle reti. La controreazione. Filtri Analogici passivi e attivi. Rumore, Noise figure. Amplificatori differenziali e operazionali. Applicazioni lineari e non lineari. Arduino platform. Mosfet e JFET. ADC, DAC.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • FISICA BIOLOGICA 1 Didattica Web

    Docente:

    Silvia Morante

    Programma

    Come si definisce un sistema vivente: il concetto di complessità. La formazione del sistema solare, l’evoluzione del pianeta Terra e la comparsa della vita. Dalla protocellula (Oparin) alla cellula: procarioti ed eucarioti. La cellula: meccanismi di comunicazione e riconoscimento tra cellule. Le macromolecole: proteine, acidi nucleici, zuccheri e lipidi. Il messaggio biologico e la doppia elica del DNA: replicazione, trascrizione e traduzione. Sequenziamento e mappatura del DNA. La misura del contenuto informativo del genoma. I problemi NP-completi (il problema di Hamilton) e il DNA computing. La legge di Zipf e l'invarianza di scala. L’entropia relativa come misura della similarità tra stringhe di caratteri (DNA e proteine). Metodi matematici per l’analisi delle sequenze: processi di Markov; Teorema di Bayes nel continuo; pressione selettiva e abbondanza o rarità di oligonucleotidi; il modello evolutivo di Eigen. Le proteine, gli amino acidi e la catena polipeptidica. Proprietà fisico-chimiche degli amino acidi. Proteine: funzione e folding: struttura secondaria e terziaria. Interazione proteina-proteina. Struttura quaternaria e cooperatività: il modello MCW. Le banche dati: acidi nucleici e proteine.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • LABORATORIO DI FISICA BIOLOGICA Didattica Web

    Docente:

    Francesco Stellato

    Programma

    Interazione radiazione-materia. Proprietà vibrazionali, rotazionali ed elettroniche delle molecole. Spettroscopia UV-Visibile, infrarossa, di fluorescenza e Raman. Risonanza magnetica nucleare e paramagnetica. Microscopia ottica, elettronica e a microscopia a forza atomica. Scattering statico e dinamico della luce. Sincrotroni e Laser a Elettroni Liberi. Tecniche a raggi X per lo studio dei sistemi biologici:cristallografia a raggi X, cristallografia seriale, spettroscopia di assorbimento dei raggi X, diffusione dei raggi X a piccolo e a grande angolo, imaging coerente.

    Numero crediti

    8

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • TEORIA E TECNICHE COMPUTAZIONALI PER LA FISICA BIOLOGICA Didattica Web

    Docente:

    Velia Minicozzi

    Programma

    1) La nozione di ensemble: ensemble micro-canonico canonico e gran-canonico. Teorema di Liouville. Equivalenza tra ensembles. Il teorema di equipartizione dell'energia. Potenziali termodinamici. 2) Introduzione al modelling di biomolecole. Force-fields empirici. Sviluppo in multipoli. Polarizzazione. Forze di van der Waals. Modelli di acqua. Somme di Ewald. Reaction Field. 3) Algoritmi di minimizzazione 4) Dinamica molecolare classica. Equazioni di Hamilton e loro discretizzazione. Algoritmi di integrazione (Leap Frog, Velocity Verlet e Multiple Time Step). 5) Vincoli. Termostati e barostati (isogaussiano, Berendsen, Andersen, Lagrangiana estesa) 6) Grandezze misurabili nelle simulazioni. Funzioni di correlazione. Coefficiente di diffusione. Leggi di Fick, Green-Kubo. 7) Equazione di Langevin. 8) Metodo Monte Carlo e bilancio dettagliato. MC in NVT e NPT. 9) Ensemble generalizzati: MUCA, REMC e REMD. 10) Calcolo dell’energia libera. Teorema di Jarzynski e Umbrella sampling. 11) Dinamica molecolare ab-initio (Ehrenfest, Born-Oppenheimer e Car Parrinello) 12) Docking molecolare

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • FISICA QUANTISTICA DELLA MATERIA 2 Didattica Web

    Docente:

