Gruppo opzionale:
ELETTRONICA E CIBERNETICA - due corsi a scelta da Elenco 2 - (visualizza)
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8067475 -
CIBERNETICA APPLICATA
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FIS/01
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48
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Attività formative affini ed integrative
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ITA |
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8065543 -
ELETTRONICA 2
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FIS/01
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48
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Attività formative affini ed integrative
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ITA |
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8067058 -
GRAVITATIONAL PHYSICS
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI:
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 nell'area della gravitazione sperimentale. Gli obiettivi formativi prevedono la conoscenza avanzata della fisica relativistica e dei metodi sperimentali per la verifica delle teorie metriche della gravitazione.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Gli studenti dovranno dimostrare una buona comprensione delle più importanti teorie della gravitazione e delle relative problematiche sperimentali. La verifica delle conoscenze e capacità di comprensione viene fatta tramite prove orali.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
Gli studenti devono essere in grado di identificare gli elementi essenziali di un problema fisico (anche complesso) e saperne creare un modello approssimato. Devono essere in grado di aggiornare tali modelli confrontandoli con dati sperimentali esistenti.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Gli studenti devono essere in grado di eseguire ricerche bibliografiche e di selezionare i materiali interessanti, in particolare sul WEB.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Gli studenti devono essere in grado di lavorare in gruppo (anche interdisciplinare) ed essere in grado di presentare il proprio lavoro di ricerca ad un pubblico sia di specialisti che di profani.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
Gli studenti devono essere in grado di apprendere le necessarie competenze in nuovi campi in modo autonomo. Devono acquisire la capacità di proseguire gli studi in un dottorato di ricerca o altre scuole di specializzazione.
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6
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FIS/01
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48
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Attività formative affini ed integrative
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ENG |
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8066244 -
MICROELETTRONICA
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI:
L'insegnamento si propone di fornire le conoscenze di base necessarie per la progettazione di circuiti elettronici analogici integrati su silicio mirate prevalentemente alla capacità di saper definire e progettare sistemi analogici impiegati negli esperimenti di Fisica. L'insegnamento fornisce sia i concetti di base della fisica dei dispositivi al silicio CMOS, delle corrispondenti equazioni elettriche fondamentali e degli aspetti tecnologici principali della realizzazione dei dispositivi che l'acquisizione delle tecniche fondamentali del flusso di progettazione, dalla simulazione dello schematico alla realizzazione del layout e alla simulazione/verifica post-layout dei circuiti analogici.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Gli studenti devono acquisire conoscenza e comprensione del funzionamento di dispositivi elettronici e semplici sistemi analogici. La verifica della conoscenza e della comprensione avviene attraverso un esame orale finale.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
Gli studenti devono essere in grado di identificare gli elementi essenziali di un problema fisico e saperlo modellizzare, definendo caratteristiche e funzionalità del relativo sistema elettronico. Devono altresì essere in grado di applicare le tecniche di simulazione per verificare il comportamento previsto.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Gli studenti devono essere in grado di effettuare autonomamente esperimenti, misure calcoli e simulazioni numeriche. Sviluppare la capacità di eseguire ricerche bibliografiche e di selezionare i materiali interessanti, in particolare sul WEB. Devono essere in grado di assumersi le responsabilità sia della programmazione di progetti che della gestione dei sistemi.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Gli studenti devono essere in grado di lavorare in un gruppo interdisciplinare. Essere in grado di presentare la propria ricerca o i risultati di una ricerca bibliografica ad un pubblico sia di specialisti che di profani.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
Gli studenti devono essere in grado di affrontare nuovi campi attraverso uno studio autonomo. Devono acquisire la capacità di proseguire gli studi in un dottorato di ricerca o altre scuole di specializzazione.
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BADONI DAVIDE
( 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).
 - Microelettronica 4/ed ISBN: 9788838668234 Autore: Richard C. Jaeger,
Travis N. Blalock - Mc Graw Hill.
