Programmazione - Università Roma Tre

Primo semestre

Insegnamento

CFU

SSD

Ore Lezione

Ore Eserc.

Ore Lab

Ore Studio

Attività

Lingua

20402143 - COSMOLOGIA (obiettivi)

- BRANCHINI ENZO FRANCO (programma) (testi)

8

FIS/05

64

-

Attività formative caratterizzanti

ITA

Gruppo opzionale: SCELTA DA 12 CFU - (visualizza)

12

20401000 - STRUMENTAZIONE FISICA PER LA MEDICINA E LA BIOLOGIA (obiettivi) Fornire allo studente i fondamenti delle moderne tecniche di diagnostica per immagini integrate da alcune esercitazioni di laboratorio che gli permettano di approfondire in un secondo tempo gli argomenti trattati ed inserirsi in questo campo oggetto di ricerche avanzate nonché di fondamentali applicazioni cliniche - FABBRI ANDREA (programma) Programma del Corso di Strumentazione Fisica per la Medicina e la Biologia 1. Interazione particelle e fotoni con la materia 2. Leggi del decadimento radioattivo 3. Isotopi di interesse per la medicina nucleare 4. Radiologia 5. Tomografia assiale compiute rizzata 6. Spect e Pet 7. Risonanza magnetica nucleare 8. Ecografia 9. Elementi di teoria degli acceleratori 10. Elementi di radioterapia. (testi) Dispense del corso	6	FIS/04	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20401070 - ACQUISIZIONE DATI E CONTROLLO DI ESPERIMENTI (obiettivi) Far acquisire allo studente le conoscenze di base su come è articolata la costruzione di un esperimento di fisica nucleare in funzione della raccolta dei dati dal rivelatore, del controllo delle apparecchiature e dell’esperimento, del monitoraggio del buon funzionamento dell’apparato e della qualità dei dati acquisiti - RUGGIERI FEDERICO (programma) Lo scopo del corso è fornire allo studente gli elementi cognitivi generali che sottendono alla realizzazione di sistemi di acquisizione, controllo e monitoraggio degli esperimenti di Fisica Nucleare e Subnucleare. Il corso inizia fornendo una panoramica architetturale sugli esperimenti di Fisica Nucleare e delle Particelle Elementari analizzando le problematiche ed i componenti dei sistemi di acqusisizione, di quelli di controllo e dei sistemi di monitoraggio. Vengono quindi approfondite le tematiche generali sulle architetture interne di questi sistemi, le loro caratteristiche e le tecnologie connesse, nonchè le scelte progettuali necessarie. Durante il corso sono trattati argomenti come: Parallelismo e Pipelining, Trigger, Acquisizione Dati, Sistemi On-Line, Sistemi Real-Time, Farming ed Event Building, Reti e protocolli di rete, Archiviazione Dati su Mass Storage, Gestione ed utilizzo di grandi basi dati. (testi) Dispense del docente	6	FIS/04	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20401858 - ISTITUZIONI DI FISICA MEDICA (obiettivi) Introdurre lo studente allo studio degli effetti delle radiazioni ionizzanti e non ionizzanti sulla materia vivente. Porre le basi dei principi della radioprotezione e dell'uso terapeutico delle radiazioni ionizzanti e non ionizzanti - ARAGNO DANILO (programma) 1. Stage presso una struttura sanitaria nazionale 2. Dosimetria 3. Calibrazione di apparati radiologici 4. Calibrazione di RNM 5. Calibrazione di fasci radio terapici 6. Piani di trattamento radio terapici 7. Tesina di relazione sull'attiva' svolta con successiva discussione (testi) non ci sono testi previsti	6	FIS/07	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402146 - ASTROFISICA DELLE ALTE ENERGIE (obiettivi) Fornire allo studente una panoramica dei principali fenomeni nel campo dell'Astrofisica delle Alte Energie, con particolare attenzione ai fenomeni di accrescimento su oggetti compatti (nane bianche, stelle di neutroni e buchi neri) e ai fenomeni di accelerazione di particelle - BIANCHI STEFANO (programma) OGGETTI COMPATTI: NANE BIANCHE, STELLE DI NEUTRONI. LIMITE DI CHANDRASEKHAR, PULSAR, BUCHI NERI ACCRESCIMENTO: TEORIA, LIMITE DI EDDINGTON, DISCHI DI ACCRESCIMENTO BINARIE X: FENOMENOLOGIA E CLASSIFICAZIONE, VARIABILI CATACLISMICHE, BINARIE X DI PICCOLA E GRANDE MASSA, CANDIDATI BUCHI NERI NUCLEI GALATTICI ATTIVI: FENOMENOLOGIA E CLASSIFICAZIONE, EMISSIONE IN BANDA X E GAMMA, GETTI, MOTI SUPERLUMINALI GAMMA RAY BURST: FENOMENOLOGIA, ORIGINE E MECCANISMI DI EMISSIONE AMMASSI DI GALASSIE: EMISSIONE X DAL MEZZO INTERGALATTICO, COOLING FLOW RAGGI COSMICI: COMPOSIZIONE, SPETTRO ED ORIGINE, RESTI DI SUPERNOVA, RAGGI COSMICI DI ALTISSIMA ENERGIA. (testi) (LONGAIR MALCOM S. ) HIGH ENERGY ASTROPHYSICS 3RD ED. [CAMBRIDGE 2011] (KIPPENHAHN R., WEIGERT A.) STELLAR STRUCTURE AND EVOLUTION [SPRINGER 1994] (G.B. RYBICKI, A.P. LIGHTMAN) RADIATIVE PROCESSES IN ASTRIPHYSICS [WILEY] (VIETRI M.) ASTROFISICA DELLE ALTE ENERGIE [BORINGHIERI] (SHAPIRO S.L, TEUKOLSKY S.A.) BLACK HOLES, WHITE DWARFS AND NEUTRON STARS [WILEY]	6	FIS/05	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402151 - FISICA DELLE ASTROPARTICELLE - MODULO A (obiettivi) Il corso intende introdurre lo studente alle attività di ricerca su problemi in comune tra Fisica delle Particelle Elementari ed Astrofisica. I diversi temi di ricerca che costituiscono oggetto di studio da parte della comunità scientifica internazionale verranno discussi all'interno di uno schema unitario, con particolare attenzione all'interpretazione fenomenologica e alle proposte di realizzazione di nuovi apparati sperimentali. - BUSSINO SEVERINO ANGELO MARIA (programma) ASPETTI FENOMENOLOGICI DELLA FISICA DELLE ASTROPARTICELLE: CORRELAZIONI TRA FISICA DELLE PARTICELLE, ASTROFISICA E COSMOLOGIA; IL PROBLEMA DELLA MATERIA OSCURA; RAGGI COSMICI E MECCANISCMI DI ACCELERAZIONE DEI RAGGI COSMICI; MASSA DI NEUTRINI ED OSCILLAZIONE DEI NEUTRINI LA CONSERVAZIONE DEL NUMERO LEPTONICO ED IL DECADIMENTO DOPPIO BETA; LA CONSERVAZIONE DEL NUMERO BARIONICO ED IL PROBLEMA DEL DECADIMENTO DEL PROTONE; VIOLAZIONE DI CP E ASIMMETRIA MATERIA-ANTIMATERIA. (testi) K. Thomas Gaisser Cosmic rays and particle physics Cambridge 1990 Malcom S. Longair High energy astrophysics Cambridge 1992 H. V. Klapdor - Kleingrothaus and A. Staudt Non - Accelerator particle physics Bristol 1995 Donald H. Perkins Particle Astrophysics, second edition Oxford 2009	3	FIS/04	24	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402152 - FISICA DELLE ASTROPARTICELLE - MODULO B (obiettivi) Il corso intende introdurre lo studente alle attività di ricerca su problemi in comune tra Fisica delle Particelle Elementari ed Astrofisica. I diversi temi di ricerca che costituiscono oggetto di studio da parte della comunità scientifica internazionale verranno discussi all'interno di uno schema unitario, con particolare attenzione all'interpretazione fenomenologica e alle proposte di realizzazione di nuovi apparati sperimentali - MARI STEFANO MARIA (programma) ASPETTI SPERIMENTALI DELLA FISICA DELLE ASTROPARTICELLE. VENGONO DISCUSSI GLI APPARATI, LE TECNICHE SPERIMENTALI E I RISULTATI NEI SEGUENTI SETTORI: RIVELAZIONE DEI RAGGI COSMICI; RICERCA DI MATERIA OSCURA; RIVELAZIONE DEI NEUTRINI; RICERCA DI ANTIMATERIA; RIVELAZIONE DI ONDE GRAVITAZIONALI. (testi) K. THOMAS GAISSER COSMIC RAYS AND PARTICLE PHYSICS CAMBRIDGE 1990 MALCOM S. LONGAIR HIGH ENERGY ASTROPHYSICS CAMBRIDGE 1992 H. V. KLAPDOR - KLEINGROTHAUS AND A. STAUDT NON - ACCELERATOR PARTICLE PHYSICS BRISTOL 1995 DONALD H. PERKINS PARTICLE ASTROPHYSICS, SECOND EDITION OXFORD 2009	3	FIS/04	24	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402155 - MISURE ASTROFISICHE (obiettivi) Rendere lo studente capace di analizzare in maniera autonoma e critica varie tipologie di dati astrofisici - DE ROSA Alessandra (programma) Parte I: Problematica Astrofisica: Nuclei Galattici Attivi 1. Definizione e classificazione: Paradigma del BH, accrescimento, AG N Radio Loud/Radio quiet, Modello Unificato 2. Astrofisica degli AGN: Proprietà degli AGN - RQ in banda X, modelli di emissione: Comptonizzazione, proprietà’ di assorbimento e outflows 3. Astrofisica degli AGN: componenti di riflessione nello spettro in banda X, osservazione di effetti relativistici nello spettro in banda X Parte II: Introduzione ai rivelatori e telescopi in banda X 1. rivelatori in banda X: principi base e tecniche di rivelazione 2. rivelatori a stato solido, Charged Coupled Devices (CCD) 3. sistemi ottici collimati e focalizzati 4. caratteristiche dei telescopi X: efficienza, sensibilità, risoluzione di energia, risoluzione angolare, area efficace 5. I telescopi sp aziali ESA/XMM - Newton, NASA/Chandra e NASA/NuStar Parte III: Analisi Dati 1. strumenti di indagine: studio della distribuzione di energia (spettro di emissione), studio del comportamento temporale (curva di luce), studio della variabilità (spettro di potenza e riverbero) 2. errori statistici ed errori sistematici 3. background 4. rapporto segnale rumore S/N 5. osservazione e massimizzazione del S/N Parte IV: Tutorial di analisi dati - sessione XMM - epic 1. ricerca dei dati in archivio 2. analisi dell’Imagine: DS9 3. analisi dello spettro: xspec 4. analisi Temporale: xronos Parte V : analisi dati in banda ottica (testi) dispense a cura del docente del corso	6	FIS/05	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402259 - FISICA DEL CLIMA (obiettivi) Il corso è indirizzato a fornire le conoscenze fondamentali, teoriche e sperimentali, nell'ambito della Fisica del Clima e dei Cambiamenti Climatici Prima parte Dr. Luca Fiorani Definizione di clima (climatologia e meteorologia). Il sistema climatico (atmosfera, biosfera, criosfera, geosfera, idrosfera, Sole). La radiazione solare e il bilancio energetico della Terra (richiami di fisica solare, leggi della radiazione, assorbimento della radiazione solare nell’atmosfera). Atmosfera e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’atmosfera). Nubi e aerosol (richiami di processi di condensazione e formazione delle nubi). Oceano e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’oceano). Trasferimento radiativo (richiami di assorbimento, emissione e trasferimento radiativo dell’atmosfera). L’effetto serra (l’atmosfera come serra, i gas serra, calcolo del bilancio energetico, modelli di effetto serra). Lo strato di ozono (radiazione ultravioletta in atmosfera, fotochimica della produzione di ozono, misure di ozono, “buco” dell’ozono). Osservazioni climatiche con telerilevamento (misure da terra, misure satellitari, strumenti infrarossi, strumenti “limb viewing”, applicazioni del telerilevamento agli studi climatici). Sensitività climatica e cambiamento climatico (cambiamenti astronomici, solari, atmosferici, oceanici e fluttuazioni di temperatura). Clima di altri pianeti. Clima e società. Variabilità multidecadale della temperatura superficiale del mare (seminario del Dr. Salvatore Marullo). Misura lidar di gas serra (visita al Centro Ricerche ENEA di Frascati). Seconda parte Dr. Antonello Pasini Introduzione ai modelli climatici. Il percorso concettuale dalle osservazioni alle simulazioni. Approcci dinamico e statistico. Gerarchia dei modelli climatici e loro componenti, tipologie di modelli, il concetto di parametrizzazione. Modelli a Bilancio di Energia (EBM). Struttura generale di un EBM, EBM 0-dimensionali, EBM 1-dimensionali, parametrizzazioni negli EBM, applicazioni. Modelli Radiativo-Convettivi (RC) e Modelli a Complessità Intermedia (EMIC). Equilibrio radiativo e radiativo-convettivo e implementazione nei modelli climatici a complessità intermedia. Modelli Climatici Globali (GCM). Struttura di un GCM, componenti e interazioni, equazioni fondamentali e loro modellazione. Attività di attribution e risultati. Validazione dei modelli di clima. Cenni di modellistica climatica regionale e tecniche di downscaling. Scenari e proiezioni climatiche per il XXI secolo. Analizzare il clima e i suoi cambiamenti da un altro punto di vista: modelli a rete neurale e analisi di causalità di Granger. Dettagli sulle tecniche e risultati di attribution. Downscaling con modelli a rete neurale. - Pasini Antonello (programma) Prima parte Dr. Luca Fiorani Definizione di clima (climatologia e meteorologia). Il sistema climatico (atmosfera, biosfera, criosfera, geosfera, idrosfera, Sole). La radiazione solare e il bilancio energetico della Terra (richiami di fisica solare, leggi della radiazione, assorbimento della radiazione solare nell’atmosfera). Atmosfera e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’atmosfera). Nubi e aerosol (richiami di processi di condensazione e formazione delle nubi). Oceano e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’oceano). Trasferimento radiativo (richiami di assorbimento, emissione e trasferimento radiativo dell’atmosfera). L’effetto serra (l’atmosfera come serra, i gas serra, calcolo del bilancio energetico, modelli di effetto serra). Lo strato di ozono (radiazione ultravioletta in atmosfera, fotochimica della produzione di ozono, misure di ozono, “buco” dell’ozono). Osservazioni climatiche con telerilevamento (misure da terra, misure satellitari, strumenti infrarossi, strumenti “limb viewing”, applicazioni del telerilevamento agli studi climatici). Sensitività climatica e cambiamento climatico (cambiamenti astronomici, solari, atmosferici, oceanici e fluttuazioni di temperatura). Clima di altri pianeti. Clima e società. Variabilità multidecadale della temperatura superficiale del mare (seminario del Dr. Salvatore Marullo). Misura lidar di gas serra (visita al Centro Ricerche ENEA di Frascati). Seconda parte Dr. Antonello Pasini Introduzione ai modelli climatici. Il percorso concettuale dalle osservazioni alle simulazioni. Approcci dinamico e statistico. Gerarchia dei modelli climatici e loro componenti, tipologie di modelli, il concetto di parametrizzazione. Modelli a Bilancio di Energia (EBM). Struttura generale di un EBM, EBM 0-dimensionali, EBM 1-dimensionali, parametrizzazioni negli EBM, applicazioni. Modelli Radiativo-Convettivi (RC) e Modelli a Complessità Intermedia (EMIC). Equilibrio radiativo e radiativo-convettivo e implementazione nei modelli climatici a complessità intermedia. Modelli Climatici Globali (GCM). Struttura di un GCM, componenti e interazioni, equazioni fondamentali e loro modellazione. Attività di attribution e risultati. Validazione dei modelli di clima. Cenni di modellistica climatica regionale e tecniche di downscaling. Scenari e proiezioni climatiche per il XXI secolo. Analizzare il clima e i suoi cambiamenti da un altro punto di vista: modelli a rete neurale e analisi di causalità di Granger. Dettagli sulle tecniche e risultati di attribution. Downscaling con modelli a rete neurale. (testi) Testi F. W. Taylor (2005), Elementary Climate Physics, Oxford. K. McGuffie & A. Henderson-Sellers (2014), The Climate Modelling Primer, 4th Edition, Wiley. - fiorani luca (programma) Prima parte Dr. Luca Fiorani Definizione di clima (climatologia e meteorologia). Il sistema climatico (atmosfera, biosfera, criosfera, geosfera, idrosfera, Sole). La radiazione solare e il bilancio energetico della Terra (richiami di fisica solare, leggi della radiazione, assorbimento della radiazione solare nell’atmosfera). Atmosfera e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’atmosfera). Nubi e aerosol (richiami di processi di condensazione e formazione delle nubi). Oceano e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’oceano). Trasferimento radiativo (richiami di assorbimento, emissione e trasferimento radiativo dell’atmosfera). L’effetto serra (l’atmosfera come serra, i gas serra, calcolo del bilancio energetico, modelli di effetto serra). Lo strato di ozono (radiazione ultravioletta in atmosfera, fotochimica della produzione di ozono, misure di ozono, “buco” dell’ozono). Osservazioni climatiche con telerilevamento (misure da terra, misure satellitari, strumenti infrarossi, strumenti “limb viewing”, applicazioni del telerilevamento agli studi climatici). Sensitività climatica e cambiamento climatico (cambiamenti astronomici, solari, atmosferici, oceanici e fluttuazioni di temperatura). Clima di altri pianeti. Clima e società. Variabilità multidecadale della temperatura superficiale del mare (seminario del Dr. Salvatore Marullo). Misura lidar di gas serra (visita al Centro Ricerche ENEA di Frascati). Seconda parte Dr. Antonello Pasini Introduzione ai modelli climatici. Il percorso concettuale dalle osservazioni alle simulazioni. Approcci dinamico e statistico. Gerarchia dei modelli climatici e loro componenti, tipologie di modelli, il concetto di parametrizzazione. Modelli a Bilancio di Energia (EBM). Struttura generale di un EBM, EBM 0-dimensionali, EBM 1-dimensionali, parametrizzazioni negli EBM, applicazioni. Modelli Radiativo-Convettivi (RC) e Modelli a Complessità Intermedia (EMIC). Equilibrio radiativo e radiativo-convettivo e implementazione nei modelli climatici a complessità intermedia. Modelli Climatici Globali (GCM). Struttura di un GCM, componenti e interazioni, equazioni fondamentali e loro modellazione. Attività di attribution e risultati. Validazione dei modelli di clima. Cenni di modellistica climatica regionale e tecniche di downscaling. Scenari e proiezioni climatiche per il XXI secolo. Analizzare il clima e i suoi cambiamenti da un altro punto di vista: modelli a rete neurale e analisi di causalità di Granger. Dettagli sulle tecniche e risultati di attribution. Downscaling con modelli a rete neurale. (testi) Testi F. W. Taylor (2005), Elementary Climate Physics, Oxford. K. McGuffie & A. Henderson-Sellers (2014), The Climate Modelling Primer, 4th Edition, Wiley.	6	FIS/06	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402026 - FISICA DELLA IONOSFERA E DELLA MAGNETOSFERA (obiettivi) Dare conoscenze fondamentali sulla fisica del plasma ionosferico e delle sue instabilità attraverso una descrizione della struttura, composizione e formazione della ionosfera, nonché delle principali dinamiche presenti in questa zona di transizione. Uno degli obiettivi è di dare allo studente gli strumenti per consentirgli di effettuare un’analisi sugli effetti della radiazione ultravioletta solare e della precipitazione di particelle magnetosferiche nel più ampio quadro dello studio delle interazioni Litosfera-Atmosfera-Ionosfera-Magnetosfera. Dare conoscenze fondamentali sulla fisica dei processi magnetosferici, perturbativi e non, attraverso lo studio delle interazioni terra-sole, delle particelle intrappolate nelle fasce di Van Allen e delle interazioni di queste ultime con l’atmosfera residua - SCOTTO Carlo (programma) 1. Introduzione: scopo del corso e presentazione degli argomenti trattati 2. Nozioni di fisica del plasma magneto-ionosferico e di teoria magnetoionica Plasma non caldo, dispersione in frequenza, frequenza di plasma, distanza di Debye, libero cammino medio, giropulsazione di plasma, condizioni di plasma, accelerazione di betatrone, accelerazione di Fermi. Campo magnetico congelato. Indice di rifrazione di fase per le onde radio in un plasma senza collisioni e con collisioni in assenza di campo magnetico, interpretazione della parte immaginaria dell'indice di rifrazione. Equazione del telegrafo. Velocità di gruppo. Indice di rifrazione di gruppo senza collisioni e senza campo magnetico. Riferimento: appunti di lezione, file 1. Le relazioni costitutive della materia Riferimento: appunti di lezione, file 2. Indici di rifrazione di gruppo con campo magnetico con e senza collisioni: la relazione di Appleton-Hartree. Riferimento: appunti di lezione, file 3. Gli zeri dell'indice di rifrazione di fase con e senza collisioni. Regola di Booker. Riferimento: appunti di lezione, file 4. 3. Nozioni sull'ambiente circumterrestre. Struttura della atmosfera neutra e della ionosfera, fondamenti della regione D, campo magnetico della Terra e magnetosfera. Riferimento: M. Kelley, "The Earth's Ionosphere", capitolo 1. 4. Onde ed instabilità nel plasma magneto-ionosferico Onde elettroacustiche e onde iono acustiche Riferimento: J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" §2.7.3, pag 39-40, in particolare, per le onde iono acustiche: https://en.wikipedia.org/wiki/Ion_acoustic_wave", instabilità di Farley-Beunmann. Riferimento: M. Kelley, "The Earth's Ionosphere", §4.7 pp. 187-191, instabilità di Rayleigh-Taylor Riferimento: J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" §2.8.3 pag. 41-42 , onde ciclotroniche, onde di Alfvén, Whistlers , onde di Alfvén pure e modificate.Riferimento: J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" §2.7.1 pag. 35-38, onde onde di Lagmuir, per esempio https://cds.cern.ch/record/2203630/files/1418884_51-65.pdf, §2.1 Longitudinal (Langmuir) waves, pag 58) Oppure, più semplicemente, per questa Unità Didattica lo studente può prendere per riferimento gli appunti presi a lezione 5. Elementi di radio propagazione ionosferica Riflessione parziale da parte di uno strato, diffrazione da uno schermo con piccole irregolarità, propagazione obliqua. Riferimento: J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" §2.5.2, §2.5.3, §2.5.4, §2.6.1, §2.6.2, §2.6.3. 6. Ionosfera Processi di assorbimento, attenuazione della radiazione nei gas, deposizione di energia nell'alta atmosfera: funzione di Chapman. Ionosfera terrestre: cenni storici, profilo verticale di densità elettronica, temperatura ionosferica, produzione e scomparsa di ionizzazione, regioni ionosferiche, equilibrio elettronico, profilo verticale di densità elettronica nella regione E e nella regione F2. Riferimento: G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment, § 3.2. , introduzione del cap 4, § 4.1, § 4.2, § 4.3. Strato F1. Riferimento: appunti di lezione, file 1. Strato E. Riferimento: appunti di lezione, file 2. Ulteriori note sullo strato F1.Riferimento: appunti di lezione, file 3. Onde atmosferiche di gravità (GWs): Riferimento: appunti di lezione, file 4. Osservazione dell'effetto delle GWs nella ionosfera: le Travelling Ionospheric Disturbances (TIDs): Riferimento: appunti di lezione, file 5. Conduttività di Petersen, di Hall e parallela. Riferimento: appunti di lezione, file 6. Modelli ionosferici e ionogrammi: Riferimento: appunti di lezione, file 7. Ulteriori note sugli ionogrammi e loro inversione: Riferimento: appunti di lezione, file 8. Raggio Z: Riferimento: appunti di lezione, file 9. 7. Magnetosfera Fondamenti. Il campo geomagnetico presso la Terra, Particelle cariche nel campo magnetico: moto di girazione, moto oscillatorio ("Bounce"), moti di drift: drift nel neutral sheet, drift dovuto a forze esterne, drift ambipolare (o drift ExB), drift dovuto alla curvatura delle linee di campo, collisioni coulombiane. Particelle nella magnetosfera interna: fasce di radiazione, ring current, plasmasfera. Il campo di geomagnetico distante:configurazione e classificazione, le correnti sul lato diurno della magnetosfera, riflessione delle particelle e formazione di corrente, sistema di correnti nella "coda geomagnetica". Particelle nella magnetosfera esterna: magnetotail plasma sheet, magnetotail lobe plasma, magnetospheric boundary layer. Onde di plasma nella magnetosfera. Riferimento: G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment § 5. Aurora diffusa e discreta. Riferimento: G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment §7.4.3, p. 372. Testi consigliati: 1) G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment" 2) J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" 3) M. Kelley, "The Earth's Ionosphere" 4) Appunti di lezione. (testi) Per l' Anno Accademico 2016-2017: 1) G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment" 2) J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" 3) M. Kelley, "The Earth's Ionosphere" 4) Appunti di lezione. Per l'Anno accademico 2017-2018 si prevede di utilizzare: 1) G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment" 2) Appunti di lezione.	6	FIS/06	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402359 - MODELLI NUMERICI IN FISICA TERRESTRE E DELL'AMBIENTE (obiettivi) Studiare ed implementare tecniche di approssimazione numerica più avanzate, in particolare relative ai problemi di ottimizzazione ed alla soluzione approssimata di Equazioni Differenziali Ordinarie - Erogato presso 20402092 AN420 - ANALISI NUMERICA 2 in MATEMATICA (DM 270) LM-40 (docente da definire)	6	MAT/08	60	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402380 - RADIOATTIVITÀ AMBIENTALE (obiettivi) Il corso è indirizzato a fornire le conoscenze fondamentali, teoriche e sperimentali, nell'ambito della Fisica delle Radiazioni Ionizzanti e dei Metodi Radiometrici nella Fisica Terrestre e dell'Ambiente - PLASTINO WOLFANGO (programma) Atoms, Nuclides, and Radionuclides - Radiation sources -Radiation interactions -Counting Statistics Geochemistry of Radiogenic Isotopes - Mixing Theory -Origin of Igneous Rock -Water and Sediment -The Oceans Thermonuclear Radionuclides - Fission Products of Transuranium Elements -90Sr in the Environment -137Cs in the Environment -The 90Sr/137Cs, 239,240Pu, and 241Am in the Arctic Ocean General Properties of Radiation Detectors - Ionizing chambers -Proportional and Geiger-Mueller counters -Scintillation Detectors -Germanium Gamma-Ray Detectors Geochronometry - The Rb-Sr Method -The K-Ar Method -The 40Ar/39Ar Method -The Sm-Nd Method -The U-Pb, Th-Pb, and Pb-Pb Methods -The 14C Method -The 3H/3He Method Application of Tracer Technology to the Environment - Atmospheric Transport Modeling -Groundwater dynamics -Nuclear non-proliferation (testi) Knoll G.F. - Radiation Detection and Measurement. John Wiley & Sons, 2010 - ISBN:9780470649725 Faure G. and Mensing T.M - Isotopes-Principles and Applications. John Wiley & Sons, 2004 - ISBN:9780471384373	6	FIS/07	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20401253 - FISICA DEI LIQUIDI (obiettivi) Il corso intende offrire un'introduzione alla moderna fisica dei liquidi, intesa come lo studio della fenomenologia dei fluidi a partire da leggi di forza interatomiche. Verranno studiati i metodi teorici basati sulle equazioni integrali che consentono di descrivere la struttura del liquido. Verranno introdotti i metodi di simulazione numerica al calcolatore applicati alla fisica dei liquidi. Si studieranno quindi le funzioni di correlazione e la teoria della risposta lineare con applicazioni allo studio della dinamica dei liquidi nel limite idrodinamico e in quello visco-elastico. Saranno introdotte le funzioni memoria. Verranno trattati la fisica dei liquidi sottoraffreddati e lo studio della transizione vetrosa - ROVERE MAURO (programma) 1 - Termodinamica e Meccanica Statistica. Funzioni termodinamiche estensive ed intensive. Condizioni di equlibrio. Trasformate di Legendre e potenziali termodinamici. Condizioni di stabililià delle fasi. Transizioni di fase e loro classificazione. Equazione di Van der Waals. Richiami della teoria degli ensembles statistici. Fluttuazioni. 2 - Forze fra atomi e ordine a corto raggio nei liquidi. Caratterizzazione dello stato liquido della materia. Forze fra atomi e potenziali efficaci. Funzioni di distribuzione nel canonico e nel gran canonico. Funzione di distribuzione radiale e relazione con la termodinamica. Il fattore di struttura statico. Misura della struttura di un liquido con tecniche di diffusione. Equazione gerarchica per le funzioni di distribuzione. Potenziale di forza media. Equazione di Ornstein-Zernike. Funzione di correlazione diretta. Funzione di risposta statica. Relazioni di chiusura. Approssimazione delle catene iper-reticolate (HNC). Approssimazione di Percus-Yevick (PY). Soluzione della PY per il liquido di sfere dure. Equazione di stato per le sfere dure. Inconsistenza termodinamica. Teoria HNC modificata. Fattore di struttura di miscele liquide e liquidi molecolari. 3 - Simulazione numerica di sistemi fluidi Metodi di simulazione stocastici e deterministici. Metodo della Dinamica Molecolare. Algoritmi alla Verlet. Dinamica molecolare a temperatura e a pressione costante. Il metodo di simulazione Monte Carlo. Simulazione Monte Carlo in diversi ensemble. 4 - Dinamica dei liquidi Funzioni di correlazione dipendenti dal tempo. Diffusione anelastica dei neutroni e misura del fattore di struttura dinamico. Funzioni di correlazione di Van Hove. Principio del bilancio dettagliato. Teoria della risposta lineare. Funzione risposta. Teorema di fluttuazione-dissipazione. Diffusione delle particelle. Coefficiente di diffusione. Funzione di correlazione delle velocità. Idrodinamica e modi collettivi. Scattering Brillouin. 5 - Stati metastabili, liquidi sotto raffredati e transizione vetrosa. Stabilità e metastabilità. Curva spinodale dall'equazione di Van der Waals. Fluttuazioni e andamenti delle funzioni di correlazione vicino al punto critico. Liquidi sottoraffreddati e transizione vetrosa. Diagramma di Angell. Cenni agli aspetti dinamici e alla teoria di Mode Coupling. Entropia configurazionale e temperatura di Kauzmann. (testi) J.P. Hansen and I.R. McDonald, Theory of Simple Liquids, seconda edizione, Academic Press. N. H. March and M. P. Tosi, Introduction to Liquid State Physics, World Scientific. P. G. Debenedetti, Metastable Liquids, Princeton University Press.	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410050 - FISICA DELLE NANOSTRUTTURE (obiettivi) Dare allo studente una comprensione approfondita delle proprietà fisiche dei sistemi a bassa dimensionalità, con dimensioni caratteristiche nanometriche. Illustrare i principi delle metodologie realizzative e delle nanotecnologie - DI GASPARE LUCIANA (programma) ETEROGIUNZIONI E ETEROSTRUTTURE. SISTEMI 2-,1-, 0-DIMENSIONALI. STATI ELETTRONICI E DENSITÀ DEGLI STATI. GAS DI ELETTRONI 2D:. LUNGHEZZE CARATTERISTICHE PER IL TRASPORTO IN SISTEMI A BASSA DIMENSIONALITÀ.MATRICI T E TUNNEL RISONANTE. INTERFERENZA DELLE FUNZIONI D' ONDA ED EFFETTO AHARONOV-BOHM. TRASPORTO BALISTICO E QUANTIZZAZIONE DELLA CONDUTTANZA NEI SISTEMI 1-DIMENSIONALI. CONDUCIBILITÀ IN PRESENZA DI UN CAMPO MAGNETICO. OSCILLAZIONI SHUBNIKOV-DE HAAS. EFFETTO HALL QUANTISTICO. TUNNELLING DI SINGOLO ELETTRONE E BLOCCAGGIO COULOMBIANO. TRANSISTOR A SINGOLO ELETTRONE. GRAFENE: PROPRIETÀ STRUTTURALI ED ED ELETTRONICHE. PROPRIETÀ OTTICHE DELLE NANOSTRUTTURE:TRANSIZIONI INTERBANDA NELLE BUCHE QUANTICHE E REGOLE DI SELEZIONE; ECCITONI IN SISTEMI 2D; TRANSIZIONI INTERSOTTOBANDA E REGOLE DI SELEZIONE. EMETTITORI DI LUCE, COEFFICIENTE DI GUADAGNO. LASER A DIODO, A ETEROSTRUTTURA, A CASCATA QUANTICA (CENNI) (testi) DATTA S.: ELECTRONIC TRANSPORT IN MESOSCOPIC SYSTEMS [CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS ] FERRY D.K. AND GOODNICK S.M.: TRANSPORT IN NANOSTRUCTURES [CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS ] DAVIES J. H. : THE PHYSICS OF LOW DIMENSIONAL SEMICONDUCTORS [CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS)	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410051 - FISICA DELLE SUPERFICI E INTERFACCE (obiettivi) Introdurre lo studente alle conoscenze fondamentali su proprietà, preparazione e caratterizzazione di superfici ed interfacce - STEFANI GIOVANNI	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410049 - FISICA DEI DISPOSITIVI ELETTRONICI ED OPTOELETTRONICI (obiettivi) Il corso si propone di illustrare le metodologie più avanzate per lo studio, la simulazione e l’analisi dei dispositivi elettronici e optoelettronici a stato solido. Verranno illustrati i meccanismi fisici alla base del funzionamento dei più moderni dispositivi basati su semiconduttori a larga gap, quali GaN, GaAs e AlGaAs, così come quelli più tradizionali fabbricati in Silicio. Inoltre, attraverso opportune leggi di scala, verranno analizzati i limiti intravisti per le tecnologie correnti con l’indicazione delle possibili soluzioni - CONTE GENNARO (programma) Dispositivi Unipolari. La barriera metallo-semiconduttore. Il diodo Schottky. Funzione lavoro e affinità elettronica. Caratteristica I-V ideale. Contatto Ohmico. Carica di superficie e lunghezza di Debye . Elettrostatica della giunzione M-S. Trasporto nella SCR. Corrente termoionica. Corrente di drift-diffusione. Abbassamento della barriera. Carica nella SCR: valutazione di Nd e Fbi. Drogaggio non uniforme. Giunzione metallo-n+-n. JFET e MESFET. Resistenza del canale. Caratteristica di ingresso: iDS à VGS. La corrente di drain, iDS. Transcaratteristica: iDS à VDS. Transconduttanza, gm. Conduttanza di canale, gd. Il JFET come amplificatore di segnale. Comportamento dinamico. Modello di piccolo segnale. Comportamento in frequenza e fT. Strutture Metallo-Ossido-Semiconduttore. Il diodo MIS. Capacità del sistema MOS. Analisi all’equilibrio termico. Stati di interfaccia. Carica nell’ossido. Elettronica del MOS. MOSFET: modello a controllo di carica. NMOS, PMOS e CMOS. Dispositivi a svuotamento e arricchimento. Correnti sottosoglia. Effetti geometrici. Leggi di scala. - Teorema di Ramo. Fotoconducibilità. Fotoresistenze. Guadagno fotoconduttivo. La giunzione pn alla luce. Il fotodiodo pin. APD-Avalanche Photodiode. Risposta spettrale. Elettroluminescenza. Drogaggio. Transizioni radiative e non-radiative. Tempo di vita dei minoritari. Efficienza di luminescenza. Efficienza di estrazione. Architetture dei dispositivi. LED per IR, Vis e UV. (testi) D.A. Neamen - Semiconductor Physics and Devices, 3rd Ed., McGraw-Hill, 2003. R.S Muller, T.I. Kamins - Device Electronics for Integrated Circuits, 3rd Ed., John Wiley, 2009	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402354 - MECCANICA STATISTICA (obiettivi) Il corso mira a dare una visione degli sviluppi moderni della meccanica statistica. In particolare, partendo dalla teoria delle transizioni di fase e dei fenomeni critici, si vuole mostrare come sono emersi i concetti alla base del metodo del gruppo di rinormalizzazione. Questo metodo è ormai largamente utilizzato in diversi campi della meccanica statistica. I fenomeni critici costituiscono l’applicazione classica del metodo, che viene illustrata in dettaglio nei primi 6 crediti del corso. Questi primi 6 crediti possono quindi essere utilizzati da più indirizzi. I restanti 2 crediti si soffermano su applicazioni più recenti del metodo nel campo della fisica della materia - Erogato presso 20401425 MECCANICA STATISTICA in FISICA (DM 270) LM-17 N0 RAIMONDI ROBERTO (programma) Vedi il corso principale 20401425 MECCANICA STATISTICA (testi) Vedi il corso principale 20401425 MECCANICA STATISTICA	6	FIS/02	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410097 - FOTONICA QUANTISTICA (obiettivi) Acquisire conoscenza della fisica dei sistemi laser e della descrizione del campo elettromagnetico in seconda quantizzazione, con particolare enfasi agli aspetti fenomenologici. - BARBIERI MARCO (programma) Fisica del laser: richiami alla radiazione di corpo nero, equazioni di Einstein, eccitazione di atomi a due livelli, attenuazione e guadagno. Livelli d’energia e transizioni in semiconduttori. Comportamento del laser cw. Cenni ai laser ultrabrevi. Coerenza e quantizzazione del campo e.m.: teoria classica delle fluttuazione e della coerenza al primo e secondo ordine. Campo e.m. come oscillatore armonico, quantizzazione e teoria quantistica della coerenza. Stati numero, coerenti e termici. Rappresentazione di interazione: il beam splitter e gli stati squeezed. Rivelazione omodina e fotoconteggio. Funzioni di quasi-probabilità. Ottica nonlineare: introduzione e trattamento classico. Cenni al trattamento quantistico. Effetti nonlineari del secondo ordine: generazione di seconda armonica, frequenza somma e frazionamento parametrico. Effetti del terzo ordine: effetto Kerr ottico. Cenni alla filamentazione. Equazione di Schroedinger nonlineare e solitoni temporali. Correlazioni quantistiche: problema del realismo locale in meccanica quantistica e paradosso EPR-Bohm. Diseguaglianza di Bell e test sperimentali con fotoni polarizzati. (testi) R. Loudon, The quantum theory of light. O. Svelto, Principles of lasers. R. Boyd, Nonlinear optics. J.S. Bell, Speakable and unspeakable in quantum mechanics.	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410098 - FISICA DEI PIANETI DEL SISTEMA SOLARE ED ESOPIANETI (obiettivi) L’obiettivo del corso è quello di fornire adeguate conoscenze riguardo la fisica dei pianeti del sistema solare e degli esopianeti, con particolare riguardo alle tecniche di indagine delle atmosfere, delle superfici e delle sottosuperfici dei pianeti. Canale: 1 - CERRONI Priscilla (programma) 1 Sistema Solare - Descrizione del Sistema Solare nel suo insieme, distribuzione di massa e di momento angolare, osservabili astrofisiche. - Descrizione delle osservabili planetologiche: caratteristiche dei pianeti, dei sistemi di satelliti, dei corpi minori del Sistema Solare - I pianeti terrestri:caratteristiche generali e processi evolutivi delle superfici planetarie. - I pianeti terrestri:storia termica, craterizzazione, vulcanismo, tettonica. Planetologia comparata. - Meteoriti e corpi minori: indizi per la formazione del Sistema Solare, cenni sulla datazione - I pianeti giganti - Satelliti planetari - Struttura interna dei pianeti, differenze tra pianeti terrestri e giganti, evoluzione - Atmosfere planetarie 2 Pianeti Extrasolari - Introduzione storica - Metodi indiretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari - Metodi diretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari - Caratteristiche dei pianeti Extrasolari - Fisica dei Pianeti Extrasolari - Caratterizzazione e risultati - Quale vita? - Abitabilità e zona abitabile - La ricerca della vita 3 Parte Comune - Cenni sulla Teoria della formazione planetaria (testi) - non esiste un testo unico che tratti in modo completo gli argomenti del corso. Un teso consigliato è: Imke de Pater and Jack J. Lissauer, Planetary Sciences, Cambridge University Press. Durante il corso verranno suggeriti di volta in volta articoli scientifici di review. Materiali: - Slides del corso - Articoli scientifici Canale: 2 - CLAUDI Riccardo (programma) 1 Sistema Solare - Descrizione del Sistema Solare nel suo insieme, distribuzione di massa e di momento angolare, osservabili astrofisiche. - Descrizione delle osservabili planetologiche: caratteristiche dei pianeti, dei sistemi di satelliti, dei corpi minori del Sistema Solare - I pianeti terrestri:caratteristiche generali e processi evolutivi delle superfici planetarie. - I pianeti terrestri:storia termica, craterizzazione, vulcanismo, tettonica. Planetologia comparata. - Meteoriti e corpi minori: indizi per la formazione del Sistema Solare, cenni sulla datazione - I pianeti giganti - Satelliti planetari - Struttura interna dei pianeti, differenze tra pianeti terrestri e giganti, evoluzione - Atmosfere planetarie 2 Pianeti Extrasolari - Introduzione storica - Metodi indiretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari - Metodi diretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari - Caratteristiche dei pianeti Extrasolari - Fisica dei Pianeti Extrasolari - Caratterizzazione e risultati - Quale vita? - Abitabilità e zona abitabile - La ricerca della vita 3 Parte Comune - Cenni sulla Teoria della formazione planetaria (testi) - non esiste un testo unico che tratti in modo completo gli argomenti del corso. Un teso consigliato è: Imke de Pater and Jack J. Lissauer, Planetary Sciences, Cambridge University Press. Durante il corso verranno suggeriti di volta in volta articoli scientifici di review. Materiali: - Slides del corso - Articoli scientifici	6	FIS/05	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410096 - Educational & Outreach - La comunicazione della scienza (obiettivi) Fornire allo studente i concetti di base della comunicazione, come le tecniche per parlare in pubblico e per la preparazione di materiali di presentazione e di testi di comunicazione scientifica. Far acquisire competenze sulla progettazione e realizzazione di prodotti di comunicazione (immagini, audio, video) e sul Communication Plan (piano per organizzare la comunicazione di un evento o progetto scientifico). Canale: 1 - BERNIERI ENRICO (programma) Il percorso formativo proposto si basa sul concetto di case study: verranno presentati esempi specifici e argomenti selezionati per il loro interesse scientifico e mediatico. Intorno ai case study, il corso sarà organizzato con didattica laboratoriale: verranno realizzati dei veri e propri laboratori di comunicazione in cui gli studenti, lavorando in squadra e guidati da ricercatori e professionisti della comunicazione scientifica, analizzeranno l’esempio specifico e progetteranno e realizzeranno una serie di strumenti di comunicazione specifici (articoli di divulgazione scientifica, siti web, blog, interviste e audio/video ecc). Il percorso formativo avrà inoltre una impronta tecnologica, prendendo in considerazione le nuove tecnologie multimediali applicate alla comunicazione, presentando, utilizzando e integrando software e soluzioni open source disponibili al momento. Il programma Il programma proposto prevede un percorso di 52 ore che include 40 ore di lezioni di insegnamento frontale e 12 ore di laboratorio pratico. 12 ore sono in comune con il corso di comunicazione per il Dottorato in Fisica. Introduzione alla comunicazione scientifica • Gli assiomi della comunicazione, dal linguaggio corporeo alla progettazione di un Communication Plan. • La comunicazione scientifica: Perché comunicare la scienza? • I diversi tipi di comunicazione nel mondo della ricerca e dell’Università. • Progettare un evento per il pubblico: la comunicazione in 5 mosse. • L’immagine e la comunicazione della scienza. Parlare in pubblico di scienza • Come si parla in pubblico: differenze tra conferenza stampa, dibattito e conferenza divulgativa • Le regole base per parlare in pubblico • Materiali multimediali per parlare di scienza al pubblico: slide, audio, video. Scrivere di scienza • Le basi del giornalismo scientifico: riflessioni sul linguaggio della carta stampata all’audio/video. • Le differenze tra un articolo divulgativo, un articolo scientifico e un comunicato stampa. • La scrittura per l’audio/video: lo storyboard. La comunicazione visiva della scienza • L’immagine e la comunicazione della scienza • Progettare e realizzare un’immagine La scienza sul web • Come è comunicata la scienza sul web • Il web 2.0 e la scienza • Realizzare un sito web Organizzare un evento per il pubblico • Il Communication Plan di una osservazione astronomica per una classe • Realizzare una serata osservativa (testi) "Comunicare la scienza" di Giovanni Carrada https://www.mestierediscrivere.com/uploads/files/comunicarelascienza.pdf Canale: 2 - GIACOMINI Livia (programma) Il programma proposto prevede un percorso di 52 ore che include 40 ore di lezioni di insegnamento frontale e 12 ore di laboratorio pratico. 12 ore sono in comune con il corso di comunicazione per il Dottorato in Fisica. Introduzione alla comunicazione scientifica • Gli assiomi della comunicazione, dal linguaggio corporeo alla progettazione di un Communication Plan. • La comunicazione scientifica: Perché comunicare la scienza? • I diversi tipi di comunicazione nel mondo della ricerca e dell’Università. • Progettare un evento per il pubblico: la comunicazione in 5 mosse. • L’immagine e la comunicazione della scienza. Parlare in pubblico di scienza • Come si parla in pubblico: differenze tra conferenza stampa, dibattito e conferenza divulgativa • Le regole base per parlare in pubblico • Materiali multimediali per parlare di scienza al pubblico: slide, audio, video. Scrivere di scienza • Le basi del giornalismo scientifico: riflessioni sul linguaggio della carta stampata all’audio/video. • Le differenze tra un articolo divulgativo, un articolo scientifico e un comunicato stampa. • La scrittura per l’audio/video: lo storyboard. La comunicazione visiva della scienza • L’immagine e la comunicazione della scienza • Progettare e realizzare un’immagine La scienza sul web • Come è comunicata la scienza sul web • Il web 2.0 e la scienza • Realizzare un sito web Organizzare un evento per il pubblico • Il Communication Plan di una osservazione astronomica per una classe • Realizzare una serata osservativa (testi) "Comunicare la scienza" di Giovanni Carrada https://www.mestierediscrivere.com/uploads/files/comunicarelascienza.pdf Canale: 3 - DE ANGELIS ILARIA (programma) Vedi le info dal titolare Livia Giacomini (testi) Vedi le info dal titolare Livia Giacomini	6	FIS/08	40	12	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA

Secondo semestre

Insegnamento	CFU	SSD	Ore Lezione	Ore Eserc.	Ore Lab	Ore Studio	Attività	Lingua
20402228 - TIROCINIO	6		-	-	-	-	Ulteriori attività formative (art.10, comma 5, lettera d)	ITA
20402227 - PROVA FINALE	34		289	-	-	-	Per la prova finale e la lingua straniera (art.10, comma 5, lettera c)	ITA

Primo semestre

Insegnamento	CFU	SSD	Ore Lezione	Ore Eserc.	Ore Lab	Ore Studio	Attività	Lingua
20401904 - FISICA TEORICA I (obiettivi) Approfondire l’elettrodinamica classica fornire gli elementi della meccanica quantistica relativistica. Fornire le basi della teoria dei campi e della QED - DEGRASSI GIUSEPPE (programma) Relatività ristretta ed elettromagnetismo Richiami di relatività ristretta: trasformazioni di Lorentz, addizione delle velocità, aberrazione della luce. Rappresentazione grafica di Minkowski: classificazione degli in- tervalli, dilatazione dei tempi, contrazione delle lunghezze, causalità. Caratterizzazione completa delle trasformazioni delle coordinate che lasciano invariato l'intervallo spazio- temporale pseudoeuclideo: gruppo di Poincarè, gruppo di Lorentz e loro struttura. Elementi di calcolo quadritensoriale: scalari, vettori controvarianti, vettori covarianti, tensori, pseudotensori, prodotto scalare, contrazioni tensoriali. Legge di trasformazione dei campi, quadrigradiente. Elementi di meccanica relativistica: quadrivelocità, quadriaccelerazione, quadrimpul- so, quadrivettore forza e legge della potenza. Formulazione covariante dell'equazione di Lorentz e tensore del campo elettromagne- tico. Proprietà di trasformazione dei campi elettrico e magnetico. Formulazione covarian- te delle equazioni di Maxwell. Potenziale vettore, potenziale scalare, quadripotenziale. Equazioni di Maxwell in termini del quadripotenziale. Invarianza di gauge. Invarianti del campo elettromagnetico. Campo creato da una carica in moto uniforme: derivazione dal campo elettrostatico mediante una trasformazione di Lorentz. Bilancio energetico nel formalismo trivettoriale: densità di energia, vettore di Poyn- ting. Bilancio energetico nel formalismo covariante: tensore energia ed impulso. Leggi di conservazione: conservazione del quadrimpulso totale e tensore degli sforzi di Maxwell. Conservazione del momento angolare totale. Equazioni di Maxwell nel vuoto per il quadripotenziale nella gauge di Lorentz e loro soluzione generale. Soluzioni di tipo onda piana delle equazioni di Maxwell nel vuoto e loro proprietà. Densità e flusso di energia di un'onda piana. Pressione della radiazione. Formulazione covariante della polarizzazione. Equazione per il quadripotenziale in presenza di sorgenti. Funzione di Green. Poten- ziali e campi di Lienard e Wiechert. Potenza irradiata in approssimazione non relativistica e relativistica. Sezione d'urto Thomson. Effetto Compton. Effetto Cerenkov. Teoria dei campi quantizzati Equazione di Dirac. Covarianza dell'equazione. Limite non relativistico. Covarianti bilineari. Soluzioni dell'equazione di Dirac. Proiettori per le soluzioni ad energia positiva e negativa. Elicità e chiralità. Il campo elettromagnetico libero come insieme di oscillatori armonici. Quantizzazione del campo in gauge di radiazione . Operatori di creazione ed annichilazione. Richiami di meccanica quantistica: oscillatore armonico, rappresentazione di Heisen- berg, operatore di evoluzione temporale, prodotto cronologico. Formalismo lagrangiano dal discreto al continuo. Quantizzazione del campo. Com- mutatori canonici. Simmetrie e teorema della Noether. Invarianza per traslazioni spazio- temporali. Tensore energia-impulso. Simmetrie interne. Lagrangiano del campo sca- lare reale e complesso, sua quantizzazione. Prodotti ordinati. Invarianza globale e locale. Lagrangiano del campo di Dirac. Quantizzazione. Anticommutatori canonici. Quantizzazione del campo elettromagnetico. La rappresentazione di interazione. Matrice S. Sviluppo perturbativo della matri- ce S. Teorema di Wick. Commutatori dei campi bosonici e fermionici a tempi arbitrari. Propagatori per il campo scalare e di Dirac. Propagatore del fotone. Introduzione alle regole di Feynman. Regole di Feynman in QED. Sezione d'urto. Processi ad ordine albero: e+e- -- , diffusione in campo esterno. (testi) V. Barone: Relatività, Bollati Boringhieri. F. Mandl, G. Shaw: Quantum Field Theory, John Wiley & Sons.	8	FIS/02	46	22	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20402209 - FISICA NUCLEARE E SUBNUCLEARE (obiettivi) Illustrare i concetti di base delle particelle elementari e le interazioni fondamentali. Bosoni e fermioni, mesoni e barioni, modello a quark. - DI MICCO BIAGIO (programma) Vedi le info dal titolare Filippo Ceradini (testi) Vedi le info dal titolare Filippo Ceradini - CERADINI FILIPPO (programma) Principi di invarianza e leggi di conservazione, trasformazioni continue e discrete, parità, coniugazione di carica, inversione temporale. Equazioni quantistiche relativistiche, equazione di Klein-Gordon, equazione di Dirac, soluzioni a energia negativa, elicità, limite non relativistico, spin, antiparticelle. Soluzioni per massa nulla, proprietà dei neutrini. Teoria relativistica delle perturbazioni, interazione elettromagnetica, diagrammi di Feynman, propagatore. Estensione relativistica della sezione d’urto di Rutherford, sezione d’urto di Mott, Dirac, Rosenbluth. Raggi cosmici, componente primaria e secondaria, scoperta dei mesoni. Proprietà del muone e del pione, particelle strane, multipletti di isospin. Classificazione delle particelle e delle interazioni, leptoni e adroni, mesoni e barioni, antiparticelle. Interazioni adroniche, isospin, modello di Yukawa, diffusione elastica pione-nucleone, la risonanza Delta, risonanze barioniche e mesoniche, multipletti di mesoni e barioni. Simmetrie unitarie, SU(2), SU(3), modello statico a quark, i quark u-d-s, barioni e mesoni nel modello a quark, momenti magnetici dei barioni, il colore dei quark. Interazioni deboli, decadimento beta dei nuclei, transizioni Fermi e Gamow-Teller, non conservazione della parità, decadimento beta del Co60 polarizzato. Elicità del neutrino, interazione V-A. Decadimento del muone, costante di Fermi. Decadimento del pione, produzione di fasci di neutrini, numero leptonico, neutrini e-mu. Interazioni dei neutrini, propagatore dell'interazione debole. Decadimenti nel modello a quark, decadimenti deboli delle particelle strane, angolo di Cabibbo. Mesoni K0, autostati di CP, mesoni K0L e K0S, ipotesi di Glashow-Iliopoulos-Maiani e il quark charm. Violazione della simmetria CP, matrice Cabibbo-Kobayashi-Maskawa e il quark beauty. Diffusione inelastica leptone-nucleone, funzioni di struttura, Bjorken-scaling, modello a partoni, densità dei partoni, diffusione inelastica di neutrini e antineutrini, densità di quark e antiquark, i gluoni. Interazione elettrone-positrone, diffusione e annichilazione, produzione di adroni, quarkonio, il leptone tau, produzione di quark pesanti. Produzione di particelle in interazioni adroniche, processi Drell-Yan, produzione di jet adronici, cromodinamica quantistica. Il quark top, il neutrino tau, le tre generazioni. Isospin e ipercarica deboli, modello di Glashow-Weinberg-Salam, unificazione delle interazioni elettro-deboli, scoperta dei bosoni W e Z. Rottura della simmetria elettro-debole, il campo di Higgs, scoperta del bosone di Higgs. (testi) • W. E. Burcham and M. Jobes, Nuclear and Particle Physics, Pearson Education. • Appunti del corso di Istituzioni di Fisica Nucleare e Subnucleare, http://webusers.fis.uniroma3.it/~ceradini/efns.htm	8	FIS/04	46	22	-	-	Attività formative affini ed integrative	ITA
20402210 - FISICA DELLA MATERIA CONDENSATA (obiettivi) Il corso si pone l'obiettivo di applicare i metodi della meccanica quantistica alla descrizione delle proprieta' fondamentali della materia solida. - GALLO PAOLA (programma) Panoramica sulla materia condensata. Descrizione geometrica dei cristalli: reticoli diretti, reticoli reciproci e zona di Brillouin. Scattering di particelle da cristalli: raggi x, elettroni e neutroni. Quasicristalli. Classificazione dei solidi cristallini e legami. Approssimazione adiabatica di Born-Oppenheimer. Dinamica vibrazionale del reticolo cristallino, fononi. Calori specifici vibrazionali di Einstein e Debye e calore specifico elettronico. Elettroni in potenziali periodici: il teorema di Bloch. Teoria dell'elettrone libero nei metalli. L'Hamiltoniano a multielettroni e approssimazioni ad elettrone singolo: equazioni di Hartee e Hartee-Fock. Teoria a bande dei cristalli: metodo del Tight Binding, approssimazione dell'elettrone quasi libero. Proprieta' elettroniche di cristalli rilevanti. Trasporto nei metalli. Semiconduttori intrinseci e drogati e trasporto. Giunzione p-n. Superconduttivita'. (testi) TESTO PRINCIPALE: Giuseppe Grosso and Giuseppe Pastori Parravicini Solid State Physics Academic Press ALTRI TESTI UTILIZZATI: Neil W. Ashcroft N. David Mermin Solid State Physics Saunders College Charles Kittel Introduzione alla Fisica Dello Stato Solido Casa Editrice Ambrosiana - Iorio Antonio (programma) Vedi le info dal titolare Paola Gallo (testi) Vedi le info dal titolare Paola Gallo	8	FIS/03	46	22	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20402211 - COMPLEMENTI DI METODI MATEMATICI DELLA FISICA (obiettivi) Acquisire una buona conoscenza dei metodi per la risoluzione di equazioni integrali e differenziali (ordinarie e alle derivate parziali), nonché delle nozioni fondamentali della teoria degli operatori lineari su spazi infinito-dimensionali - FRANCIA DARIO (programma) Part I Introduction: Physics and symmetries Finite Groups: Definition of group; groups of order 2; the Cayley table; groups of order 3; cyclic groups; subgroups; direct products; Lagrange's theorem; groups of order 4; higher-order groups: the dihedral series, the quaternionic group; pre- sentations; the symmetric group Sn; the alternating group An; cycles; Cayley's theorem; representations: basic definitions; the regular representation; conjugation and cosets; normal subgroups; factor groups; simple and semisimple groups; clas- sification of simple groups (without proof); characters; review of finite-dim Hilbert spaces; unitary representations; group-averaged inner product; equivalence of finite- dim reps to unitary reps; reducible and fully reducible reps; reps of finite groups and full reducibility; Schur's Lemmas; the orthogonality relations; the character table; real, pseudoreal and complex reps; Kronecker products and Clebsch-Gordan series. 2 Lie Groups and Lie Algebras: group manifold; Lie groups; the classical ma- trix groups; Lie algebras: definition and first properties; structure constants; ad- joint representation; Cartan-Killing form; simple and semiimple Lie algebras; fully antisymmetric structure constants; Casimir operators; quadratic Casimir; highest (lowest)-weight representations; su(2); su(3); Gell-Mann matrices; roots; α-basis, ω basis, Chevalley basis; general Lie algebras: Cartan subalgebra and structure contants in the Cartan basis; roots; the map adH(X); α-chains; Weyl reflections; root systems for semisimple Lie algebras: relative angles and lengths between roots; positive roots; simple roots; Dynkin diagrams; rank-two algebras; the Cartan cata- logue of simple Lie algebras; representation theory: highest weights and construction of representation space; level vector; the adjoint representation and maximal roots; Weyl dimension formula. Part II Partial Differential Equations: Generalities; linear, quasilinear, semilinear and non linear PDE; well-posedness; initial data vs boundary data; types of boundary conditions; the Cauchy-Kovalevskaya theorem; first-order equations; characteris- tics: parametric solutions and Lagrange's method; second-order PDE: classifica- tion of quasi-linear eqs: hyperbolic, parabolic and elliptic PDE; characteristics and canonical forms; the wave equation: d'Alembert solution and Fourier solution by separation of variables; normal modes; the heat equation: solution by separation of variables for insulated ends and for ends at finite temperatures T1 and T2. (testi) Referenze: Parte I - Ramond P, Group theory - a physicist’s survey (Cambridge University Press, 2010). - Gilmore R, Lie Groups, Physics, and Geometry (Cambridge University Press, 2008). - Fuchs J and Schweigert C, Symmetries, Lie algebras and representations (Cambridge University Press, 2003). - Slansky R, Group theory for unified model building (Physics Reports 791, Elsevier, 1981). - Hamermesh M, Group theory and its application to phyical problems (Dover, 1962). Parte II - Pradisi G, Lezioni di metodi matematici della fisica (Edizioni della Normale, Pisa, 2012). - Evans L C, Partial differential equations (American Mathematical Society, 1998-2010). - Courant R and Hilbert D, Methods of mathematical physics II (Wiley, 1962).	6	FIS/02	34	18	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA

Secondo semestre

Insegnamento	CFU	SSD	Ore Lezione	Ore Eserc.	Ore Lab	Ore Studio	Attività	Lingua
20410020 - COMPLEMENTI DI FISICA DELLA MATERIA CONDENSATA (obiettivi) Fornire allo studente una comprensione approfondita delle principali proprietà fisiche della materia condensata, del trasporto di corrente elettrica e della risposta ai campi elettromagnetici. - DE SETA MONICA (programma) Struttura elettronica di alcuni sistemi solidi. Richiami di calcolo a bande nei solidi. Solidi molecolari e ionici. Bande di sistemi II-VI, III-V, e nei solidi covalenti con struttura del diamente. Livelli di impurezza nei semiconduttori drogati. Energia interna, pressione e compressibilità di un gas di elettroni. Bande e superficie di Fermi dei metalli alcalini, metalli nobili, metalli semplici bivalenti e trivalenti; metalli di transizione. Proprietà di trasporto: Richiami del modello di Drude. Equazioni semiclassiche del moto. Equazione del trasporto di Boltzmann. Approssimazione del tempo di rilassamento. Conducibilita' elettrica nell’approssimazione del tempo di rilassamento: campo costante e campo alternato. Conducibilità nei semiconduttori mediante l’equazione di Boltzmann. Potere termoelettrico e conducibilità termica degli elettroni.Corrente di diffusione e di drift. Equazione di continuita' e termini di generazione e ricombinazione. Tempo di ricombinazione e lunghezza di diffusione. Applicazione alla giunzione p-n in condizioni di non equilibrio. Cenni sulla giunzione metallo-semiconduttore. Interazione elettrone - fonone. Elementi di matrice e regole di selezione. Proprieta' ottiche dei solidi Equazioni di Maxwell nei solidi. Costante dielettrica complessa e suo significato. Coefficiente di assorbimento e riflessione. Relazioni di Kramers Kronig. Oscillatore di Lorentz. Teoria di Drude delle proprietà ottiche di cariche libere. Oscillazioni di Plasma. Modello classico per la costante dielettrica. Transizioni interbanda: transizioni dirette. Contributo al coefficiente di assorbimento e alla costante dielettrica. Densita' congiunta degli stati, punti critici. Funzione dielettrica del Ge e della grafite. Transizioni interbanda indirette. Cenni sull’assorbimento a due fotoni e sullo scattering Raman. Assorbimento da livelli di impurezze. Effetti eccitonici. Assorbimento da fononi ottici. Effetti eccitonici. Effetti di campo magnetico. Moto di elettroni liberi e di elettroni di Bloch in campo magnetico. Trattazione quantistica per l’elettrone libero. Degenerazione e riempimento dei livelli di Landau. Suscettività magnetica di portatori liberi ed effetto de Haas-van Alphen. Magnetoresistenza e Effetto Hall classico. Fenomenologia dell’effetto Hall quantistico. Proprieta' magnetiche della materia. Paramagnetismo di Pauli. Correzioni all’energia per gli elettroni legati. Diamagnetismo di Larmor. Origine del momento magnetico atomico, regole di Hund. Legge di Curie del paramagnetismo. Paramagnetismo di Van Vleck. Teoria di campo medio del ferromagnetismo: modello di Weiss. Magnetizzazione e suscettività magnetica nell’intorno del punto critico. Legge di Curie-Weiss. Valori di temperatura critica nelle sostanze ferromagnetiche e confronto con l’interazione dipolo-dipolo. Ferromagnetismo, interazione di scambio e modello di Heisemberg. Interpretazione microscopica del campo di Weiss. Interazione dipolare e domini magnetici. (testi) Ashcroft-Mermin: "Solid State Physics" Grosso-Pastori-Parravicini: "Solid State Physics"	9	FIS/03	72	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20402213 - ELEMENTI DI FISICA TERRESTRE E DELL'AMBIENTE (obiettivi) Il corso è strutturato sui concetti di base della Fisica della Terra Solida e Fluida al fine di fornire allo studente un quadro coerente ed aggiornato di questa disciplina, sia dal punto di vista teorico sia da quello sperimentale - PLASTINO WOLFANGO (programma) Gravity - The Earth’s size and shape -Gravitation -The Earth’s rotation -The Earth’s figure and gravity -Gravity anomalies -Interpretation of gravity anomalies -Isostasy -Rheology Seismology - Elasticity theory -Seismic waves -Earthquake seismology -Seismic wave propagation -Internal structure of the Earth Earth’s age and thermal properties - Geochronology -The Earth’s heat Geomagnetism and paleomagnetism - The Physics of magnetism -Rock magnetism -Geomagnetism -Paleomagnetism Fundamentals of Geophysical Fluid Dynamics - Time derivatives for fluids -The mass continuity equation -The momentum equation -The equation of state -Thermodynamic relations -Thermodynamic equation for fluids -Compressible and incompressible flow -The energy budget Physics of the Atmosphere - Heterogeneous systems -Transformations of moist air -Hydrostatic equilibrium -Static stability -Radiative transfer -Large-scale motion -Wave propagation -The general circulation -Dynamic stability Physics of the Ocean - Oceans and Seas -Atmospheric influences -The oceanic heat budget -Wind driven ocean circulation -Deep circulation in the ocean -Equatorial processes -Ocean waves -Coastal processes and tides (testi) Stacey F.D. and Davis P.M. - Physics of the Earth. Cambridge University Press, 2008 - ISBN:9780521873628 Vallis G.K. - Atmospheric and Oceanic Fluid Dynamics. Cambridge University Press, 2006 - ISBN:9780521849692	6	FIS/06	48	-	-	-	Attività formative affini ed integrative	ITA
20410022 - TEORIA QUANTISTICA DELLA MATERIA MOD. A (obiettivi) Il corso intende offrire un’introduzione ai metodi di teoria dei campi applicati allo studio dei sistemi a molti corpi della Fisica della Materia. Il programma del corso comprende nella prima parte lo studio dei metodi perturbativi e della teoria della risposta lineare applicati al gas di elettroni con l’uso delle funzioni di Green e dei diagrammi di Feynman. Nella seconda parte viene sviluppato lo studio teorico dei fenomeni quantistici che caratterizzano la materia alle basse temperature come la superfluidità e la superconduttività - ROVERE MAURO (programma) I Parte 1 - Caratterizzazione degli stati della materia. Strutture ordinate e disordinate. Limite classico e quantistico per sistemi atomici. Esempi di diagrammi di fase: argon, H2O, He4. Funzione di correlazione della densità e funzione di distribuzione a due particelle. Esempi di struttura di alcuni liquidi 2 - Gas di elettroni omogeneo in un background neutralizzante (modello del jellium). Approssimazione di ordine zero: teoria di Sommerfeld. L’interazione coulombiana come perturbazione. Teoria Hartree-Fock per il gas di elettroni. Funzione di distribuzione per il gas di elettroni. Definizione dell’energia di correlazione. 3 –Le funzioni di Green per il gas di elettroni. Funzioni di Green per elettroni non interagenti. Rappresentazione di Lehmann. Sviluppo perturbativo per le funzioni di Green. Equazione di Dyson. Self-energy. 4 –Propagatore di polarizzazione. Diagrammi di polarizzazione. Polarizzazione propria. Energia di correlazione in termini del propagatore di polarizzazione. Approssimazione random phase (RPA). Funzione dielettrica in RPA. Limite di alta densità, schermo di Thomas-Fermi. Limite a grandi lunghezze d’onda, oscillazioni di plasma. II Parte 1 - Il fenomeno della superfluidità. Diagramma di fase di He4. La fase superfluida dell’elio liquido. Teoria dei due fluidi. Teoria di Landau: velocità critica, rotoni e fononi. Teoria di Bogoliubov per bosoni interagenti. Idrodinamica e vorticità. Vortici come eccitazioni in elio liquido. Recenti realizzazioni della Bose-Einstein condensation. 2- Il fenomeno della superconduttività. Annullamento della resistività, effetto Meissner, campo magnetico critico, calore specifico. Analogie col fenomeno della superfluidità. Equazione di London. Considerazioni termodinamiche. Superconduttori del primo tipo e del secondo tipo. 3- Teoria microscopica della superconduttività. Interazione elettrone-fonone. Interazione attrattiva fra elettroni. Coppie di Cooper. Teoria di Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS): stato fondamentale, definizione della gap di energia. Stati eccitati. Calcolo a temperatura finita. Quantizzazione del flusso magnetico. 4- Teoria fenomenologica di Ginzburg-Landau.Teoria di Landau delle transizioni di fase. Energia libera del superconduttore. Equazioni di Ginzburg-Landau e relazione con l’equazione di London. Rottura di simmetria e transizione dallo stato normale allo stato supercondutture. (testi) A.L.FETTER, J.D.WALECKA "QUANTUM THEORY OF MANY PARTICLES" G.GROSSO, G.PASTORI-PARRAVICINI "SOLID STATE PHYSICS"	8	FIS/03	64	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20410086 - ELEMENTI DI RELATIVITA' GENERALE, ASTROFISICA E COSMOLOGIA (obiettivi) l corso si propone di fornire allo studente i concetti di base della Relativita' generale ed alle sue applicazioni a sistemi fisici, con particolare riferimento agli oggetti compatti (buchi neri), alle onde gravitazionali e all'universo - BRANCHINI ENZO FRANCO (programma) - RICHIAMI DI RELATIVITA’ SPECIALE. VETTORI E TENSORI. TENSORE METRICO. TENSORE ENERGIA MOMENTO. - RELATIVITA’ GENERALE. CONCETTI FONDAMENTALI CONNESSIONE AFFINE. TRASPORTO PARALLELO. EQUAZIONE DELLE GEODETICHE. - SIMMETRIE E VETTORI DI KILLING. TENSORE DI RIEMANN. SINGOLARITA’. - EQUAZIONI DI EINSTEIN. - METRICA DI SCHWARZSCHILD. REDSHIFT GRAVITAZIONALE. - ORBITE IN UNA METRICA DI S. PRECESSIONE DEL PERIELIO DI MERCURIO. - BUCHI NERI NON RUOTANTI. ORIZZONTE DEGLI EVENTI E SCELTA DELLE COORDINATE. - METRICA DI KERR. BUCHI NERI ROTANTI E FRAME-DRAGGING. - INTRODUZIONE ALLE ONDE GRAVITAZIONALI. - PRINCIPIO COSMOLOGICO E METRICA DI ROBERTSON-WALKER. - EQUAZIONI DI FRIEDMANN E LORO INTERPRETAZIONE CLASSICA. - IL MODELLO COSMOLOGICO STANDARD E LE SUE CARATTERISTICHE. - REDSHIFT, DISTANZE E ORIZZONTI COSMOLOGICI. - PARAMETRI COSMOLOGICI FONDAMENTALI E LORO DETERMINAZIONI SPERIMENTALI. - TESTS COSMOLOGICI CLASSICI: TEST DI HUBBLE. TEST DEL DIAMETRO ANGOLARE. TEST DEI CONTEGGI. - COSTANTE COSMOLOGICA. - FLUIDI COSMICI E LORO EQUAZIONE DI STATO. - IL CONCETTO DI EQUIVALENZA. - STORIA TERMICA DELL'UNIVERSO. DISACCOPPIAMENTO. RICOMBINAZIONE. - ASIMMETRIA MATERIA-ANTIMATERIA. - OLTRE IL MODELLO STANDARD: PARADOSSO DEGLI ORIZZONTI E DELLA PIATTEZZA. SOLUZIONE INFLAZIONARIA. CENNI ALLA TEORIA DELL'INFLAZIONE COSMOLOGICA. - ERA DI PLANCK E GRAVITA' QUANTISTICA. - MATERIA OSCURA. - BREVE STORIA DELL'UNIVERSO: ERA ADRONICA. ERA LEPTONICA. ERA RADIATIVA. - IL FONDO COSMICO DI NEUTRINI. - NUCLEOSINTESI COSMOLOGICA. - ERA DELLA MATERIA. REIONIZZAZIONE. - INSTABILITA' GRAVITAZIONALE ALLA JEANS.CENNI SULL'EVOLUZIONE DELLE STRUTTURE COSMICHE (testi) Carroll S. Spaceitme Geometry [Pearson 2003] Coles P., Lucchin F. Cosmology [Wiley 2000] Kolb E., Turner M. The eraly Universe [Addison Wesley 1990]	6	FIS/05	48	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA

Primo semestre

Insegnamento

CFU

SSD

Ore Lezione

Ore Eserc.