    Maurizia Palummo

    Programma

    1. La struttura Cristallina 1.1. Reticolo Diretto (RD) 1.1.1. Sistemi cristallini 1.1.2. Reticoli di Bravais 1.1.2.1. Sistemi cristallini 1.1.2.2. Cella primitiva 1.1.2.3. Cella unitaria 1.1.3. Concetto di base 1.1.3.1. Esempi: Grafene, Sistema cubico 1.1.4. Esempi di cristalli reali 1.2. Reticolo Reciproco (RR) 1.2.1. Vettori primitivi 1.2.1.1. Esempi dal sistema cubico 1.2.2. Teorema-Piani(RD)-Direzioni(RR) 1.2.3. Indici di Miller 2. Diffrazione 2.1.1. Trasformata di Fourier della densità di carica 2.1.2. Geometrie sperimentali per misure di diffrazione 2.1.2.1. Sfera di Ewald e relativa costruzione 2.1.2.1.1. Metodo di Laue 2.1.2.1.2. Metodo del Cristallo rotante 2.1.2.1.3. Metodo delle polveri 2.1.3. Fattore di forma atomico e fattore di struttura 2.1.3.1. Approssimazione atomica 2.1.3.2. Legame con il reticolo reciproco e riflessioni proibite Esempio: diffrazione da un fcc, bcc, diffrazione da un diamante 3. La struttura elettronica 3.1. Approssimazione ad elettroni indipendenti 3.1.1. Metodo Hartree-Fock 3.1.1.1. Trasformazione alla forma canonica. 3.1.1.2. Teorema di Koopmans 3.1.1.3. Gas omogeneo di elettroni 3.2. Introduzione sulle regole di somma dovute alla invarianza per traslazione 3.3. Il teorema di Bloch 3.4. Le condizioni al contorno di Born VonKarmann 3.5. La densità degli stati 3.5.1. Punti singolari di Van Hoove in 1,2,3 dimensioni. 3.6. Il concetto di banda di energia 3.6.1. Modello elettrone quasi libero 3.6.1.1. Calcolo delle bande dell’elettrone libero in un cristallo cubico 3.6.2. Legame forte semiempirico 3.6.2.1. Approssimazione a due centri 3.6.2.1.1. Integrali di Koster e Slater per gli stati s e p. 3.6.2.1.2. Esempi: catene lineari, fcc stati s e stati p. Grafene, Nanotubi 3.7. La velocità e la massa efficace 3.8. Concetto di lacuna 4. La struttura fononica 4.1. Catena di atomi 1D 4.2. Catena con due atomi per cella 4.3. Generalizzazione al caso 3D 5. Semiconduttori 5.1. Tipiche strutture a bande di semiconduttori: Si, Ge, GaAs. 5.2. Concentrazione delle cariche all’equilibrio 5.2.1. Massa efficace e densità degli stati nel Si e nel Ge 5.2.2. Legge dell’azione di massa 5.3. Semiconduttori intrinseci 5.3.1. Posizione del potenziale chimico 5.4. Semiconduttori estrinseci 5.4.1. Hamiltoniana; approssimazione della massa efficace 5.4.2. Popolazione dei livelli d’impurezza 5.4.3. Posizione del potenziale chimico in funzione della temperatura 5.5 Cenni alla Giunzione P-N 6. Proprietà Ottiche 6.1 Equazioni di Maxwell in un dielettrico 6.2 Interazione Radiazione-Dielettrico 6.3 Assorbimento e Dispersione 6.3.1 Oscillatore di Lorentz 6.3.2 Modello di Drude 6.3.3 Funzioni dielettriche 6.3.4 Frequenza di Plasma

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

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    ITA
  • FISICA DEI SUPERCONDUTTORI Didattica Web

    Docente:

    Matteo Cirillo

    Programma

    I modelli ad elettroni liberi per il trasporto nei solidi: i modelli di Drude e di London. Effetto pelle ed effetto pelle anomalo. La profondità di penetrazione magnetica nelle equazioni per il conduttore perfetto. Effetto Hall ed effetto Hall quantistico. Elettroni in potenziali periodici, il calore specifico elettronico del gas di elettroni liberi. Lo spettro fononico nei solidi ed il calcolo del calore specifico reticolare. Interazione elettrone-reticolo. Il Jellium model. Le coppie di Cooper e la teoria Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) della superconduttività. Lo stato fondamentale BCS, il gap superconduttivo e la densità di stati BCS. Quasi particelle. La teoria di Landau-Ginsburg e le proprietà magnetiche dei superconduttori. L’energia di condensazione superconduttiva, i domini di Landau ed il problema dell’energia delle interfacce superconduttore-normale nello stato intermedio. I vortici di Abrikosov. Il tunnelling superconduttivo e l’effetto Josephson (superconduttività debole). Principi di spettroscopia tunnel.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • TEORIA QUANTISTICA DELLA MATERIA E TECNICHE COMPUTAZIONALI Didattica Web

    Docente:

    Olivia Pulci

    Programma

    Sistemi a molti elettroni. Seconda quantizzazione. Funzioni di Green a T=0. Diagrammi di Feynman ed equazione di Dyson. Self energia. Gas elettronico omogeneo. Energia di correlazione. Teoria della risposta lineare. Teoria del funzionale densità. Teoria delle bande nei solidi. Proprietà ottiche, eccitoni. Teoria del Funzionale Densita' dipendente dal tempo. Metodi di calcolo numerico.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • COMPUTATIONAL ASTROBIOLOGY Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • QUANTUM MECHANICS Didattica Web

    Docente:

    Nazario Tantalo

    Programma

    Principi fondamentali della meccanica quantistica e loro comprensione. Simmetrie e quantità conservate in meccanica quantistica. Integrale sui cammini e suo uso per l'espansione semiclassica ed il limite classico. Diffusione da potenziale. Stati stazionari. Pacchetti d’onda. Sezione d’urto. Onde parziali. Teorema ottico. Equazione di Lippmann-Schwinger. Serie di Born. Meccanica quantistica relativistica ed alcune applicazioni alla fisica delle particelle.

    Numero crediti

    8

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • ADVANCED COSMOLOGY Didattica Web

    Docente:

    Marina Migliaccio

    Programma

    Il collasso sferico: la soluzione di Tolman della relatività generale e la sua controparte newtoniana. Instabilità gravitazionali in relatività generale e nell'approccio newtoniano. Lunghezze di Jeans, di diffusione e di free-streaming. Funzione di correlazione e spettro di potenza delle fluttuazioni di densità. Funzione di correlazione galassia-galassia e cluster-cluster. La formazione biased delle galassie. Statistica gaussiana e condizioni iniziali. Evoluzione dello spettro di potenza in diversi modelli cosmologici. Anisotropia dipolare della radiazione cosmica di fondo e il "grande attrattore". Anisotropie di intensità e polarizzazione della radiazione cosmica di fondo a diversi multipoli. L'effetto Sachs-Wolfe. I risultati dei satelliti COBE, WMAP, Planck: il modello di concordanza e le sue anomalie. Redshift surveys e oscillazioni acustiche dei barioni. Le future missioni spaziali: i satelliti Euclid e LiteBIRD. Il fondo stocastico di onde gravitazionali primordiali e i modelli inflazionari.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • GRAVITATIONAL LENSING Didattica Web

    Docente:

    Pasquale Mazzotta

    Programma

    Struttura su grande scala dell’universo. Formazione e dinamica della ragnatela cosmica, degli ammassi e dei gruppi di galassie. Modelli semplici di collasso per la material oscura. Fisica del gas intergalattico e intracluster. Meccanismi di riscaldamento e raffreddamento. Arricchimento chimico del gas intergalattico e intracluster. Osservazione degli ammassi di galassie nelle bande a raggi X e delle microonde, ly_alpha e Xray-forest. Stima della massa degli ammassi di galassie: metodi dinamici, osservazioni nelle bande a raggi X e delle microonde, lenti gravitazionali. Cosmologia con gli ammassi di galassie: funzione di massa, leggi di scala

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • REMOTE SENSING Didattica Web

    Numero crediti

    3

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • THE JUICE MISSION Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • THE BEPI-COLOMBO MISSION Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • ACTIVE GALACTIC NUCLEI Didattica Web

    Docente:

    Francesco Tombesi

    Programma

    Nuclei galattici attivi (AGN), il paradigma dei buchi neri supermassicci (SMBH), il modello standard degli AGN. Distribuzione spettrale dell'energia irradiata. Fisica dei dischi di accrescimento. Emissione termica e non-termica e variabilita'. Emissione della corona nei raggi X, riflessione relativistica e campi gravitazionali di forte intensita'. Getti relativistici e venti. Spettroscopia dell'emissione e assorbimento da plasmi astrofisici. Regioni di emissione delle righe larghe e strette, proprieta' delle nubi, effetto Baldwin. Stime della massa dei SMBH e tecnica del "reverberation mapping". Contesto cosmologico, distanza di luminosita'. Grandi campioni di sorgenti, effetto di Eddington effect, correzione K. Criteri di selezione. Distribuzione logN-logS. Funzione di luminosita' e sua evoluzione con il redshift cosmologico. Fenomeno del "downsizing" cosmico. Co-evoluzione dei SMBH e delle galassie ospiti. Feedback da AGN. Crescita dei buchi neri attraverso accrescimento e coalescenza. Connessione con le onde gravitazionali e l'astrofisica multimessaggera.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • EXOPLANETS Didattica Web

    Docente:

    Luigi Mancini

    Programma

    Introduzione: Definizione di un pianeta, Classi di pianeti, Stato dell'arte della ricerca Velocità radiali: Orbite e modelli orbitali, Misurazioni, Calibrazione in lunghezza d'onda, Limiti di accuratezza e sorgenti di errore, spettrografi, Survey di velocità radiale, Proprietà dei pianeti trovati con le velocità radiali, Sistemi a più pianeti, Pianeti attorno a stelle binarie e sistemi multiple Astrometria: Astrometria al microarcosecondo, Modellazione, Misure astrometriche da terra, Misure astrometriche dallo spazio Timing: Pulsar, stelle pulsanti, binarie ad eclissi Microlensing: Principi di lenti gravitazionali, Curve di luce, Modellazione, Osservazioni di microlenti, Risultati Transiti: Survey da terra, Survey dallo spazio, Osservazioni di follow-up, Precisione fotometrica, Analisi della curva di luce, Modellazione, Effetti fotometrici, Curve di fase orbitale, Effetto Rossiter-McLaughlin, Effetti di temporizzazione secolare, Variazioni temporali di transito, Troiani , Exomoons, Spettroscopia in trasmissione, Spettroscopia in emissione, Proprietà dei pianeti in transito, Proprietà delle stelle ospitanti, Sistemi a più pianeti, Pianeti circcumbinari Imaging: effetti atmosferici, maschere coronografiche, strumenti di imaging a terra, strumenti di imaging spaziali, survey e scoperte Stelle ospitanti: proprietà fisiche, rotazione stellare, abbondanza di elementi, occorrenza rispetto al tipo stellare, interazioni stella-pianeta Formazione ed evoluzione: dischi protoplanetari, formazione dei pianeti rocciosi, formazione dei pianeti gassosi, risonanze, stabilità a lungo termine, migrazione orbitale, effetti di marea, pianeti in sistemi stellari multipli, formazione di sistemi tipo solare Interni ed atmosfere: componenti planetari, interni planetari, atmosfere planetarie, relazioni massa-raggio, spettri di transito e di occultazione, spettroscopia ad alta risoluzione, abitabilità Nane brune: osservazioni e scoperte, osservazioni di follow-up, classificazione, proprietà fisiche, formazione Pianeti fluttuanti

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • BUILD A NANOSATELLITE Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • GEODESY Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • THE GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • FREE SPACE LASER LINKS FOR SPACE APPLICATIONS Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • GRAVITATIONAL PHYSICS Didattica Web

    Docente:

    Roberto Peron

    Programma

    Gravitazione newtoniana (teoria del potenziale, fluidodinamica newtoniana, quantità conservate - corpi a simmetria sferica/non sferica, geodesia, maree - moto kepleriano, metodi perturbativi - verifiche della legge dell'inverso del quadrato, misure di G). Fondamenti - Principio di Equivalenza (WEP, EEP, SEP) e sue verifiche sperimentali. Gravitazione post-newtoniana (formalismo PPN, principali effetti PPN, equazioni del moto, gravitomagnetismo, effetti PPN in orbita terrestre). Verifiche sperimentali della gravitazione PPN (massa di prova gravitazionale, tecniche di inseguimento (SLR, radiometrica), satelliti geodetici, dinamica dei satelliti in orbita terrestre, sistemi di riferimento, POD dei satelliti geodinamici, GNSS, LLR, Cassini e altre missioni in spazio profondo, BepiColombo, ISA). Verifiche della Relatività Generale tramite l'osservazione radio di sistemi binari di stelle di neutroni. Pulsar Timing: correzioni relativistiche ai tempi di arrivo degli impulsi radio. Parametri post-Kepleriani nel formalismo PPN. Risultati osservativi da alcuni sistemi notevoli: PSR B1913+16; PSR B1534+12; PSR J0737−3039A/B. Brevi cenni sulle onde gravitazionali. Descrizione della dinamica di un sistema binario di oggetti compatti nel formalismo PPN. Verifiche sperimentali della Relatività Generale: consistenza della forma d'onda; gravitoni massivi; velocità di propagazione delle onde gravitazionali; principio di equivalenza; stati di polarizzazione.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • NUMERICAL METHODS FOR ASTROPHYSICS Didattica Web

    Docente:

    Herve' Bourdin

    Programma

    -- Variabili casuali; -- Processi di Bernoulli, Gauss, Poisson; -- Stime di parametri; Proprieta dei stimatori (bias, variance), funzione di verosomiglianza, informazione di Fisher, stimatore dei minimi quadrati; -- Approccio bayesiano: priors, posteriors; -- Approssimazioni di funzioni (non) parametrici; -- Campionamento, filtering, analisi spettrale dei segnali; -- Rappresentazioni sparse (basi di Fourier, wavelet, curvelets); -- Problemi inversi e risoluzioni (non) lineare: algoritmi di denoising, separazione di sorgenti, deconvoluzione di Point-Spread Function

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • PHILOSOPHY OF COSMOLOGY, SPACE AND SPACE TRAVEL Didattica Web

    Numero crediti

    3

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • FORMATION & EVOLUTION OF GALAXIES Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • NUMERICAL METHOD Didattica Web

    Numero crediti

    3

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • SCIENCE MISSION & SPACECRAFT CONCEPTUAL DESIGN Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • BIG DATA IN SPACE SCIENCE AND ITS ANALYSIS Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • MATERIAL CHARACTERIZATION IN SPACE Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • SPACE ROBOTICS Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • STELLAR STRUCTURE AND EVOLUTION Didattica Web

    Docente:

    Giuseppe Bono

    Programma

    1. Strutture Stellari: scenario empirico 1.1 Sferoide Galattico 1.2 Popolazioni stellari 1.3 Sistemi stellari 1.4 Distribuzioni di metallicità 1.5 Proprietà cinematiche 2. Strutture Stellari: scenario teorico 2.1 Conservazione del momento 2.2 Conservazione della massa 2.3 Equazione del Trasporto: radiazione, conduzione 2.4 Il criterio di Schwarzschild e di Ledoux ed il trasporto convettivo 2.5 Teoria della lunghezza di rimescolamento 2.6 Conservazione dell'energia 2.7 Inviluppi ed atmosfere stellari 3. Condizioni fisiche della materia stellare 3.1 Equazione di stato 3.2 Opacità radiative e molecolari 3.3 Generazione di energia 3.4 Reazioni nucleari 4. Soluzione delle equazioni degli interni stellari 4.1 Soluzioni analitiche 4.2 Teorema del viriale e degenerazione elettronica 4.3 Condizioni iniziali e condizioni al bordo 4.4 Equazione di Saha ed evoluzione degli elementi chimici 5. Formazione stellare 5.1 Jeans mass e formazione stellare 5.2 Strutture stellari completamente convettive: traccia di Hayashi 5.3 L’approccio alla fase di combustione centrale di Idrogeno 6. Le fasi di bruciamento di idrogeno 6.1 La catena p-p 6.2 Il bi-ciclo CN-NO 6.3 La sequenza principale (MS) in stelle di massa piccola, intermedia e massicce 6.4 Il modello solare standard 6.5 La relazione Massa-Luminosità 6.6 Il limite di Schoӧnberg-Chandrasekhar 6.7 Il Ramo delle sottogiganti e delle giganti rosse (RGB) 6.8 Il bump dell'RGB 6.9 Il tip dell'RGB e il flash centrale dell'elio 7. La fase di bruciamento dell’elio 7.1 Le reazioni nucleari 7.2 Il ramo orizzontale di età zero (ZAHB) 7.3 La fase di combustione centrale di He in stelle di massa piccola intermedia e massice 8. Le fasi evolutive avanzate 8.1 Il Ramo Asintotico delle Giganti (AGB) 8.2 Il limite di Chandrasekhar 8.3 Nane bianche di Carbonio-Ossigeno ed Elio 8.4 Fasi evolutive avanzate in stelle massicce: Supernovae 9. Osservabili stellari di interesse cosmologico 9.1 L'abbondanza primordiale di He 9.2 Età assolute e relative degli ammassi globulari 9.3 La striscia di instabilità delle Cefeidi 9.3 Indicatori di distanza primari e secondari 9.4 La costante di Hubble