- Il rumore elettrico – Dalla Fisica alla Progettazione - Giovanni Vittorio Pallottino - Springer
Design of Analog CMOS Integrated Circuits - Razavi - Mc Graw Hill
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6
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FIS/01
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48
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Attività formative affini ed integrative
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ITA |
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8066449 -
PARTICLE ACCELERATORS FOR SCIENCE AND INTERDISCIPLINARY APPLICATIONS
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI:
Il corso è volto a fornire una preparazione generale e a livello introduttivo della fisica degli acceleratori di particelle, con conoscenze però approfondite di alcuni settori specialistici della recente ricerca in questo settore. Gli obiettivi formativi prevedono la conoscenza dello elettromagnetismo, applicato a particolari problemi di moto di particelle cariche in campi elettrici e magnetici e all'emissione di radiazione prodotta da cariche accelerate.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Gli studenti devono avere una comprensione generale dei principi utilizzati per accelerare e guidare fasci di particelle cariche. Devono comprendere gli effetti di irraggiamento e la loro fisica. Devono inoltre avere una buona conoscenza dello stato dell'arte almeno in alcuni settori specialistici approfonditi nel corso. La verifica delle conoscenze e capacita' di comprensione viene fatta tramite una prova orale.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
Gli studenti devono essere in grado di definire le soluzioni migliori per ottenere fasci di particelle di alta qualità, a secondo dell'utilizzo specifico che ne venga fatto. Devono essere in grado di correlare la fisica dell'emissione di radiazione da parte di particelle cariche con le sorgenti di luce presentate nel corso, sapendo identificare limiti e vantaggi delle diverse soluzioni. Devono essere in grado di sostenere una discussione sui limiti delle tecniche convenzionali e sulle possibilità dell'accelerazione a plasma. Gli studenti devono essere in grado di trovare collegamenti tra soluzioni utilizzate in diversi ambiti e mostrare come queste si riconducano alla stessa modellizzazione fisica. Infine gli studenti devono essere in grado di risolvere semplici problemi numerici proposti nel corso.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Il corso concorre alla crescita dell'autonomia di giudizio degli studenti, nel riconoscere i dati sensibili in un problema complesso e riducendolo a principi primi. Gli studenti sono invitati a sviluppare la capacità di eseguire ricerche bibliografiche e di selezionare i materiali interessanti, in particolare sul WEB, dove è possibile reperire molta letteratura, soprattutto dalle scuole di acceleratori del CERN. Tali capacita' sono acquisite durante lo studio per la preparazione dell'esame, approfondendo alcuni argomenti specifici anche con la consultazione di articoli su riviste.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Il corso aumenta le capacità comunicative dello studente, esigendo una esposizione delle tematiche del corso in termini rigorosamente scientifici. Allo stesso tempo richiede una esposizione piana, con logica successione degli argomenti.
CAPICITA' DI APPRENDIMENTO:
Il corso sollecita le capacità di apprendimento dello studente stimolandolo ad usare più manuali e più fonti per raggiungere una migliore consapevolezza della materia.
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6
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FIS/01
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48
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Attività formative affini ed integrative
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ITA |
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8065522 -
FISICA TEORICA 1
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI:
L’insegnamento si articola su lezioni frontali
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Gli studenti devono acquisire conoscenza delle leggi dell'elettrodinamica classica e dei loro legami con la meccanica relativistica.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
Gli studenti devono possedere familiarità con le leggi dell'elettrodinamica classics e della relatività speciale ed essere in grado di applicarle nella rappresentazione e nella modellizzazione di fenomeni fisici governati dalle stesse.
Devono essere in grado di identificare gli elementi essenziali di problemi fisici legati a fenomeni e semplici processi in elettrodinamica classica e saperli modellizzare, effettuando le approssimazioni necessarie.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Gli studenti devono essere in grado di analizzare criticamente le problematiche legate all'elettrodinamica classica e di consultare i testi proposti e la letteratura disponibile anche in rete.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Devono essere in grado di presentare le conoscenze acquisite con padronanza e chiarezza.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
Devono aver acquisito una comprensione delle leggi dell'elettrodinamica e di come queste siano applicabili a molti campi, anche diversi dal contesto del corso, cosi da essere in grado di affrontare nuove problematiche attraverso uno studio autonomo.