Ore Lab

Ore Studio

Attività

Lingua

20402215 - METODI SPERIMENTALI DI STRUTTURA DELLA MATERIA (obiettivi)

- RUOCCO ALESSANDRO (programma)

Note di ricapitolazione Probabilita’ di transizione. Approssimazione impulsiva. Approssimazione adiabatica. Regola d’oro di Fermi. Sezioni d’urto integrali e differenziali (BJ 4.1, 4.2, 4.3, Appendice I) Fenomenologia delle distribuzioni in energia ed angolo degli elettroni risultanti da eventi di fotoassorbimento e da impatto di particelle cariche in atomi, molecole, solidi. Spettroscopie collisionali La sezione d’urto di processi di collisione, sezioni d’urto integrali e differenziali (BJ appendice 2) Diffusione di particelle da un potenziale rigido, il metodo delle onde parziali, shift di fase (BJ da 11.2 a 11.3 ) Equazione integrale dello scattering, prima approssimazione di Born (BJ 11.4, 11.5, 12.2), approssimazione di Wentzel. LEED cinematico, lunghezza di coerenza (Lu da 4.1 a 4.2, 4.5) LEED dinamico (Lu 4.4, Panel VIII) Eccitazione e ionizzazione per impatto elettronico, limite dipolare, EELS (BJ 12.3 e 12.4) Forza dell’oscillatore generalizzata Spettroscopie di perdita di energia di elettroni nei solidi, teoria dielettrica. Scattering di volume, ( EELS) (Lu 4.5, 4.6.1, 4.8, Panel IX) Canali risonanti. Interferenze fra canali del discreto e del continuo, profili di Fano (BJ 11.3) Spettroscopie di fotoemissione e fotoassorbimento Assorbimento della radiazione elettromagnetica nella materia. Funzione dielettrica di un sistema di oscillatori. Scattering elastico ed inelastico della radiazione elettromagnetica (SM) Operatore di interazione radiazione materia. Polarizzazione. Approssimazione di dipolo elettrico, dipolo magnetico, quadrupolo elettrico. Regole di selezione. (BJ 4.8, CM) Fotoemissione e fotoassorbimento: sezioni d’urto totali e differenziali, il punto di vista atomico (BJ 4.7, 4.8, ) Fenomenologia degli esperimenti di fotoassorbimento e fotoemissione (Hu 1, CL 1) EXAFS ( Lu Panel VII) e NEXAFS Interpretazione degli spettri di fotoemissione. Teorema di Koopmans, picchi satelliti, limite dell’interrpetazione a particelle indipendenti. Effetti a molti corpi. Chemical shift (Lu 6.3.5, Hu 1.4,1.5,2.1,2.2) Fotoemissione nei solidi, il modello a tre step. Esempi di applicazioni. La fotoemissione inversa (cenni) (Lu 6.3, per approfondimenti Hu 6) Fotoemissione risolta in angolo. Fotoemissione di valenza e struttura a bande. Fotoemissione di core, photoelectrondiffraction. Esempi di applicazioni (Lu 6 e Panel XI, Hu 7.1, 7.2, 7.3.1) Cenni di microscopia a scansione a sonda ( STM, AFM, SNOM) (Lu Panel VI e appunti)

(testi)

9

FIS/03

48

-

36

-

Attività formative caratterizzanti

ITA

Gruppo opzionale: SCELTA DA 12 CFU - (visualizza)

12

20401000 - STRUMENTAZIONE FISICA PER LA MEDICINA E LA BIOLOGIA (obiettivi) Fornire allo studente i fondamenti delle moderne tecniche di diagnostica per immagini integrate da alcune esercitazioni di laboratorio che gli permettano di approfondire in un secondo tempo gli argomenti trattati ed inserirsi in questo campo oggetto di ricerche avanzate nonché di fondamentali applicazioni cliniche - FABBRI ANDREA (programma) Programma del Corso di Strumentazione Fisica per la Medicina e la Biologia 1. Interazione particelle e fotoni con la materia 2. Leggi del decadimento radioattivo 3. Isotopi di interesse per la medicina nucleare 4. Radiologia 5. Tomografia assiale compiute rizzata 6. Spect e Pet 7. Risonanza magnetica nucleare 8. Ecografia 9. Elementi di teoria degli acceleratori 10. Elementi di radioterapia. (testi) Dispense del corso	6	FIS/04	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20401070 - ACQUISIZIONE DATI E CONTROLLO DI ESPERIMENTI (obiettivi) Far acquisire allo studente le conoscenze di base su come è articolata la costruzione di un esperimento di fisica nucleare in funzione della raccolta dei dati dal rivelatore, del controllo delle apparecchiature e dell’esperimento, del monitoraggio del buon funzionamento dell’apparato e della qualità dei dati acquisiti - RUGGIERI FEDERICO (programma) Lo scopo del corso è fornire allo studente gli elementi cognitivi generali che sottendono alla realizzazione di sistemi di acquisizione, controllo e monitoraggio degli esperimenti di Fisica Nucleare e Subnucleare. Il corso inizia fornendo una panoramica architetturale sugli esperimenti di Fisica Nucleare e delle Particelle Elementari analizzando le problematiche ed i componenti dei sistemi di acqusisizione, di quelli di controllo e dei sistemi di monitoraggio. Vengono quindi approfondite le tematiche generali sulle architetture interne di questi sistemi, le loro caratteristiche e le tecnologie connesse, nonchè le scelte progettuali necessarie. Durante il corso sono trattati argomenti come: Parallelismo e Pipelining, Trigger, Acquisizione Dati, Sistemi On-Line, Sistemi Real-Time, Farming ed Event Building, Reti e protocolli di rete, Archiviazione Dati su Mass Storage, Gestione ed utilizzo di grandi basi dati. (testi) Dispense del docente	6	FIS/04	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20401858 - ISTITUZIONI DI FISICA MEDICA (obiettivi) Introdurre lo studente allo studio degli effetti delle radiazioni ionizzanti e non ionizzanti sulla materia vivente. Porre le basi dei principi della radioprotezione e dell'uso terapeutico delle radiazioni ionizzanti e non ionizzanti - ARAGNO DANILO (programma) 1. Stage presso una struttura sanitaria nazionale 2. Dosimetria 3. Calibrazione di apparati radiologici 4. Calibrazione di RNM 5. Calibrazione di fasci radio terapici 6. Piani di trattamento radio terapici 7. Tesina di relazione sull'attiva' svolta con successiva discussione (testi) non ci sono testi previsti	6	FIS/07	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402146 - ASTROFISICA DELLE ALTE ENERGIE (obiettivi) Fornire allo studente una panoramica dei principali fenomeni nel campo dell'Astrofisica delle Alte Energie, con particolare attenzione ai fenomeni di accrescimento su oggetti compatti (nane bianche, stelle di neutroni e buchi neri) e ai fenomeni di accelerazione di particelle - BIANCHI STEFANO (programma) OGGETTI COMPATTI: NANE BIANCHE, STELLE DI NEUTRONI. LIMITE DI CHANDRASEKHAR, PULSAR, BUCHI NERI ACCRESCIMENTO: TEORIA, LIMITE DI EDDINGTON, DISCHI DI ACCRESCIMENTO BINARIE X: FENOMENOLOGIA E CLASSIFICAZIONE, VARIABILI CATACLISMICHE, BINARIE X DI PICCOLA E GRANDE MASSA, CANDIDATI BUCHI NERI NUCLEI GALATTICI ATTIVI: FENOMENOLOGIA E CLASSIFICAZIONE, EMISSIONE IN BANDA X E GAMMA, GETTI, MOTI SUPERLUMINALI GAMMA RAY BURST: FENOMENOLOGIA, ORIGINE E MECCANISMI DI EMISSIONE AMMASSI DI GALASSIE: EMISSIONE X DAL MEZZO INTERGALATTICO, COOLING FLOW RAGGI COSMICI: COMPOSIZIONE, SPETTRO ED ORIGINE, RESTI DI SUPERNOVA, RAGGI COSMICI DI ALTISSIMA ENERGIA. (testi) (LONGAIR MALCOM S. ) HIGH ENERGY ASTROPHYSICS 3RD ED. [CAMBRIDGE 2011] (KIPPENHAHN R., WEIGERT A.) STELLAR STRUCTURE AND EVOLUTION [SPRINGER 1994] (G.B. RYBICKI, A.P. LIGHTMAN) RADIATIVE PROCESSES IN ASTRIPHYSICS [WILEY] (VIETRI M.) ASTROFISICA DELLE ALTE ENERGIE [BORINGHIERI] (SHAPIRO S.L, TEUKOLSKY S.A.) BLACK HOLES, WHITE DWARFS AND NEUTRON STARS [WILEY]	6	FIS/05	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402151 - FISICA DELLE ASTROPARTICELLE - MODULO A (obiettivi) Il corso intende introdurre lo studente alle attività di ricerca su problemi in comune tra Fisica delle Particelle Elementari ed Astrofisica. I diversi temi di ricerca che costituiscono oggetto di studio da parte della comunità scientifica internazionale verranno discussi all'interno di uno schema unitario, con particolare attenzione all'interpretazione fenomenologica e alle proposte di realizzazione di nuovi apparati sperimentali. - BUSSINO SEVERINO ANGELO MARIA (programma) ASPETTI FENOMENOLOGICI DELLA FISICA DELLE ASTROPARTICELLE: CORRELAZIONI TRA FISICA DELLE PARTICELLE, ASTROFISICA E COSMOLOGIA; IL PROBLEMA DELLA MATERIA OSCURA; RAGGI COSMICI E MECCANISCMI DI ACCELERAZIONE DEI RAGGI COSMICI; MASSA DI NEUTRINI ED OSCILLAZIONE DEI NEUTRINI LA CONSERVAZIONE DEL NUMERO LEPTONICO ED IL DECADIMENTO DOPPIO BETA; LA CONSERVAZIONE DEL NUMERO BARIONICO ED IL PROBLEMA DEL DECADIMENTO DEL PROTONE; VIOLAZIONE DI CP E ASIMMETRIA MATERIA-ANTIMATERIA. (testi) K. Thomas Gaisser Cosmic rays and particle physics Cambridge 1990 Malcom S. Longair High energy astrophysics Cambridge 1992 H. V. Klapdor - Kleingrothaus and A. Staudt Non - Accelerator particle physics Bristol 1995 Donald H. Perkins Particle Astrophysics, second edition Oxford 2009	3	FIS/04	24	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402152 - FISICA DELLE ASTROPARTICELLE - MODULO B (obiettivi) Il corso intende introdurre lo studente alle attività di ricerca su problemi in comune tra Fisica delle Particelle Elementari ed Astrofisica. I diversi temi di ricerca che costituiscono oggetto di studio da parte della comunità scientifica internazionale verranno discussi all'interno di uno schema unitario, con particolare attenzione all'interpretazione fenomenologica e alle proposte di realizzazione di nuovi apparati sperimentali - MARI STEFANO MARIA (programma) ASPETTI SPERIMENTALI DELLA FISICA DELLE ASTROPARTICELLE. VENGONO DISCUSSI GLI APPARATI, LE TECNICHE SPERIMENTALI E I RISULTATI NEI SEGUENTI SETTORI: RIVELAZIONE DEI RAGGI COSMICI; RICERCA DI MATERIA OSCURA; RIVELAZIONE DEI NEUTRINI; RICERCA DI ANTIMATERIA; RIVELAZIONE DI ONDE GRAVITAZIONALI. (testi) K. THOMAS GAISSER COSMIC RAYS AND PARTICLE PHYSICS CAMBRIDGE 1990 MALCOM S. LONGAIR HIGH ENERGY ASTROPHYSICS CAMBRIDGE 1992 H. V. KLAPDOR - KLEINGROTHAUS AND A. STAUDT NON - ACCELERATOR PARTICLE PHYSICS BRISTOL 1995 DONALD H. PERKINS PARTICLE ASTROPHYSICS, SECOND EDITION OXFORD 2009	3	FIS/04	24	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402155 - MISURE ASTROFISICHE (obiettivi) Rendere lo studente capace di analizzare in maniera autonoma e critica varie tipologie di dati astrofisici - DE ROSA Alessandra (programma) Parte I: Problematica Astrofisica: Nuclei Galattici Attivi 1. Definizione e classificazione: Paradigma del BH, accrescimento, AG N Radio Loud/Radio quiet, Modello Unificato 2. Astrofisica degli AGN: Proprietà degli AGN - RQ in banda X, modelli di emissione: Comptonizzazione, proprietà’ di assorbimento e outflows 3. Astrofisica degli AGN: componenti di riflessione nello spettro in banda X, osservazione di effetti relativistici nello spettro in banda X Parte II: Introduzione ai rivelatori e telescopi in banda X 1. rivelatori in banda X: principi base e tecniche di rivelazione 2. rivelatori a stato solido, Charged Coupled Devices (CCD) 3. sistemi ottici collimati e focalizzati 4. caratteristiche dei telescopi X: efficienza, sensibilità, risoluzione di energia, risoluzione angolare, area efficace 5. I telescopi sp aziali ESA/XMM - Newton, NASA/Chandra e NASA/NuStar Parte III: Analisi Dati 1. strumenti di indagine: studio della distribuzione di energia (spettro di emissione), studio del comportamento temporale (curva di luce), studio della variabilità (spettro di potenza e riverbero) 2. errori statistici ed errori sistematici 3. background 4. rapporto segnale rumore S/N 5. osservazione e massimizzazione del S/N Parte IV: Tutorial di analisi dati - sessione XMM - epic 1. ricerca dei dati in archivio 2. analisi dell’Imagine: DS9 3. analisi dello spettro: xspec 4. analisi Temporale: xronos Parte V : analisi dati in banda ottica (testi) dispense a cura del docente del corso	6	FIS/05	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402259 - FISICA DEL CLIMA (obiettivi) Il corso è indirizzato a fornire le conoscenze fondamentali, teoriche e sperimentali, nell'ambito della Fisica del Clima e dei Cambiamenti Climatici Prima parte Dr. Luca Fiorani Definizione di clima (climatologia e meteorologia). Il sistema climatico (atmosfera, biosfera, criosfera, geosfera, idrosfera, Sole). La radiazione solare e il bilancio energetico della Terra (richiami di fisica solare, leggi della radiazione, assorbimento della radiazione solare nell’atmosfera). Atmosfera e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’atmosfera). Nubi e aerosol (richiami di processi di condensazione e formazione delle nubi). Oceano e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’oceano). Trasferimento radiativo (richiami di assorbimento, emissione e trasferimento radiativo dell’atmosfera). L’effetto serra (l’atmosfera come serra, i gas serra, calcolo del bilancio energetico, modelli di effetto serra). Lo strato di ozono (radiazione ultravioletta in atmosfera, fotochimica della produzione di ozono, misure di ozono, “buco” dell’ozono). Osservazioni climatiche con telerilevamento (misure da terra, misure satellitari, strumenti infrarossi, strumenti “limb viewing”, applicazioni del telerilevamento agli studi climatici). Sensitività climatica e cambiamento climatico (cambiamenti astronomici, solari, atmosferici, oceanici e fluttuazioni di temperatura). Clima di altri pianeti. Clima e società. Variabilità multidecadale della temperatura superficiale del mare (seminario del Dr. Salvatore Marullo). Misura lidar di gas serra (visita al Centro Ricerche ENEA di Frascati). Seconda parte Dr. Antonello Pasini Introduzione ai modelli climatici. Il percorso concettuale dalle osservazioni alle simulazioni. Approcci dinamico e statistico. Gerarchia dei modelli climatici e loro componenti, tipologie di modelli, il concetto di parametrizzazione. Modelli a Bilancio di Energia (EBM). Struttura generale di un EBM, EBM 0-dimensionali, EBM 1-dimensionali, parametrizzazioni negli EBM, applicazioni. Modelli Radiativo-Convettivi (RC) e Modelli a Complessità Intermedia (EMIC). Equilibrio radiativo e radiativo-convettivo e implementazione nei modelli climatici a complessità intermedia. Modelli Climatici Globali (GCM). Struttura di un GCM, componenti e interazioni, equazioni fondamentali e loro modellazione. Attività di attribution e risultati. Validazione dei modelli di clima. Cenni di modellistica climatica regionale e tecniche di downscaling. Scenari e proiezioni climatiche per il XXI secolo. Analizzare il clima e i suoi cambiamenti da un altro punto di vista: modelli a rete neurale e analisi di causalità di Granger. Dettagli sulle tecniche e risultati di attribution. Downscaling con modelli a rete neurale. - Pasini Antonello (programma) Prima parte Dr. Luca Fiorani Definizione di clima (climatologia e meteorologia). Il sistema climatico (atmosfera, biosfera, criosfera, geosfera, idrosfera, Sole). La radiazione solare e il bilancio energetico della Terra (richiami di fisica solare, leggi della radiazione, assorbimento della radiazione solare nell’atmosfera). Atmosfera e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’atmosfera). Nubi e aerosol (richiami di processi di condensazione e formazione delle nubi). Oceano e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’oceano). Trasferimento radiativo (richiami di assorbimento, emissione e trasferimento radiativo dell’atmosfera). L’effetto serra (l’atmosfera come serra, i gas serra, calcolo del bilancio energetico, modelli di effetto serra). Lo strato di ozono (radiazione ultravioletta in atmosfera, fotochimica della produzione di ozono, misure di ozono, “buco” dell’ozono). Osservazioni climatiche con telerilevamento (misure da terra, misure satellitari, strumenti infrarossi, strumenti “limb viewing”, applicazioni del telerilevamento agli studi climatici). Sensitività climatica e cambiamento climatico (cambiamenti astronomici, solari, atmosferici, oceanici e fluttuazioni di temperatura). Clima di altri pianeti. Clima e società. Variabilità multidecadale della temperatura superficiale del mare (seminario del Dr. Salvatore Marullo). Misura lidar di gas serra (visita al Centro Ricerche ENEA di Frascati). Seconda parte Dr. Antonello Pasini Introduzione ai modelli climatici. Il percorso concettuale dalle osservazioni alle simulazioni. Approcci dinamico e statistico. Gerarchia dei modelli climatici e loro componenti, tipologie di modelli, il concetto di parametrizzazione. Modelli a Bilancio di Energia (EBM). Struttura generale di un EBM, EBM 0-dimensionali, EBM 1-dimensionali, parametrizzazioni negli EBM, applicazioni. Modelli Radiativo-Convettivi (RC) e Modelli a Complessità Intermedia (EMIC). Equilibrio radiativo e radiativo-convettivo e implementazione nei modelli climatici a complessità intermedia. Modelli Climatici Globali (GCM). Struttura di un GCM, componenti e interazioni, equazioni fondamentali e loro modellazione. Attività di attribution e risultati. Validazione dei modelli di clima. Cenni di modellistica climatica regionale e tecniche di downscaling. Scenari e proiezioni climatiche per il XXI secolo. Analizzare il clima e i suoi cambiamenti da un altro punto di vista: modelli a rete neurale e analisi di causalità di Granger. Dettagli sulle tecniche e risultati di attribution. Downscaling con modelli a rete neurale. (testi) Testi F. W. Taylor (2005), Elementary Climate Physics, Oxford. K. McGuffie & A. Henderson-Sellers (2014), The Climate Modelling Primer, 4th Edition, Wiley. - fiorani luca (programma) Prima parte Dr. Luca Fiorani Definizione di clima (climatologia e meteorologia). Il sistema climatico (atmosfera, biosfera, criosfera, geosfera, idrosfera, Sole). La radiazione solare e il bilancio energetico della Terra (richiami di fisica solare, leggi della radiazione, assorbimento della radiazione solare nell’atmosfera). Atmosfera e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’atmosfera). Nubi e aerosol (richiami di processi di condensazione e formazione delle nubi). Oceano e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’oceano). Trasferimento radiativo (richiami di assorbimento, emissione e trasferimento radiativo dell’atmosfera). L’effetto serra (l’atmosfera come serra, i gas serra, calcolo del bilancio energetico, modelli di effetto serra). Lo strato di ozono (radiazione ultravioletta in atmosfera, fotochimica della produzione di ozono, misure di ozono, “buco” dell’ozono). Osservazioni climatiche con telerilevamento (misure da terra, misure satellitari, strumenti infrarossi, strumenti “limb viewing”, applicazioni del telerilevamento agli studi climatici). Sensitività climatica e cambiamento climatico (cambiamenti astronomici, solari, atmosferici, oceanici e fluttuazioni di temperatura). Clima di altri pianeti. Clima e società. Variabilità multidecadale della temperatura superficiale del mare (seminario del Dr. Salvatore Marullo). Misura lidar di gas serra (visita al Centro Ricerche ENEA di Frascati). Seconda parte Dr. Antonello Pasini Introduzione ai modelli climatici. Il percorso concettuale dalle osservazioni alle simulazioni. Approcci dinamico e statistico. Gerarchia dei modelli climatici e loro componenti, tipologie di modelli, il concetto di parametrizzazione. Modelli a Bilancio di Energia (EBM). Struttura generale di un EBM, EBM 0-dimensionali, EBM 1-dimensionali, parametrizzazioni negli EBM, applicazioni. Modelli Radiativo-Convettivi (RC) e Modelli a Complessità Intermedia (EMIC). Equilibrio radiativo e radiativo-convettivo e implementazione nei modelli climatici a complessità intermedia. Modelli Climatici Globali (GCM). Struttura di un GCM, componenti e interazioni, equazioni fondamentali e loro modellazione. Attività di attribution e risultati. Validazione dei modelli di clima. Cenni di modellistica climatica regionale e tecniche di downscaling. Scenari e proiezioni climatiche per il XXI secolo. Analizzare il clima e i suoi cambiamenti da un altro punto di vista: modelli a rete neurale e analisi di causalità di Granger. Dettagli sulle tecniche e risultati di attribution. Downscaling con modelli a rete neurale. (testi) Testi F. W. Taylor (2005), Elementary Climate Physics, Oxford. K. McGuffie & A. Henderson-Sellers (2014), The Climate Modelling Primer, 4th Edition, Wiley.	6	FIS/06	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402026 - FISICA DELLA IONOSFERA E DELLA MAGNETOSFERA (obiettivi) Dare conoscenze fondamentali sulla fisica del plasma ionosferico e delle sue instabilità attraverso una descrizione della struttura, composizione e formazione della ionosfera, nonché delle principali dinamiche presenti in questa zona di transizione. Uno degli obiettivi è di dare allo studente gli strumenti per consentirgli di effettuare un’analisi sugli effetti della radiazione ultravioletta solare e della precipitazione di particelle magnetosferiche nel più ampio quadro dello studio delle interazioni Litosfera-Atmosfera-Ionosfera-Magnetosfera. Dare conoscenze fondamentali sulla fisica dei processi magnetosferici, perturbativi e non, attraverso lo studio delle interazioni terra-sole, delle particelle intrappolate nelle fasce di Van Allen e delle interazioni di queste ultime con l’atmosfera residua - SCOTTO Carlo (programma) 1. Introduzione: scopo del corso e presentazione degli argomenti trattati 2. Nozioni di fisica del plasma magneto-ionosferico e di teoria magnetoionica Plasma non caldo, dispersione in frequenza, frequenza di plasma, distanza di Debye, libero cammino medio, giropulsazione di plasma, condizioni di plasma, accelerazione di betatrone, accelerazione di Fermi. Campo magnetico congelato. Indice di rifrazione di fase per le onde radio in un plasma senza collisioni e con collisioni in assenza di campo magnetico, interpretazione della parte immaginaria dell'indice di rifrazione. Equazione del telegrafo. Velocità di gruppo. Indice di rifrazione di gruppo senza collisioni e senza campo magnetico. Riferimento: appunti di lezione, file 1. Le relazioni costitutive della materia Riferimento: appunti di lezione, file 2. Indici di rifrazione di gruppo con campo magnetico con e senza collisioni: la relazione di Appleton-Hartree. Riferimento: appunti di lezione, file 3. Gli zeri dell'indice di rifrazione di fase con e senza collisioni. Regola di Booker. Riferimento: appunti di lezione, file 4. 3. Nozioni sull'ambiente circumterrestre. Struttura della atmosfera neutra e della ionosfera, fondamenti della regione D, campo magnetico della Terra e magnetosfera. Riferimento: M. Kelley, "The Earth's Ionosphere", capitolo 1. 4. Onde ed instabilità nel plasma magneto-ionosferico Onde elettroacustiche e onde iono acustiche Riferimento: J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" §2.7.3, pag 39-40, in particolare, per le onde iono acustiche: https://en.wikipedia.org/wiki/Ion_acoustic_wave", instabilità di Farley-Beunmann. Riferimento: M. Kelley, "The Earth's Ionosphere", §4.7 pp. 187-191, instabilità di Rayleigh-Taylor Riferimento: J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" §2.8.3 pag. 41-42 , onde ciclotroniche, onde di Alfvén, Whistlers , onde di Alfvén pure e modificate.Riferimento: J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" §2.7.1 pag. 35-38, onde onde di Lagmuir, per esempio https://cds.cern.ch/record/2203630/files/1418884_51-65.pdf, §2.1 Longitudinal (Langmuir) waves, pag 58) Oppure, più semplicemente, per questa Unità Didattica lo studente può prendere per riferimento gli appunti presi a lezione 5. Elementi di radio propagazione ionosferica Riflessione parziale da parte di uno strato, diffrazione da uno schermo con piccole irregolarità, propagazione obliqua. Riferimento: J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" §2.5.2, §2.5.3, §2.5.4, §2.6.1, §2.6.2, §2.6.3. 6. Ionosfera Processi di assorbimento, attenuazione della radiazione nei gas, deposizione di energia nell'alta atmosfera: funzione di Chapman. Ionosfera terrestre: cenni storici, profilo verticale di densità elettronica, temperatura ionosferica, produzione e scomparsa di ionizzazione, regioni ionosferiche, equilibrio elettronico, profilo verticale di densità elettronica nella regione E e nella regione F2. Riferimento: G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment, § 3.2. , introduzione del cap 4, § 4.1, § 4.2, § 4.3. Strato F1. Riferimento: appunti di lezione, file 1. Strato E. Riferimento: appunti di lezione, file 2. Ulteriori note sullo strato F1.Riferimento: appunti di lezione, file 3. Onde atmosferiche di gravità (GWs): Riferimento: appunti di lezione, file 4. Osservazione dell'effetto delle GWs nella ionosfera: le Travelling Ionospheric Disturbances (TIDs): Riferimento: appunti di lezione, file 5. Conduttività di Petersen, di Hall e parallela. Riferimento: appunti di lezione, file 6. Modelli ionosferici e ionogrammi: Riferimento: appunti di lezione, file 7. Ulteriori note sugli ionogrammi e loro inversione: Riferimento: appunti di lezione, file 8. Raggio Z: Riferimento: appunti di lezione, file 9. 7. Magnetosfera Fondamenti. Il campo geomagnetico presso la Terra, Particelle cariche nel campo magnetico: moto di girazione, moto oscillatorio ("Bounce"), moti di drift: drift nel neutral sheet, drift dovuto a forze esterne, drift ambipolare (o drift ExB), drift dovuto alla curvatura delle linee di campo, collisioni coulombiane. Particelle nella magnetosfera interna: fasce di radiazione, ring current, plasmasfera. Il campo di geomagnetico distante:configurazione e classificazione, le correnti sul lato diurno della magnetosfera, riflessione delle particelle e formazione di corrente, sistema di correnti nella "coda geomagnetica". Particelle nella magnetosfera esterna: magnetotail plasma sheet, magnetotail lobe plasma, magnetospheric boundary layer. Onde di plasma nella magnetosfera. Riferimento: G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment § 5. Aurora diffusa e discreta. Riferimento: G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment §7.4.3, p. 372. Testi consigliati: 1) G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment" 2) J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" 3) M. Kelley, "The Earth's Ionosphere" 4) Appunti di lezione. (testi) Per l' Anno Accademico 2016-2017: 1) G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment" 2) J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" 3) M. Kelley, "The Earth's Ionosphere" 4) Appunti di lezione. Per l'Anno accademico 2017-2018 si prevede di utilizzare: 1) G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment" 2) Appunti di lezione.	6	FIS/06	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402359 - MODELLI NUMERICI IN FISICA TERRESTRE E DELL'AMBIENTE (obiettivi) Studiare ed implementare tecniche di approssimazione numerica più avanzate, in particolare relative ai problemi di ottimizzazione ed alla soluzione approssimata di Equazioni Differenziali Ordinarie - Erogato presso 20402092 AN420 - ANALISI NUMERICA 2 in MATEMATICA (DM 270) LM-40 (docente da definire)	6	MAT/08	60	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402380 - RADIOATTIVITÀ AMBIENTALE (obiettivi) Il corso è indirizzato a fornire le conoscenze fondamentali, teoriche e sperimentali, nell'ambito della Fisica delle Radiazioni Ionizzanti e dei Metodi Radiometrici nella Fisica Terrestre e dell'Ambiente - PLASTINO WOLFANGO (programma) Atoms, Nuclides, and Radionuclides - Radiation sources -Radiation interactions -Counting Statistics Geochemistry of Radiogenic Isotopes - Mixing Theory -Origin of Igneous Rock -Water and Sediment -The Oceans Thermonuclear Radionuclides - Fission Products of Transuranium Elements -90Sr in the Environment -137Cs in the Environment -The 90Sr/137Cs, 239,240Pu, and 241Am in the Arctic Ocean General Properties of Radiation Detectors - Ionizing chambers -Proportional and Geiger-Mueller counters -Scintillation Detectors -Germanium Gamma-Ray Detectors Geochronometry - The Rb-Sr Method -The K-Ar Method -The 40Ar/39Ar Method -The Sm-Nd Method -The U-Pb, Th-Pb, and Pb-Pb Methods -The 14C Method -The 3H/3He Method Application of Tracer Technology to the Environment - Atmospheric Transport Modeling -Groundwater dynamics -Nuclear non-proliferation (testi) Knoll G.F. - Radiation Detection and Measurement. John Wiley & Sons, 2010 - ISBN:9780470649725 Faure G. and Mensing T.M - Isotopes-Principles and Applications. John Wiley & Sons, 2004 - ISBN:9780471384373	6	FIS/07	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20401253 - FISICA DEI LIQUIDI (obiettivi) Il corso intende offrire un'introduzione alla moderna fisica dei liquidi, intesa come lo studio della fenomenologia dei fluidi a partire da leggi di forza interatomiche. Verranno studiati i metodi teorici basati sulle equazioni integrali che consentono di descrivere la struttura del liquido. Verranno introdotti i metodi di simulazione numerica al calcolatore applicati alla fisica dei liquidi. Si studieranno quindi le funzioni di correlazione e la teoria della risposta lineare con applicazioni allo studio della dinamica dei liquidi nel limite idrodinamico e in quello visco-elastico. Saranno introdotte le funzioni memoria. Verranno trattati la fisica dei liquidi sottoraffreddati e lo studio della transizione vetrosa - ROVERE MAURO (programma) 1 - Termodinamica e Meccanica Statistica. Funzioni termodinamiche estensive ed intensive. Condizioni di equlibrio. Trasformate di Legendre e potenziali termodinamici. Condizioni di stabililià delle fasi. Transizioni di fase e loro classificazione. Equazione di Van der Waals. Richiami della teoria degli ensembles statistici. Fluttuazioni. 2 - Forze fra atomi e ordine a corto raggio nei liquidi. Caratterizzazione dello stato liquido della materia. Forze fra atomi e potenziali efficaci. Funzioni di distribuzione nel canonico e nel gran canonico. Funzione di distribuzione radiale e relazione con la termodinamica. Il fattore di struttura statico. Misura della struttura di un liquido con tecniche di diffusione. Equazione gerarchica per le funzioni di distribuzione. Potenziale di forza media. Equazione di Ornstein-Zernike. Funzione di correlazione diretta. Funzione di risposta statica. Relazioni di chiusura. Approssimazione delle catene iper-reticolate (HNC). Approssimazione di Percus-Yevick (PY). Soluzione della PY per il liquido di sfere dure. Equazione di stato per le sfere dure. Inconsistenza termodinamica. Teoria HNC modificata. Fattore di struttura di miscele liquide e liquidi molecolari. 3 - Simulazione numerica di sistemi fluidi Metodi di simulazione stocastici e deterministici. Metodo della Dinamica Molecolare. Algoritmi alla Verlet. Dinamica molecolare a temperatura e a pressione costante. Il metodo di simulazione Monte Carlo. Simulazione Monte Carlo in diversi ensemble. 4 - Dinamica dei liquidi Funzioni di correlazione dipendenti dal tempo. Diffusione anelastica dei neutroni e misura del fattore di struttura dinamico. Funzioni di correlazione di Van Hove. Principio del bilancio dettagliato. Teoria della risposta lineare. Funzione risposta. Teorema di fluttuazione-dissipazione. Diffusione delle particelle. Coefficiente di diffusione. Funzione di correlazione delle velocità. Idrodinamica e modi collettivi. Scattering Brillouin. 5 - Stati metastabili, liquidi sotto raffredati e transizione vetrosa. Stabilità e metastabilità. Curva spinodale dall'equazione di Van der Waals. Fluttuazioni e andamenti delle funzioni di correlazione vicino al punto critico. Liquidi sottoraffreddati e transizione vetrosa. Diagramma di Angell. Cenni agli aspetti dinamici e alla teoria di Mode Coupling. Entropia configurazionale e temperatura di Kauzmann. (testi) J.P. Hansen and I.R. McDonald, Theory of Simple Liquids, seconda edizione, Academic Press. N. H. March and M. P. Tosi, Introduction to Liquid State Physics, World Scientific. P. G. Debenedetti, Metastable Liquids, Princeton University Press.	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410050 - FISICA DELLE NANOSTRUTTURE (obiettivi) Dare allo studente una comprensione approfondita delle proprietà fisiche dei sistemi a bassa dimensionalità, con dimensioni caratteristiche nanometriche. Illustrare i principi delle metodologie realizzative e delle nanotecnologie - DI GASPARE LUCIANA (programma) ETEROGIUNZIONI E ETEROSTRUTTURE. SISTEMI 2-,1-, 0-DIMENSIONALI. STATI ELETTRONICI E DENSITÀ DEGLI STATI. GAS DI ELETTRONI 2D:. LUNGHEZZE CARATTERISTICHE PER IL TRASPORTO IN SISTEMI A BASSA DIMENSIONALITÀ.MATRICI T E TUNNEL RISONANTE. INTERFERENZA DELLE FUNZIONI D' ONDA ED EFFETTO AHARONOV-BOHM. TRASPORTO BALISTICO E QUANTIZZAZIONE DELLA CONDUTTANZA NEI SISTEMI 1-DIMENSIONALI. CONDUCIBILITÀ IN PRESENZA DI UN CAMPO MAGNETICO. OSCILLAZIONI SHUBNIKOV-DE HAAS. EFFETTO HALL QUANTISTICO. TUNNELLING DI SINGOLO ELETTRONE E BLOCCAGGIO COULOMBIANO. TRANSISTOR A SINGOLO ELETTRONE. GRAFENE: PROPRIETÀ STRUTTURALI ED ED ELETTRONICHE. PROPRIETÀ OTTICHE DELLE NANOSTRUTTURE:TRANSIZIONI INTERBANDA NELLE BUCHE QUANTICHE E REGOLE DI SELEZIONE; ECCITONI IN SISTEMI 2D; TRANSIZIONI INTERSOTTOBANDA E REGOLE DI SELEZIONE. EMETTITORI DI LUCE, COEFFICIENTE DI GUADAGNO. LASER A DIODO, A ETEROSTRUTTURA, A CASCATA QUANTICA (CENNI) (testi) DATTA S.: ELECTRONIC TRANSPORT IN MESOSCOPIC SYSTEMS [CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS ] FERRY D.K. AND GOODNICK S.M.: TRANSPORT IN NANOSTRUCTURES [CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS ] DAVIES J. H. : THE PHYSICS OF LOW DIMENSIONAL SEMICONDUCTORS [CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS)	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410051 - FISICA DELLE SUPERFICI E INTERFACCE (obiettivi) Introdurre lo studente alle conoscenze fondamentali su proprietà, preparazione e caratterizzazione di superfici ed interfacce - STEFANI GIOVANNI	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410049 - FISICA DEI DISPOSITIVI ELETTRONICI ED OPTOELETTRONICI (obiettivi) Il corso si propone di illustrare le metodologie più avanzate per lo studio, la simulazione e l’analisi dei dispositivi elettronici e optoelettronici a stato solido. Verranno illustrati i meccanismi fisici alla base del funzionamento dei più moderni dispositivi basati su semiconduttori a larga gap, quali GaN, GaAs e AlGaAs, così come quelli più tradizionali fabbricati in Silicio. Inoltre, attraverso opportune leggi di scala, verranno analizzati i limiti intravisti per le tecnologie correnti con l’indicazione delle possibili soluzioni - CONTE GENNARO (programma) Dispositivi Unipolari. La barriera metallo-semiconduttore. Il diodo Schottky. Funzione lavoro e affinità elettronica. Caratteristica I-V ideale. Contatto Ohmico. Carica di superficie e lunghezza di Debye . Elettrostatica della giunzione M-S. Trasporto nella SCR. Corrente termoionica. Corrente di drift-diffusione. Abbassamento della barriera. Carica nella SCR: valutazione di Nd e Fbi. Drogaggio non uniforme. Giunzione metallo-n+-n. JFET e MESFET. Resistenza del canale. Caratteristica di ingresso: iDS à VGS. La corrente di drain, iDS. Transcaratteristica: iDS à VDS. Transconduttanza, gm. Conduttanza di canale, gd. Il JFET come amplificatore di segnale. Comportamento dinamico. Modello di piccolo segnale. Comportamento in frequenza e fT. Strutture Metallo-Ossido-Semiconduttore. Il diodo MIS. Capacità del sistema MOS. Analisi all’equilibrio termico. Stati di interfaccia. Carica nell’ossido. Elettronica del MOS. MOSFET: modello a controllo di carica. NMOS, PMOS e CMOS. Dispositivi a svuotamento e arricchimento. Correnti sottosoglia. Effetti geometrici. Leggi di scala. - Teorema di Ramo. Fotoconducibilità. Fotoresistenze. Guadagno fotoconduttivo. La giunzione pn alla luce. Il fotodiodo pin. APD-Avalanche Photodiode. Risposta spettrale. Elettroluminescenza. Drogaggio. Transizioni radiative e non-radiative. Tempo di vita dei minoritari. Efficienza di luminescenza. Efficienza di estrazione. Architetture dei dispositivi. LED per IR, Vis e UV. (testi) D.A. Neamen - Semiconductor Physics and Devices, 3rd Ed., McGraw-Hill, 2003. R.S Muller, T.I. Kamins - Device Electronics for Integrated Circuits, 3rd Ed., John Wiley, 2009	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402354 - MECCANICA STATISTICA (obiettivi) Il corso mira a dare una visione degli sviluppi moderni della meccanica statistica. In particolare, partendo dalla teoria delle transizioni di fase e dei fenomeni critici, si vuole mostrare come sono emersi i concetti alla base del metodo del gruppo di rinormalizzazione. Questo metodo è ormai largamente utilizzato in diversi campi della meccanica statistica. I fenomeni critici costituiscono l’applicazione classica del metodo, che viene illustrata in dettaglio nei primi 6 crediti del corso. Questi primi 6 crediti possono quindi essere utilizzati da più indirizzi. I restanti 2 crediti si soffermano su applicazioni più recenti del metodo nel campo della fisica della materia - Erogato presso 20401425 MECCANICA STATISTICA in FISICA (DM 270) LM-17 N0 RAIMONDI ROBERTO (programma) Vedi il corso principale 20401425 MECCANICA STATISTICA (testi) Vedi il corso principale 20401425 MECCANICA STATISTICA	6	FIS/02	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410097 - FOTONICA QUANTISTICA (obiettivi) Acquisire conoscenza della fisica dei sistemi laser e della descrizione del campo elettromagnetico in seconda quantizzazione, con particolare enfasi agli aspetti fenomenologici. - BARBIERI MARCO (programma) Fisica del laser: richiami alla radiazione di corpo nero, equazioni di Einstein, eccitazione di atomi a due livelli, attenuazione e guadagno. Livelli d’energia e transizioni in semiconduttori. Comportamento del laser cw. Cenni ai laser ultrabrevi. Coerenza e quantizzazione del campo e.m.: teoria classica delle fluttuazione e della coerenza al primo e secondo ordine. Campo e.m. come oscillatore armonico, quantizzazione e teoria quantistica della coerenza. Stati numero, coerenti e termici. Rappresentazione di interazione: il beam splitter e gli stati squeezed. Rivelazione omodina e fotoconteggio. Funzioni di quasi-probabilità. Ottica nonlineare: introduzione e trattamento classico. Cenni al trattamento quantistico. Effetti nonlineari del secondo ordine: generazione di seconda armonica, frequenza somma e frazionamento parametrico. Effetti del terzo ordine: effetto Kerr ottico. Cenni alla filamentazione. Equazione di Schroedinger nonlineare e solitoni temporali. Correlazioni quantistiche: problema del realismo locale in meccanica quantistica e paradosso EPR-Bohm. Diseguaglianza di Bell e test sperimentali con fotoni polarizzati. (testi) R. Loudon, The quantum theory of light. O. Svelto, Principles of lasers. R. Boyd, Nonlinear optics. J.S. Bell, Speakable and unspeakable in quantum mechanics.	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410098 - FISICA DEI PIANETI DEL SISTEMA SOLARE ED ESOPIANETI (obiettivi) L’obiettivo del corso è quello di fornire adeguate conoscenze riguardo la fisica dei pianeti del sistema solare e degli esopianeti, con particolare riguardo alle tecniche di indagine delle atmosfere, delle superfici e delle sottosuperfici dei pianeti. Canale: 1 - CERRONI Priscilla (programma) 1 Sistema Solare - Descrizione del Sistema Solare nel suo insieme, distribuzione di massa e di momento angolare, osservabili astrofisiche. - Descrizione delle osservabili planetologiche: caratteristiche dei pianeti, dei sistemi di satelliti, dei corpi minori del Sistema Solare - I pianeti terrestri:caratteristiche generali e processi evolutivi delle superfici planetarie. - I pianeti terrestri:storia termica, craterizzazione, vulcanismo, tettonica. Planetologia comparata. - Meteoriti e corpi minori: indizi per la formazione del Sistema Solare, cenni sulla datazione - I pianeti giganti - Satelliti planetari - Struttura interna dei pianeti, differenze tra pianeti terrestri e giganti, evoluzione - Atmosfere planetarie 2 Pianeti Extrasolari - Introduzione storica - Metodi indiretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari - Metodi diretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari - Caratteristiche dei pianeti Extrasolari - Fisica dei Pianeti Extrasolari - Caratterizzazione e risultati - Quale vita? - Abitabilità e zona abitabile - La ricerca della vita 3 Parte Comune - Cenni sulla Teoria della formazione planetaria (testi) - non esiste un testo unico che tratti in modo completo gli argomenti del corso. Un teso consigliato è: Imke de Pater and Jack J. Lissauer, Planetary Sciences, Cambridge University Press. Durante il corso verranno suggeriti di volta in volta articoli scientifici di review. Materiali: - Slides del corso - Articoli scientifici Canale: 2 - CLAUDI Riccardo (programma) 1 Sistema Solare - Descrizione del Sistema Solare nel suo insieme, distribuzione di massa e di momento angolare, osservabili astrofisiche. - Descrizione delle osservabili planetologiche: caratteristiche dei pianeti, dei sistemi di satelliti, dei corpi minori del Sistema Solare - I pianeti terrestri:caratteristiche generali e processi evolutivi delle superfici planetarie. - I pianeti terrestri:storia termica, craterizzazione, vulcanismo, tettonica. Planetologia comparata. - Meteoriti e corpi minori: indizi per la formazione del Sistema Solare, cenni sulla datazione - I pianeti giganti - Satelliti planetari - Struttura interna dei pianeti, differenze tra pianeti terrestri e giganti, evoluzione - Atmosfere planetarie 2 Pianeti Extrasolari - Introduzione storica - Metodi indiretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari - Metodi diretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari - Caratteristiche dei pianeti Extrasolari - Fisica dei Pianeti Extrasolari - Caratterizzazione e risultati - Quale vita? - Abitabilità e zona abitabile - La ricerca della vita 3 Parte Comune - Cenni sulla Teoria della formazione planetaria (testi) - non esiste un testo unico che tratti in modo completo gli argomenti del corso. Un teso consigliato è: Imke de Pater and Jack J. Lissauer, Planetary Sciences, Cambridge University Press. Durante il corso verranno suggeriti di volta in volta articoli scientifici di review. Materiali: - Slides del corso - Articoli scientifici	6	FIS/05	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410096 - Educational & Outreach - La comunicazione della scienza (obiettivi) Fornire allo studente i concetti di base della comunicazione, come le tecniche per parlare in pubblico e per la preparazione di materiali di presentazione e di testi di comunicazione scientifica. Far acquisire competenze sulla progettazione e realizzazione di prodotti di comunicazione (immagini, audio, video) e sul Communication Plan (piano per organizzare la comunicazione di un evento o progetto scientifico). Canale: 1 - BERNIERI ENRICO (programma) Il percorso formativo proposto si basa sul concetto di case study: verranno presentati esempi specifici e argomenti selezionati per il loro interesse scientifico e mediatico. Intorno ai case study, il corso sarà organizzato con didattica laboratoriale: verranno realizzati dei veri e propri laboratori di comunicazione in cui gli studenti, lavorando in squadra e guidati da ricercatori e professionisti della comunicazione scientifica, analizzeranno l’esempio specifico e progetteranno e realizzeranno una serie di strumenti di comunicazione specifici (articoli di divulgazione scientifica, siti web, blog, interviste e audio/video ecc). Il percorso formativo avrà inoltre una impronta tecnologica, prendendo in considerazione le nuove tecnologie multimediali applicate alla comunicazione, presentando, utilizzando e integrando software e soluzioni open source disponibili al momento. Il programma Il programma proposto prevede un percorso di 52 ore che include 40 ore di lezioni di insegnamento frontale e 12 ore di laboratorio pratico. 12 ore sono in comune con il corso di comunicazione per il Dottorato in Fisica. Introduzione alla comunicazione scientifica • Gli assiomi della comunicazione, dal linguaggio corporeo alla progettazione di un Communication Plan. • La comunicazione scientifica: Perché comunicare la scienza? • I diversi tipi di comunicazione nel mondo della ricerca e dell’Università. • Progettare un evento per il pubblico: la comunicazione in 5 mosse. • L’immagine e la comunicazione della scienza. Parlare in pubblico di scienza • Come si parla in pubblico: differenze tra conferenza stampa, dibattito e conferenza divulgativa • Le regole base per parlare in pubblico • Materiali multimediali per parlare di scienza al pubblico: slide, audio, video. Scrivere di scienza • Le basi del giornalismo scientifico: riflessioni sul linguaggio della carta stampata all’audio/video. • Le differenze tra un articolo divulgativo, un articolo scientifico e un comunicato stampa. • La scrittura per l’audio/video: lo storyboard. La comunicazione visiva della scienza • L’immagine e la comunicazione della scienza • Progettare e realizzare un’immagine La scienza sul web • Come è comunicata la scienza sul web • Il web 2.0 e la scienza • Realizzare un sito web Organizzare un evento per il pubblico • Il Communication Plan di una osservazione astronomica per una classe • Realizzare una serata osservativa (testi) "Comunicare la scienza" di Giovanni Carrada https://www.mestierediscrivere.com/uploads/files/comunicarelascienza.pdf Canale: 2 - GIACOMINI Livia (programma) Il programma proposto prevede un percorso di 52 ore che include 40 ore di lezioni di insegnamento frontale e 12 ore di laboratorio pratico. 12 ore sono in comune con il corso di comunicazione per il Dottorato in Fisica. Introduzione alla comunicazione scientifica • Gli assiomi della comunicazione, dal linguaggio corporeo alla progettazione di un Communication Plan. • La comunicazione scientifica: Perché comunicare la scienza? • I diversi tipi di comunicazione nel mondo della ricerca e dell’Università. • Progettare un evento per il pubblico: la comunicazione in 5 mosse. • L’immagine e la comunicazione della scienza. Parlare in pubblico di scienza • Come si parla in pubblico: differenze tra conferenza stampa, dibattito e conferenza divulgativa • Le regole base per parlare in pubblico • Materiali multimediali per parlare di scienza al pubblico: slide, audio, video. Scrivere di scienza • Le basi del giornalismo scientifico: riflessioni sul linguaggio della carta stampata all’audio/video. • Le differenze tra un articolo divulgativo, un articolo scientifico e un comunicato stampa. • La scrittura per l’audio/video: lo storyboard. La comunicazione visiva della scienza • L’immagine e la comunicazione della scienza • Progettare e realizzare un’immagine La scienza sul web • Come è comunicata la scienza sul web • Il web 2.0 e la scienza • Realizzare un sito web Organizzare un evento per il pubblico • Il Communication Plan di una osservazione astronomica per una classe • Realizzare una serata osservativa (testi) "Comunicare la scienza" di Giovanni Carrada https://www.mestierediscrivere.com/uploads/files/comunicarelascienza.pdf Canale: 3 - DE ANGELIS ILARIA (programma) Vedi le info dal titolare Livia Giacomini (testi) Vedi le info dal titolare Livia Giacomini	6	FIS/08	40	12	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA

Secondo semestre

Insegnamento	CFU	SSD	Ore Lezione	Ore Eserc.	Ore Lab	Ore Studio	Attività	Lingua
20402228 - TIROCINIO	6		-	-	-	-	Ulteriori attività formative (art.10, comma 5, lettera d)	ITA
20402227 - PROVA FINALE	34		289	-	-	-	Per la prova finale e la lingua straniera (art.10, comma 5, lettera c)	ITA

Primo semestre

Insegnamento	CFU	SSD	Ore Lezione	Ore Eserc.	Ore Lab	Ore Studio	Attività	Lingua
20401904 - FISICA TEORICA I (obiettivi) Approfondire l’elettrodinamica classica fornire gli elementi della meccanica quantistica relativistica. Fornire le basi della teoria dei campi e della QED - DEGRASSI GIUSEPPE (programma) Relatività ristretta ed elettromagnetismo Richiami di relatività ristretta: trasformazioni di Lorentz, addizione delle velocità, aberrazione della luce. Rappresentazione grafica di Minkowski: classificazione degli in- tervalli, dilatazione dei tempi, contrazione delle lunghezze, causalità. Caratterizzazione completa delle trasformazioni delle coordinate che lasciano invariato l'intervallo spazio- temporale pseudoeuclideo: gruppo di Poincarè, gruppo di Lorentz e loro struttura. Elementi di calcolo quadritensoriale: scalari, vettori controvarianti, vettori covarianti, tensori, pseudotensori, prodotto scalare, contrazioni tensoriali. Legge di trasformazione dei campi, quadrigradiente. Elementi di meccanica relativistica: quadrivelocità, quadriaccelerazione, quadrimpul- so, quadrivettore forza e legge della potenza. Formulazione covariante dell'equazione di Lorentz e tensore del campo elettromagne- tico. Proprietà di trasformazione dei campi elettrico e magnetico. Formulazione covarian- te delle equazioni di Maxwell. Potenziale vettore, potenziale scalare, quadripotenziale. Equazioni di Maxwell in termini del quadripotenziale. Invarianza di gauge. Invarianti del campo elettromagnetico. Campo creato da una carica in moto uniforme: derivazione dal campo elettrostatico mediante una trasformazione di Lorentz. Bilancio energetico nel formalismo trivettoriale: densità di energia, vettore di Poyn- ting. Bilancio energetico nel formalismo covariante: tensore energia ed impulso. Leggi di conservazione: conservazione del quadrimpulso totale e tensore degli sforzi di Maxwell. Conservazione del momento angolare totale. Equazioni di Maxwell nel vuoto per il quadripotenziale nella gauge di Lorentz e loro soluzione generale. Soluzioni di tipo onda piana delle equazioni di Maxwell nel vuoto e loro proprietà. Densità e flusso di energia di un'onda piana. Pressione della radiazione. Formulazione covariante della polarizzazione. Equazione per il quadripotenziale in presenza di sorgenti. Funzione di Green. Poten- ziali e campi di Lienard e Wiechert. Potenza irradiata in approssimazione non relativistica e relativistica. Sezione d'urto Thomson. Effetto Compton. Effetto Cerenkov. Teoria dei campi quantizzati Equazione di Dirac. Covarianza dell'equazione. Limite non relativistico. Covarianti bilineari. Soluzioni dell'equazione di Dirac. Proiettori per le soluzioni ad energia positiva e negativa. Elicità e chiralità. Il campo elettromagnetico libero come insieme di oscillatori armonici. Quantizzazione del campo in gauge di radiazione . Operatori di creazione ed annichilazione. Richiami di meccanica quantistica: oscillatore armonico, rappresentazione di Heisen- berg, operatore di evoluzione temporale, prodotto cronologico. Formalismo lagrangiano dal discreto al continuo. Quantizzazione del campo. Com- mutatori canonici. Simmetrie e teorema della Noether. Invarianza per traslazioni spazio- temporali. Tensore energia-impulso. Simmetrie interne. Lagrangiano del campo sca- lare reale e complesso, sua quantizzazione. Prodotti ordinati. Invarianza globale e locale. Lagrangiano del campo di Dirac. Quantizzazione. Anticommutatori canonici. Quantizzazione del campo elettromagnetico. La rappresentazione di interazione. Matrice S. Sviluppo perturbativo della matri- ce S. Teorema di Wick. Commutatori dei campi bosonici e fermionici a tempi arbitrari. Propagatori per il campo scalare e di Dirac. Propagatore del fotone. Introduzione alle regole di Feynman. Regole di Feynman in QED. Sezione d'urto. Processi ad ordine albero: e+e- -- , diffusione in campo esterno. (testi) V. Barone: Relatività, Bollati Boringhieri. F. Mandl, G. Shaw: Quantum Field Theory, John Wiley & Sons.	8	FIS/02	46	22	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20402209 - FISICA NUCLEARE E SUBNUCLEARE (obiettivi) Illustrare i concetti di base delle particelle elementari e le interazioni fondamentali. Bosoni e fermioni, mesoni e barioni, modello a quark. - DI MICCO BIAGIO (programma) Vedi le info dal titolare Filippo Ceradini (testi) Vedi le info dal titolare Filippo Ceradini - CERADINI FILIPPO (programma) Principi di invarianza e leggi di conservazione, trasformazioni continue e discrete, parità, coniugazione di carica, inversione temporale. Equazioni quantistiche relativistiche, equazione di Klein-Gordon, equazione di Dirac, soluzioni a energia negativa, elicità, limite non relativistico, spin, antiparticelle. Soluzioni per massa nulla, proprietà dei neutrini. Teoria relativistica delle perturbazioni, interazione elettromagnetica, diagrammi di Feynman, propagatore. Estensione relativistica della sezione d’urto di Rutherford, sezione d’urto di Mott, Dirac, Rosenbluth. Raggi cosmici, componente primaria e secondaria, scoperta dei mesoni. Proprietà del muone e del pione, particelle strane, multipletti di isospin. Classificazione delle particelle e delle interazioni, leptoni e adroni, mesoni e barioni, antiparticelle. Interazioni adroniche, isospin, modello di Yukawa, diffusione elastica pione-nucleone, la risonanza Delta, risonanze barioniche e mesoniche, multipletti di mesoni e barioni. Simmetrie unitarie, SU(2), SU(3), modello statico a quark, i quark u-d-s, barioni e mesoni nel modello a quark, momenti magnetici dei barioni, il colore dei quark. Interazioni deboli, decadimento beta dei nuclei, transizioni Fermi e Gamow-Teller, non conservazione della parità, decadimento beta del Co60 polarizzato. Elicità del neutrino, interazione V-A. Decadimento del muone, costante di Fermi. Decadimento del pione, produzione di fasci di neutrini, numero leptonico, neutrini e-mu. Interazioni dei neutrini, propagatore dell'interazione debole. Decadimenti nel modello a quark, decadimenti deboli delle particelle strane, angolo di Cabibbo. Mesoni K0, autostati di CP, mesoni K0L e K0S, ipotesi di Glashow-Iliopoulos-Maiani e il quark charm. Violazione della simmetria CP, matrice Cabibbo-Kobayashi-Maskawa e il quark beauty. Diffusione inelastica leptone-nucleone, funzioni di struttura, Bjorken-scaling, modello a partoni, densità dei partoni, diffusione inelastica di neutrini e antineutrini, densità di quark e antiquark, i gluoni. Interazione elettrone-positrone, diffusione e annichilazione, produzione di adroni, quarkonio, il leptone tau, produzione di quark pesanti. Produzione di particelle in interazioni adroniche, processi Drell-Yan, produzione di jet adronici, cromodinamica quantistica. Il quark top, il neutrino tau, le tre generazioni. Isospin e ipercarica deboli, modello di Glashow-Weinberg-Salam, unificazione delle interazioni elettro-deboli, scoperta dei bosoni W e Z. Rottura della simmetria elettro-debole, il campo di Higgs, scoperta del bosone di Higgs. (testi) • W. E. Burcham and M. Jobes, Nuclear and Particle Physics, Pearson Education. • Appunti del corso di Istituzioni di Fisica Nucleare e Subnucleare, http://webusers.fis.uniroma3.it/~ceradini/efns.htm	8	FIS/04	46	22	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20402210 - FISICA DELLA MATERIA CONDENSATA (obiettivi) Il corso si pone l'obiettivo di applicare i metodi della meccanica quantistica alla descrizione delle proprieta' fondamentali della materia solida. - GALLO PAOLA (programma) Panoramica sulla materia condensata. Descrizione geometrica dei cristalli: reticoli diretti, reticoli reciproci e zona di Brillouin. Scattering di particelle da cristalli: raggi x, elettroni e neutroni. Quasicristalli. Classificazione dei solidi cristallini e legami. Approssimazione adiabatica di Born-Oppenheimer. Dinamica vibrazionale del reticolo cristallino, fononi. Calori specifici vibrazionali di Einstein e Debye e calore specifico elettronico. Elettroni in potenziali periodici: il teorema di Bloch. Teoria dell'elettrone libero nei metalli. L'Hamiltoniano a multielettroni e approssimazioni ad elettrone singolo: equazioni di Hartee e Hartee-Fock. Teoria a bande dei cristalli: metodo del Tight Binding, approssimazione dell'elettrone quasi libero. Proprieta' elettroniche di cristalli rilevanti. Trasporto nei metalli. Semiconduttori intrinseci e drogati e trasporto. Giunzione p-n. Superconduttivita'. (testi) TESTO PRINCIPALE: Giuseppe Grosso and Giuseppe Pastori Parravicini Solid State Physics Academic Press ALTRI TESTI UTILIZZATI: Neil W. Ashcroft N. David Mermin Solid State Physics Saunders College Charles Kittel Introduzione alla Fisica Dello Stato Solido Casa Editrice Ambrosiana - Iorio Antonio (programma) Vedi le info dal titolare Paola Gallo (testi) Vedi le info dal titolare Paola Gallo	8	FIS/03	46	22	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20402211 - COMPLEMENTI DI METODI MATEMATICI DELLA FISICA (obiettivi) Acquisire una buona conoscenza dei metodi per la risoluzione di equazioni integrali e differenziali (ordinarie e alle derivate parziali), nonché delle nozioni fondamentali della teoria degli operatori lineari su spazi infinito-dimensionali - FRANCIA DARIO (programma) Part I Introduction: Physics and symmetries Finite Groups: Definition of group; groups of order 2; the Cayley table; groups of order 3; cyclic groups; subgroups; direct products; Lagrange's theorem; groups of order 4; higher-order groups: the dihedral series, the quaternionic group; pre- sentations; the symmetric group Sn; the alternating group An; cycles; Cayley's theorem; representations: basic definitions; the regular representation; conjugation and cosets; normal subgroups; factor groups; simple and semisimple groups; clas- sification of simple groups (without proof); characters; review of finite-dim Hilbert spaces; unitary representations; group-averaged inner product; equivalence of finite- dim reps to unitary reps; reducible and fully reducible reps; reps of finite groups and full reducibility; Schur's Lemmas; the orthogonality relations; the character table; real, pseudoreal and complex reps; Kronecker products and Clebsch-Gordan series. 2 Lie Groups and Lie Algebras: group manifold; Lie groups; the classical ma- trix groups; Lie algebras: definition and first properties; structure constants; ad- joint representation; Cartan-Killing form; simple and semiimple Lie algebras; fully antisymmetric structure constants; Casimir operators; quadratic Casimir; highest (lowest)-weight representations; su(2); su(3); Gell-Mann matrices; roots; α-basis, ω basis, Chevalley basis; general Lie algebras: Cartan subalgebra and structure contants in the Cartan basis; roots; the map adH(X); α-chains; Weyl reflections; root systems for semisimple Lie algebras: relative angles and lengths between roots; positive roots; simple roots; Dynkin diagrams; rank-two algebras; the Cartan cata- logue of simple Lie algebras; representation theory: highest weights and construction of representation space; level vector; the adjoint representation and maximal roots; Weyl dimension formula. Part II Partial Differential Equations: Generalities; linear, quasilinear, semilinear and non linear PDE; well-posedness; initial data vs boundary data; types of boundary conditions; the Cauchy-Kovalevskaya theorem; first-order equations; characteris- tics: parametric solutions and Lagrange's method; second-order PDE: classifica- tion of quasi-linear eqs: hyperbolic, parabolic and elliptic PDE; characteristics and canonical forms; the wave equation: d'Alembert solution and Fourier solution by separation of variables; normal modes; the heat equation: solution by separation of variables for insulated ends and for ends at finite temperatures T1 and T2. (testi) Referenze: Parte I - Ramond P, Group theory - a physicist’s survey (Cambridge University Press, 2010). - Gilmore R, Lie Groups, Physics, and Geometry (Cambridge University Press, 2008). - Fuchs J and Schweigert C, Symmetries, Lie algebras and representations (Cambridge University Press, 2003). - Slansky R, Group theory for unified model building (Physics Reports 791, Elsevier, 1981). - Hamermesh M, Group theory and its application to phyical problems (Dover, 1962). Parte II - Pradisi G, Lezioni di metodi matematici della fisica (Edizioni della Normale, Pisa, 2012). - Evans L C, Partial differential equations (American Mathematical Society, 1998-2010). - Courant R and Hilbert D, Methods of mathematical physics II (Wiley, 1962).	6	FIS/02	34	18	-	-	Attività formative affini ed integrative	ITA

Secondo semestre

Insegnamento	CFU	SSD	Ore Lezione	Ore Eserc.	Ore Lab	Ore Studio	Attività	Lingua
20402213 - ELEMENTI DI FISICA TERRESTRE E DELL'AMBIENTE (obiettivi) Il corso è strutturato sui concetti di base della Fisica della Terra Solida e Fluida al fine di fornire allo studente un quadro coerente ed aggiornato di questa disciplina, sia dal punto di vista teorico sia da quello sperimentale - PLASTINO WOLFANGO (programma) Gravity - The Earth’s size and shape -Gravitation -The Earth’s rotation -The Earth’s figure and gravity -Gravity anomalies -Interpretation of gravity anomalies -Isostasy -Rheology Seismology - Elasticity theory -Seismic waves -Earthquake seismology -Seismic wave propagation -Internal structure of the Earth Earth’s age and thermal properties - Geochronology -The Earth’s heat Geomagnetism and paleomagnetism - The Physics of magnetism -Rock magnetism -Geomagnetism -Paleomagnetism Fundamentals of Geophysical Fluid Dynamics - Time derivatives for fluids -The mass continuity equation -The momentum equation -The equation of state -Thermodynamic relations -Thermodynamic equation for fluids -Compressible and incompressible flow -The energy budget Physics of the Atmosphere - Heterogeneous systems -Transformations of moist air -Hydrostatic equilibrium -Static stability -Radiative transfer -Large-scale motion -Wave propagation -The general circulation -Dynamic stability Physics of the Ocean - Oceans and Seas -Atmospheric influences -The oceanic heat budget -Wind driven ocean circulation -Deep circulation in the ocean -Equatorial processes -Ocean waves -Coastal processes and tides (testi) Stacey F.D. and Davis P.M. - Physics of the Earth. Cambridge University Press, 2008 - ISBN:9780521873628 Vallis G.K. - Atmospheric and Oceanic Fluid Dynamics. Cambridge University Press, 2006 - ISBN:9780521849692	6	FIS/06	48	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20402217 - FISICA DELLE PARTICELLE ELEMENTARI (MOD. A+B) (obiettivi) modulo A: acquisire le conoscenze fondamentali sulle basi fenomenologiche del Modello Standard delle Particelle Elementari e sui principi di rivelazione delle particelle modulo B: acquisire unaconoscenza approfondita delle moderne tecniche di rivelazione edanalisi dei dati e del quadro fenomenologico attuale nei diversi settori della Fisica delle Particelle Elementari con e senza acceleratori
20402217-2 - FISICA DELLE PARTICELLE ELEMENTARI - MOD. B (obiettivi) Acquisire una conoscenza approfondita delle moderne tecniche di rivelazione ed analisi dei dati e del quadro fenomenologico attuale nei diversi settori della Fisica delle Particelle Elementari con e senza acceleratori - ORESTANO DOMIZIA (programma) MODULO A Equazioni quantistiche relativistiche, teoria relativistica delle perturbazioni, diagrammi di Feynman, propagatore. Principi di invarianza e leggi di conservazione, trasformazioni continue e discrete, paritÃ , coniugazione di carica, inversione temporale. Richiami sul modello a quark. Fenomenologia delle interazioni deboli. Modello a partoni, densitÃ di quark e antiquark. Modello standard delle interazioni elettrodeboli. Cromo-dinamica quantistica, colore, gluoni, confinamento. Violazione della simmetria CP. Interazioni della radiazione con la materia. Radiazione gamma -- Particelle cariche leggere e pesanti -- Neutroni -- Neutrini. Tecniche di rivelazione delle particelle. Rivelatori a scintillazione. Rivelatori a stato solido. Camere a fili: MWPC e Drift. RPC. Calorimetri. MODULO B Strumentazione complessa: gli spettrometri magnetici, i sistemi di identificazione di particella, grandi apparati sperimentali. Elementi di statistica applicata agli esperimenti di fisica subnucleare. Verifiche sperimentali del modello standard. Interazioni adroniche ad alta energia, produzione inclusiva di mesoni, sezione dâ€™urto elastica e totale, produzione di jet adronici. Esperimenti e misure a LEP e ai collider adronici. Fisica dei neutrini dalla teoria di Fermi ad oggi con particolare riguardo per le oscillazioni di neutrino. (testi) (Leo W.R.)Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments [Springer-Verlag 1994 ] (Perkins D.H.)Introduction to High Energy Physics, 4th edition, [Cambridge University Press, 2000. ] (Cahn R.N. and Goldhaber G.)The experimental Foundations of Particle Physics [Cambridge University Press, 1989.] (Braibant S., Giacomelli G., Spurio M.)Particelle e interazioni fondamentali [Spinger]	6	FIS/04	20	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20402217-1 - FISICA DELLE PARTICELLE ELEMENTARI MOD. A (obiettivi) Acquisire le conoscenze fondamentali sulle basi fenomenologiche del Modello Standard delle Particelle Elementari e sui principi di rivelazione delle particelle - SALAMANNA GIUSEPPE (programma) Per programmi e testi fare riferimento al docente titolare del corso. (testi) Per programmi e testi fare riferimento al docente titolare del corso.	6	FIS/04	76	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20402218 - FISICA TEORICA II (obiettivi) Fornire le nozioni fondamentali sulle correzioni radiative in QED ovvero per i processi non ad albero, sulla ri normalizzazione e sul Modello Standard elettrodebole. Far acquisire competenze sulla fenomenologia della fisica subnucleare alle energie dei collisionatori attuali (LHC). - DEGRASSI GIUSEPPE (programma) 1. I Diagrammi di Feynman, processi ad ordine albero, simmetrie discrete Richiami sui diagrammi di Feynman ed il calcolo delle sezioni d'urto. Processi ad or- dine albero: di fusione Bhabha, effetto Compton. Invarianza di gauge per la somma di diagrammi in QED. Rappresentazione chirale e di Majorana per le matrici di Dirac. Parità, coniugazione di carica, teorema di Furry, inversione temporale. 2. Correzioni Radiative Comportamento divergente di un integrale. Grado di divergenza di un diagramma. Teo- rie rinormalizzabili. Regolarizzazione alla Pauli-Villars. Calcolo dell'autoenergia di una particella scalare ad una loop e divergenze quadratiche. Rinormalizzazione di massa, fun- zione d'onda, vertice. Autoenergia dell'elettrone. Identità di Ward. Identità di Gordon. Regolarizzazione dimensionale. Calcolo ad una loop della polarizzazione del vuoto, Lamb shift, discussione qualitativa sul running delle costante di accoppiamento. Vertice in QED, momento magnetico anomalo dell'elettrone. Brehmstrahlung, divergenze infrarosse e loro cancellazione tra diagrammi reali e virtuali. 3. Teorie di Gauge Non Abeliane Lagrangiano di Yang-Mills. Cromodinamica quantistica. Vertici a 3 e 4 gluoni. Propa- gatore di un bosone di gauge in una gauge arbitraria. Invarianza di gauge in teorie non abeliane. Running delle costante di accoppiamento forte, libertà asintotica. Interazioni deboli: teoria di Fermi e bosone vettoriale intermedio. Propagatore del W. Decadimento del muone. Lagrangiano del Modello Standard. Angolo di mescolamento elettrodebole. Rottura spontanea della simmetria. Meccanismo di Higgs. Masse dei bo- soni intermedi e dei fermioni. Matrice di mescolamento di Cabibbo-Kobayashi-Maskawa (testi) F. Mandl, G. Shaw: Quantum Field Theory, ed. John Wiley & Sons; M. Peskin, D. Shroeder: An Introduction to Quantum Field Theory, ed. Frontiers in Physics	6	FIS/02	34	18	-	-	Attività formative affini ed integrative	ITA
20410086 - ELEMENTI DI RELATIVITA' GENERALE, ASTROFISICA E COSMOLOGIA (obiettivi) l corso si propone di fornire allo studente i concetti di base della Relativita' generale ed alle sue applicazioni a sistemi fisici, con particolare riferimento agli oggetti compatti (buchi neri), alle onde gravitazionali e all'universo - BRANCHINI ENZO FRANCO (programma) - RICHIAMI DI RELATIVITA’ SPECIALE. VETTORI E TENSORI. TENSORE METRICO. TENSORE ENERGIA MOMENTO. - RELATIVITA’ GENERALE. CONCETTI FONDAMENTALI CONNESSIONE AFFINE. TRASPORTO PARALLELO. EQUAZIONE DELLE GEODETICHE. - SIMMETRIE E VETTORI DI KILLING. TENSORE DI RIEMANN. SINGOLARITA’. - EQUAZIONI DI EINSTEIN. - METRICA DI SCHWARZSCHILD. REDSHIFT GRAVITAZIONALE. - ORBITE IN UNA METRICA DI S. PRECESSIONE DEL PERIELIO DI MERCURIO. - BUCHI NERI NON RUOTANTI. ORIZZONTE DEGLI EVENTI E SCELTA DELLE COORDINATE. - METRICA DI KERR. BUCHI NERI ROTANTI E FRAME-DRAGGING. - INTRODUZIONE ALLE ONDE GRAVITAZIONALI. - PRINCIPIO COSMOLOGICO E METRICA DI ROBERTSON-WALKER. - EQUAZIONI DI FRIEDMANN E LORO INTERPRETAZIONE CLASSICA. - IL MODELLO COSMOLOGICO STANDARD E LE SUE CARATTERISTICHE. - REDSHIFT, DISTANZE E ORIZZONTI COSMOLOGICI. - PARAMETRI COSMOLOGICI FONDAMENTALI E LORO DETERMINAZIONI SPERIMENTALI. - TESTS COSMOLOGICI CLASSICI: TEST DI HUBBLE. TEST DEL DIAMETRO ANGOLARE. TEST DEI CONTEGGI. - COSTANTE COSMOLOGICA. - FLUIDI COSMICI E LORO EQUAZIONE DI STATO. - IL CONCETTO DI EQUIVALENZA. - STORIA TERMICA DELL'UNIVERSO. DISACCOPPIAMENTO. RICOMBINAZIONE. - ASIMMETRIA MATERIA-ANTIMATERIA. - OLTRE IL MODELLO STANDARD: PARADOSSO DEGLI ORIZZONTI E DELLA PIATTEZZA. SOLUZIONE INFLAZIONARIA. CENNI ALLA TEORIA DELL'INFLAZIONE COSMOLOGICA. - ERA DI PLANCK E GRAVITA' QUANTISTICA. - MATERIA OSCURA. - BREVE STORIA DELL'UNIVERSO: ERA ADRONICA. ERA LEPTONICA. ERA RADIATIVA. - IL FONDO COSMICO DI NEUTRINI. - NUCLEOSINTESI COSMOLOGICA. - ERA DELLA MATERIA. REIONIZZAZIONE. - INSTABILITA' GRAVITAZIONALE ALLA JEANS.CENNI SULL'EVOLUZIONE DELLE STRUTTURE COSMICHE (testi) Carroll S. Spaceitme Geometry [Pearson 2003] Coles P., Lucchin F. Cosmology [Wiley 2000] Kolb E., Turner M. The eraly Universe [Addison Wesley 1990]	6	FIS/05	48	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA

Primo semestre

Insegnamento

CFU

SSD

Ore Lezione

Ore Eserc.

Ore Lab

Ore Studio

Attività

Lingua

20401859 - LABORATORIO DI FISICA SUBNUCLEARE (obiettivi)

- MARI STEFANO MARIA (programma) (testi)

8

FIS/04

28

-

54

-

Attività formative caratterizzanti

ITA

Gruppo opzionale: SCELTA DA 12 CFU - (visualizza)