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • RELATIVISTIC GRAVITATION AND ASTROPHYSICS Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • FOURIER OPTICS Didattica Web

    Numero crediti

    3

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • LABORATORIO DI FISICA DELLA MATERIA Didattica Web

    Docente:

    Roberto Senesi

    Programma

    1. Studio delle proprietà strutturali, ottiche ed elettroniche di bulk e di superficie della materia condensata. Spettroscopie di neutroni e Raggi X. Spettroscopie elettroniche (LEED, Auger, RHEED, fotoemissione) ed ottiche (ellissometria, SDR: Surface Differential Reflectance, RAS: Reflectance Anisotropy spectroscopy) per lo studio delle superfici. Microscopie (SEM, TEM, STM, AFM). 2. Studio dell’interfaccia solido/liquido. Microscopio a scansione a effetto tunnel. 3. Simulazione di esperimenti di spettroscopia neutronica per lo studio della materia condensata. Il corso prevede che gli studenti seguano otto esperimenti presso i laboratori di altrettanti gruppi di ricerca, partecipando alla acquisizione dei dati e alla discussione dei risultati, su cui presenteranno una relazione che sarà valutata in sede di esame finale.

    Numero crediti

    8

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • PROVA FINALE Didattica Web

    Numero crediti

    36

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • PROVA FINALE Didattica Web

    Numero crediti

    41

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • LABORATORY OF FUNDAMENTAL INTERACTIONS Didattica Web

    Docente:

    Matteo Lorenzini

    Programma

    Interazione radiazione-materia. Caratteristiche dei rivelatori di particelle e loro applicazioni agli esperimenti di fisica nucleare e subnucleare. - Scintillatori, linearità e costante di Birks. - Calorimetri elettromagnetici ed adronici. Risoluzione in energia e compensazione. - Rivelatori a gas: camera ad ionizzazione, contatore proporzionale, camera a moltifilo, camera a deriva TPC, RPCs. - Rivelatori a semiconduttore - Identificazione delle particelle: rivelatori a luce Cerenkov ed immagine Rich. - Studio delle onde gravitazionali: interferometri Esperienze in laboratorio: - Misure con sorgenti di raggi gamma utilizzando scintillatori inorganici; - Misure su elettronica di lettura di un rivelatore - Misure su un rivelatore a gas: efficienza, risoluzione temporale etc - Uso del programma di simulazione MonteCarlo Geant per progettare un calorimetro - Analisi dati di esperimenti di fisica fondamentale

    Numero crediti

    10

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • DIGITAL DATA ANALYSIS Didattica Web

    Docente:

    Giancarlo De Gasperis

    Programma

    Sezione I: Le Trasformate Elaborazione del Segnale I: Campionamento del Segnale( Teorema del campionamento, la convoluzione, la correlazione, correlazione non equivale a causa, decomposizione del segnale sulla sfera) Elaborazione del Segnale II: La trasformata di Fourier (la DFT, la FFT, Lo Spettro di Potenza, Le Fasi, Discretizzazione del segnale sulla sfera) L'Informazione: wavelets, PCA ed EMD (Compressione di dati, MP3, JPEG200, JP3D) Sezione II: il Segnale ed il Rumore Il Rumore: Sorgenti di Rumore, Tipi e Spettri del Rumore, Massimizzazione del Rapporto Segnale-Rumore, Soppressione del Riumore Ricostruzione del dato: Ricostruzione dell'immagine contro la scansione, Speckle imaging, Blind Deconvolution Analisi dati: strutture nei dati, operatori puntuali e filtri, Altre Trasformate, Operatori morfologici e descrittori morfologici In Laboratorio: Accesso ai dati: FITS e FITS multipli Esempi di resa in dato: Digramma H-R, dati dalla missione Kepler e le periodicità nelle stelle La trasformata di Fourier: Spettro di Fourier, Filtri Digitali, Manipolazione dei dati (traslazione, trasformazione) Analisi di cubi di dati: Spettri Wavelet, analisi EMD Compressione Dati: Stimatori di qualità dell'immagine, stimatori di informazione nell'immagine Fourier spectrum, Digital Filters, Data manipulation (shifts, transform) Data-cubes Analysis: Wavelet Spectra, EMD analysis Data Compression: Image quality estimators, Image information estimators

    Numero crediti

    8

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • FINAL EXAM Didattica Web

    Numero crediti

    39

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • PROVA FINALE Didattica Web

    Numero crediti

    38

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • INTERNSHIP FOR THESIS PREPARATION Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • FINAL EXAM Didattica Web

    Numero crediti

    30

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • BLACK HOLES AND GALAXIES Didattica Web

    Docente:

    Francesco Tombesi

    Programma

    Quali sono l'origine, la crescita e l'evoluzione dei buchi neri, e la loro influenza sull'ambiente circostante, sono fondamentali domande aperte dell'astrofisica. Infatti, i buchi neri supermassicci (SMBH), le cui fasi di accrescimento sono osservabili nella radiazione elettromagnetica (EM) come nuclei galattici attivi (AGN), sembrano risiedere al centro di tutte le galassie e la loro attività puo' avere impatti su scale che vanno dall'orizzonte degli eventi fino agli ammassi di galassie. In questo corso descriveremo la fisica dei buchi neri; i processi di accrescimento ed eiezione dai buchi neri stellari a quelli supermassicci; le proprieta' degli AGN e quasar nelle onde EM; il feedback degli AGN sulle galassie e ammassi di galassie; BH binari e merger; onde gravitazionali (GW); evoluzione cosmologica dei BH e delle galassie; abitabilità galattica di esopianeti; maggiori osservatori astrofisici internazionali terrestri e spaziali; astrofisica extrlgalattica multi-messaggera.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • LINE SHAPES IN ASTROPHYSICS Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • GRAVITATIONAL LENSES Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • CLUSTERS OF GALAXIES Didattica Web

    Docente:

    Pasquale Mazzotta

    Programma

    Struttura su grande scala dell’universo. Formazione e dinamica della ragnatela cosmica, degli ammassi e dei gruppi di galassie. Modelli semplici di collasso per la material oscura. Fisica del gas intergalattico e intracluster. Meccanismi di riscaldamento e raffreddamento. Arricchimento chimico del gas intergalattico e intracluster. Osservazione degli ammassi di galassie nelle bande a raggi X e delle microonde, ly_alpha e Xray-forest. Stima della massa degli ammassi di galassie: metodi dinamici, osservazioni nelle bande a raggi X e delle microonde, lenti gravitazionali. Cosmologia con gli ammassi di galassie: funzione di massa, leggi di scala.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • ADVANCED GENERAL RELATIVITY Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • BLACK HOLES Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • ASTRODYNAMICS AND SPACE MISSIONS Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • EARTH IONOSPHERE: THEORY AND OBSERVATIONS Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
Corso
  • Titolo: Fisica
  • Anno Accademico: 2023/2024
  • Tipo: Magistrale
  • Manifesto: b2a57890-c293-41df-a058-50db8cb64f9f
  • ISCED: 0533
Info