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6
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FIS/02
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48
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Attività formative affini ed integrative
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ITA |
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8065529 -
TEORIA DEI CAMPI E PARTICELLE 1
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI:
Il corso si propone di fornire agli studenti:
- la conoscenza delle moderne tecniche di analisi delle teorie di campo relativistiche;
- la conoscenza approfondita delle teorie di campo scalari;
- la conoscenza approfondita dell'elettrodinamica quantistica;
- una introduzione alle teorie di gauge non-abeliane e al Modello Standard delle interazioni fondamentali
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Alla fine del corso gli studenti dovranno:
- essere in grado di studiare una teoria di campo nel formalismo canonico e in quello funzionale;
- aver appreso i concetti di regolarizzazione e rinormalizzazione;
- essere in grado di analizzare gli aspetti essenziali di una nuova teoria di campo;
- essere in grado di comprendere gli aspetti essenziali delle ricerche recenti nel settore
della fisica teorica delle interazioni fondamentali.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
Alla fine del corso gli studenti dovranno essere in grado:
- di calcolare le sezioni d'urto dei così detti "processi elementari" in QED agli ordini più bassi della teoria delle perturbazioni covariante;
- di analizzare una teoria di campo al livello di dettaglio necessario per inquadrare teoricamente i risultati di recenti misure sperimentali nel campo della fisica delle particelle.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Alla fine del corso gli studenti dovranno essere in grado:
- di valutare autonomamente la complessità di un progetto di ricerca nel settore della fisica teorica delle particelle elementari;
- di reperire autonomamente il materiale bibliografico necessario a contestualizzare un progetto di ricerca e ad impostare un nuovo calcolo teorico nel settore;
- di valutare la rilevanza e l'originalità di un nuovo risultato nel settore.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Alla fine del corso gli studenti dovranno essere in grado di comunicare la loro conoscenza delle teorie di campo relativistiche in maniera:
- chiara, esaustiva e corretta;
- comprensibile ad un pubblico di esperti teorici e sperimentali del settore;
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
Alla fine del corso gli studenti dovranno essere in grado di comprendere autonomamente gli aspetti tecnici e fenomenologici di nuove teorie nell'ambito della ricerca teorica nella fisica delle interazioni fondamentali.
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TANTALO NAZZARIO
( 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
[ 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
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FIS/02
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Attività formative affini ed integrative
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ITA |
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8065530 -
TEORIA DEI CAMPI E PARTICELLE 2
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI:
Il corso si propone di fornire agli studenti:
- la conoscenza avanzata delle teorie di gauge non abeliane;
- la conoscenza avanzata dei metodi di analisi legati alle simmetrie in teoria quantistica dei campi;
- la conoscenza avanzata del gruppo di rinormalizzazione;
- la conoscenza approfondita del Modello Standard delle interazioni fondamentali;
- una introduzione alla fisica adronica e ai metodi di analisi non-perturbativa in teoria dei campi;
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Alla fine del corso gli studenti dovranno:
- essere in grado di studiare in dettaglio una teoria di campo quantistica;
- essere in grado di usare strumenti avanzati quali Identità di Ward e gruppo di rinormalizazzione;
- essere in grado di analizzare in detatglio una nuova teoria di campo;
- essere in grado di comprendere nel dettaglio i risultati delle ricerche recenti nel settore
della fisica teorica delle interazioni fondamentali.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
Alla fine del corso gli studenti dovranno essere in grado:
- di calcolare le sezioni d'urto di processi nel Modello Standard ai primi ordini della teoria delle perturbazioni covariante;
- di analizzare una teoria di campo al livello di dettaglio necessario per fornire una solida interpretazione teorica dei risultati di recenti misure sperimentali nel campo della fisica delle particelle.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Alla fine del corso gli studenti dovranno essere in grado:
- di valutare autonomamente la complessità di un progetto di ricerca nel settore della fisica teorica delle particelle elementari;
- di reperire autonomamente il materiale bibliografico necessario a contestualizzare un progetto di ricerca e ad impostare un nuovo calcolo teorico nel settore;
- di valutare la rilevanza e l'originalità di un nuovo risultato nel settore.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Alla fine del corso gli studenti dovranno essere in grado di comunicare la loro conoscenza delle teorie di campo relativistiche in maniera:
- chiara, esaustiva e corretta;
- comprensibile ad un pubblico di esperti teorici e sperimentali del settore;
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
Alla fine del corso gli studenti dovranno essere in grado di comprendere autonomamente gli aspetti tecnici e fenomenologici di nuove teorie nell'ambito della ricerca teorica nella fisica delle interazioni fondamentali.