12

20401000 - STRUMENTAZIONE FISICA PER LA MEDICINA E LA BIOLOGIA (obiettivi) Fornire allo studente i fondamenti delle moderne tecniche di diagnostica per immagini integrate da alcune esercitazioni di laboratorio che gli permettano di approfondire in un secondo tempo gli argomenti trattati ed inserirsi in questo campo oggetto di ricerche avanzate nonché di fondamentali applicazioni cliniche - FABBRI ANDREA (programma) Programma del Corso di Strumentazione Fisica per la Medicina e la Biologia 1. Interazione particelle e fotoni con la materia 2. Leggi del decadimento radioattivo 3. Isotopi di interesse per la medicina nucleare 4. Radiologia 5. Tomografia assiale compiute rizzata 6. Spect e Pet 7. Risonanza magnetica nucleare 8. Ecografia 9. Elementi di teoria degli acceleratori 10. Elementi di radioterapia. (testi) Dispense del corso	6	FIS/04	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20401070 - ACQUISIZIONE DATI E CONTROLLO DI ESPERIMENTI (obiettivi) Far acquisire allo studente le conoscenze di base su come è articolata la costruzione di un esperimento di fisica nucleare in funzione della raccolta dei dati dal rivelatore, del controllo delle apparecchiature e dell’esperimento, del monitoraggio del buon funzionamento dell’apparato e della qualità dei dati acquisiti - RUGGIERI FEDERICO (programma) Lo scopo del corso è fornire allo studente gli elementi cognitivi generali che sottendono alla realizzazione di sistemi di acquisizione, controllo e monitoraggio degli esperimenti di Fisica Nucleare e Subnucleare. Il corso inizia fornendo una panoramica architetturale sugli esperimenti di Fisica Nucleare e delle Particelle Elementari analizzando le problematiche ed i componenti dei sistemi di acqusisizione, di quelli di controllo e dei sistemi di monitoraggio. Vengono quindi approfondite le tematiche generali sulle architetture interne di questi sistemi, le loro caratteristiche e le tecnologie connesse, nonchè le scelte progettuali necessarie. Durante il corso sono trattati argomenti come: Parallelismo e Pipelining, Trigger, Acquisizione Dati, Sistemi On-Line, Sistemi Real-Time, Farming ed Event Building, Reti e protocolli di rete, Archiviazione Dati su Mass Storage, Gestione ed utilizzo di grandi basi dati. (testi) Dispense del docente	6	FIS/04	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20401858 - ISTITUZIONI DI FISICA MEDICA (obiettivi) Introdurre lo studente allo studio degli effetti delle radiazioni ionizzanti e non ionizzanti sulla materia vivente. Porre le basi dei principi della radioprotezione e dell'uso terapeutico delle radiazioni ionizzanti e non ionizzanti - ARAGNO DANILO (programma) 1. Stage presso una struttura sanitaria nazionale 2. Dosimetria 3. Calibrazione di apparati radiologici 4. Calibrazione di RNM 5. Calibrazione di fasci radio terapici 6. Piani di trattamento radio terapici 7. Tesina di relazione sull'attiva' svolta con successiva discussione (testi) non ci sono testi previsti	6	FIS/07	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402146 - ASTROFISICA DELLE ALTE ENERGIE (obiettivi) Fornire allo studente una panoramica dei principali fenomeni nel campo dell'Astrofisica delle Alte Energie, con particolare attenzione ai fenomeni di accrescimento su oggetti compatti (nane bianche, stelle di neutroni e buchi neri) e ai fenomeni di accelerazione di particelle - BIANCHI STEFANO (programma) OGGETTI COMPATTI: NANE BIANCHE, STELLE DI NEUTRONI. LIMITE DI CHANDRASEKHAR, PULSAR, BUCHI NERI ACCRESCIMENTO: TEORIA, LIMITE DI EDDINGTON, DISCHI DI ACCRESCIMENTO BINARIE X: FENOMENOLOGIA E CLASSIFICAZIONE, VARIABILI CATACLISMICHE, BINARIE X DI PICCOLA E GRANDE MASSA, CANDIDATI BUCHI NERI NUCLEI GALATTICI ATTIVI: FENOMENOLOGIA E CLASSIFICAZIONE, EMISSIONE IN BANDA X E GAMMA, GETTI, MOTI SUPERLUMINALI GAMMA RAY BURST: FENOMENOLOGIA, ORIGINE E MECCANISMI DI EMISSIONE AMMASSI DI GALASSIE: EMISSIONE X DAL MEZZO INTERGALATTICO, COOLING FLOW RAGGI COSMICI: COMPOSIZIONE, SPETTRO ED ORIGINE, RESTI DI SUPERNOVA, RAGGI COSMICI DI ALTISSIMA ENERGIA. (testi) (LONGAIR MALCOM S. ) HIGH ENERGY ASTROPHYSICS 3RD ED. [CAMBRIDGE 2011] (KIPPENHAHN R., WEIGERT A.) STELLAR STRUCTURE AND EVOLUTION [SPRINGER 1994] (G.B. RYBICKI, A.P. LIGHTMAN) RADIATIVE PROCESSES IN ASTRIPHYSICS [WILEY] (VIETRI M.) ASTROFISICA DELLE ALTE ENERGIE [BORINGHIERI] (SHAPIRO S.L, TEUKOLSKY S.A.) BLACK HOLES, WHITE DWARFS AND NEUTRON STARS [WILEY]	6	FIS/05	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402151 - FISICA DELLE ASTROPARTICELLE - MODULO A (obiettivi) Il corso intende introdurre lo studente alle attività di ricerca su problemi in comune tra Fisica delle Particelle Elementari ed Astrofisica. I diversi temi di ricerca che costituiscono oggetto di studio da parte della comunità scientifica internazionale verranno discussi all'interno di uno schema unitario, con particolare attenzione all'interpretazione fenomenologica e alle proposte di realizzazione di nuovi apparati sperimentali. - BUSSINO SEVERINO ANGELO MARIA (programma) ASPETTI FENOMENOLOGICI DELLA FISICA DELLE ASTROPARTICELLE: CORRELAZIONI TRA FISICA DELLE PARTICELLE, ASTROFISICA E COSMOLOGIA; IL PROBLEMA DELLA MATERIA OSCURA; RAGGI COSMICI E MECCANISCMI DI ACCELERAZIONE DEI RAGGI COSMICI; MASSA DI NEUTRINI ED OSCILLAZIONE DEI NEUTRINI LA CONSERVAZIONE DEL NUMERO LEPTONICO ED IL DECADIMENTO DOPPIO BETA; LA CONSERVAZIONE DEL NUMERO BARIONICO ED IL PROBLEMA DEL DECADIMENTO DEL PROTONE; VIOLAZIONE DI CP E ASIMMETRIA MATERIA-ANTIMATERIA. (testi) K. Thomas Gaisser Cosmic rays and particle physics Cambridge 1990 Malcom S. Longair High energy astrophysics Cambridge 1992 H. V. Klapdor - Kleingrothaus and A. Staudt Non - Accelerator particle physics Bristol 1995 Donald H. Perkins Particle Astrophysics, second edition Oxford 2009	3	FIS/04	24	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402152 - FISICA DELLE ASTROPARTICELLE - MODULO B (obiettivi) Il corso intende introdurre lo studente alle attività di ricerca su problemi in comune tra Fisica delle Particelle Elementari ed Astrofisica. I diversi temi di ricerca che costituiscono oggetto di studio da parte della comunità scientifica internazionale verranno discussi all'interno di uno schema unitario, con particolare attenzione all'interpretazione fenomenologica e alle proposte di realizzazione di nuovi apparati sperimentali - MARI STEFANO MARIA (programma) ASPETTI SPERIMENTALI DELLA FISICA DELLE ASTROPARTICELLE. VENGONO DISCUSSI GLI APPARATI, LE TECNICHE SPERIMENTALI E I RISULTATI NEI SEGUENTI SETTORI: RIVELAZIONE DEI RAGGI COSMICI; RICERCA DI MATERIA OSCURA; RIVELAZIONE DEI NEUTRINI; RICERCA DI ANTIMATERIA; RIVELAZIONE DI ONDE GRAVITAZIONALI. (testi) K. THOMAS GAISSER COSMIC RAYS AND PARTICLE PHYSICS CAMBRIDGE 1990 MALCOM S. LONGAIR HIGH ENERGY ASTROPHYSICS CAMBRIDGE 1992 H. V. KLAPDOR - KLEINGROTHAUS AND A. STAUDT NON - ACCELERATOR PARTICLE PHYSICS BRISTOL 1995 DONALD H. PERKINS PARTICLE ASTROPHYSICS, SECOND EDITION OXFORD 2009	3	FIS/04	24	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402155 - MISURE ASTROFISICHE (obiettivi) Rendere lo studente capace di analizzare in maniera autonoma e critica varie tipologie di dati astrofisici - DE ROSA Alessandra (programma) Parte I: Problematica Astrofisica: Nuclei Galattici Attivi 1. Definizione e classificazione: Paradigma del BH, accrescimento, AG N Radio Loud/Radio quiet, Modello Unificato 2. Astrofisica degli AGN: Proprietà degli AGN - RQ in banda X, modelli di emissione: Comptonizzazione, proprietà’ di assorbimento e outflows 3. Astrofisica degli AGN: componenti di riflessione nello spettro in banda X, osservazione di effetti relativistici nello spettro in banda X Parte II: Introduzione ai rivelatori e telescopi in banda X 1. rivelatori in banda X: principi base e tecniche di rivelazione 2. rivelatori a stato solido, Charged Coupled Devices (CCD) 3. sistemi ottici collimati e focalizzati 4. caratteristiche dei telescopi X: efficienza, sensibilità, risoluzione di energia, risoluzione angolare, area efficace 5. I telescopi sp aziali ESA/XMM - Newton, NASA/Chandra e NASA/NuStar Parte III: Analisi Dati 1. strumenti di indagine: studio della distribuzione di energia (spettro di emissione), studio del comportamento temporale (curva di luce), studio della variabilità (spettro di potenza e riverbero) 2. errori statistici ed errori sistematici 3. background 4. rapporto segnale rumore S/N 5. osservazione e massimizzazione del S/N Parte IV: Tutorial di analisi dati - sessione XMM - epic 1. ricerca dei dati in archivio 2. analisi dell’Imagine: DS9 3. analisi dello spettro: xspec 4. analisi Temporale: xronos Parte V : analisi dati in banda ottica (testi) dispense a cura del docente del corso	6	FIS/05	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402259 - FISICA DEL CLIMA (obiettivi) Il corso è indirizzato a fornire le conoscenze fondamentali, teoriche e sperimentali, nell'ambito della Fisica del Clima e dei Cambiamenti Climatici Prima parte Dr. Luca Fiorani Definizione di clima (climatologia e meteorologia). Il sistema climatico (atmosfera, biosfera, criosfera, geosfera, idrosfera, Sole). La radiazione solare e il bilancio energetico della Terra (richiami di fisica solare, leggi della radiazione, assorbimento della radiazione solare nell’atmosfera). Atmosfera e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’atmosfera). Nubi e aerosol (richiami di processi di condensazione e formazione delle nubi). Oceano e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’oceano). Trasferimento radiativo (richiami di assorbimento, emissione e trasferimento radiativo dell’atmosfera). L’effetto serra (l’atmosfera come serra, i gas serra, calcolo del bilancio energetico, modelli di effetto serra). Lo strato di ozono (radiazione ultravioletta in atmosfera, fotochimica della produzione di ozono, misure di ozono, “buco” dell’ozono). Osservazioni climatiche con telerilevamento (misure da terra, misure satellitari, strumenti infrarossi, strumenti “limb viewing”, applicazioni del telerilevamento agli studi climatici). Sensitività climatica e cambiamento climatico (cambiamenti astronomici, solari, atmosferici, oceanici e fluttuazioni di temperatura). Clima di altri pianeti. Clima e società. Variabilità multidecadale della temperatura superficiale del mare (seminario del Dr. Salvatore Marullo). Misura lidar di gas serra (visita al Centro Ricerche ENEA di Frascati). Seconda parte Dr. Antonello Pasini Introduzione ai modelli climatici. Il percorso concettuale dalle osservazioni alle simulazioni. Approcci dinamico e statistico. Gerarchia dei modelli climatici e loro componenti, tipologie di modelli, il concetto di parametrizzazione. Modelli a Bilancio di Energia (EBM). Struttura generale di un EBM, EBM 0-dimensionali, EBM 1-dimensionali, parametrizzazioni negli EBM, applicazioni. Modelli Radiativo-Convettivi (RC) e Modelli a Complessità Intermedia (EMIC). Equilibrio radiativo e radiativo-convettivo e implementazione nei modelli climatici a complessità intermedia. Modelli Climatici Globali (GCM). Struttura di un GCM, componenti e interazioni, equazioni fondamentali e loro modellazione. Attività di attribution e risultati. Validazione dei modelli di clima. Cenni di modellistica climatica regionale e tecniche di downscaling. Scenari e proiezioni climatiche per il XXI secolo. Analizzare il clima e i suoi cambiamenti da un altro punto di vista: modelli a rete neurale e analisi di causalità di Granger. Dettagli sulle tecniche e risultati di attribution. Downscaling con modelli a rete neurale. - Pasini Antonello (programma) Prima parte Dr. Luca Fiorani Definizione di clima (climatologia e meteorologia). Il sistema climatico (atmosfera, biosfera, criosfera, geosfera, idrosfera, Sole). La radiazione solare e il bilancio energetico della Terra (richiami di fisica solare, leggi della radiazione, assorbimento della radiazione solare nell’atmosfera). Atmosfera e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’atmosfera). Nubi e aerosol (richiami di processi di condensazione e formazione delle nubi). Oceano e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’oceano). Trasferimento radiativo (richiami di assorbimento, emissione e trasferimento radiativo dell’atmosfera). L’effetto serra (l’atmosfera come serra, i gas serra, calcolo del bilancio energetico, modelli di effetto serra). Lo strato di ozono (radiazione ultravioletta in atmosfera, fotochimica della produzione di ozono, misure di ozono, “buco” dell’ozono). Osservazioni climatiche con telerilevamento (misure da terra, misure satellitari, strumenti infrarossi, strumenti “limb viewing”, applicazioni del telerilevamento agli studi climatici). Sensitività climatica e cambiamento climatico (cambiamenti astronomici, solari, atmosferici, oceanici e fluttuazioni di temperatura). Clima di altri pianeti. Clima e società. Variabilità multidecadale della temperatura superficiale del mare (seminario del Dr. Salvatore Marullo). Misura lidar di gas serra (visita al Centro Ricerche ENEA di Frascati). Seconda parte Dr. Antonello Pasini Introduzione ai modelli climatici. Il percorso concettuale dalle osservazioni alle simulazioni. Approcci dinamico e statistico. Gerarchia dei modelli climatici e loro componenti, tipologie di modelli, il concetto di parametrizzazione. Modelli a Bilancio di Energia (EBM). Struttura generale di un EBM, EBM 0-dimensionali, EBM 1-dimensionali, parametrizzazioni negli EBM, applicazioni. Modelli Radiativo-Convettivi (RC) e Modelli a Complessità Intermedia (EMIC). Equilibrio radiativo e radiativo-convettivo e implementazione nei modelli climatici a complessità intermedia. Modelli Climatici Globali (GCM). Struttura di un GCM, componenti e interazioni, equazioni fondamentali e loro modellazione. Attività di attribution e risultati. Validazione dei modelli di clima. Cenni di modellistica climatica regionale e tecniche di downscaling. Scenari e proiezioni climatiche per il XXI secolo. Analizzare il clima e i suoi cambiamenti da un altro punto di vista: modelli a rete neurale e analisi di causalità di Granger. Dettagli sulle tecniche e risultati di attribution. Downscaling con modelli a rete neurale. (testi) Testi F. W. Taylor (2005), Elementary Climate Physics, Oxford. K. McGuffie & A. Henderson-Sellers (2014), The Climate Modelling Primer, 4th Edition, Wiley. - fiorani luca (programma) Prima parte Dr. Luca Fiorani Definizione di clima (climatologia e meteorologia). Il sistema climatico (atmosfera, biosfera, criosfera, geosfera, idrosfera, Sole). La radiazione solare e il bilancio energetico della Terra (richiami di fisica solare, leggi della radiazione, assorbimento della radiazione solare nell’atmosfera). Atmosfera e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’atmosfera). Nubi e aerosol (richiami di processi di condensazione e formazione delle nubi). Oceano e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’oceano). Trasferimento radiativo (richiami di assorbimento, emissione e trasferimento radiativo dell’atmosfera). L’effetto serra (l’atmosfera come serra, i gas serra, calcolo del bilancio energetico, modelli di effetto serra). Lo strato di ozono (radiazione ultravioletta in atmosfera, fotochimica della produzione di ozono, misure di ozono, “buco” dell’ozono). Osservazioni climatiche con telerilevamento (misure da terra, misure satellitari, strumenti infrarossi, strumenti “limb viewing”, applicazioni del telerilevamento agli studi climatici). Sensitività climatica e cambiamento climatico (cambiamenti astronomici, solari, atmosferici, oceanici e fluttuazioni di temperatura). Clima di altri pianeti. Clima e società. Variabilità multidecadale della temperatura superficiale del mare (seminario del Dr. Salvatore Marullo). Misura lidar di gas serra (visita al Centro Ricerche ENEA di Frascati). Seconda parte Dr. Antonello Pasini Introduzione ai modelli climatici. Il percorso concettuale dalle osservazioni alle simulazioni. Approcci dinamico e statistico. Gerarchia dei modelli climatici e loro componenti, tipologie di modelli, il concetto di parametrizzazione. Modelli a Bilancio di Energia (EBM). Struttura generale di un EBM, EBM 0-dimensionali, EBM 1-dimensionali, parametrizzazioni negli EBM, applicazioni. Modelli Radiativo-Convettivi (RC) e Modelli a Complessità Intermedia (EMIC). Equilibrio radiativo e radiativo-convettivo e implementazione nei modelli climatici a complessità intermedia. Modelli Climatici Globali (GCM). Struttura di un GCM, componenti e interazioni, equazioni fondamentali e loro modellazione. Attività di attribution e risultati. Validazione dei modelli di clima. Cenni di modellistica climatica regionale e tecniche di downscaling. Scenari e proiezioni climatiche per il XXI secolo. Analizzare il clima e i suoi cambiamenti da un altro punto di vista: modelli a rete neurale e analisi di causalità di Granger. Dettagli sulle tecniche e risultati di attribution. Downscaling con modelli a rete neurale. (testi) Testi F. W. Taylor (2005), Elementary Climate Physics, Oxford. K. McGuffie & A. Henderson-Sellers (2014), The Climate Modelling Primer, 4th Edition, Wiley.	6	FIS/06	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402026 - FISICA DELLA IONOSFERA E DELLA MAGNETOSFERA (obiettivi) Dare conoscenze fondamentali sulla fisica del plasma ionosferico e delle sue instabilità attraverso una descrizione della struttura, composizione e formazione della ionosfera, nonché delle principali dinamiche presenti in questa zona di transizione. Uno degli obiettivi è di dare allo studente gli strumenti per consentirgli di effettuare un’analisi sugli effetti della radiazione ultravioletta solare e della precipitazione di particelle magnetosferiche nel più ampio quadro dello studio delle interazioni Litosfera-Atmosfera-Ionosfera-Magnetosfera. Dare conoscenze fondamentali sulla fisica dei processi magnetosferici, perturbativi e non, attraverso lo studio delle interazioni terra-sole, delle particelle intrappolate nelle fasce di Van Allen e delle interazioni di queste ultime con l’atmosfera residua - SCOTTO Carlo (programma) 1. Introduzione: scopo del corso e presentazione degli argomenti trattati 2. Nozioni di fisica del plasma magneto-ionosferico e di teoria magnetoionica Plasma non caldo, dispersione in frequenza, frequenza di plasma, distanza di Debye, libero cammino medio, giropulsazione di plasma, condizioni di plasma, accelerazione di betatrone, accelerazione di Fermi. Campo magnetico congelato. Indice di rifrazione di fase per le onde radio in un plasma senza collisioni e con collisioni in assenza di campo magnetico, interpretazione della parte immaginaria dell'indice di rifrazione. Equazione del telegrafo. Velocità di gruppo. Indice di rifrazione di gruppo senza collisioni e senza campo magnetico. Riferimento: appunti di lezione, file 1. Le relazioni costitutive della materia Riferimento: appunti di lezione, file 2. Indici di rifrazione di gruppo con campo magnetico con e senza collisioni: la relazione di Appleton-Hartree. Riferimento: appunti di lezione, file 3. Gli zeri dell'indice di rifrazione di fase con e senza collisioni. Regola di Booker. Riferimento: appunti di lezione, file 4. 3. Nozioni sull'ambiente circumterrestre. Struttura della atmosfera neutra e della ionosfera, fondamenti della regione D, campo magnetico della Terra e magnetosfera. Riferimento: M. Kelley, "The Earth's Ionosphere", capitolo 1. 4. Onde ed instabilità nel plasma magneto-ionosferico Onde elettroacustiche e onde iono acustiche Riferimento: J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" §2.7.3, pag 39-40, in particolare, per le onde iono acustiche: https://en.wikipedia.org/wiki/Ion_acoustic_wave", instabilità di Farley-Beunmann. Riferimento: M. Kelley, "The Earth's Ionosphere", §4.7 pp. 187-191, instabilità di Rayleigh-Taylor Riferimento: J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" §2.8.3 pag. 41-42 , onde ciclotroniche, onde di Alfvén, Whistlers , onde di Alfvén pure e modificate.Riferimento: J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" §2.7.1 pag. 35-38, onde onde di Lagmuir, per esempio https://cds.cern.ch/record/2203630/files/1418884_51-65.pdf, §2.1 Longitudinal (Langmuir) waves, pag 58) Oppure, più semplicemente, per questa Unità Didattica lo studente può prendere per riferimento gli appunti presi a lezione 5. Elementi di radio propagazione ionosferica Riflessione parziale da parte di uno strato, diffrazione da uno schermo con piccole irregolarità, propagazione obliqua. Riferimento: J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" §2.5.2, §2.5.3, §2.5.4, §2.6.1, §2.6.2, §2.6.3. 6. Ionosfera Processi di assorbimento, attenuazione della radiazione nei gas, deposizione di energia nell'alta atmosfera: funzione di Chapman. Ionosfera terrestre: cenni storici, profilo verticale di densità elettronica, temperatura ionosferica, produzione e scomparsa di ionizzazione, regioni ionosferiche, equilibrio elettronico, profilo verticale di densità elettronica nella regione E e nella regione F2. Riferimento: G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment, § 3.2. , introduzione del cap 4, § 4.1, § 4.2, § 4.3. Strato F1. Riferimento: appunti di lezione, file 1. Strato E. Riferimento: appunti di lezione, file 2. Ulteriori note sullo strato F1.Riferimento: appunti di lezione, file 3. Onde atmosferiche di gravità (GWs): Riferimento: appunti di lezione, file 4. Osservazione dell'effetto delle GWs nella ionosfera: le Travelling Ionospheric Disturbances (TIDs): Riferimento: appunti di lezione, file 5. Conduttività di Petersen, di Hall e parallela. Riferimento: appunti di lezione, file 6. Modelli ionosferici e ionogrammi: Riferimento: appunti di lezione, file 7. Ulteriori note sugli ionogrammi e loro inversione: Riferimento: appunti di lezione, file 8. Raggio Z: Riferimento: appunti di lezione, file 9. 7. Magnetosfera Fondamenti. Il campo geomagnetico presso la Terra, Particelle cariche nel campo magnetico: moto di girazione, moto oscillatorio ("Bounce"), moti di drift: drift nel neutral sheet, drift dovuto a forze esterne, drift ambipolare (o drift ExB), drift dovuto alla curvatura delle linee di campo, collisioni coulombiane. Particelle nella magnetosfera interna: fasce di radiazione, ring current, plasmasfera. Il campo di geomagnetico distante:configurazione e classificazione, le correnti sul lato diurno della magnetosfera, riflessione delle particelle e formazione di corrente, sistema di correnti nella "coda geomagnetica". Particelle nella magnetosfera esterna: magnetotail plasma sheet, magnetotail lobe plasma, magnetospheric boundary layer. Onde di plasma nella magnetosfera. Riferimento: G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment § 5. Aurora diffusa e discreta. Riferimento: G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment §7.4.3, p. 372. Testi consigliati: 1) G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment" 2) J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" 3) M. Kelley, "The Earth's Ionosphere" 4) Appunti di lezione. (testi) Per l' Anno Accademico 2016-2017: 1) G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment" 2) J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" 3) M. Kelley, "The Earth's Ionosphere" 4) Appunti di lezione. Per l'Anno accademico 2017-2018 si prevede di utilizzare: 1) G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment" 2) Appunti di lezione.	6	FIS/06	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402359 - MODELLI NUMERICI IN FISICA TERRESTRE E DELL'AMBIENTE (obiettivi) Studiare ed implementare tecniche di approssimazione numerica più avanzate, in particolare relative ai problemi di ottimizzazione ed alla soluzione approssimata di Equazioni Differenziali Ordinarie - Erogato presso 20402092 AN420 - ANALISI NUMERICA 2 in MATEMATICA (DM 270) LM-40 (docente da definire)	6	MAT/08	60	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402380 - RADIOATTIVITÀ AMBIENTALE (obiettivi) Il corso è indirizzato a fornire le conoscenze fondamentali, teoriche e sperimentali, nell'ambito della Fisica delle Radiazioni Ionizzanti e dei Metodi Radiometrici nella Fisica Terrestre e dell'Ambiente - PLASTINO WOLFANGO (programma) Atoms, Nuclides, and Radionuclides - Radiation sources -Radiation interactions -Counting Statistics Geochemistry of Radiogenic Isotopes - Mixing Theory -Origin of Igneous Rock -Water and Sediment -The Oceans Thermonuclear Radionuclides - Fission Products of Transuranium Elements -90Sr in the Environment -137Cs in the Environment -The 90Sr/137Cs, 239,240Pu, and 241Am in the Arctic Ocean General Properties of Radiation Detectors - Ionizing chambers -Proportional and Geiger-Mueller counters -Scintillation Detectors -Germanium Gamma-Ray Detectors Geochronometry - The Rb-Sr Method -The K-Ar Method -The 40Ar/39Ar Method -The Sm-Nd Method -The U-Pb, Th-Pb, and Pb-Pb Methods -The 14C Method -The 3H/3He Method Application of Tracer Technology to the Environment - Atmospheric Transport Modeling -Groundwater dynamics -Nuclear non-proliferation (testi) Knoll G.F. - Radiation Detection and Measurement. John Wiley & Sons, 2010 - ISBN:9780470649725 Faure G. and Mensing T.M - Isotopes-Principles and Applications. John Wiley & Sons, 2004 - ISBN:9780471384373	6	FIS/07	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20401253 - FISICA DEI LIQUIDI (obiettivi) Il corso intende offrire un'introduzione alla moderna fisica dei liquidi, intesa come lo studio della fenomenologia dei fluidi a partire da leggi di forza interatomiche. Verranno studiati i metodi teorici basati sulle equazioni integrali che consentono di descrivere la struttura del liquido. Verranno introdotti i metodi di simulazione numerica al calcolatore applicati alla fisica dei liquidi. Si studieranno quindi le funzioni di correlazione e la teoria della risposta lineare con applicazioni allo studio della dinamica dei liquidi nel limite idrodinamico e in quello visco-elastico. Saranno introdotte le funzioni memoria. Verranno trattati la fisica dei liquidi sottoraffreddati e lo studio della transizione vetrosa - ROVERE MAURO (programma) 1 - Termodinamica e Meccanica Statistica. Funzioni termodinamiche estensive ed intensive. Condizioni di equlibrio. Trasformate di Legendre e potenziali termodinamici. Condizioni di stabililià delle fasi. Transizioni di fase e loro classificazione. Equazione di Van der Waals. Richiami della teoria degli ensembles statistici. Fluttuazioni. 2 - Forze fra atomi e ordine a corto raggio nei liquidi. Caratterizzazione dello stato liquido della materia. Forze fra atomi e potenziali efficaci. Funzioni di distribuzione nel canonico e nel gran canonico. Funzione di distribuzione radiale e relazione con la termodinamica. Il fattore di struttura statico. Misura della struttura di un liquido con tecniche di diffusione. Equazione gerarchica per le funzioni di distribuzione. Potenziale di forza media. Equazione di Ornstein-Zernike. Funzione di correlazione diretta. Funzione di risposta statica. Relazioni di chiusura. Approssimazione delle catene iper-reticolate (HNC). Approssimazione di Percus-Yevick (PY). Soluzione della PY per il liquido di sfere dure. Equazione di stato per le sfere dure. Inconsistenza termodinamica. Teoria HNC modificata. Fattore di struttura di miscele liquide e liquidi molecolari. 3 - Simulazione numerica di sistemi fluidi Metodi di simulazione stocastici e deterministici. Metodo della Dinamica Molecolare. Algoritmi alla Verlet. Dinamica molecolare a temperatura e a pressione costante. Il metodo di simulazione Monte Carlo. Simulazione Monte Carlo in diversi ensemble. 4 - Dinamica dei liquidi Funzioni di correlazione dipendenti dal tempo. Diffusione anelastica dei neutroni e misura del fattore di struttura dinamico. Funzioni di correlazione di Van Hove. Principio del bilancio dettagliato. Teoria della risposta lineare. Funzione risposta. Teorema di fluttuazione-dissipazione. Diffusione delle particelle. Coefficiente di diffusione. Funzione di correlazione delle velocità. Idrodinamica e modi collettivi. Scattering Brillouin. 5 - Stati metastabili, liquidi sotto raffredati e transizione vetrosa. Stabilità e metastabilità. Curva spinodale dall'equazione di Van der Waals. Fluttuazioni e andamenti delle funzioni di correlazione vicino al punto critico. Liquidi sottoraffreddati e transizione vetrosa. Diagramma di Angell. Cenni agli aspetti dinamici e alla teoria di Mode Coupling. Entropia configurazionale e temperatura di Kauzmann. (testi) J.P. Hansen and I.R. McDonald, Theory of Simple Liquids, seconda edizione, Academic Press. N. H. March and M. P. Tosi, Introduction to Liquid State Physics, World Scientific. P. G. Debenedetti, Metastable Liquids, Princeton University Press.	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410050 - FISICA DELLE NANOSTRUTTURE (obiettivi) Dare allo studente una comprensione approfondita delle proprietà fisiche dei sistemi a bassa dimensionalità, con dimensioni caratteristiche nanometriche. Illustrare i principi delle metodologie realizzative e delle nanotecnologie - DI GASPARE LUCIANA (programma) ETEROGIUNZIONI E ETEROSTRUTTURE. SISTEMI 2-,1-, 0-DIMENSIONALI. STATI ELETTRONICI E DENSITÀ DEGLI STATI. GAS DI ELETTRONI 2D:. LUNGHEZZE CARATTERISTICHE PER IL TRASPORTO IN SISTEMI A BASSA DIMENSIONALITÀ.MATRICI T E TUNNEL RISONANTE. INTERFERENZA DELLE FUNZIONI D' ONDA ED EFFETTO AHARONOV-BOHM. TRASPORTO BALISTICO E QUANTIZZAZIONE DELLA CONDUTTANZA NEI SISTEMI 1-DIMENSIONALI. CONDUCIBILITÀ IN PRESENZA DI UN CAMPO MAGNETICO. OSCILLAZIONI SHUBNIKOV-DE HAAS. EFFETTO HALL QUANTISTICO. TUNNELLING DI SINGOLO ELETTRONE E BLOCCAGGIO COULOMBIANO. TRANSISTOR A SINGOLO ELETTRONE. GRAFENE: PROPRIETÀ STRUTTURALI ED ED ELETTRONICHE. PROPRIETÀ OTTICHE DELLE NANOSTRUTTURE:TRANSIZIONI INTERBANDA NELLE BUCHE QUANTICHE E REGOLE DI SELEZIONE; ECCITONI IN SISTEMI 2D; TRANSIZIONI INTERSOTTOBANDA E REGOLE DI SELEZIONE. EMETTITORI DI LUCE, COEFFICIENTE DI GUADAGNO. LASER A DIODO, A ETEROSTRUTTURA, A CASCATA QUANTICA (CENNI) (testi) DATTA S.: ELECTRONIC TRANSPORT IN MESOSCOPIC SYSTEMS [CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS ] FERRY D.K. AND GOODNICK S.M.: TRANSPORT IN NANOSTRUCTURES [CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS ] DAVIES J. H. : THE PHYSICS OF LOW DIMENSIONAL SEMICONDUCTORS [CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS)	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410051 - FISICA DELLE SUPERFICI E INTERFACCE (obiettivi) Introdurre lo studente alle conoscenze fondamentali su proprietà, preparazione e caratterizzazione di superfici ed interfacce - STEFANI GIOVANNI	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410049 - FISICA DEI DISPOSITIVI ELETTRONICI ED OPTOELETTRONICI (obiettivi) Il corso si propone di illustrare le metodologie più avanzate per lo studio, la simulazione e l’analisi dei dispositivi elettronici e optoelettronici a stato solido. Verranno illustrati i meccanismi fisici alla base del funzionamento dei più moderni dispositivi basati su semiconduttori a larga gap, quali GaN, GaAs e AlGaAs, così come quelli più tradizionali fabbricati in Silicio. Inoltre, attraverso opportune leggi di scala, verranno analizzati i limiti intravisti per le tecnologie correnti con l’indicazione delle possibili soluzioni - CONTE GENNARO (programma) Dispositivi Unipolari. La barriera metallo-semiconduttore. Il diodo Schottky. Funzione lavoro e affinità elettronica. Caratteristica I-V ideale. Contatto Ohmico. Carica di superficie e lunghezza di Debye . Elettrostatica della giunzione M-S. Trasporto nella SCR. Corrente termoionica. Corrente di drift-diffusione. Abbassamento della barriera. Carica nella SCR: valutazione di Nd e Fbi. Drogaggio non uniforme. Giunzione metallo-n+-n. JFET e MESFET. Resistenza del canale. Caratteristica di ingresso: iDS à VGS. La corrente di drain, iDS. Transcaratteristica: iDS à VDS. Transconduttanza, gm. Conduttanza di canale, gd. Il JFET come amplificatore di segnale. Comportamento dinamico. Modello di piccolo segnale. Comportamento in frequenza e fT. Strutture Metallo-Ossido-Semiconduttore. Il diodo MIS. Capacità del sistema MOS. Analisi all’equilibrio termico. Stati di interfaccia. Carica nell’ossido. Elettronica del MOS. MOSFET: modello a controllo di carica. NMOS, PMOS e CMOS. Dispositivi a svuotamento e arricchimento. Correnti sottosoglia. Effetti geometrici. Leggi di scala. - Teorema di Ramo. Fotoconducibilità. Fotoresistenze. Guadagno fotoconduttivo. La giunzione pn alla luce. Il fotodiodo pin. APD-Avalanche Photodiode. Risposta spettrale. Elettroluminescenza. Drogaggio. Transizioni radiative e non-radiative. Tempo di vita dei minoritari. Efficienza di luminescenza. Efficienza di estrazione. Architetture dei dispositivi. LED per IR, Vis e UV. (testi) D.A. Neamen - Semiconductor Physics and Devices, 3rd Ed., McGraw-Hill, 2003. R.S Muller, T.I. Kamins - Device Electronics for Integrated Circuits, 3rd Ed., John Wiley, 2009	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402354 - MECCANICA STATISTICA (obiettivi) Il corso mira a dare una visione degli sviluppi moderni della meccanica statistica. In particolare, partendo dalla teoria delle transizioni di fase e dei fenomeni critici, si vuole mostrare come sono emersi i concetti alla base del metodo del gruppo di rinormalizzazione. Questo metodo è ormai largamente utilizzato in diversi campi della meccanica statistica. I fenomeni critici costituiscono l’applicazione classica del metodo, che viene illustrata in dettaglio nei primi 6 crediti del corso. Questi primi 6 crediti possono quindi essere utilizzati da più indirizzi. I restanti 2 crediti si soffermano su applicazioni più recenti del metodo nel campo della fisica della materia - Erogato presso 20401425 MECCANICA STATISTICA in FISICA (DM 270) LM-17 N0 RAIMONDI ROBERTO (programma) Vedi il corso principale 20401425 MECCANICA STATISTICA (testi) Vedi il corso principale 20401425 MECCANICA STATISTICA	6	FIS/02	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410097 - FOTONICA QUANTISTICA (obiettivi) Acquisire conoscenza della fisica dei sistemi laser e della descrizione del campo elettromagnetico in seconda quantizzazione, con particolare enfasi agli aspetti fenomenologici. - BARBIERI MARCO (programma) Fisica del laser: richiami alla radiazione di corpo nero, equazioni di Einstein, eccitazione di atomi a due livelli, attenuazione e guadagno. Livelli d’energia e transizioni in semiconduttori. Comportamento del laser cw. Cenni ai laser ultrabrevi. Coerenza e quantizzazione del campo e.m.: teoria classica delle fluttuazione e della coerenza al primo e secondo ordine. Campo e.m. come oscillatore armonico, quantizzazione e teoria quantistica della coerenza. Stati numero, coerenti e termici. Rappresentazione di interazione: il beam splitter e gli stati squeezed. Rivelazione omodina e fotoconteggio. Funzioni di quasi-probabilità. Ottica nonlineare: introduzione e trattamento classico. Cenni al trattamento quantistico. Effetti nonlineari del secondo ordine: generazione di seconda armonica, frequenza somma e frazionamento parametrico. Effetti del terzo ordine: effetto Kerr ottico. Cenni alla filamentazione. Equazione di Schroedinger nonlineare e solitoni temporali. Correlazioni quantistiche: problema del realismo locale in meccanica quantistica e paradosso EPR-Bohm. Diseguaglianza di Bell e test sperimentali con fotoni polarizzati. (testi) R. Loudon, The quantum theory of light. O. Svelto, Principles of lasers. R. Boyd, Nonlinear optics. J.S. Bell, Speakable and unspeakable in quantum mechanics.	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410098 - FISICA DEI PIANETI DEL SISTEMA SOLARE ED ESOPIANETI (obiettivi) L’obiettivo del corso è quello di fornire adeguate conoscenze riguardo la fisica dei pianeti del sistema solare e degli esopianeti, con particolare riguardo alle tecniche di indagine delle atmosfere, delle superfici e delle sottosuperfici dei pianeti. Canale: 1 - CERRONI Priscilla (programma) 1 Sistema Solare - Descrizione del Sistema Solare nel suo insieme, distribuzione di massa e di momento angolare, osservabili astrofisiche. - Descrizione delle osservabili planetologiche: caratteristiche dei pianeti, dei sistemi di satelliti, dei corpi minori del Sistema Solare - I pianeti terrestri:caratteristiche generali e processi evolutivi delle superfici planetarie. - I pianeti terrestri:storia termica, craterizzazione, vulcanismo, tettonica. Planetologia comparata. - Meteoriti e corpi minori: indizi per la formazione del Sistema Solare, cenni sulla datazione - I pianeti giganti - Satelliti planetari - Struttura interna dei pianeti, differenze tra pianeti terrestri e giganti, evoluzione - Atmosfere planetarie 2 Pianeti Extrasolari - Introduzione storica - Metodi indiretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari - Metodi diretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari - Caratteristiche dei pianeti Extrasolari - Fisica dei Pianeti Extrasolari - Caratterizzazione e risultati - Quale vita? - Abitabilità e zona abitabile - La ricerca della vita 3 Parte Comune - Cenni sulla Teoria della formazione planetaria (testi) - non esiste un testo unico che tratti in modo completo gli argomenti del corso. Un teso consigliato è: Imke de Pater and Jack J. Lissauer, Planetary Sciences, Cambridge University Press. Durante il corso verranno suggeriti di volta in volta articoli scientifici di review. Materiali: - Slides del corso - Articoli scientifici Canale: 2 - CLAUDI Riccardo (programma) 1 Sistema Solare - Descrizione del Sistema Solare nel suo insieme, distribuzione di massa e di momento angolare, osservabili astrofisiche. - Descrizione delle osservabili planetologiche: caratteristiche dei pianeti, dei sistemi di satelliti, dei corpi minori del Sistema Solare - I pianeti terrestri:caratteristiche generali e processi evolutivi delle superfici planetarie. - I pianeti terrestri:storia termica, craterizzazione, vulcanismo, tettonica. Planetologia comparata. - Meteoriti e corpi minori: indizi per la formazione del Sistema Solare, cenni sulla datazione - I pianeti giganti - Satelliti planetari - Struttura interna dei pianeti, differenze tra pianeti terrestri e giganti, evoluzione - Atmosfere planetarie 2 Pianeti Extrasolari - Introduzione storica - Metodi indiretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari - Metodi diretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari - Caratteristiche dei pianeti Extrasolari - Fisica dei Pianeti Extrasolari - Caratterizzazione e risultati - Quale vita? - Abitabilità e zona abitabile - La ricerca della vita 3 Parte Comune - Cenni sulla Teoria della formazione planetaria (testi) - non esiste un testo unico che tratti in modo completo gli argomenti del corso. Un teso consigliato è: Imke de Pater and Jack J. Lissauer, Planetary Sciences, Cambridge University Press. Durante il corso verranno suggeriti di volta in volta articoli scientifici di review. Materiali: - Slides del corso - Articoli scientifici	6	FIS/05	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410096 - Educational & Outreach - La comunicazione della scienza (obiettivi) Fornire allo studente i concetti di base della comunicazione, come le tecniche per parlare in pubblico e per la preparazione di materiali di presentazione e di testi di comunicazione scientifica. Far acquisire competenze sulla progettazione e realizzazione di prodotti di comunicazione (immagini, audio, video) e sul Communication Plan (piano per organizzare la comunicazione di un evento o progetto scientifico). Canale: 1 - BERNIERI ENRICO (programma) Il percorso formativo proposto si basa sul concetto di case study: verranno presentati esempi specifici e argomenti selezionati per il loro interesse scientifico e mediatico. Intorno ai case study, il corso sarà organizzato con didattica laboratoriale: verranno realizzati dei veri e propri laboratori di comunicazione in cui gli studenti, lavorando in squadra e guidati da ricercatori e professionisti della comunicazione scientifica, analizzeranno l’esempio specifico e progetteranno e realizzeranno una serie di strumenti di comunicazione specifici (articoli di divulgazione scientifica, siti web, blog, interviste e audio/video ecc). Il percorso formativo avrà inoltre una impronta tecnologica, prendendo in considerazione le nuove tecnologie multimediali applicate alla comunicazione, presentando, utilizzando e integrando software e soluzioni open source disponibili al momento. Il programma Il programma proposto prevede un percorso di 52 ore che include 40 ore di lezioni di insegnamento frontale e 12 ore di laboratorio pratico. 12 ore sono in comune con il corso di comunicazione per il Dottorato in Fisica. Introduzione alla comunicazione scientifica • Gli assiomi della comunicazione, dal linguaggio corporeo alla progettazione di un Communication Plan. • La comunicazione scientifica: Perché comunicare la scienza? • I diversi tipi di comunicazione nel mondo della ricerca e dell’Università. • Progettare un evento per il pubblico: la comunicazione in 5 mosse. • L’immagine e la comunicazione della scienza. Parlare in pubblico di scienza • Come si parla in pubblico: differenze tra conferenza stampa, dibattito e conferenza divulgativa • Le regole base per parlare in pubblico • Materiali multimediali per parlare di scienza al pubblico: slide, audio, video. Scrivere di scienza • Le basi del giornalismo scientifico: riflessioni sul linguaggio della carta stampata all’audio/video. • Le differenze tra un articolo divulgativo, un articolo scientifico e un comunicato stampa. • La scrittura per l’audio/video: lo storyboard. La comunicazione visiva della scienza • L’immagine e la comunicazione della scienza • Progettare e realizzare un’immagine La scienza sul web • Come è comunicata la scienza sul web • Il web 2.0 e la scienza • Realizzare un sito web Organizzare un evento per il pubblico • Il Communication Plan di una osservazione astronomica per una classe • Realizzare una serata osservativa (testi) "Comunicare la scienza" di Giovanni Carrada https://www.mestierediscrivere.com/uploads/files/comunicarelascienza.pdf Canale: 2 - GIACOMINI Livia (programma) Il programma proposto prevede un percorso di 52 ore che include 40 ore di lezioni di insegnamento frontale e 12 ore di laboratorio pratico. 12 ore sono in comune con il corso di comunicazione per il Dottorato in Fisica. Introduzione alla comunicazione scientifica • Gli assiomi della comunicazione, dal linguaggio corporeo alla progettazione di un Communication Plan. • La comunicazione scientifica: Perché comunicare la scienza? • I diversi tipi di comunicazione nel mondo della ricerca e dell’Università. • Progettare un evento per il pubblico: la comunicazione in 5 mosse. • L’immagine e la comunicazione della scienza. Parlare in pubblico di scienza • Come si parla in pubblico: differenze tra conferenza stampa, dibattito e conferenza divulgativa • Le regole base per parlare in pubblico • Materiali multimediali per parlare di scienza al pubblico: slide, audio, video. Scrivere di scienza • Le basi del giornalismo scientifico: riflessioni sul linguaggio della carta stampata all’audio/video. • Le differenze tra un articolo divulgativo, un articolo scientifico e un comunicato stampa. • La scrittura per l’audio/video: lo storyboard. La comunicazione visiva della scienza • L’immagine e la comunicazione della scienza • Progettare e realizzare un’immagine La scienza sul web • Come è comunicata la scienza sul web • Il web 2.0 e la scienza • Realizzare un sito web Organizzare un evento per il pubblico • Il Communication Plan di una osservazione astronomica per una classe • Realizzare una serata osservativa (testi) "Comunicare la scienza" di Giovanni Carrada https://www.mestierediscrivere.com/uploads/files/comunicarelascienza.pdf Canale: 3 - DE ANGELIS ILARIA (programma) Vedi le info dal titolare Livia Giacomini (testi) Vedi le info dal titolare Livia Giacomini	6	FIS/08	40	12	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA

Secondo semestre

Insegnamento	CFU	SSD	Ore Lezione	Ore Eserc.	Ore Lab	Ore Studio	Attività	Lingua
20402228 - TIROCINIO	6		-	-	-	-	Ulteriori attività formative (art.10, comma 5, lettera d)	ITA
20402227 - PROVA FINALE	34		289	-	-	-	Per la prova finale e la lingua straniera (art.10, comma 5, lettera c)	ITA

Primo semestre

Insegnamento	CFU	SSD	Ore Lezione	Ore Eserc.	Ore Lab	Ore Studio	Attività	Lingua
20401904 - FISICA TEORICA I (obiettivi) Approfondire l’elettrodinamica classica fornire gli elementi della meccanica quantistica relativistica. Fornire le basi della teoria dei campi e della QED - DEGRASSI GIUSEPPE (programma) Relatività ristretta ed elettromagnetismo Richiami di relatività ristretta: trasformazioni di Lorentz, addizione delle velocità, aberrazione della luce. Rappresentazione grafica di Minkowski: classificazione degli in- tervalli, dilatazione dei tempi, contrazione delle lunghezze, causalità. Caratterizzazione completa delle trasformazioni delle coordinate che lasciano invariato l'intervallo spazio- temporale pseudoeuclideo: gruppo di Poincarè, gruppo di Lorentz e loro struttura. Elementi di calcolo quadritensoriale: scalari, vettori controvarianti, vettori covarianti, tensori, pseudotensori, prodotto scalare, contrazioni tensoriali. Legge di trasformazione dei campi, quadrigradiente. Elementi di meccanica relativistica: quadrivelocità, quadriaccelerazione, quadrimpul- so, quadrivettore forza e legge della potenza. Formulazione covariante dell'equazione di Lorentz e tensore del campo elettromagne- tico. Proprietà di trasformazione dei campi elettrico e magnetico. Formulazione covarian- te delle equazioni di Maxwell. Potenziale vettore, potenziale scalare, quadripotenziale. Equazioni di Maxwell in termini del quadripotenziale. Invarianza di gauge. Invarianti del campo elettromagnetico. Campo creato da una carica in moto uniforme: derivazione dal campo elettrostatico mediante una trasformazione di Lorentz. Bilancio energetico nel formalismo trivettoriale: densità di energia, vettore di Poyn- ting. Bilancio energetico nel formalismo covariante: tensore energia ed impulso. Leggi di conservazione: conservazione del quadrimpulso totale e tensore degli sforzi di Maxwell. Conservazione del momento angolare totale. Equazioni di Maxwell nel vuoto per il quadripotenziale nella gauge di Lorentz e loro soluzione generale. Soluzioni di tipo onda piana delle equazioni di Maxwell nel vuoto e loro proprietà. Densità e flusso di energia di un'onda piana. Pressione della radiazione. Formulazione covariante della polarizzazione. Equazione per il quadripotenziale in presenza di sorgenti. Funzione di Green. Poten- ziali e campi di Lienard e Wiechert. Potenza irradiata in approssimazione non relativistica e relativistica. Sezione d'urto Thomson. Effetto Compton. Effetto Cerenkov. Teoria dei campi quantizzati Equazione di Dirac. Covarianza dell'equazione. Limite non relativistico. Covarianti bilineari. Soluzioni dell'equazione di Dirac. Proiettori per le soluzioni ad energia positiva e negativa. Elicità e chiralità. Il campo elettromagnetico libero come insieme di oscillatori armonici. Quantizzazione del campo in gauge di radiazione . Operatori di creazione ed annichilazione. Richiami di meccanica quantistica: oscillatore armonico, rappresentazione di Heisen- berg, operatore di evoluzione temporale, prodotto cronologico. Formalismo lagrangiano dal discreto al continuo. Quantizzazione del campo. Com- mutatori canonici. Simmetrie e teorema della Noether. Invarianza per traslazioni spazio- temporali. Tensore energia-impulso. Simmetrie interne. Lagrangiano del campo sca- lare reale e complesso, sua quantizzazione. Prodotti ordinati. Invarianza globale e locale. Lagrangiano del campo di Dirac. Quantizzazione. Anticommutatori canonici. Quantizzazione del campo elettromagnetico. La rappresentazione di interazione. Matrice S. Sviluppo perturbativo della matri- ce S. Teorema di Wick. Commutatori dei campi bosonici e fermionici a tempi arbitrari. Propagatori per il campo scalare e di Dirac. Propagatore del fotone. Introduzione alle regole di Feynman. Regole di Feynman in QED. Sezione d'urto. Processi ad ordine albero: e+e- -- , diffusione in campo esterno. (testi) V. Barone: Relatività, Bollati Boringhieri. F. Mandl, G. Shaw: Quantum Field Theory, John Wiley & Sons.	8	FIS/02	46	22	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20402209 - FISICA NUCLEARE E SUBNUCLEARE (obiettivi) Illustrare i concetti di base delle particelle elementari e le interazioni fondamentali. Bosoni e fermioni, mesoni e barioni, modello a quark. - DI MICCO BIAGIO (programma) Vedi le info dal titolare Filippo Ceradini (testi) Vedi le info dal titolare Filippo Ceradini - CERADINI FILIPPO (programma) Principi di invarianza e leggi di conservazione, trasformazioni continue e discrete, parità, coniugazione di carica, inversione temporale. Equazioni quantistiche relativistiche, equazione di Klein-Gordon, equazione di Dirac, soluzioni a energia negativa, elicità, limite non relativistico, spin, antiparticelle. Soluzioni per massa nulla, proprietà dei neutrini. Teoria relativistica delle perturbazioni, interazione elettromagnetica, diagrammi di Feynman, propagatore. Estensione relativistica della sezione d’urto di Rutherford, sezione d’urto di Mott, Dirac, Rosenbluth. Raggi cosmici, componente primaria e secondaria, scoperta dei mesoni. Proprietà del muone e del pione, particelle strane, multipletti di isospin. Classificazione delle particelle e delle interazioni, leptoni e adroni, mesoni e barioni, antiparticelle. Interazioni adroniche, isospin, modello di Yukawa, diffusione elastica pione-nucleone, la risonanza Delta, risonanze barioniche e mesoniche, multipletti di mesoni e barioni. Simmetrie unitarie, SU(2), SU(3), modello statico a quark, i quark u-d-s, barioni e mesoni nel modello a quark, momenti magnetici dei barioni, il colore dei quark. Interazioni deboli, decadimento beta dei nuclei, transizioni Fermi e Gamow-Teller, non conservazione della parità, decadimento beta del Co60 polarizzato. Elicità del neutrino, interazione V-A. Decadimento del muone, costante di Fermi. Decadimento del pione, produzione di fasci di neutrini, numero leptonico, neutrini e-mu. Interazioni dei neutrini, propagatore dell'interazione debole. Decadimenti nel modello a quark, decadimenti deboli delle particelle strane, angolo di Cabibbo. Mesoni K0, autostati di CP, mesoni K0L e K0S, ipotesi di Glashow-Iliopoulos-Maiani e il quark charm. Violazione della simmetria CP, matrice Cabibbo-Kobayashi-Maskawa e il quark beauty. Diffusione inelastica leptone-nucleone, funzioni di struttura, Bjorken-scaling, modello a partoni, densità dei partoni, diffusione inelastica di neutrini e antineutrini, densità di quark e antiquark, i gluoni. Interazione elettrone-positrone, diffusione e annichilazione, produzione di adroni, quarkonio, il leptone tau, produzione di quark pesanti. Produzione di particelle in interazioni adroniche, processi Drell-Yan, produzione di jet adronici, cromodinamica quantistica. Il quark top, il neutrino tau, le tre generazioni. Isospin e ipercarica deboli, modello di Glashow-Weinberg-Salam, unificazione delle interazioni elettro-deboli, scoperta dei bosoni W e Z. Rottura della simmetria elettro-debole, il campo di Higgs, scoperta del bosone di Higgs. (testi) • W. E. Burcham and M. Jobes, Nuclear and Particle Physics, Pearson Education. • Appunti del corso di Istituzioni di Fisica Nucleare e Subnucleare, http://webusers.fis.uniroma3.it/~ceradini/efns.htm	8	FIS/04	46	22	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20402210 - FISICA DELLA MATERIA CONDENSATA (obiettivi) Il corso si pone l'obiettivo di applicare i metodi della meccanica quantistica alla descrizione delle proprieta' fondamentali della materia solida. - GALLO PAOLA (programma) Panoramica sulla materia condensata. Descrizione geometrica dei cristalli: reticoli diretti, reticoli reciproci e zona di Brillouin. Scattering di particelle da cristalli: raggi x, elettroni e neutroni. Quasicristalli. Classificazione dei solidi cristallini e legami. Approssimazione adiabatica di Born-Oppenheimer. Dinamica vibrazionale del reticolo cristallino, fononi. Calori specifici vibrazionali di Einstein e Debye e calore specifico elettronico. Elettroni in potenziali periodici: il teorema di Bloch. Teoria dell'elettrone libero nei metalli. L'Hamiltoniano a multielettroni e approssimazioni ad elettrone singolo: equazioni di Hartee e Hartee-Fock. Teoria a bande dei cristalli: metodo del Tight Binding, approssimazione dell'elettrone quasi libero. Proprieta' elettroniche di cristalli rilevanti. Trasporto nei metalli. Semiconduttori intrinseci e drogati e trasporto. Giunzione p-n. Superconduttivita'. (testi) TESTO PRINCIPALE: Giuseppe Grosso and Giuseppe Pastori Parravicini Solid State Physics Academic Press ALTRI TESTI UTILIZZATI: Neil W. Ashcroft N. David Mermin Solid State Physics Saunders College Charles Kittel Introduzione alla Fisica Dello Stato Solido Casa Editrice Ambrosiana - Iorio Antonio (programma) Vedi le info dal titolare Paola Gallo (testi) Vedi le info dal titolare Paola Gallo	8	FIS/03	46	22	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20402211 - COMPLEMENTI DI METODI MATEMATICI DELLA FISICA (obiettivi) Acquisire una buona conoscenza dei metodi per la risoluzione di equazioni integrali e differenziali (ordinarie e alle derivate parziali), nonché delle nozioni fondamentali della teoria degli operatori lineari su spazi infinito-dimensionali - FRANCIA DARIO (programma) Part I Introduction: Physics and symmetries Finite Groups: Definition of group; groups of order 2; the Cayley table; groups of order 3; cyclic groups; subgroups; direct products; Lagrange's theorem; groups of order 4; higher-order groups: the dihedral series, the quaternionic group; pre- sentations; the symmetric group Sn; the alternating group An; cycles; Cayley's theorem; representations: basic definitions; the regular representation; conjugation and cosets; normal subgroups; factor groups; simple and semisimple groups; clas- sification of simple groups (without proof); characters; review of finite-dim Hilbert spaces; unitary representations; group-averaged inner product; equivalence of finite- dim reps to unitary reps; reducible and fully reducible reps; reps of finite groups and full reducibility; Schur's Lemmas; the orthogonality relations; the character table; real, pseudoreal and complex reps; Kronecker products and Clebsch-Gordan series. 2 Lie Groups and Lie Algebras: group manifold; Lie groups; the classical ma- trix groups; Lie algebras: definition and first properties; structure constants; ad- joint representation; Cartan-Killing form; simple and semiimple Lie algebras; fully antisymmetric structure constants; Casimir operators; quadratic Casimir; highest (lowest)-weight representations; su(2); su(3); Gell-Mann matrices; roots; α-basis, ω basis, Chevalley basis; general Lie algebras: Cartan subalgebra and structure contants in the Cartan basis; roots; the map adH(X); α-chains; Weyl reflections; root systems for semisimple Lie algebras: relative angles and lengths between roots; positive roots; simple roots; Dynkin diagrams; rank-two algebras; the Cartan cata- logue of simple Lie algebras; representation theory: highest weights and construction of representation space; level vector; the adjoint representation and maximal roots; Weyl dimension formula. Part II Partial Differential Equations: Generalities; linear, quasilinear, semilinear and non linear PDE; well-posedness; initial data vs boundary data; types of boundary conditions; the Cauchy-Kovalevskaya theorem; first-order equations; characteris- tics: parametric solutions and Lagrange's method; second-order PDE: classifica- tion of quasi-linear eqs: hyperbolic, parabolic and elliptic PDE; characteristics and canonical forms; the wave equation: d'Alembert solution and Fourier solution by separation of variables; normal modes; the heat equation: solution by separation of variables for insulated ends and for ends at finite temperatures T1 and T2. (testi) Referenze: Parte I - Ramond P, Group theory - a physicist’s survey (Cambridge University Press, 2010). - Gilmore R, Lie Groups, Physics, and Geometry (Cambridge University Press, 2008). - Fuchs J and Schweigert C, Symmetries, Lie algebras and representations (Cambridge University Press, 2003). - Slansky R, Group theory for unified model building (Physics Reports 791, Elsevier, 1981). - Hamermesh M, Group theory and its application to phyical problems (Dover, 1962). Parte II - Pradisi G, Lezioni di metodi matematici della fisica (Edizioni della Normale, Pisa, 2012). - Evans L C, Partial differential equations (American Mathematical Society, 1998-2010). - Courant R and Hilbert D, Methods of mathematical physics II (Wiley, 1962).	6	FIS/02	34	18	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA

Secondo semestre

Insegnamento	CFU	SSD	Ore Lezione	Ore Eserc.	Ore Lab	Ore Studio	Attività	Lingua
20402213 - ELEMENTI DI FISICA TERRESTRE E DELL'AMBIENTE (obiettivi) Il corso è strutturato sui concetti di base della Fisica della Terra Solida e Fluida al fine di fornire allo studente un quadro coerente ed aggiornato di questa disciplina, sia dal punto di vista teorico sia da quello sperimentale - PLASTINO WOLFANGO (programma) Gravity - The Earth’s size and shape -Gravitation -The Earth’s rotation -The Earth’s figure and gravity -Gravity anomalies -Interpretation of gravity anomalies -Isostasy -Rheology Seismology - Elasticity theory -Seismic waves -Earthquake seismology -Seismic wave propagation -Internal structure of the Earth Earth’s age and thermal properties - Geochronology -The Earth’s heat Geomagnetism and paleomagnetism - The Physics of magnetism -Rock magnetism -Geomagnetism -Paleomagnetism Fundamentals of Geophysical Fluid Dynamics - Time derivatives for fluids -The mass continuity equation -The momentum equation -The equation of state -Thermodynamic relations -Thermodynamic equation for fluids -Compressible and incompressible flow -The energy budget Physics of the Atmosphere - Heterogeneous systems -Transformations of moist air -Hydrostatic equilibrium -Static stability -Radiative transfer -Large-scale motion -Wave propagation -The general circulation -Dynamic stability Physics of the Ocean - Oceans and Seas -Atmospheric influences -The oceanic heat budget -Wind driven ocean circulation -Deep circulation in the ocean -Equatorial processes -Ocean waves -Coastal processes and tides (testi) Stacey F.D. and Davis P.M. - Physics of the Earth. Cambridge University Press, 2008 - ISBN:9780521873628 Vallis G.K. - Atmospheric and Oceanic Fluid Dynamics. Cambridge University Press, 2006 - ISBN:9780521849692	6	FIS/06	48	-	-	-	Attività formative affini ed integrative	ITA
20402218 - FISICA TEORICA II (obiettivi) Fornire le nozioni fondamentali sulle correzioni radiative in QED ovvero per i processi non ad albero, sulla ri normalizzazione e sul Modello Standard elettrodebole. Far acquisire competenze sulla fenomenologia della fisica subnucleare alle energie dei collisionatori attuali (LHC). - DEGRASSI GIUSEPPE (programma) 1. I Diagrammi di Feynman, processi ad ordine albero, simmetrie discrete Richiami sui diagrammi di Feynman ed il calcolo delle sezioni d'urto. Processi ad or- dine albero: di fusione Bhabha, effetto Compton. Invarianza di gauge per la somma di diagrammi in QED. Rappresentazione chirale e di Majorana per le matrici di Dirac. Parità, coniugazione di carica, teorema di Furry, inversione temporale. 2. Correzioni Radiative Comportamento divergente di un integrale. Grado di divergenza di un diagramma. Teo- rie rinormalizzabili. Regolarizzazione alla Pauli-Villars. Calcolo dell'autoenergia di una particella scalare ad una loop e divergenze quadratiche. Rinormalizzazione di massa, fun- zione d'onda, vertice. Autoenergia dell'elettrone. Identità di Ward. Identità di Gordon. Regolarizzazione dimensionale. Calcolo ad una loop della polarizzazione del vuoto, Lamb shift, discussione qualitativa sul running delle costante di accoppiamento. Vertice in QED, momento magnetico anomalo dell'elettrone. Brehmstrahlung, divergenze infrarosse e loro cancellazione tra diagrammi reali e virtuali. 3. Teorie di Gauge Non Abeliane Lagrangiano di Yang-Mills. Cromodinamica quantistica. Vertici a 3 e 4 gluoni. Propa- gatore di un bosone di gauge in una gauge arbitraria. Invarianza di gauge in teorie non abeliane. Running delle costante di accoppiamento forte, libertà asintotica. Interazioni deboli: teoria di Fermi e bosone vettoriale intermedio. Propagatore del W. Decadimento del muone. Lagrangiano del Modello Standard. Angolo di mescolamento elettrodebole. Rottura spontanea della simmetria. Meccanismo di Higgs. Masse dei bo- soni intermedi e dei fermioni. Matrice di mescolamento di Cabibbo-Kobayashi-Maskawa (testi) F. Mandl, G. Shaw: Quantum Field Theory, ed. John Wiley & Sons; M. Peskin, D. Shroeder: An Introduction to Quantum Field Theory, ed. Frontiers in Physics	6	FIS/02	34	18	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20402219 - FISICA DELLE PARTICELLE ELEMENTARI (MOD. A) (obiettivi) Acquisire le conoscenze fondamentali sulle basi fenomenologiche del Modello Standard delle Particelle Elementari e sui principi di rivelazione delle particelle - Erogato presso 20402217 FISICA DELLE PARTICELLE ELEMENTARI (MOD. A+B) in FISICA (DM 270) LM-17 (docente da definire)	6	FIS/04	48	-	-	-	Attività formative affini ed integrative	ITA
20410086 - ELEMENTI DI RELATIVITA' GENERALE, ASTROFISICA E COSMOLOGIA (obiettivi) l corso si propone di fornire allo studente i concetti di base della Relativita' generale ed alle sue applicazioni a sistemi fisici, con particolare riferimento agli oggetti compatti (buchi neri), alle onde gravitazionali e all'universo - BRANCHINI ENZO FRANCO (programma) - RICHIAMI DI RELATIVITA’ SPECIALE. VETTORI E TENSORI. TENSORE METRICO. TENSORE ENERGIA MOMENTO. - RELATIVITA’ GENERALE. CONCETTI FONDAMENTALI CONNESSIONE AFFINE. TRASPORTO PARALLELO. EQUAZIONE DELLE GEODETICHE. - SIMMETRIE E VETTORI DI KILLING. TENSORE DI RIEMANN. SINGOLARITA’. - EQUAZIONI DI EINSTEIN. - METRICA DI SCHWARZSCHILD. REDSHIFT GRAVITAZIONALE. - ORBITE IN UNA METRICA DI S. PRECESSIONE DEL PERIELIO DI MERCURIO. - BUCHI NERI NON RUOTANTI. ORIZZONTE DEGLI EVENTI E SCELTA DELLE COORDINATE. - METRICA DI KERR. BUCHI NERI ROTANTI E FRAME-DRAGGING. - INTRODUZIONE ALLE ONDE GRAVITAZIONALI. - PRINCIPIO COSMOLOGICO E METRICA DI ROBERTSON-WALKER. - EQUAZIONI DI FRIEDMANN E LORO INTERPRETAZIONE CLASSICA. - IL MODELLO COSMOLOGICO STANDARD E LE SUE CARATTERISTICHE. - REDSHIFT, DISTANZE E ORIZZONTI COSMOLOGICI. - PARAMETRI COSMOLOGICI FONDAMENTALI E LORO DETERMINAZIONI SPERIMENTALI. - TESTS COSMOLOGICI CLASSICI: TEST DI HUBBLE. TEST DEL DIAMETRO ANGOLARE. TEST DEI CONTEGGI. - COSTANTE COSMOLOGICA. - FLUIDI COSMICI E LORO EQUAZIONE DI STATO. - IL CONCETTO DI EQUIVALENZA. - STORIA TERMICA DELL'UNIVERSO. DISACCOPPIAMENTO. RICOMBINAZIONE. - ASIMMETRIA MATERIA-ANTIMATERIA. - OLTRE IL MODELLO STANDARD: PARADOSSO DEGLI ORIZZONTI E DELLA PIATTEZZA. SOLUZIONE INFLAZIONARIA. CENNI ALLA TEORIA DELL'INFLAZIONE COSMOLOGICA. - ERA DI PLANCK E GRAVITA' QUANTISTICA. - MATERIA OSCURA. - BREVE STORIA DELL'UNIVERSO: ERA ADRONICA. ERA LEPTONICA. ERA RADIATIVA. - IL FONDO COSMICO DI NEUTRINI. - NUCLEOSINTESI COSMOLOGICA. - ERA DELLA MATERIA. REIONIZZAZIONE. - INSTABILITA' GRAVITAZIONALE ALLA JEANS.CENNI SULL'EVOLUZIONE DELLE STRUTTURE COSMICHE (testi) Carroll S. Spaceitme Geometry [Pearson 2003] Coles P., Lucchin F. Cosmology [Wiley 2000] Kolb E., Turner M. The eraly Universe [Addison Wesley 1990]	6	FIS/05	48	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20402258 - TEORIA DELLA RELATIVITA' (obiettivi) Far acquisire allo studente i fondamenti concettuali e osservativi della teoria della relatività generale, come teoria geometrica della gravitazione, e le sue implicazioni a livello fenomenologico e filosofico; insegnargli a padroneggiare il formalismo quadridimensionale dello spazio-tempo einsteiniano, quale varietà riemanniana, nei suoi aspetti di calcolo tensoriale e di geometria differenziale - FRANCIA DARIO	6	FIS/02	48	-	-	-	Attività formative affini ed integrative	ITA

Primo semestre

Insegnamento

CFU

SSD

Ore Lezione

Ore Eserc.

Ore Lab

Ore Studio

Attività

Lingua

20401139 - FISICA DELLE INTERAZIONI FONDAMENTALI (obiettivi)

- TARANTINO CECILIA (programma) (testi)

8

FIS/02

64

-

Attività formative caratterizzanti

ITA

Gruppo opzionale: SCELTA DA 12 CFU - (visualizza)

12

20401000 - STRUMENTAZIONE FISICA PER LA MEDICINA E LA BIOLOGIA (obiettivi) Fornire allo studente i fondamenti delle moderne tecniche di diagnostica per immagini integrate da alcune esercitazioni di laboratorio che gli permettano di approfondire in un secondo tempo gli argomenti trattati ed inserirsi in questo campo oggetto di ricerche avanzate nonché di fondamentali applicazioni cliniche - FABBRI ANDREA (programma) Programma del Corso di Strumentazione Fisica per la Medicina e la Biologia 1. Interazione particelle e fotoni con la materia 2. Leggi del decadimento radioattivo 3. Isotopi di interesse per la medicina nucleare 4. Radiologia 5. Tomografia assiale compiute rizzata 6. Spect e Pet 7. Risonanza magnetica nucleare 8. Ecografia 9. Elementi di teoria degli acceleratori 10. Elementi di radioterapia. (testi) Dispense del corso	6	FIS/04	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20401070 - ACQUISIZIONE DATI E CONTROLLO DI ESPERIMENTI (obiettivi) Far acquisire allo studente le conoscenze di base su come è articolata la costruzione di un esperimento di fisica nucleare in funzione della raccolta dei dati dal rivelatore, del controllo delle apparecchiature e dell’esperimento, del monitoraggio del buon funzionamento dell’apparato e della qualità dei dati acquisiti - RUGGIERI FEDERICO (programma) Lo scopo del corso è fornire allo studente gli elementi cognitivi generali che sottendono alla realizzazione di sistemi di acquisizione, controllo e monitoraggio degli esperimenti di Fisica Nucleare e Subnucleare. Il corso inizia fornendo una panoramica architetturale sugli esperimenti di Fisica Nucleare e delle Particelle Elementari analizzando le problematiche ed i componenti dei sistemi di acqusisizione, di quelli di controllo e dei sistemi di monitoraggio. Vengono quindi approfondite le tematiche generali sulle architetture interne di questi sistemi, le loro caratteristiche e le tecnologie connesse, nonchè le scelte progettuali necessarie. Durante il corso sono trattati argomenti come: Parallelismo e Pipelining, Trigger, Acquisizione Dati, Sistemi On-Line, Sistemi Real-Time, Farming ed Event Building, Reti e protocolli di rete, Archiviazione Dati su Mass Storage, Gestione ed utilizzo di grandi basi dati. (testi) Dispense del docente	6	FIS/04	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20401858 - ISTITUZIONI DI FISICA MEDICA (obiettivi) Introdurre lo studente allo studio degli effetti delle radiazioni ionizzanti e non ionizzanti sulla materia vivente. Porre le basi dei principi della radioprotezione e dell'uso terapeutico delle radiazioni ionizzanti e non ionizzanti - ARAGNO DANILO (programma) 1. Stage presso una struttura sanitaria nazionale 2. Dosimetria 3. Calibrazione di apparati radiologici 4. Calibrazione di RNM 5. Calibrazione di fasci radio terapici 6. Piani di trattamento radio terapici 7. Tesina di relazione sull'attiva' svolta con successiva discussione (testi) non ci sono testi previsti	6	FIS/07	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402146 - ASTROFISICA DELLE ALTE ENERGIE (obiettivi) Fornire allo studente una panoramica dei principali fenomeni nel campo dell'Astrofisica delle Alte Energie, con particolare attenzione ai fenomeni di accrescimento su oggetti compatti (nane bianche, stelle di neutroni e buchi neri) e ai fenomeni di accelerazione di particelle - BIANCHI STEFANO (programma) OGGETTI COMPATTI: NANE BIANCHE, STELLE DI NEUTRONI. LIMITE DI CHANDRASEKHAR, PULSAR, BUCHI NERI ACCRESCIMENTO: TEORIA, LIMITE DI EDDINGTON, DISCHI DI ACCRESCIMENTO BINARIE X: FENOMENOLOGIA E CLASSIFICAZIONE, VARIABILI CATACLISMICHE, BINARIE X DI PICCOLA E GRANDE MASSA, CANDIDATI BUCHI NERI NUCLEI GALATTICI ATTIVI: FENOMENOLOGIA E CLASSIFICAZIONE, EMISSIONE IN BANDA X E GAMMA, GETTI, MOTI SUPERLUMINALI GAMMA RAY BURST: FENOMENOLOGIA, ORIGINE E MECCANISMI DI EMISSIONE AMMASSI DI GALASSIE: EMISSIONE X DAL MEZZO INTERGALATTICO, COOLING FLOW RAGGI COSMICI: COMPOSIZIONE, SPETTRO ED ORIGINE, RESTI DI SUPERNOVA, RAGGI COSMICI DI ALTISSIMA ENERGIA. (testi) (LONGAIR MALCOM S. ) HIGH ENERGY ASTROPHYSICS 3RD ED. [CAMBRIDGE 2011] (KIPPENHAHN R., WEIGERT A.) STELLAR STRUCTURE AND EVOLUTION [SPRINGER 1994] (G.B. RYBICKI, A.P. LIGHTMAN) RADIATIVE PROCESSES IN ASTRIPHYSICS [WILEY] (VIETRI M.) ASTROFISICA DELLE ALTE ENERGIE [BORINGHIERI] (SHAPIRO S.L, TEUKOLSKY S.A.) BLACK HOLES, WHITE DWARFS AND NEUTRON STARS [WILEY]	6	FIS/05	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402151 - FISICA DELLE ASTROPARTICELLE - MODULO A (obiettivi) Il corso intende introdurre lo studente alle attività di ricerca su problemi in comune tra Fisica delle Particelle Elementari ed Astrofisica. I diversi temi di ricerca che costituiscono oggetto di studio da parte della comunità scientifica internazionale verranno discussi all'interno di uno schema unitario, con particolare attenzione all'interpretazione fenomenologica e alle proposte di realizzazione di nuovi apparati sperimentali. - BUSSINO SEVERINO ANGELO MARIA (programma) ASPETTI FENOMENOLOGICI DELLA FISICA DELLE ASTROPARTICELLE: CORRELAZIONI TRA FISICA DELLE PARTICELLE, ASTROFISICA E COSMOLOGIA; IL PROBLEMA DELLA MATERIA OSCURA; RAGGI COSMICI E MECCANISCMI DI ACCELERAZIONE DEI RAGGI COSMICI; MASSA DI NEUTRINI ED OSCILLAZIONE DEI NEUTRINI LA CONSERVAZIONE DEL NUMERO LEPTONICO ED IL DECADIMENTO DOPPIO BETA; LA CONSERVAZIONE DEL NUMERO BARIONICO ED IL PROBLEMA DEL DECADIMENTO DEL PROTONE; VIOLAZIONE DI CP E ASIMMETRIA MATERIA-ANTIMATERIA. (testi) K. Thomas Gaisser Cosmic rays and particle physics Cambridge 1990 Malcom S. Longair High energy astrophysics Cambridge 1992 H. V. Klapdor - Kleingrothaus and A. Staudt Non - Accelerator particle physics Bristol 1995 Donald H. Perkins Particle Astrophysics, second edition Oxford 2009	3	FIS/04	24	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402152 - FISICA DELLE ASTROPARTICELLE - MODULO B (obiettivi) Il corso intende introdurre lo studente alle attività di ricerca su problemi in comune tra Fisica delle Particelle Elementari ed Astrofisica. I diversi temi di ricerca che costituiscono oggetto di studio da parte della comunità scientifica internazionale verranno discussi all'interno di uno schema unitario, con particolare attenzione all'interpretazione fenomenologica e alle proposte di realizzazione di nuovi apparati sperimentali - MARI STEFANO MARIA (programma) ASPETTI SPERIMENTALI DELLA FISICA DELLE ASTROPARTICELLE. VENGONO DISCUSSI GLI APPARATI, LE TECNICHE SPERIMENTALI E I RISULTATI NEI SEGUENTI SETTORI: RIVELAZIONE DEI RAGGI COSMICI; RICERCA DI MATERIA OSCURA; RIVELAZIONE DEI NEUTRINI; RICERCA DI ANTIMATERIA; RIVELAZIONE DI ONDE GRAVITAZIONALI. (testi) K. THOMAS GAISSER COSMIC RAYS AND PARTICLE PHYSICS CAMBRIDGE 1990 MALCOM S. LONGAIR HIGH ENERGY ASTROPHYSICS CAMBRIDGE 1992 H. V. KLAPDOR - KLEINGROTHAUS AND A. STAUDT NON - ACCELERATOR PARTICLE PHYSICS BRISTOL 1995 DONALD H. PERKINS PARTICLE ASTROPHYSICS, SECOND EDITION OXFORD 2009	3	FIS/04	24	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402155 - MISURE ASTROFISICHE (obiettivi) Rendere lo studente capace di analizzare in maniera autonoma e critica varie tipologie di dati astrofisici - DE ROSA Alessandra (programma) Parte I: Problematica Astrofisica: Nuclei Galattici Attivi 1. Definizione e classificazione: Paradigma del BH, accrescimento, AG N Radio Loud/Radio quiet, Modello Unificato 2. Astrofisica degli AGN: Proprietà degli AGN - RQ in banda X, modelli di emissione: Comptonizzazione, proprietà’ di assorbimento e outflows 3. Astrofisica degli AGN: componenti di riflessione nello spettro in banda X, osservazione di effetti relativistici nello spettro in banda X Parte II: Introduzione ai rivelatori e telescopi in banda X 1. rivelatori in banda X: principi base e tecniche di rivelazione 2. rivelatori a stato solido, Charged Coupled Devices (CCD) 3. sistemi ottici collimati e focalizzati 4. caratteristiche dei telescopi X: efficienza, sensibilità, risoluzione di energia, risoluzione angolare, area efficace 5. I telescopi sp aziali ESA/XMM - Newton, NASA/Chandra e NASA/NuStar Parte III: Analisi Dati 1. strumenti di indagine: studio della distribuzione di energia (spettro di emissione), studio del comportamento temporale (curva di luce), studio della variabilità (spettro di potenza e riverbero) 2. errori statistici ed errori sistematici 3. background 4. rapporto segnale rumore S/N 5. osservazione e massimizzazione del S/N Parte IV: Tutorial di analisi dati - sessione XMM - epic 1. ricerca dei dati in archivio 2. analisi dell’Imagine: DS9 3. analisi dello spettro: xspec 4. analisi Temporale: xronos Parte V : analisi dati in banda ottica (testi) dispense a cura del docente del corso	6	FIS/05	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402259 - FISICA DEL CLIMA (obiettivi) Il corso è indirizzato a fornire le conoscenze fondamentali, teoriche e sperimentali, nell'ambito della Fisica del Clima e dei Cambiamenti Climatici Prima parte Dr. Luca Fiorani Definizione di clima (climatologia e meteorologia). Il sistema climatico (atmosfera, biosfera, criosfera, geosfera, idrosfera, Sole). La radiazione solare e il bilancio energetico della Terra (richiami di fisica solare, leggi della radiazione, assorbimento della radiazione solare nell’atmosfera). Atmosfera e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’atmosfera). Nubi e aerosol (richiami di processi di condensazione e formazione delle nubi). Oceano e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’oceano). Trasferimento radiativo (richiami di assorbimento, emissione e trasferimento radiativo dell’atmosfera). L’effetto serra (l’atmosfera come serra, i gas serra, calcolo del bilancio energetico, modelli di effetto serra). Lo strato di ozono (radiazione ultravioletta in atmosfera, fotochimica della produzione di ozono, misure di ozono, “buco” dell’ozono). Osservazioni climatiche con telerilevamento (misure da terra, misure satellitari, strumenti infrarossi, strumenti “limb viewing”, applicazioni del telerilevamento agli studi climatici). Sensitività climatica e cambiamento climatico (cambiamenti astronomici, solari, atmosferici, oceanici e fluttuazioni di temperatura). Clima di altri pianeti. Clima e società. Variabilità multidecadale della temperatura superficiale del mare (seminario del Dr. Salvatore Marullo). Misura lidar di gas serra (visita al Centro Ricerche ENEA di Frascati). Seconda parte Dr. Antonello Pasini Introduzione ai modelli climatici. Il percorso concettuale dalle osservazioni alle simulazioni. Approcci dinamico e statistico. Gerarchia dei modelli climatici e loro componenti, tipologie di modelli, il concetto di parametrizzazione. Modelli a Bilancio di Energia (EBM). Struttura generale di un EBM, EBM 0-dimensionali, EBM 1-dimensionali, parametrizzazioni negli EBM, applicazioni. Modelli Radiativo-Convettivi (RC) e Modelli a Complessità Intermedia (EMIC). Equilibrio radiativo e radiativo-convettivo e implementazione nei modelli climatici a complessità intermedia. Modelli Climatici Globali (GCM). Struttura di un GCM, componenti e interazioni, equazioni fondamentali e loro modellazione. Attività di attribution e risultati. Validazione dei modelli di clima. Cenni di modellistica climatica regionale e tecniche di downscaling. Scenari e proiezioni climatiche per il XXI secolo. Analizzare il clima e i suoi cambiamenti da un altro punto di vista: modelli a rete neurale e analisi di causalità di Granger. Dettagli sulle tecniche e risultati di attribution. Downscaling con modelli a rete neurale. - Pasini Antonello (programma) Prima parte Dr. Luca Fiorani Definizione di clima (climatologia e meteorologia). Il sistema climatico (atmosfera, biosfera, criosfera, geosfera, idrosfera, Sole). La radiazione solare e il bilancio energetico della Terra (richiami di fisica solare, leggi della radiazione, assorbimento della radiazione solare nell’atmosfera). Atmosfera e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’atmosfera). Nubi e aerosol (richiami di processi di condensazione e formazione delle nubi). Oceano e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’oceano). Trasferimento radiativo (richiami di assorbimento, emissione e trasferimento radiativo dell’atmosfera). L’effetto serra (l’atmosfera come serra, i gas serra, calcolo del bilancio energetico, modelli di effetto serra). Lo strato di ozono (radiazione ultravioletta in atmosfera, fotochimica della produzione di ozono, misure di ozono, “buco” dell’ozono). Osservazioni climatiche con telerilevamento (misure da terra, misure satellitari, strumenti infrarossi, strumenti “limb viewing”, applicazioni del telerilevamento agli studi climatici). Sensitività climatica e cambiamento climatico (cambiamenti astronomici, solari, atmosferici, oceanici e fluttuazioni di temperatura). Clima di altri pianeti. Clima e società. Variabilità multidecadale della temperatura superficiale del mare (seminario del Dr. Salvatore Marullo). Misura lidar di gas serra (visita al Centro Ricerche ENEA di Frascati). Seconda parte Dr. Antonello Pasini Introduzione ai modelli climatici. Il percorso concettuale dalle osservazioni alle simulazioni. Approcci dinamico e statistico. Gerarchia dei modelli climatici e loro componenti, tipologie di modelli, il concetto di parametrizzazione. Modelli a Bilancio di Energia (EBM). Struttura generale di un EBM, EBM 0-dimensionali, EBM 1-dimensionali, parametrizzazioni negli EBM, applicazioni. Modelli Radiativo-Convettivi (RC) e Modelli a Complessità Intermedia (EMIC). Equilibrio radiativo e radiativo-convettivo e implementazione nei modelli climatici a complessità intermedia. Modelli Climatici Globali (GCM). Struttura di un GCM, componenti e interazioni, equazioni fondamentali e loro modellazione. Attività di attribution e risultati. Validazione dei modelli di clima. Cenni di modellistica climatica regionale e tecniche di downscaling. Scenari e proiezioni climatiche per il XXI secolo. Analizzare il clima e i suoi cambiamenti da un altro punto di vista: modelli a rete neurale e analisi di causalità di Granger. Dettagli sulle tecniche e risultati di attribution. Downscaling con modelli a rete neurale. (testi) Testi F. W. Taylor (2005), Elementary Climate Physics, Oxford. K. McGuffie & A. Henderson-Sellers (2014), The Climate Modelling Primer, 4th Edition, Wiley. - fiorani luca (programma) Prima parte Dr. Luca Fiorani Definizione di clima (climatologia e meteorologia). Il sistema climatico (atmosfera, biosfera, criosfera, geosfera, idrosfera, Sole). La radiazione solare e il bilancio energetico della Terra (richiami di fisica solare, leggi della radiazione, assorbimento della radiazione solare nell’atmosfera). Atmosfera e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’atmosfera). Nubi e aerosol (richiami di processi di condensazione e formazione delle nubi). Oceano e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’oceano). Trasferimento radiativo (richiami di assorbimento, emissione e trasferimento radiativo dell’atmosfera). L’effetto serra (l’atmosfera come serra, i gas serra, calcolo del bilancio energetico, modelli di effetto serra). Lo strato di ozono (radiazione ultravioletta in atmosfera, fotochimica della produzione di ozono, misure di ozono, “buco” dell’ozono). Osservazioni climatiche con telerilevamento (misure da terra, misure satellitari, strumenti infrarossi, strumenti “limb viewing”, applicazioni del telerilevamento agli studi climatici). Sensitività climatica e cambiamento climatico (cambiamenti astronomici, solari, atmosferici, oceanici e fluttuazioni di temperatura). Clima di altri pianeti. Clima e società. Variabilità multidecadale della temperatura superficiale del mare (seminario del Dr. Salvatore Marullo). Misura lidar di gas serra (visita al Centro Ricerche ENEA di Frascati). Seconda parte Dr. Antonello Pasini Introduzione ai modelli climatici. Il percorso concettuale dalle osservazioni alle simulazioni. Approcci dinamico e statistico. Gerarchia dei modelli climatici e loro componenti, tipologie di modelli, il concetto di parametrizzazione. Modelli a Bilancio di Energia (EBM). Struttura generale di un EBM, EBM 0-dimensionali, EBM 1-dimensionali, parametrizzazioni negli EBM, applicazioni. Modelli Radiativo-Convettivi (RC) e Modelli a Complessità Intermedia (EMIC). Equilibrio radiativo e radiativo-convettivo e implementazione nei modelli climatici a complessità intermedia. Modelli Climatici Globali (GCM). Struttura di un GCM, componenti e interazioni, equazioni fondamentali e loro modellazione. Attività di attribution e risultati. Validazione dei modelli di clima. Cenni di modellistica climatica regionale e tecniche di downscaling. Scenari e proiezioni climatiche per il XXI secolo. Analizzare il clima e i suoi cambiamenti da un altro punto di vista: modelli a rete neurale e analisi di causalità di Granger. Dettagli sulle tecniche e risultati di attribution. Downscaling con modelli a rete neurale. (testi) Testi F. W. Taylor (2005), Elementary Climate Physics, Oxford. K. McGuffie & A. Henderson-Sellers (2014), The Climate Modelling Primer, 4th Edition, Wiley.	6	FIS/06	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402026 - FISICA DELLA IONOSFERA E DELLA MAGNETOSFERA (obiettivi) Dare conoscenze fondamentali sulla fisica del plasma ionosferico e delle sue instabilità attraverso una descrizione della struttura, composizione e formazione della ionosfera, nonché delle principali dinamiche presenti in questa zona di transizione. Uno degli obiettivi è di dare allo studente gli strumenti per consentirgli di effettuare un’analisi sugli effetti della radiazione ultravioletta solare e della precipitazione di particelle magnetosferiche nel più ampio quadro dello studio delle interazioni Litosfera-Atmosfera-Ionosfera-Magnetosfera. Dare conoscenze fondamentali sulla fisica dei processi magnetosferici, perturbativi e non, attraverso lo studio delle interazioni terra-sole, delle particelle intrappolate nelle fasce di Van Allen e delle interazioni di queste ultime con l’atmosfera residua - SCOTTO Carlo (programma) 1. Introduzione: scopo del corso e presentazione degli argomenti trattati 2. Nozioni di fisica del plasma magneto-ionosferico e di teoria magnetoionica Plasma non caldo, dispersione in frequenza, frequenza di plasma, distanza di Debye, libero cammino medio, giropulsazione di plasma, condizioni di plasma, accelerazione di betatrone, accelerazione di Fermi. Campo magnetico congelato. Indice di rifrazione di fase per le onde radio in un plasma senza collisioni e con collisioni in assenza di campo magnetico, interpretazione della parte immaginaria dell'indice di rifrazione. Equazione del telegrafo. Velocità di gruppo. Indice di rifrazione di gruppo senza collisioni e senza campo magnetico. Riferimento: appunti di lezione, file 1. Le relazioni costitutive della materia Riferimento: appunti di lezione, file 2. Indici di rifrazione di gruppo con campo magnetico con e senza collisioni: la relazione di Appleton-Hartree. Riferimento: appunti di lezione, file 3. Gli zeri dell'indice di rifrazione di fase con e senza collisioni. Regola di Booker. Riferimento: appunti di lezione, file 4. 3. Nozioni sull'ambiente circumterrestre. Struttura della atmosfera neutra e della ionosfera, fondamenti della regione D, campo magnetico della Terra e magnetosfera. Riferimento: M. Kelley, "The Earth's Ionosphere", capitolo 1. 4. Onde ed instabilità nel plasma magneto-ionosferico Onde elettroacustiche e onde iono acustiche Riferimento: J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" §2.7.3, pag 39-40, in particolare, per le onde iono acustiche: https://en.wikipedia.org/wiki/Ion_acoustic_wave", instabilità di Farley-Beunmann. Riferimento: M. Kelley, "The Earth's Ionosphere", §4.7 pp. 187-191, instabilità di Rayleigh-Taylor Riferimento: J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" §2.8.3 pag. 41-42 , onde ciclotroniche, onde di Alfvén, Whistlers , onde di Alfvén pure e modificate.Riferimento: J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" §2.7.1 pag. 35-38, onde onde di Lagmuir, per esempio https://cds.cern.ch/record/2203630/files/1418884_51-65.pdf, §2.1 Longitudinal (Langmuir) waves, pag 58) Oppure, più semplicemente, per questa Unità Didattica lo studente può prendere per riferimento gli appunti presi a lezione 5. Elementi di radio propagazione ionosferica Riflessione parziale da parte di uno strato, diffrazione da uno schermo con piccole irregolarità, propagazione obliqua. Riferimento: J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" §2.5.2, §2.5.3, §2.5.4, §2.6.1, §2.6.2, §2.6.3. 6. Ionosfera Processi di assorbimento, attenuazione della radiazione nei gas, deposizione di energia nell'alta atmosfera: funzione di Chapman. Ionosfera terrestre: cenni storici, profilo verticale di densità elettronica, temperatura ionosferica, produzione e scomparsa di ionizzazione, regioni ionosferiche, equilibrio elettronico, profilo verticale di densità elettronica nella regione E e nella regione F2. Riferimento: G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment, § 3.2. , introduzione del cap 4, § 4.1, § 4.2, § 4.3. Strato F1. Riferimento: appunti di lezione, file 1. Strato E. Riferimento: appunti di lezione, file 2. Ulteriori note sullo strato F1.Riferimento: appunti di lezione, file 3. Onde atmosferiche di gravità (GWs): Riferimento: appunti di lezione, file 4. Osservazione dell'effetto delle GWs nella ionosfera: le Travelling Ionospheric Disturbances (TIDs): Riferimento: appunti di lezione, file 5. Conduttività di Petersen, di Hall e parallela. Riferimento: appunti di lezione, file 6. Modelli ionosferici e ionogrammi: Riferimento: appunti di lezione, file 7. Ulteriori note sugli ionogrammi e loro inversione: Riferimento: appunti di lezione, file 8. Raggio Z: Riferimento: appunti di lezione, file 9. 7. Magnetosfera Fondamenti. Il campo geomagnetico presso la Terra, Particelle cariche nel campo magnetico: moto di girazione, moto oscillatorio ("Bounce"), moti di drift: drift nel neutral sheet, drift dovuto a forze esterne, drift ambipolare (o drift ExB), drift dovuto alla curvatura delle linee di campo, collisioni coulombiane. Particelle nella magnetosfera interna: fasce di radiazione, ring current, plasmasfera. Il campo di geomagnetico distante:configurazione e classificazione, le correnti sul lato diurno della magnetosfera, riflessione delle particelle e formazione di corrente, sistema di correnti nella "coda geomagnetica". Particelle nella magnetosfera esterna: magnetotail plasma sheet, magnetotail lobe plasma, magnetospheric boundary layer. Onde di plasma nella magnetosfera. Riferimento: G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment § 5. Aurora diffusa e discreta. Riferimento: G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment §7.4.3, p. 372. Testi consigliati: 1) G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment" 2) J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" 3) M. Kelley, "The Earth's Ionosphere" 4) Appunti di lezione. (testi) Per l' Anno Accademico 2016-2017: 1) G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment" 2) J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" 3) M. Kelley, "The Earth's Ionosphere" 4) Appunti di lezione. Per l'Anno accademico 2017-2018 si prevede di utilizzare: 1) G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment" 2) Appunti di lezione.	6	FIS/06	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402359 - MODELLI NUMERICI IN FISICA TERRESTRE E DELL'AMBIENTE (obiettivi) Studiare ed implementare tecniche di approssimazione numerica più avanzate, in particolare relative ai problemi di ottimizzazione ed alla soluzione approssimata di Equazioni Differenziali Ordinarie - Erogato presso 20402092 AN420 - ANALISI NUMERICA 2 in MATEMATICA (DM 270) LM-40 (docente da definire)	6	MAT/08	60	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402380 - RADIOATTIVITÀ AMBIENTALE (obiettivi) Il corso è indirizzato a fornire le conoscenze fondamentali, teoriche e sperimentali, nell'ambito della Fisica delle Radiazioni Ionizzanti e dei Metodi Radiometrici nella Fisica Terrestre e dell'Ambiente - PLASTINO WOLFANGO (programma) Atoms, Nuclides, and Radionuclides - Radiation sources -Radiation interactions -Counting Statistics Geochemistry of Radiogenic Isotopes - Mixing Theory -Origin of Igneous Rock -Water and Sediment -The Oceans Thermonuclear Radionuclides - Fission Products of Transuranium Elements -90Sr in the Environment -137Cs in the Environment -The 90Sr/137Cs, 239,240Pu, and 241Am in the Arctic Ocean General Properties of Radiation Detectors - Ionizing chambers -Proportional and Geiger-Mueller counters -Scintillation Detectors -Germanium Gamma-Ray Detectors Geochronometry - The Rb-Sr Method -The K-Ar Method -The 40Ar/39Ar Method -The Sm-Nd Method -The U-Pb, Th-Pb, and Pb-Pb Methods -The 14C Method -The 3H/3He Method Application of Tracer Technology to the Environment - Atmospheric Transport Modeling -Groundwater dynamics -Nuclear non-proliferation (testi) Knoll G.F. - Radiation Detection and Measurement. John Wiley & Sons, 2010 - ISBN:9780470649725 Faure G. and Mensing T.M - Isotopes-Principles and Applications. John Wiley & Sons, 2004 - ISBN:9780471384373	6	FIS/07	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20401253 - FISICA DEI LIQUIDI (obiettivi) Il corso intende offrire un'introduzione alla moderna fisica dei liquidi, intesa come lo studio della fenomenologia dei fluidi a partire da leggi di forza interatomiche. Verranno studiati i metodi teorici basati sulle equazioni integrali che consentono di descrivere la struttura del liquido. Verranno introdotti i metodi di simulazione numerica al calcolatore applicati alla fisica dei liquidi. Si studieranno quindi le funzioni di correlazione e la teoria della risposta lineare con applicazioni allo studio della dinamica dei liquidi nel limite idrodinamico e in quello visco-elastico. Saranno introdotte le funzioni memoria. Verranno trattati la fisica dei liquidi sottoraffreddati e lo studio della transizione vetrosa - ROVERE MAURO (programma) 1 - Termodinamica e Meccanica Statistica. Funzioni termodinamiche estensive ed intensive. Condizioni di equlibrio. Trasformate di Legendre e potenziali termodinamici. Condizioni di stabililià delle fasi. Transizioni di fase e loro classificazione. Equazione di Van der Waals. Richiami della teoria degli ensembles statistici. Fluttuazioni. 2 - Forze fra atomi e ordine a corto raggio nei liquidi. Caratterizzazione dello stato liquido della materia. Forze fra atomi e potenziali efficaci. Funzioni di distribuzione nel canonico e nel gran canonico. Funzione di distribuzione radiale e relazione con la termodinamica. Il fattore di struttura statico. Misura della struttura di un liquido con tecniche di diffusione. Equazione gerarchica per le funzioni di distribuzione. Potenziale di forza media. Equazione di Ornstein-Zernike. Funzione di correlazione diretta. Funzione di risposta statica. Relazioni di chiusura. Approssimazione delle catene iper-reticolate (HNC). Approssimazione di Percus-Yevick (PY). Soluzione della PY per il liquido di sfere dure. Equazione di stato per le sfere dure. Inconsistenza termodinamica. Teoria HNC modificata. Fattore di struttura di miscele liquide e liquidi molecolari. 3 - Simulazione numerica di sistemi fluidi Metodi di simulazione stocastici e deterministici. Metodo della Dinamica Molecolare. Algoritmi alla Verlet. Dinamica molecolare a temperatura e a pressione costante. Il metodo di simulazione Monte Carlo. Simulazione Monte Carlo in diversi ensemble. 4 - Dinamica dei liquidi Funzioni di correlazione dipendenti dal tempo. Diffusione anelastica dei neutroni e misura del fattore di struttura dinamico. Funzioni di correlazione di Van Hove. Principio del bilancio dettagliato. Teoria della risposta lineare. Funzione risposta. Teorema di fluttuazione-dissipazione. Diffusione delle particelle. Coefficiente di diffusione. Funzione di correlazione delle velocità. Idrodinamica e modi collettivi. Scattering Brillouin. 5 - Stati metastabili, liquidi sotto raffredati e transizione vetrosa. Stabilità e metastabilità. Curva spinodale dall'equazione di Van der Waals. Fluttuazioni e andamenti delle funzioni di correlazione vicino al punto critico. Liquidi sottoraffreddati e transizione vetrosa. Diagramma di Angell. Cenni agli aspetti dinamici e alla teoria di Mode Coupling. Entropia configurazionale e temperatura di Kauzmann. (testi) J.P. Hansen and I.R. McDonald, Theory of Simple Liquids, seconda edizione, Academic Press. N. H. March and M. P. Tosi, Introduction to Liquid State Physics, World Scientific. P. G. Debenedetti, Metastable Liquids, Princeton University Press.	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410050 - FISICA DELLE NANOSTRUTTURE (obiettivi) Dare allo studente una comprensione approfondita delle proprietà fisiche dei sistemi a bassa dimensionalità, con dimensioni caratteristiche nanometriche. Illustrare i principi delle metodologie realizzative e delle nanotecnologie - DI GASPARE LUCIANA (programma) ETEROGIUNZIONI E ETEROSTRUTTURE. SISTEMI 2-,1-, 0-DIMENSIONALI. STATI ELETTRONICI E DENSITÀ DEGLI STATI. GAS DI ELETTRONI 2D:. LUNGHEZZE CARATTERISTICHE PER IL TRASPORTO IN SISTEMI A BASSA DIMENSIONALITÀ.MATRICI T E TUNNEL RISONANTE. INTERFERENZA DELLE FUNZIONI D' ONDA ED EFFETTO AHARONOV-BOHM. TRASPORTO BALISTICO E QUANTIZZAZIONE DELLA CONDUTTANZA NEI SISTEMI 1-DIMENSIONALI. CONDUCIBILITÀ IN PRESENZA DI UN CAMPO MAGNETICO. OSCILLAZIONI SHUBNIKOV-DE HAAS. EFFETTO HALL QUANTISTICO. TUNNELLING DI SINGOLO ELETTRONE E BLOCCAGGIO COULOMBIANO. TRANSISTOR A SINGOLO ELETTRONE. GRAFENE: PROPRIETÀ STRUTTURALI ED ED ELETTRONICHE. PROPRIETÀ OTTICHE DELLE NANOSTRUTTURE:TRANSIZIONI INTERBANDA NELLE BUCHE QUANTICHE E REGOLE DI SELEZIONE; ECCITONI IN SISTEMI 2D; TRANSIZIONI INTERSOTTOBANDA E REGOLE DI SELEZIONE. EMETTITORI DI LUCE, COEFFICIENTE DI GUADAGNO. LASER A DIODO, A ETEROSTRUTTURA, A CASCATA QUANTICA (CENNI) (testi) DATTA S.: ELECTRONIC TRANSPORT IN MESOSCOPIC SYSTEMS [CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS ] FERRY D.K. AND GOODNICK S.M.: TRANSPORT IN NANOSTRUCTURES [CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS ] DAVIES J. H. : THE PHYSICS OF LOW DIMENSIONAL SEMICONDUCTORS [CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS)	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410051 - FISICA DELLE SUPERFICI E INTERFACCE (obiettivi) Introdurre lo studente alle conoscenze fondamentali su proprietà, preparazione e caratterizzazione di superfici ed interfacce - STEFANI GIOVANNI	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410049 - FISICA DEI DISPOSITIVI ELETTRONICI ED OPTOELETTRONICI (obiettivi) Il corso si propone di illustrare le metodologie più avanzate per lo studio, la simulazione e l’analisi dei dispositivi elettronici e optoelettronici a stato solido. Verranno illustrati i meccanismi fisici alla base del funzionamento dei più moderni dispositivi basati su semiconduttori a larga gap, quali GaN, GaAs e AlGaAs, così come quelli più tradizionali fabbricati in Silicio. Inoltre, attraverso opportune leggi di scala, verranno analizzati i limiti intravisti per le tecnologie correnti con l’indicazione delle possibili soluzioni - CONTE GENNARO (programma) Dispositivi Unipolari. La barriera metallo-semiconduttore. Il diodo Schottky. Funzione lavoro e affinità elettronica. Caratteristica I-V ideale. Contatto Ohmico. Carica di superficie e lunghezza di Debye . Elettrostatica della giunzione M-S. Trasporto nella SCR. Corrente termoionica. Corrente di drift-diffusione. Abbassamento della barriera. Carica nella SCR: valutazione di Nd e Fbi. Drogaggio non uniforme. Giunzione metallo-n+-n. JFET e MESFET. Resistenza del canale. Caratteristica di ingresso: iDS à VGS. La corrente di drain, iDS. Transcaratteristica: iDS à VDS. Transconduttanza, gm. Conduttanza di canale, gd. Il JFET come amplificatore di segnale. Comportamento dinamico. Modello di piccolo segnale. Comportamento in frequenza e fT. Strutture Metallo-Ossido-Semiconduttore. Il diodo MIS. Capacità del sistema MOS. Analisi all’equilibrio termico. Stati di interfaccia. Carica nell’ossido. Elettronica del MOS. MOSFET: modello a controllo di carica. NMOS, PMOS e CMOS. Dispositivi a svuotamento e arricchimento. Correnti sottosoglia. Effetti geometrici. Leggi di scala. - Teorema di Ramo. Fotoconducibilità. Fotoresistenze. Guadagno fotoconduttivo. La giunzione pn alla luce. Il fotodiodo pin. APD-Avalanche Photodiode. Risposta spettrale. Elettroluminescenza. Drogaggio. Transizioni radiative e non-radiative. Tempo di vita dei minoritari. Efficienza di luminescenza. Efficienza di estrazione. Architetture dei dispositivi. LED per IR, Vis e UV. (testi) D.A. Neamen - Semiconductor Physics and Devices, 3rd Ed., McGraw-Hill, 2003. R.S Muller, T.I. Kamins - Device Electronics for Integrated Circuits, 3rd Ed., John Wiley, 2009	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402354 - MECCANICA STATISTICA (obiettivi) Il corso mira a dare una visione degli sviluppi moderni della meccanica statistica. In particolare, partendo dalla teoria delle transizioni di fase e dei fenomeni critici, si vuole mostrare come sono emersi i concetti alla base del metodo del gruppo di rinormalizzazione. Questo metodo è ormai largamente utilizzato in diversi campi della meccanica statistica. I fenomeni critici costituiscono l’applicazione classica del metodo, che viene illustrata in dettaglio nei primi 6 crediti del corso. Questi primi 6 crediti possono quindi essere utilizzati da più indirizzi. I restanti 2 crediti si soffermano su applicazioni più recenti del metodo nel campo della fisica della materia - Erogato presso 20401425 MECCANICA STATISTICA in FISICA (DM 270) LM-17 N0 RAIMONDI ROBERTO (programma) Vedi il corso principale 20401425 MECCANICA STATISTICA (testi) Vedi il corso principale 20401425 MECCANICA STATISTICA	6	FIS/02	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410097 - FOTONICA QUANTISTICA (obiettivi) Acquisire conoscenza della fisica dei sistemi laser e della descrizione del campo elettromagnetico in seconda quantizzazione, con particolare enfasi agli aspetti fenomenologici. - BARBIERI MARCO (programma) Fisica del laser: richiami alla radiazione di corpo nero, equazioni di Einstein, eccitazione di atomi a due livelli, attenuazione e guadagno. Livelli d’energia e transizioni in semiconduttori. Comportamento del laser cw. Cenni ai laser ultrabrevi. Coerenza e quantizzazione del campo e.m.: teoria classica delle fluttuazione e della coerenza al primo e secondo ordine. Campo e.m. come oscillatore armonico, quantizzazione e teoria quantistica della coerenza. Stati numero, coerenti e termici. Rappresentazione di interazione: il beam splitter e gli stati squeezed. Rivelazione omodina e fotoconteggio. Funzioni di quasi-probabilità. Ottica nonlineare: introduzione e trattamento classico. Cenni al trattamento quantistico. Effetti nonlineari del secondo ordine: generazione di seconda armonica, frequenza somma e frazionamento parametrico. Effetti del terzo ordine: effetto Kerr ottico. Cenni alla filamentazione. Equazione di Schroedinger nonlineare e solitoni temporali. Correlazioni quantistiche: problema del realismo locale in meccanica quantistica e paradosso EPR-Bohm. Diseguaglianza di Bell e test sperimentali con fotoni polarizzati. (testi) R. Loudon, The quantum theory of light. O. Svelto, Principles of lasers. R. Boyd, Nonlinear optics. J.S. Bell, Speakable and unspeakable in quantum mechanics.	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410098 - FISICA DEI PIANETI DEL SISTEMA SOLARE ED ESOPIANETI (obiettivi) L’obiettivo del corso è quello di fornire adeguate conoscenze riguardo la fisica dei pianeti del sistema solare e degli esopianeti, con particolare riguardo alle tecniche di indagine delle atmosfere, delle superfici e delle sottosuperfici dei pianeti. Canale: 1 - CERRONI Priscilla (programma) 1 Sistema Solare - Descrizione del Sistema Solare nel suo insieme, distribuzione di massa e di momento angolare, osservabili astrofisiche. - Descrizione delle osservabili planetologiche: caratteristiche dei pianeti, dei sistemi di satelliti, dei corpi minori del Sistema Solare - I pianeti terrestri:caratteristiche generali e processi evolutivi delle superfici planetarie. - I pianeti terrestri:storia termica, craterizzazione, vulcanismo, tettonica. Planetologia comparata. - Meteoriti e corpi minori: indizi per la formazione del Sistema Solare, cenni sulla datazione - I pianeti giganti - Satelliti planetari - Struttura interna dei pianeti, differenze tra pianeti terrestri e giganti, evoluzione - Atmosfere planetarie 2 Pianeti Extrasolari - Introduzione storica - Metodi indiretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari - Metodi diretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari - Caratteristiche dei pianeti Extrasolari - Fisica dei Pianeti Extrasolari - Caratterizzazione e risultati - Quale vita? - Abitabilità e zona abitabile - La ricerca della vita 3 Parte Comune - Cenni sulla Teoria della formazione planetaria (testi) - non esiste un testo unico che tratti in modo completo gli argomenti del corso. Un teso consigliato è: Imke de Pater and Jack J. Lissauer, Planetary Sciences, Cambridge University Press. Durante il corso verranno suggeriti di volta in volta articoli scientifici di review. Materiali: - Slides del corso - Articoli scientifici Canale: 2 - CLAUDI Riccardo (programma) 1 Sistema Solare - Descrizione del Sistema Solare nel suo insieme, distribuzione di massa e di momento angolare, osservabili astrofisiche. - Descrizione delle osservabili planetologiche: caratteristiche dei pianeti, dei sistemi di satelliti, dei corpi minori del Sistema Solare - I pianeti terrestri:caratteristiche generali e processi evolutivi delle superfici planetarie. - I pianeti terrestri:storia termica, craterizzazione, vulcanismo, tettonica. Planetologia comparata. - Meteoriti e corpi minori: indizi per la formazione del Sistema Solare, cenni sulla datazione - I pianeti giganti - Satelliti planetari - Struttura interna dei pianeti, differenze tra pianeti terrestri e giganti, evoluzione - Atmosfere planetarie 2 Pianeti Extrasolari - Introduzione storica - Metodi indiretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari - Metodi diretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari - Caratteristiche dei pianeti Extrasolari - Fisica dei Pianeti Extrasolari - Caratterizzazione e risultati - Quale vita? - Abitabilità e zona abitabile - La ricerca della vita 3 Parte Comune - Cenni sulla Teoria della formazione planetaria (testi) - non esiste un testo unico che tratti in modo completo gli argomenti del corso. Un teso consigliato è: Imke de Pater and Jack J. Lissauer, Planetary Sciences, Cambridge University Press. Durante il corso verranno suggeriti di volta in volta articoli scientifici di review. Materiali: - Slides del corso - Articoli scientifici	6	FIS/05	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410096 - Educational & Outreach - La comunicazione della scienza (obiettivi) Fornire allo studente i concetti di base della comunicazione, come le tecniche per parlare in pubblico e per la preparazione di materiali di presentazione e di testi di comunicazione scientifica. Far acquisire competenze sulla progettazione e realizzazione di prodotti di comunicazione (immagini, audio, video) e sul Communication Plan (piano per organizzare la comunicazione di un evento o progetto scientifico). Canale: 1 - BERNIERI ENRICO (programma) Il percorso formativo proposto si basa sul concetto di case study: verranno presentati esempi specifici e argomenti selezionati per il loro interesse scientifico e mediatico. Intorno ai case study, il corso sarà organizzato con didattica laboratoriale: verranno realizzati dei veri e propri laboratori di comunicazione in cui gli studenti, lavorando in squadra e guidati da ricercatori e professionisti della comunicazione scientifica, analizzeranno l’esempio specifico e progetteranno e realizzeranno una serie di strumenti di comunicazione specifici (articoli di divulgazione scientifica, siti web, blog, interviste e audio/video ecc). Il percorso formativo avrà inoltre una impronta tecnologica, prendendo in considerazione le nuove tecnologie multimediali applicate alla comunicazione, presentando, utilizzando e integrando software e soluzioni open source disponibili al momento. Il programma Il programma proposto prevede un percorso di 52 ore che include 40 ore di lezioni di insegnamento frontale e 12 ore di laboratorio pratico. 12 ore sono in comune con il corso di comunicazione per il Dottorato in Fisica. Introduzione alla comunicazione scientifica • Gli assiomi della comunicazione, dal linguaggio corporeo alla progettazione di un Communication Plan. • La comunicazione scientifica: Perché comunicare la scienza? • I diversi tipi di comunicazione nel mondo della ricerca e dell’Università. • Progettare un evento per il pubblico: la comunicazione in 5 mosse. • L’immagine e la comunicazione della scienza. Parlare in pubblico di scienza • Come si parla in pubblico: differenze tra conferenza stampa, dibattito e conferenza divulgativa • Le regole base per parlare in pubblico • Materiali multimediali per parlare di scienza al pubblico: slide, audio, video. Scrivere di scienza • Le basi del giornalismo scientifico: riflessioni sul linguaggio della carta stampata all’audio/video. • Le differenze tra un articolo divulgativo, un articolo scientifico e un comunicato stampa. • La scrittura per l’audio/video: lo storyboard. La comunicazione visiva della scienza • L’immagine e la comunicazione della scienza • Progettare e realizzare un’immagine La scienza sul web • Come è comunicata la scienza sul web • Il web 2.0 e la scienza • Realizzare un sito web Organizzare un evento per il pubblico • Il Communication Plan di una osservazione astronomica per una classe • Realizzare una serata osservativa (testi) "Comunicare la scienza" di Giovanni Carrada https://www.mestierediscrivere.com/uploads/files/comunicarelascienza.pdf Canale: 2 - GIACOMINI Livia (programma) Il programma proposto prevede un percorso di 52 ore che include 40 ore di lezioni di insegnamento frontale e 12 ore di laboratorio pratico. 12 ore sono in comune con il corso di comunicazione per il Dottorato in Fisica. Introduzione alla comunicazione scientifica • Gli assiomi della comunicazione, dal linguaggio corporeo alla progettazione di un Communication Plan. • La comunicazione scientifica: Perché comunicare la scienza? • I diversi tipi di comunicazione nel mondo della ricerca e dell’Università. • Progettare un evento per il pubblico: la comunicazione in 5 mosse. • L’immagine e la comunicazione della scienza. Parlare in pubblico di scienza • Come si parla in pubblico: differenze tra conferenza stampa, dibattito e conferenza divulgativa • Le regole base per parlare in pubblico • Materiali multimediali per parlare di scienza al pubblico: slide, audio, video. Scrivere di scienza • Le basi del giornalismo scientifico: riflessioni sul linguaggio della carta stampata all’audio/video. • Le differenze tra un articolo divulgativo, un articolo scientifico e un comunicato stampa. • La scrittura per l’audio/video: lo storyboard. La comunicazione visiva della scienza • L’immagine e la comunicazione della scienza • Progettare e realizzare un’immagine La scienza sul web • Come è comunicata la scienza sul web • Il web 2.0 e la scienza • Realizzare un sito web Organizzare un evento per il pubblico • Il Communication Plan di una osservazione astronomica per una classe • Realizzare una serata osservativa (testi) "Comunicare la scienza" di Giovanni Carrada https://www.mestierediscrivere.com/uploads/files/comunicarelascienza.pdf Canale: 3 - DE ANGELIS ILARIA (programma) Vedi le info dal titolare Livia Giacomini (testi) Vedi le info dal titolare Livia Giacomini	6	FIS/08	40	12	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA

Secondo semestre

Insegnamento	CFU	SSD	Ore Lezione	Ore Eserc.	Ore Lab	Ore Studio	Attività	Lingua
20402228 - TIROCINIO	6		-	-	-	-	Ulteriori attività formative (art.10, comma 5, lettera d)	ITA
20402227 - PROVA FINALE	34		289	-	-	-	Per la prova finale e la lingua straniera (art.10, comma 5, lettera c)	ITA