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TANTALO NAZZARIO
( programma)
1. 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;
2. 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;
3. Teorie di gauge chirali
• diverse regole di trasformazione per fermioni left e right;
• connessione gauge-covariante spazi left e right;
• quantità gauge invarianti costruite in termini di phi_LR;
• azione per il campo phi_LR;
4. Modello Standard delle interazioni fondamentali, [2, 8]
• campi di materia del MS: leptoni e quarks;
• simmetrie di gauge del MS: SU(3) × SU(2)L × U(1)Y ;
• i numeri quantici dei campi di materia;
• phi_LR nel MS: il campo di Higgs;
• spinori di Majorana (possibile estensione del MS nel settore dei neutrini);
• i termini di Yukawa nel MS;
• la rottura spontanea della simmetria nel MS;
• i termini di massa dei quarks e la matrice CKM;
• violazione di CP nel MS;
• focus sulla rottura spontanea: il teorema di Goldstone in generalità;
5. Cenni di fisica adronica, [1]
• i numeri quantici di flavour della QCD;
• la classificazione degli adroni in base ai numeri quantici di flavour;
• estrazione della massa di un adrone da opportune funzioni di correlazione a due punti;
6. Gruppo di rinormalizzazione, [2, 3]
• esempio in lambda phi^4: la fisica deve essere indipendente dall’osservabile fisica usata per imparare i parametri della teoria;
• schemi di rinormalizzazione intermedia: arbitrarietà solo a livello intermedio dei calcoli;
• equazioni del gruppo di rinormalizzazione come condizioni sull’invarianza della fisica rispetto a scelta di scala;
• schema di rinormalizzazione MS;
• calcolo delle beta–functions in MS;
• analisi delle divergenze della QED mediante identità di Ward;
• calcolo esplicito della beta–function in QED;
• generalizzazione al caso della QCD: il fenomeno della libertà asintotica;
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
[ 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
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FIS/02
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Attività formative affini ed integrative
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ITA |
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8065507 -
FISICA DEI PLASMI
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI:
Acquisizione delle conoscenze di base relative alla descrizione dei plasmi spaziali e di laboratorio: moto di particelle in campi elettromagnetici, descrizione cinetica e fluida dei plasmi, equazioni magnetoidrodinamiche, onde nei plasmi, instabilità di plasma. Concetti avanzati sull'evoluzione e descrizione dei plasmi fuori dall'equilibrio: riconnessione magnetica e turbolenza magnetoidrodinamica.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
principi di base e fenomenologia del plasma sia spaziale (astrofisico) sia di laboratorio
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
applicare i principi di base della fisica del plasma per ottenere una descrizione quantitativa dei fenomeni osservati.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
capacità di estrarre in modo autonomo le informazioni fondamentali della dinamica del plasma e di essere in grado di leggere criticamente i lavori del campo specifico
ABILITÀ COMUNICATIVE:
capacità di descrivere la fenomenologia del plasma e la sua influenza sui processi fisici in ambito spaziale, astrofisico e di laboratorio ad un'audience specializzata e non.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
capacità di comprendere l'importanza dei vari elementi che determinano la dinamica dei plasmi spaziali, astrofisici e di laboratorio.
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FIS/03
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48
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Attività formative affini ed integrative
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ITA |
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8066177 -
FISICA DEI SOLIDI
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI:
Il corso è volto a fornire una preparazione avanzata di Fisica dei Solidi, con particolare rilievo rivolto ai condensati ed agli stati mesoscopici ad essi associati. L'obiettivo formativo del corso è far si che lo studente percepisca la differenza tra stati "microscopici" nei solidi ed eccitazioni invece che in essi coinvolgono un gran numero di particelle. Spesso questi ultimi generano risposte e comportamenti che sembrano "ignorare" la struttura microscopica. Sono dati anche principi di electron tunnelling e spettroscopia elettronica.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Agli studenti è offerta la possibilità di allargare le loro conoscenze nel campo della materia condensata ed in particolare rendersi conto delle grandi possibilità che esistono nella fisica dei solidi come "laboratorio" per la meccanica quantistica, sia a livello macroscopico che microscopico. Gli studenti quindi possono aumentare il loro bagaglio di conoscenze ed analisi di problematiche di fisica quantistica.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
Gli studenti devono essere in grado di realizzare quando in un problema di materia condensata è fondamentale l'approccio microscopico e quando l'aspetto macroscopico. I due in realtà sono quasi "complementari" anche se, come sopra accennato, a volte i sistemi a stato solido possono comportarsi in un modo che il background microscopico possa quasi essere "ignorato". Devono essere in grado di riconoscere le realtà sperimentali per le quali le loro conoscenze sono rilevanti.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Attraverso il corso vengono forniti elementi importanti che rendano l'idea dell'importanza di sviluppare un proprio approccio/punto di vista ai problemi. Vengono illustrate controversie che hanno occupato ricercatori per anni nel campo della materia condensata e spunti geniali che hanno portato a scoperte epocali. Di queste controversie viene fornito uno sviluppo storico e critico. Vengono anche illustrate recenti controversie scientifiche nel campo della superconduttività. La superconduttività è un esempio, considerato l'atteggiamento (negativo) di Wolfgang Pauli e Felix Bloch riguardo questa scienza, e quello di John Bardeen verso l'effetto Josephson (negativo) dopo, che bisogna sempre analizzare i problemi senza pregiudizi senza lasciarsi condizionare da imposizioni.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
La comunicazione è un elemento fondamentale nella scienza moderna. Agli studenti vengono trasmessi gli elementi più importanti che sono disponibili per la presentazione e la diffusione di risultati e ricerche.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
Attraverso il corso gli studenti devono aumentare la loro capacità di affrontare problemi complessi che riguardino sia aspetti sperimentali che teorici della fisica della materia condensata e non solo. Devono realizzare quali sono parametri e processi nella fisica dello stato solido che possono avere potenzialità di sviluppi a livello fondamentale ed applicativo.
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FIS/03
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Attività formative affini ed integrative
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ITA |
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8065503 -
TEORIA QUANTISTICA DELLA MATERIA
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI:
Il corso è volto a completare la formazione di base nel campo della fisica quantistica applicata allo studio delle proprietà microscopiche e macroscopiche dei materiali .
L’obiettivo del corso è quello di fornire le principali conoscenze su metodi teorico/computazionali per lo studio delle proprietà strutturali, elettroniche ed ottiche dei materiali. Principali obiettivi formativi sono la comprensione di metodi quanto-meccanici semi-empirici e da primi-principi, quali la teoria del Funzionale Densità (DFT), la teoria del Funzionale densità dipendente dal tempo e la teoria delle Funzioni di Green.
Ulteriore obiettivo è l' apprendimento e l'uso in modo autonomo di uno dei principali codici di calcolo DFT (quantum-espresso) correntemente in uso nell' ambito della ricerca in scienza dei materiali tramite lo svolgimento di esercitazioni pratiche da parte dello studente
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Il corso intende fornire allo studente gli strumenti di base necessari per comprendere le proprietà strutturali ed opto-elettroniche dei materiali in termini di una descrizione quanto-meccanica microscopica.
Le lezioni vertono sulla derivazione matematica ed interpretazione fisica dei principali strumenti di indagine teorica per lo studio delle proprietà strutturali, elettroniche e spettroscopiche dei materiali.
Applicazioni relative a materiali di corrente interesse nell'ambito della ricerca in Fisica della Materia sono illustrate durante le lezioni frontali e pratiche al calcolatore al fine di ampliare le conoscenze dello studente sullo stato dell'arte in questo settore.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
Il corso si pone la finalità di fornire gli strumenti matematico-fisici che permettano agli studenti di comprendere articoli scientifici dedicati allo studio della Fisica della Materia ed a interpretare, tramite la loro conoscenza, varie osservabili fisiche sperimentali di interesse nella scienza dei materiali.
Lo studente dovrà esser anche in grado di individuare e comprendere il metodo teorico/computazionale adeguato alla caratterizzazione delle proprietà chimico-fisiche dei materiali di interesse ed essere in grado di interpretare discussioni di analisi e dati relativi a tali metodi.
Lo studente sarà anche in grado di affrontare problemi scientifici nuovi e di leggere testi e articoli scientifici in inglese su argomenti connessi alla studio delle proprietà strutturali, elettroniche ed ottiche dei materiali.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Agli studenti viene richiesta la capacità di utilizzare le conoscenze acquisite in maniera critica, nello specifico per lo studio delle proprietà strutturali, elettroniche ed ottiche dei materiali al fin di valutarne le caratteristiche per un appropriato impiego nel campo della Fisica della Materia.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Viene prestata particolare attenzione alla capacità di utilizzare, in maniera appropriata e in un contesto concettualmente coerente e rigoroso, le conoscenze acquisite nel corso delle lezioni. La relazione finale relativa all' esercitazione al calcolatore svolta dallo studente su un materiale specifico, è prevista tramite una presentazione power-point di tipo seminario da parte dello stesso, ed ha lo scopo di esercitare e migliorare le abilità comunicative e gli skills trasversali dello studente.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
Stimolare ed indirizzare gli studenti all’ uso di testi specialistici ed articoli scientifici anche al fine di apprendere il medesimo argomento da più di una fonte, approfondendone così la comprensione e ampliando, al contempo, la capacità di analisi.
Stimolare studenti all' uso dell' ambiente di calcolo Linux e alla comprensione di semplici scripts bash per la gestione del lavoro pratico relativo alle simulazioni al calcolatore.
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FIS/03
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48
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Attività formative affini ed integrative
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ITA |
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8066538 -
METODOLOGIE SPERIMETALI PER LA RICERCA DEI PROCESSSI RARI
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI:
Il corso di studio e' volto a fornire una preparazione avanzata in Fisica, con conoscenze di argomenti specialistici della recente ricerca nelle aree di Fusica Nucleare e Subnucleare con particolare riguardo alle attività presso i laboratori sotterranei. Gli obiettivi formativi prevedono la conoscenza anche della fisica quantistica, dei metodi matematici della fisica e di alcune tematiche della struttura della materia.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Gli studenti devono avere una buona comprensione delle piu' importanti teorie della Fisica
moderna e delle relative problematiche sperimentali. La verifica delle conoscenze e della capacita' di comprensione viene effettuata tramite preparazione di tesine e con una prova orale.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
Gli studenti devono essere in grado di identificare gli elementi essenziali delle tematiche di ricerca ai laboratori sotterranei. Devono essere in grado di comprendere modelli esistenti, apparati sperimentali e implicazioni di Fisica
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Gli studenti devono essere in grado di eseguire ricerche bibliografiche e di selezionare materiali interessanti. Devono essere in grado di preparare tesine su argomenti di Fisica connessi con gli argomenti svolti nel corso. Tali capacita' possono essere acquisite anche durante lo studio per la preparazione degli esami, approfondendo alcuni argomenti specifici e consultando articoli su riviste.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Gli studenti devono essere in grado di collaborare tra loro, ed essere in grado di presentare
in modo chiaro la propria tesina o i risultati di una ricerca bibliografica.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
Gli studenti devono essere in grado di affrontare argomenti anche attraverso uno studio autonomo. Devono acquisire le conoscenze necessarie e - potenzialmente - la capacita' di proseguire gli studi in un dottorato o altre scuole di specializzazione.
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6
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FIS/04
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Attività formative affini ed integrative
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ITA |
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8066447 -
NUCLEAR SCIENCES AND APPLICATIONS
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FIS/04
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Attività formative affini ed integrative
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ITA |
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8067473 -
FISICA DELLE ASTROPARTICELLE
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI:
Il corso è volto a fornire una preparazione specialistica nella Fisica delle Astroparticelle, con apprendimento e approfondimento sulle teorie alla base dei fenomeni studiati e sulle attività sperimentali più aggiornate nel settore. Gli obiettivi formativi prevedono la conoscenza avanzata della fisica quantistica, dei metodi matematici della fisica, dei metodi sperimentali e di alcune tematiche dell'Astrofisica.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Gli studenti devono avere una approfondita comprensione delle più importanti teorie della fisica moderna e delle relative problematiche sperimentali. La verifica delle conoscenze e capacita' di comprensione viene fatta tramite colloqui orali e/o prove scritte.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
Gli studenti devono poter connettere gli argomenti trattati con le loro conoscenze di fisica moderna, e di poter descrivere la fenomenologia corrente con i modelli teorici, effettuando le approssimazioni necessarie.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Gli studenti dovranno raggiungere una capacità di valutare le tematiche teoriche e sperimentali del settore di Fisica in oggetto, attraverso l'uso di ricerche bibliografiche, in particolare sul web.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Gli studenti dovranno raggiungere la capacità di presentare gli argomenti del corso in modo scientificamente corretto, comprensibile ad un pubblico sia di specialisti che di profani.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
Gli studenti dovranno acquisire autonomia nel trattare gli argomenti del corso e saranno stimolati alla curiosità necessaria per la prosecuzione degli studi in corsi di dottorato di ricerca o altre scuole di specializzazione.
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FIS/04
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48
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Attività formative affini ed integrative
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ITA |
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8067054 -
RELATIVITY AND COSMOLOGY 1
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI:
Conoscenza della relatività generale classica e degli strumenti del calcolo tensoriale ad essa necessari. Acquisizione di competenze specifiche, mirate alla risoluzione di alcuni problemi in relatività generale. Conoscenza delle problematiche che richiedono una trattazione general-relativistica (collasso gravitazionale, onde gravitazionali, cosmologia teorica) e delle osservazioni che consentono di validarne la loro trattazione teorica. Sviluppo di competenze mirate alla predizione di osservabili di interesse per l’astrofisica e la cosmologia moderna.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Il corso prevede attività di tutorato tra pari svolta con continuità settimanale nella seconda metà del semestre. L’esperienza degli anni passati è stata positiva. La formale verifica dei risultati di apprendimento è effettuata alla fine del corso con un esame orale. Durante l’esame, si richiede che lo studente abbia la conoscenza del programma svolto durante il corso, ma anche l’abilità di effettuare collegamenti logici tra le diverse parti del corso e anche con elementi già acquisiti in altri corsi.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
Il corso prevede una formazione teorica di base, necessaria per acquisire tutti i necessari strumenti matematici. Nella seconda metà del corso, si pone molta attenzione agli aspetti sperimentali e/o osservativi che validano lo sviluppo teorico della prima parte. Si richiede che lo studente sia in grado di maneggiare gli strumenti matematici per arrivare a formulare specifiche previsioni per alcuni osservabili. Questa stretta interconnessione tra strumento matematico e osservazioni ha dimostrato nel corso degli anni di far raggiungere allo studente una piena comprensione del contenuto del corso, anche per quel che riguarda le sue parti più formali.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Il corso prevede l’utilizzo di un certo numero di libri di testo, cercando di sottolineare la complementarietà di approcci diversi alle tematiche in oggetto. Oltre ai libri, per alcuni specifici argomenti più di punta, sono forniti allo studente articoli scientifici e/o di rassegna per abituarlo ad una lettura meno scolastica e più orientata alla ricerca.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Il corso è di norma tenuto in lingua inglese. L’esame finale può essere tenuto o in italiano o in inglese. In ogni caso, l’obiettivo è anche quello di verificare, oltre alle specifiche conoscenze del programma, la capacità di presentare in maniera sintetica e al tempo stesso esaustiva l’argomento oggetto dell’esame.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
Il contenuto del corso copre aspetti diversi che vanno dalla relatività generale, alla meccanica statistica, alla fisica nucleare e alla fisica del plasma. Gli studenti sono così costretti a familiarizzarsi con tecniche diverse di facile utilizzo anche in altri campi della fisica.
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FIS/05
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Attività formative affini ed integrative
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ENG |
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8066544 -
FISICA DEI SISTEMI DINAMICI
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FIS/06
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48
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Attività formative affini ed integrative
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ITA |
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8066881 -
ACCELERATORI DI PARTICELLE
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI:
Il corso è volto a fornire una preparazione generale e a livello introduttivo della fisica degli acceleratori di particelle, con conoscenze però approfondite di alcuni settori specialistici della recente ricerca in questo settore. Gli obiettivi formativi prevedono la conoscenza dello elettromagnetismo, applicato a particolari problemi di moto di particelle cariche in campi elettrici e magnetici e all'emissione di radiazione prodotta da cariche accelerate.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Gli studenti devono avere una comprensione generale dei principi utilizzati per accelerare e guidare fasci di particelle cariche. Devono comprendere gli effetti di irraggiamento e la loro fisica. Devono inoltre avere una buona conoscenza dello stato dell'arte almeno in alcuni settori specialistici approfonditi nel corso. La verifica delle conoscenze e capacita' di comprensione viene fatta tramite una prova orale.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
Gli studenti devono essere in grado di definire le soluzioni migliori per ottenere fasci di particelle di alta qualità, a secondo dell'utilizzo specifico che ne venga fatto. Devono essere in grado di correlare la fisica dell'emissione di radiazione da parte di particelle cariche con le sorgenti di luce presentate nel corso, sapendo identificare limiti e vantaggi delle diverse soluzioni. Devono essere in grado di sostenere una discussione sui limiti delle tecniche convenzionali e sulle possibilità dell'accelerazione a plasma. Gli studenti devono essere in grado di trovare collegamenti tra soluzioni utilizzate in diversi ambiti e mostrare come queste si riconducano alla stessa modellizzazione fisica. Infine gli studenti devono essere in grado di risolvere semplici problemi numerici proposti nel corso.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Il corso concorre alla crescita dell'autonomia di giudizio degli studenti, nel riconoscere i dati sensibili in un problema complesso e riducendolo a principi primi. Gli studenti sono invitati a sviluppare la capacità di eseguire ricerche bibliografiche e di selezionare i materiali interessanti, in particolare sul WEB, dove è possibile reperire molta letteratura, soprattutto dalle scuole di acceleratori del CERN. Tali capacita' sono acquisite durante lo studio per la preparazione dell'esame, approfondendo alcuni argomenti specifici anche con la consultazione di articoli su riviste.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Il corso aumenta le capacità comunicative dello studente, esigendo una esposizione delle tematiche del corso in termini rigorosamente scientifici. Allo stesso tempo richiede una esposizione piana, con logica successione degli argomenti.
CAPICITA' DI APPRENDIMENTO:
Il corso sollecita le capacità di apprendimento dello studente stimolandolo ad usare più manuali e più fonti per raggiungere una migliore consapevolezza della materia.
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FIS/01
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48
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Attività formative affini ed integrative
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ITA |
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8066490 -
FISICA TEORICA SPECIALISTICA
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI:
L’insegnamento si propone di fornire agli studenti le nozioni fondamentali della Teoria dei Gruppi (sia finiti che infiniti) e delle loro rappresentazioni. Tali nozioni rientrano nella categoria di quei metodi matematici della fisica che sono essenziali per ogni curriculum teorico.
Al termine dell’insegnamento, lo studente sarà in grado di padroneggiare i concetti di Algebra astratta coinvolti nella Teoria dei Gruppi e di capirne la rilevanza nelle applicazioni alla fisica; di individuare le connessioni tra le varie tematiche affrontate; di utilizzare autonomamente i metodi acquisiti in contesti fisici diversi da quelli visti a lezione.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Si richiede che lo studente comprenda il contenuto dell’insegnamento in profondità, in modo da sapere creare collegamenti tra temi distinti. Per questo è necessario che gli studenti svolgano gli esercizi periodicamente dati a lezione, e che si facciano autonomamente domande sulla compatibilità di quanto stanno apprendendo con quanto già sanno.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
Si richiede che lo studente sia in grado di applicare i metodi matematici appresi a qualsiasi ambito fisico, e sia quindi in grado di esportare autonomamente la logica vista a lezione a contesti differenti e più complessi. In ogni situazione, si richiede che egli sappia individuare le problematiche fisiche che possono essere affrontate e risolte con l’uso della Teoria dei Gruppi.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Si richiede che lo studente sia in grado di astrarre le tecniche matematiche apprese a lezione e di volta in volta saperle adattare al contesto fisico che si trova ad analizzare, valutandone l’appropriatezza e l’efficacia. Per acquisire tale autonomia è necessario che lo studente si alleni ad approfondire almeno alcuni dei temi trattati a lezione, in particolare effettuando ricerche spontanee nella letteratura e non limitandosi al materiale suggerito dal docente.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Si richiede che lo studente sappia comunicare quanto appreso a lezione e quanto approfondito autonomamente sia ad un pubblico di specialisti che di profani. In particolare si richiede che egli sappia evidenziare i punti rilevanti da comunicare, che sia in grado di utilizzare un linguaggio tecnico appropriato e preciso, che sappia spiegare concetti complessi con dimestichezza, fornendo esempi e collegamenti.
CAPACITA’ DI APPRENDERE:
Si richiede che lo studente sia in grado di leggere con dimestichezza gran parte dei libri di testo sulla Teoria dei Gruppi disponibili in letteratura, e che abbia gli strumenti per comprendere l’onnipresente utilizzo della Teoria dei Gruppi nelle pubblicazioni scientifiche in Fisica Teorica (in particolare quella delle Alte Energie), recenti e meno recenti.
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FIS/02
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48
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Attività formative affini ed integrative
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ITA |
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