Primo semestre

Insegnamento	CFU	SSD	Ore Lezione	Ore Eserc.	Ore Lab	Ore Studio	Attività	Lingua
20401904 - FISICA TEORICA I (obiettivi) Approfondire l’elettrodinamica classica fornire gli elementi della meccanica quantistica relativistica. Fornire le basi della teoria dei campi e della QED - DEGRASSI GIUSEPPE (programma) Relatività ristretta ed elettromagnetismo Richiami di relatività ristretta: trasformazioni di Lorentz, addizione delle velocità, aberrazione della luce. Rappresentazione grafica di Minkowski: classificazione degli in- tervalli, dilatazione dei tempi, contrazione delle lunghezze, causalità. Caratterizzazione completa delle trasformazioni delle coordinate che lasciano invariato l'intervallo spazio- temporale pseudoeuclideo: gruppo di Poincarè, gruppo di Lorentz e loro struttura. Elementi di calcolo quadritensoriale: scalari, vettori controvarianti, vettori covarianti, tensori, pseudotensori, prodotto scalare, contrazioni tensoriali. Legge di trasformazione dei campi, quadrigradiente. Elementi di meccanica relativistica: quadrivelocità, quadriaccelerazione, quadrimpul- so, quadrivettore forza e legge della potenza. Formulazione covariante dell'equazione di Lorentz e tensore del campo elettromagne- tico. Proprietà di trasformazione dei campi elettrico e magnetico. Formulazione covarian- te delle equazioni di Maxwell. Potenziale vettore, potenziale scalare, quadripotenziale. Equazioni di Maxwell in termini del quadripotenziale. Invarianza di gauge. Invarianti del campo elettromagnetico. Campo creato da una carica in moto uniforme: derivazione dal campo elettrostatico mediante una trasformazione di Lorentz. Bilancio energetico nel formalismo trivettoriale: densità di energia, vettore di Poyn- ting. Bilancio energetico nel formalismo covariante: tensore energia ed impulso. Leggi di conservazione: conservazione del quadrimpulso totale e tensore degli sforzi di Maxwell. Conservazione del momento angolare totale. Equazioni di Maxwell nel vuoto per il quadripotenziale nella gauge di Lorentz e loro soluzione generale. Soluzioni di tipo onda piana delle equazioni di Maxwell nel vuoto e loro proprietà. Densità e flusso di energia di un'onda piana. Pressione della radiazione. Formulazione covariante della polarizzazione. Equazione per il quadripotenziale in presenza di sorgenti. Funzione di Green. Poten- ziali e campi di Lienard e Wiechert. Potenza irradiata in approssimazione non relativistica e relativistica. Sezione d'urto Thomson. Effetto Compton. Effetto Cerenkov. Teoria dei campi quantizzati Equazione di Dirac. Covarianza dell'equazione. Limite non relativistico. Covarianti bilineari. Soluzioni dell'equazione di Dirac. Proiettori per le soluzioni ad energia positiva e negativa. Elicità e chiralità. Il campo elettromagnetico libero come insieme di oscillatori armonici. Quantizzazione del campo in gauge di radiazione . Operatori di creazione ed annichilazione. Richiami di meccanica quantistica: oscillatore armonico, rappresentazione di Heisen- berg, operatore di evoluzione temporale, prodotto cronologico. Formalismo lagrangiano dal discreto al continuo. Quantizzazione del campo. Com- mutatori canonici. Simmetrie e teorema della Noether. Invarianza per traslazioni spazio- temporali. Tensore energia-impulso. Simmetrie interne. Lagrangiano del campo sca- lare reale e complesso, sua quantizzazione. Prodotti ordinati. Invarianza globale e locale. Lagrangiano del campo di Dirac. Quantizzazione. Anticommutatori canonici. Quantizzazione del campo elettromagnetico. La rappresentazione di interazione. Matrice S. Sviluppo perturbativo della matri- ce S. Teorema di Wick. Commutatori dei campi bosonici e fermionici a tempi arbitrari. Propagatori per il campo scalare e di Dirac. Propagatore del fotone. Introduzione alle regole di Feynman. Regole di Feynman in QED. Sezione d'urto. Processi ad ordine albero: e+e- -- , diffusione in campo esterno. (testi) V. Barone: Relatività, Bollati Boringhieri. F. Mandl, G. Shaw: Quantum Field Theory, John Wiley & Sons.	8	FIS/02	46	22	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20402209 - FISICA NUCLEARE E SUBNUCLEARE (obiettivi) Illustrare i concetti di base delle particelle elementari e le interazioni fondamentali. Bosoni e fermioni, mesoni e barioni, modello a quark. - DI MICCO BIAGIO (programma) Vedi le info dal titolare Filippo Ceradini (testi) Vedi le info dal titolare Filippo Ceradini - CERADINI FILIPPO (programma) Principi di invarianza e leggi di conservazione, trasformazioni continue e discrete, parità, coniugazione di carica, inversione temporale. Equazioni quantistiche relativistiche, equazione di Klein-Gordon, equazione di Dirac, soluzioni a energia negativa, elicità, limite non relativistico, spin, antiparticelle. Soluzioni per massa nulla, proprietà dei neutrini. Teoria relativistica delle perturbazioni, interazione elettromagnetica, diagrammi di Feynman, propagatore. Estensione relativistica della sezione d’urto di Rutherford, sezione d’urto di Mott, Dirac, Rosenbluth. Raggi cosmici, componente primaria e secondaria, scoperta dei mesoni. Proprietà del muone e del pione, particelle strane, multipletti di isospin. Classificazione delle particelle e delle interazioni, leptoni e adroni, mesoni e barioni, antiparticelle. Interazioni adroniche, isospin, modello di Yukawa, diffusione elastica pione-nucleone, la risonanza Delta, risonanze barioniche e mesoniche, multipletti di mesoni e barioni. Simmetrie unitarie, SU(2), SU(3), modello statico a quark, i quark u-d-s, barioni e mesoni nel modello a quark, momenti magnetici dei barioni, il colore dei quark. Interazioni deboli, decadimento beta dei nuclei, transizioni Fermi e Gamow-Teller, non conservazione della parità, decadimento beta del Co60 polarizzato. Elicità del neutrino, interazione V-A. Decadimento del muone, costante di Fermi. Decadimento del pione, produzione di fasci di neutrini, numero leptonico, neutrini e-mu. Interazioni dei neutrini, propagatore dell'interazione debole. Decadimenti nel modello a quark, decadimenti deboli delle particelle strane, angolo di Cabibbo. Mesoni K0, autostati di CP, mesoni K0L e K0S, ipotesi di Glashow-Iliopoulos-Maiani e il quark charm. Violazione della simmetria CP, matrice Cabibbo-Kobayashi-Maskawa e il quark beauty. Diffusione inelastica leptone-nucleone, funzioni di struttura, Bjorken-scaling, modello a partoni, densità dei partoni, diffusione inelastica di neutrini e antineutrini, densità di quark e antiquark, i gluoni. Interazione elettrone-positrone, diffusione e annichilazione, produzione di adroni, quarkonio, il leptone tau, produzione di quark pesanti. Produzione di particelle in interazioni adroniche, processi Drell-Yan, produzione di jet adronici, cromodinamica quantistica. Il quark top, il neutrino tau, le tre generazioni. Isospin e ipercarica deboli, modello di Glashow-Weinberg-Salam, unificazione delle interazioni elettro-deboli, scoperta dei bosoni W e Z. Rottura della simmetria elettro-debole, il campo di Higgs, scoperta del bosone di Higgs. (testi) • W. E. Burcham and M. Jobes, Nuclear and Particle Physics, Pearson Education. • Appunti del corso di Istituzioni di Fisica Nucleare e Subnucleare, http://webusers.fis.uniroma3.it/~ceradini/efns.htm	8	FIS/04	46	22	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20402210 - FISICA DELLA MATERIA CONDENSATA (obiettivi) Il corso si pone l'obiettivo di applicare i metodi della meccanica quantistica alla descrizione delle proprieta' fondamentali della materia solida. - GALLO PAOLA (programma) Panoramica sulla materia condensata. Descrizione geometrica dei cristalli: reticoli diretti, reticoli reciproci e zona di Brillouin. Scattering di particelle da cristalli: raggi x, elettroni e neutroni. Quasicristalli. Classificazione dei solidi cristallini e legami. Approssimazione adiabatica di Born-Oppenheimer. Dinamica vibrazionale del reticolo cristallino, fononi. Calori specifici vibrazionali di Einstein e Debye e calore specifico elettronico. Elettroni in potenziali periodici: il teorema di Bloch. Teoria dell'elettrone libero nei metalli. L'Hamiltoniano a multielettroni e approssimazioni ad elettrone singolo: equazioni di Hartee e Hartee-Fock. Teoria a bande dei cristalli: metodo del Tight Binding, approssimazione dell'elettrone quasi libero. Proprieta' elettroniche di cristalli rilevanti. Trasporto nei metalli. Semiconduttori intrinseci e drogati e trasporto. Giunzione p-n. Superconduttivita'. (testi) TESTO PRINCIPALE: Giuseppe Grosso and Giuseppe Pastori Parravicini Solid State Physics Academic Press ALTRI TESTI UTILIZZATI: Neil W. Ashcroft N. David Mermin Solid State Physics Saunders College Charles Kittel Introduzione alla Fisica Dello Stato Solido Casa Editrice Ambrosiana - Iorio Antonio (programma) Vedi le info dal titolare Paola Gallo (testi) Vedi le info dal titolare Paola Gallo	8	FIS/03	46	22	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20402211 - COMPLEMENTI DI METODI MATEMATICI DELLA FISICA (obiettivi) Acquisire una buona conoscenza dei metodi per la risoluzione di equazioni integrali e differenziali (ordinarie e alle derivate parziali), nonché delle nozioni fondamentali della teoria degli operatori lineari su spazi infinito-dimensionali - FRANCIA DARIO (programma) Part I Introduction: Physics and symmetries Finite Groups: Definition of group; groups of order 2; the Cayley table; groups of order 3; cyclic groups; subgroups; direct products; Lagrange's theorem; groups of order 4; higher-order groups: the dihedral series, the quaternionic group; pre- sentations; the symmetric group Sn; the alternating group An; cycles; Cayley's theorem; representations: basic definitions; the regular representation; conjugation and cosets; normal subgroups; factor groups; simple and semisimple groups; clas- sification of simple groups (without proof); characters; review of finite-dim Hilbert spaces; unitary representations; group-averaged inner product; equivalence of finite- dim reps to unitary reps; reducible and fully reducible reps; reps of finite groups and full reducibility; Schur's Lemmas; the orthogonality relations; the character table; real, pseudoreal and complex reps; Kronecker products and Clebsch-Gordan series. 2 Lie Groups and Lie Algebras: group manifold; Lie groups; the classical ma- trix groups; Lie algebras: definition and first properties; structure constants; ad- joint representation; Cartan-Killing form; simple and semiimple Lie algebras; fully antisymmetric structure constants; Casimir operators; quadratic Casimir; highest (lowest)-weight representations; su(2); su(3); Gell-Mann matrices; roots; α-basis, ω basis, Chevalley basis; general Lie algebras: Cartan subalgebra and structure contants in the Cartan basis; roots; the map adH(X); α-chains; Weyl reflections; root systems for semisimple Lie algebras: relative angles and lengths between roots; positive roots; simple roots; Dynkin diagrams; rank-two algebras; the Cartan cata- logue of simple Lie algebras; representation theory: highest weights and construction of representation space; level vector; the adjoint representation and maximal roots; Weyl dimension formula. Part II Partial Differential Equations: Generalities; linear, quasilinear, semilinear and non linear PDE; well-posedness; initial data vs boundary data; types of boundary conditions; the Cauchy-Kovalevskaya theorem; first-order equations; characteris- tics: parametric solutions and Lagrange's method; second-order PDE: classifica- tion of quasi-linear eqs: hyperbolic, parabolic and elliptic PDE; characteristics and canonical forms; the wave equation: d'Alembert solution and Fourier solution by separation of variables; normal modes; the heat equation: solution by separation of variables for insulated ends and for ends at finite temperatures T1 and T2. (testi) Referenze: Parte I - Ramond P, Group theory - a physicist’s survey (Cambridge University Press, 2010). - Gilmore R, Lie Groups, Physics, and Geometry (Cambridge University Press, 2008). - Fuchs J and Schweigert C, Symmetries, Lie algebras and representations (Cambridge University Press, 2003). - Slansky R, Group theory for unified model building (Physics Reports 791, Elsevier, 1981). - Hamermesh M, Group theory and its application to phyical problems (Dover, 1962). Parte II - Pradisi G, Lezioni di metodi matematici della fisica (Edizioni della Normale, Pisa, 2012). - Evans L C, Partial differential equations (American Mathematical Society, 1998-2010). - Courant R and Hilbert D, Methods of mathematical physics II (Wiley, 1962).	6	FIS/02	34	18	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA

Secondo semestre

Insegnamento	CFU	SSD	Ore Lezione	Ore Eserc.	Ore Lab	Ore Studio	Attività	Lingua
20402213 - ELEMENTI DI FISICA TERRESTRE E DELL'AMBIENTE (obiettivi) Il corso è strutturato sui concetti di base della Fisica della Terra Solida e Fluida al fine di fornire allo studente un quadro coerente ed aggiornato di questa disciplina, sia dal punto di vista teorico sia da quello sperimentale - PLASTINO WOLFANGO (programma) Gravity - The Earth’s size and shape -Gravitation -The Earth’s rotation -The Earth’s figure and gravity -Gravity anomalies -Interpretation of gravity anomalies -Isostasy -Rheology Seismology - Elasticity theory -Seismic waves -Earthquake seismology -Seismic wave propagation -Internal structure of the Earth Earth’s age and thermal properties - Geochronology -The Earth’s heat Geomagnetism and paleomagnetism - The Physics of magnetism -Rock magnetism -Geomagnetism -Paleomagnetism Fundamentals of Geophysical Fluid Dynamics - Time derivatives for fluids -The mass continuity equation -The momentum equation -The equation of state -Thermodynamic relations -Thermodynamic equation for fluids -Compressible and incompressible flow -The energy budget Physics of the Atmosphere - Heterogeneous systems -Transformations of moist air -Hydrostatic equilibrium -Static stability -Radiative transfer -Large-scale motion -Wave propagation -The general circulation -Dynamic stability Physics of the Ocean - Oceans and Seas -Atmospheric influences -The oceanic heat budget -Wind driven ocean circulation -Deep circulation in the ocean -Equatorial processes -Ocean waves -Coastal processes and tides (testi) Stacey F.D. and Davis P.M. - Physics of the Earth. Cambridge University Press, 2008 - ISBN:9780521873628 Vallis G.K. - Atmospheric and Oceanic Fluid Dynamics. Cambridge University Press, 2006 - ISBN:9780521849692	6	FIS/06	48	-	-	-	Attività formative affini ed integrative	ITA
20402218 - FISICA TEORICA II (obiettivi) Fornire le nozioni fondamentali sulle correzioni radiative in QED ovvero per i processi non ad albero, sulla ri normalizzazione e sul Modello Standard elettrodebole. Far acquisire competenze sulla fenomenologia della fisica subnucleare alle energie dei collisionatori attuali (LHC). - DEGRASSI GIUSEPPE (programma) 1. I Diagrammi di Feynman, processi ad ordine albero, simmetrie discrete Richiami sui diagrammi di Feynman ed il calcolo delle sezioni d'urto. Processi ad or- dine albero: di fusione Bhabha, effetto Compton. Invarianza di gauge per la somma di diagrammi in QED. Rappresentazione chirale e di Majorana per le matrici di Dirac. Parità, coniugazione di carica, teorema di Furry, inversione temporale. 2. Correzioni Radiative Comportamento divergente di un integrale. Grado di divergenza di un diagramma. Teo- rie rinormalizzabili. Regolarizzazione alla Pauli-Villars. Calcolo dell'autoenergia di una particella scalare ad una loop e divergenze quadratiche. Rinormalizzazione di massa, fun- zione d'onda, vertice. Autoenergia dell'elettrone. Identità di Ward. Identità di Gordon. Regolarizzazione dimensionale. Calcolo ad una loop della polarizzazione del vuoto, Lamb shift, discussione qualitativa sul running delle costante di accoppiamento. Vertice in QED, momento magnetico anomalo dell'elettrone. Brehmstrahlung, divergenze infrarosse e loro cancellazione tra diagrammi reali e virtuali. 3. Teorie di Gauge Non Abeliane Lagrangiano di Yang-Mills. Cromodinamica quantistica. Vertici a 3 e 4 gluoni. Propa- gatore di un bosone di gauge in una gauge arbitraria. Invarianza di gauge in teorie non abeliane. Running delle costante di accoppiamento forte, libertà asintotica. Interazioni deboli: teoria di Fermi e bosone vettoriale intermedio. Propagatore del W. Decadimento del muone. Lagrangiano del Modello Standard. Angolo di mescolamento elettrodebole. Rottura spontanea della simmetria. Meccanismo di Higgs. Masse dei bo- soni intermedi e dei fermioni. Matrice di mescolamento di Cabibbo-Kobayashi-Maskawa (testi) F. Mandl, G. Shaw: Quantum Field Theory, ed. John Wiley & Sons; M. Peskin, D. Shroeder: An Introduction to Quantum Field Theory, ed. Frontiers in Physics	6	FIS/02	34	18	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20402221 - COMPLEMENTI DI FISICA DELLA MATERIA CONDENSATA (obiettivi) Dare allo studente una comprensione approfondita delle proprietà strutturali ed elettroniche dei solidi, delle loro proprietà di trasporto, della risposta ai campi elettromagnetici - Erogato presso 20410020 COMPLEMENTI DI FISICA DELLA MATERIA CONDENSATA in FISICA (DM 270) LM-17 DE SETA MONICA (programma) Struttura elettronica di alcuni sistemi solidi. Richiami di calcolo a bande nei solidi. Solidi molecolari e ionici. Bande di sistemi II-VI, III-V, e nei solidi covalenti con struttura del diamente. Livelli di impurezza nei semiconduttori drogati. Energia interna, pressione e compressibilità di un gas di elettroni. Bande e superficie di Fermi dei metalli alcalini, metalli nobili, metalli semplici bivalenti e trivalenti; metalli di transizione. Proprietà di trasporto: Richiami del modello di Drude. Equazioni semiclassiche del moto. Equazione del trasporto di Boltzmann. Approssimazione del tempo di rilassamento. Conducibilita' elettrica nell’approssimazione del tempo di rilassamento: campo costante e campo alternato. Conducibilità nei semiconduttori mediante l’equazione di Boltzmann. Potere termoelettrico e conducibilità termica degli elettroni.Corrente di diffusione e di drift. Equazione di continuita' e termini di generazione e ricombinazione. Tempo di ricombinazione e lunghezza di diffusione. Applicazione alla giunzione p-n in condizioni di non equilibrio. Cenni sulla giunzione metallo-semiconduttore. Interazione elettrone - fonone. Elementi di matrice e regole di selezione. Proprieta' ottiche dei solidi Equazioni di Maxwell nei solidi. Costante dielettrica complessa e suo significato. Coefficiente di assorbimento e riflessione. Relazioni di Kramers Kronig. Oscillatore di Lorentz. Teoria di Drude delle proprietà ottiche di cariche libere. Oscillazioni di Plasma. Modello classico per la costante dielettrica. Transizioni interbanda: transizioni dirette. Contributo al coefficiente di assorbimento e alla costante dielettrica. Densita' congiunta degli stati, punti critici. Funzione dielettrica del Ge e della grafite. Transizioni interbanda indirette. Cenni sull’assorbimento a due fotoni e sullo scattering Raman. Assorbimento da livelli di impurezze. Effetti eccitonici. Assorbimento da fononi ottici. Effetti eccitonici. Effetti di campo magnetico. Moto di elettroni liberi e di elettroni di Bloch in campo magnetico. Trattazione quantistica per l’elettrone libero. Degenerazione e riempimento dei livelli di Landau. Suscettività magnetica di portatori liberi ed effetto de Haas-van Alphen. Magnetoresistenza e Effetto Hall classico. Fenomenologia dell’effetto Hall quantistico. Proprieta' magnetiche della materia. Paramagnetismo di Pauli. Correzioni all’energia per gli elettroni legati. Diamagnetismo di Larmor. Origine del momento magnetico atomico, regole di Hund. Legge di Curie del paramagnetismo. Paramagnetismo di Van Vleck. Teoria di campo medio del ferromagnetismo: modello di Weiss. Magnetizzazione e suscettività magnetica nell’intorno del punto critico. Legge di Curie-Weiss. Valori di temperatura critica nelle sostanze ferromagnetiche e confronto con l’interazione dipolo-dipolo. Ferromagnetismo, interazione di scambio e modello di Heisemberg. Interpretazione microscopica del campo di Weiss. Interazione dipolare e domini magnetici. (testi) Ashcroft-Mermin: "Solid State Physics" Grosso-Pastori-Parravicini: "Solid State Physics"	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative affini ed integrative	ITA
20402232 - TEORIA QUANTISTICA DELLA MATERIA (obiettivi) Il corso intende offrire un’introduzione ai metodi di teoria dei campi applicati allo studio dei sistemi a molti corpi della Fisica della Materia, in particolare viene sviluppato lo studio teorico dei fenomeni quantistici che caratterizzano la materia alle basse temperature come la superfluidità e la superconduttività - Erogato presso 20410022 TEORIA QUANTISTICA DELLA MATERIA MOD. A in FISICA (DM 270) LM-17 ROVERE MAURO (programma) I Parte 1 - Caratterizzazione degli stati della materia. Strutture ordinate e disordinate. Limite classico e quantistico per sistemi atomici. Esempi di diagrammi di fase: argon, H2O, He4. Funzione di correlazione della densità e funzione di distribuzione a due particelle. Esempi di struttura di alcuni liquidi 2 - Gas di elettroni omogeneo in un background neutralizzante (modello del jellium). Approssimazione di ordine zero: teoria di Sommerfeld. L’interazione coulombiana come perturbazione. Teoria Hartree-Fock per il gas di elettroni. Funzione di distribuzione per il gas di elettroni. Definizione dell’energia di correlazione. 3 –Le funzioni di Green per il gas di elettroni. Funzioni di Green per elettroni non interagenti. Rappresentazione di Lehmann. Sviluppo perturbativo per le funzioni di Green. Equazione di Dyson. Self-energy. 4 –Propagatore di polarizzazione. Diagrammi di polarizzazione. Polarizzazione propria. Energia di correlazione in termini del propagatore di polarizzazione. Approssimazione random phase (RPA). Funzione dielettrica in RPA. Limite di alta densità, schermo di Thomas-Fermi. Limite a grandi lunghezze d’onda, oscillazioni di plasma. II Parte 1 - Il fenomeno della superfluidità. Diagramma di fase di He4. La fase superfluida dell’elio liquido. Teoria dei due fluidi. Teoria di Landau: velocità critica, rotoni e fononi. Teoria di Bogoliubov per bosoni interagenti. Idrodinamica e vorticità. Vortici come eccitazioni in elio liquido. Recenti realizzazioni della Bose-Einstein condensation. 2- Il fenomeno della superconduttività. Annullamento della resistività, effetto Meissner, campo magnetico critico, calore specifico. Analogie col fenomeno della superfluidità. Equazione di London. Considerazioni termodinamiche. Superconduttori del primo tipo e del secondo tipo. 3- Teoria microscopica della superconduttività. Interazione elettrone-fonone. Interazione attrattiva fra elettroni. Coppie di Cooper. Teoria di Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS): stato fondamentale, definizione della gap di energia. Stati eccitati. Calcolo a temperatura finita. Quantizzazione del flusso magnetico. 4- Teoria fenomenologica di Ginzburg-Landau.Teoria di Landau delle transizioni di fase. Energia libera del superconduttore. Equazioni di Ginzburg-Landau e relazione con l’equazione di London. Rottura di simmetria e transizione dallo stato normale allo stato supercondutture. (testi) A.L.FETTER, J.D.WALECKA "QUANTUM THEORY OF MANY PARTICLES" G.GROSSO, G.PASTORI-PARRAVICINI "SOLID STATE PHYSICS"	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative affini ed integrative	ITA
20410086 - ELEMENTI DI RELATIVITA' GENERALE, ASTROFISICA E COSMOLOGIA (obiettivi) l corso si propone di fornire allo studente i concetti di base della Relativita' generale ed alle sue applicazioni a sistemi fisici, con particolare riferimento agli oggetti compatti (buchi neri), alle onde gravitazionali e all'universo - BRANCHINI ENZO FRANCO (programma) - RICHIAMI DI RELATIVITA’ SPECIALE. VETTORI E TENSORI. TENSORE METRICO. TENSORE ENERGIA MOMENTO. - RELATIVITA’ GENERALE. CONCETTI FONDAMENTALI CONNESSIONE AFFINE. TRASPORTO PARALLELO. EQUAZIONE DELLE GEODETICHE. - SIMMETRIE E VETTORI DI KILLING. TENSORE DI RIEMANN. SINGOLARITA’. - EQUAZIONI DI EINSTEIN. - METRICA DI SCHWARZSCHILD. REDSHIFT GRAVITAZIONALE. - ORBITE IN UNA METRICA DI S. PRECESSIONE DEL PERIELIO DI MERCURIO. - BUCHI NERI NON RUOTANTI. ORIZZONTE DEGLI EVENTI E SCELTA DELLE COORDINATE. - METRICA DI KERR. BUCHI NERI ROTANTI E FRAME-DRAGGING. - INTRODUZIONE ALLE ONDE GRAVITAZIONALI. - PRINCIPIO COSMOLOGICO E METRICA DI ROBERTSON-WALKER. - EQUAZIONI DI FRIEDMANN E LORO INTERPRETAZIONE CLASSICA. - IL MODELLO COSMOLOGICO STANDARD E LE SUE CARATTERISTICHE. - REDSHIFT, DISTANZE E ORIZZONTI COSMOLOGICI. - PARAMETRI COSMOLOGICI FONDAMENTALI E LORO DETERMINAZIONI SPERIMENTALI. - TESTS COSMOLOGICI CLASSICI: TEST DI HUBBLE. TEST DEL DIAMETRO ANGOLARE. TEST DEI CONTEGGI. - COSTANTE COSMOLOGICA. - FLUIDI COSMICI E LORO EQUAZIONE DI STATO. - IL CONCETTO DI EQUIVALENZA. - STORIA TERMICA DELL'UNIVERSO. DISACCOPPIAMENTO. RICOMBINAZIONE. - ASIMMETRIA MATERIA-ANTIMATERIA. - OLTRE IL MODELLO STANDARD: PARADOSSO DEGLI ORIZZONTI E DELLA PIATTEZZA. SOLUZIONE INFLAZIONARIA. CENNI ALLA TEORIA DELL'INFLAZIONE COSMOLOGICA. - ERA DI PLANCK E GRAVITA' QUANTISTICA. - MATERIA OSCURA. - BREVE STORIA DELL'UNIVERSO: ERA ADRONICA. ERA LEPTONICA. ERA RADIATIVA. - IL FONDO COSMICO DI NEUTRINI. - NUCLEOSINTESI COSMOLOGICA. - ERA DELLA MATERIA. REIONIZZAZIONE. - INSTABILITA' GRAVITAZIONALE ALLA JEANS.CENNI SULL'EVOLUZIONE DELLE STRUTTURE COSMICHE (testi) Carroll S. Spaceitme Geometry [Pearson 2003] Coles P., Lucchin F. Cosmology [Wiley 2000] Kolb E., Turner M. The eraly Universe [Addison Wesley 1990]	6	FIS/05	48	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA

Primo semestre

Insegnamento

CFU

SSD

Ore Lezione

Ore Eserc.

Ore Lab

Ore Studio

Attività

Lingua

20401425 - MECCANICA STATISTICA (obiettivi)

- RAIMONDI ROBERTO (programma) (testi)

8

FIS/02

64

-

Attività formative caratterizzanti

ITA

Gruppo opzionale: SCELTA DA 12 CFU - (visualizza)

12

20401000 - STRUMENTAZIONE FISICA PER LA MEDICINA E LA BIOLOGIA (obiettivi) Fornire allo studente i fondamenti delle moderne tecniche di diagnostica per immagini integrate da alcune esercitazioni di laboratorio che gli permettano di approfondire in un secondo tempo gli argomenti trattati ed inserirsi in questo campo oggetto di ricerche avanzate nonché di fondamentali applicazioni cliniche - FABBRI ANDREA (programma) Programma del Corso di Strumentazione Fisica per la Medicina e la Biologia 1. Interazione particelle e fotoni con la materia 2. Leggi del decadimento radioattivo 3. Isotopi di interesse per la medicina nucleare 4. Radiologia 5. Tomografia assiale compiute rizzata 6. Spect e Pet 7. Risonanza magnetica nucleare 8. Ecografia 9. Elementi di teoria degli acceleratori 10. Elementi di radioterapia. (testi) Dispense del corso	6	FIS/04	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20401070 - ACQUISIZIONE DATI E CONTROLLO DI ESPERIMENTI (obiettivi) Far acquisire allo studente le conoscenze di base su come è articolata la costruzione di un esperimento di fisica nucleare in funzione della raccolta dei dati dal rivelatore, del controllo delle apparecchiature e dell’esperimento, del monitoraggio del buon funzionamento dell’apparato e della qualità dei dati acquisiti - RUGGIERI FEDERICO (programma) Lo scopo del corso è fornire allo studente gli elementi cognitivi generali che sottendono alla realizzazione di sistemi di acquisizione, controllo e monitoraggio degli esperimenti di Fisica Nucleare e Subnucleare. Il corso inizia fornendo una panoramica architetturale sugli esperimenti di Fisica Nucleare e delle Particelle Elementari analizzando le problematiche ed i componenti dei sistemi di acqusisizione, di quelli di controllo e dei sistemi di monitoraggio. Vengono quindi approfondite le tematiche generali sulle architetture interne di questi sistemi, le loro caratteristiche e le tecnologie connesse, nonchè le scelte progettuali necessarie. Durante il corso sono trattati argomenti come: Parallelismo e Pipelining, Trigger, Acquisizione Dati, Sistemi On-Line, Sistemi Real-Time, Farming ed Event Building, Reti e protocolli di rete, Archiviazione Dati su Mass Storage, Gestione ed utilizzo di grandi basi dati. (testi) Dispense del docente	6	FIS/04	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20401858 - ISTITUZIONI DI FISICA MEDICA (obiettivi) Introdurre lo studente allo studio degli effetti delle radiazioni ionizzanti e non ionizzanti sulla materia vivente. Porre le basi dei principi della radioprotezione e dell'uso terapeutico delle radiazioni ionizzanti e non ionizzanti - ARAGNO DANILO (programma) 1. Stage presso una struttura sanitaria nazionale 2. Dosimetria 3. Calibrazione di apparati radiologici 4. Calibrazione di RNM 5. Calibrazione di fasci radio terapici 6. Piani di trattamento radio terapici 7. Tesina di relazione sull'attiva' svolta con successiva discussione (testi) non ci sono testi previsti	6	FIS/07	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402146 - ASTROFISICA DELLE ALTE ENERGIE (obiettivi) Fornire allo studente una panoramica dei principali fenomeni nel campo dell'Astrofisica delle Alte Energie, con particolare attenzione ai fenomeni di accrescimento su oggetti compatti (nane bianche, stelle di neutroni e buchi neri) e ai fenomeni di accelerazione di particelle - BIANCHI STEFANO (programma) OGGETTI COMPATTI: NANE BIANCHE, STELLE DI NEUTRONI. LIMITE DI CHANDRASEKHAR, PULSAR, BUCHI NERI ACCRESCIMENTO: TEORIA, LIMITE DI EDDINGTON, DISCHI DI ACCRESCIMENTO BINARIE X: FENOMENOLOGIA E CLASSIFICAZIONE, VARIABILI CATACLISMICHE, BINARIE X DI PICCOLA E GRANDE MASSA, CANDIDATI BUCHI NERI NUCLEI GALATTICI ATTIVI: FENOMENOLOGIA E CLASSIFICAZIONE, EMISSIONE IN BANDA X E GAMMA, GETTI, MOTI SUPERLUMINALI GAMMA RAY BURST: FENOMENOLOGIA, ORIGINE E MECCANISMI DI EMISSIONE AMMASSI DI GALASSIE: EMISSIONE X DAL MEZZO INTERGALATTICO, COOLING FLOW RAGGI COSMICI: COMPOSIZIONE, SPETTRO ED ORIGINE, RESTI DI SUPERNOVA, RAGGI COSMICI DI ALTISSIMA ENERGIA. (testi) (LONGAIR MALCOM S. ) HIGH ENERGY ASTROPHYSICS 3RD ED. [CAMBRIDGE 2011] (KIPPENHAHN R., WEIGERT A.) STELLAR STRUCTURE AND EVOLUTION [SPRINGER 1994] (G.B. RYBICKI, A.P. LIGHTMAN) RADIATIVE PROCESSES IN ASTRIPHYSICS [WILEY] (VIETRI M.) ASTROFISICA DELLE ALTE ENERGIE [BORINGHIERI] (SHAPIRO S.L, TEUKOLSKY S.A.) BLACK HOLES, WHITE DWARFS AND NEUTRON STARS [WILEY]	6	FIS/05	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402151 - FISICA DELLE ASTROPARTICELLE - MODULO A (obiettivi) Il corso intende introdurre lo studente alle attività di ricerca su problemi in comune tra Fisica delle Particelle Elementari ed Astrofisica. I diversi temi di ricerca che costituiscono oggetto di studio da parte della comunità scientifica internazionale verranno discussi all'interno di uno schema unitario, con particolare attenzione all'interpretazione fenomenologica e alle proposte di realizzazione di nuovi apparati sperimentali. - BUSSINO SEVERINO ANGELO MARIA (programma) ASPETTI FENOMENOLOGICI DELLA FISICA DELLE ASTROPARTICELLE: CORRELAZIONI TRA FISICA DELLE PARTICELLE, ASTROFISICA E COSMOLOGIA; IL PROBLEMA DELLA MATERIA OSCURA; RAGGI COSMICI E MECCANISCMI DI ACCELERAZIONE DEI RAGGI COSMICI; MASSA DI NEUTRINI ED OSCILLAZIONE DEI NEUTRINI LA CONSERVAZIONE DEL NUMERO LEPTONICO ED IL DECADIMENTO DOPPIO BETA; LA CONSERVAZIONE DEL NUMERO BARIONICO ED IL PROBLEMA DEL DECADIMENTO DEL PROTONE; VIOLAZIONE DI CP E ASIMMETRIA MATERIA-ANTIMATERIA. (testi) K. Thomas Gaisser Cosmic rays and particle physics Cambridge 1990 Malcom S. Longair High energy astrophysics Cambridge 1992 H. V. Klapdor - Kleingrothaus and A. Staudt Non - Accelerator particle physics Bristol 1995 Donald H. Perkins Particle Astrophysics, second edition Oxford 2009	3	FIS/04	24	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402152 - FISICA DELLE ASTROPARTICELLE - MODULO B (obiettivi) Il corso intende introdurre lo studente alle attività di ricerca su problemi in comune tra Fisica delle Particelle Elementari ed Astrofisica. I diversi temi di ricerca che costituiscono oggetto di studio da parte della comunità scientifica internazionale verranno discussi all'interno di uno schema unitario, con particolare attenzione all'interpretazione fenomenologica e alle proposte di realizzazione di nuovi apparati sperimentali - MARI STEFANO MARIA (programma) ASPETTI SPERIMENTALI DELLA FISICA DELLE ASTROPARTICELLE. VENGONO DISCUSSI GLI APPARATI, LE TECNICHE SPERIMENTALI E I RISULTATI NEI SEGUENTI SETTORI: RIVELAZIONE DEI RAGGI COSMICI; RICERCA DI MATERIA OSCURA; RIVELAZIONE DEI NEUTRINI; RICERCA DI ANTIMATERIA; RIVELAZIONE DI ONDE GRAVITAZIONALI. (testi) K. THOMAS GAISSER COSMIC RAYS AND PARTICLE PHYSICS CAMBRIDGE 1990 MALCOM S. LONGAIR HIGH ENERGY ASTROPHYSICS CAMBRIDGE 1992 H. V. KLAPDOR - KLEINGROTHAUS AND A. STAUDT NON - ACCELERATOR PARTICLE PHYSICS BRISTOL 1995 DONALD H. PERKINS PARTICLE ASTROPHYSICS, SECOND EDITION OXFORD 2009	3	FIS/04	24	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402155 - MISURE ASTROFISICHE (obiettivi) Rendere lo studente capace di analizzare in maniera autonoma e critica varie tipologie di dati astrofisici - DE ROSA Alessandra (programma) Parte I: Problematica Astrofisica: Nuclei Galattici Attivi 1. Definizione e classificazione: Paradigma del BH, accrescimento, AG N Radio Loud/Radio quiet, Modello Unificato 2. Astrofisica degli AGN: Proprietà degli AGN - RQ in banda X, modelli di emissione: Comptonizzazione, proprietà’ di assorbimento e outflows 3. Astrofisica degli AGN: componenti di riflessione nello spettro in banda X, osservazione di effetti relativistici nello spettro in banda X Parte II: Introduzione ai rivelatori e telescopi in banda X 1. rivelatori in banda X: principi base e tecniche di rivelazione 2. rivelatori a stato solido, Charged Coupled Devices (CCD) 3. sistemi ottici collimati e focalizzati 4. caratteristiche dei telescopi X: efficienza, sensibilità, risoluzione di energia, risoluzione angolare, area efficace 5. I telescopi sp aziali ESA/XMM - Newton, NASA/Chandra e NASA/NuStar Parte III: Analisi Dati 1. strumenti di indagine: studio della distribuzione di energia (spettro di emissione), studio del comportamento temporale (curva di luce), studio della variabilità (spettro di potenza e riverbero) 2. errori statistici ed errori sistematici 3. background 4. rapporto segnale rumore S/N 5. osservazione e massimizzazione del S/N Parte IV: Tutorial di analisi dati - sessione XMM - epic 1. ricerca dei dati in archivio 2. analisi dell’Imagine: DS9 3. analisi dello spettro: xspec 4. analisi Temporale: xronos Parte V : analisi dati in banda ottica (testi) dispense a cura del docente del corso	6	FIS/05	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402259 - FISICA DEL CLIMA (obiettivi) Il corso è indirizzato a fornire le conoscenze fondamentali, teoriche e sperimentali, nell'ambito della Fisica del Clima e dei Cambiamenti Climatici Prima parte Dr. Luca Fiorani Definizione di clima (climatologia e meteorologia). Il sistema climatico (atmosfera, biosfera, criosfera, geosfera, idrosfera, Sole). La radiazione solare e il bilancio energetico della Terra (richiami di fisica solare, leggi della radiazione, assorbimento della radiazione solare nell’atmosfera). Atmosfera e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’atmosfera). Nubi e aerosol (richiami di processi di condensazione e formazione delle nubi). Oceano e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’oceano). Trasferimento radiativo (richiami di assorbimento, emissione e trasferimento radiativo dell’atmosfera). L’effetto serra (l’atmosfera come serra, i gas serra, calcolo del bilancio energetico, modelli di effetto serra). Lo strato di ozono (radiazione ultravioletta in atmosfera, fotochimica della produzione di ozono, misure di ozono, “buco” dell’ozono). Osservazioni climatiche con telerilevamento (misure da terra, misure satellitari, strumenti infrarossi, strumenti “limb viewing”, applicazioni del telerilevamento agli studi climatici). Sensitività climatica e cambiamento climatico (cambiamenti astronomici, solari, atmosferici, oceanici e fluttuazioni di temperatura). Clima di altri pianeti. Clima e società. Variabilità multidecadale della temperatura superficiale del mare (seminario del Dr. Salvatore Marullo). Misura lidar di gas serra (visita al Centro Ricerche ENEA di Frascati). Seconda parte Dr. Antonello Pasini Introduzione ai modelli climatici. Il percorso concettuale dalle osservazioni alle simulazioni. Approcci dinamico e statistico. Gerarchia dei modelli climatici e loro componenti, tipologie di modelli, il concetto di parametrizzazione. Modelli a Bilancio di Energia (EBM). Struttura generale di un EBM, EBM 0-dimensionali, EBM 1-dimensionali, parametrizzazioni negli EBM, applicazioni. Modelli Radiativo-Convettivi (RC) e Modelli a Complessità Intermedia (EMIC). Equilibrio radiativo e radiativo-convettivo e implementazione nei modelli climatici a complessità intermedia. Modelli Climatici Globali (GCM). Struttura di un GCM, componenti e interazioni, equazioni fondamentali e loro modellazione. Attività di attribution e risultati. Validazione dei modelli di clima. Cenni di modellistica climatica regionale e tecniche di downscaling. Scenari e proiezioni climatiche per il XXI secolo. Analizzare il clima e i suoi cambiamenti da un altro punto di vista: modelli a rete neurale e analisi di causalità di Granger. Dettagli sulle tecniche e risultati di attribution. Downscaling con modelli a rete neurale. - Pasini Antonello (programma) Prima parte Dr. Luca Fiorani Definizione di clima (climatologia e meteorologia). Il sistema climatico (atmosfera, biosfera, criosfera, geosfera, idrosfera, Sole). La radiazione solare e il bilancio energetico della Terra (richiami di fisica solare, leggi della radiazione, assorbimento della radiazione solare nell’atmosfera). Atmosfera e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’atmosfera). Nubi e aerosol (richiami di processi di condensazione e formazione delle nubi). Oceano e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’oceano). Trasferimento radiativo (richiami di assorbimento, emissione e trasferimento radiativo dell’atmosfera). L’effetto serra (l’atmosfera come serra, i gas serra, calcolo del bilancio energetico, modelli di effetto serra). Lo strato di ozono (radiazione ultravioletta in atmosfera, fotochimica della produzione di ozono, misure di ozono, “buco” dell’ozono). Osservazioni climatiche con telerilevamento (misure da terra, misure satellitari, strumenti infrarossi, strumenti “limb viewing”, applicazioni del telerilevamento agli studi climatici). Sensitività climatica e cambiamento climatico (cambiamenti astronomici, solari, atmosferici, oceanici e fluttuazioni di temperatura). Clima di altri pianeti. Clima e società. Variabilità multidecadale della temperatura superficiale del mare (seminario del Dr. Salvatore Marullo). Misura lidar di gas serra (visita al Centro Ricerche ENEA di Frascati). Seconda parte Dr. Antonello Pasini Introduzione ai modelli climatici. Il percorso concettuale dalle osservazioni alle simulazioni. Approcci dinamico e statistico. Gerarchia dei modelli climatici e loro componenti, tipologie di modelli, il concetto di parametrizzazione. Modelli a Bilancio di Energia (EBM). Struttura generale di un EBM, EBM 0-dimensionali, EBM 1-dimensionali, parametrizzazioni negli EBM, applicazioni. Modelli Radiativo-Convettivi (RC) e Modelli a Complessità Intermedia (EMIC). Equilibrio radiativo e radiativo-convettivo e implementazione nei modelli climatici a complessità intermedia. Modelli Climatici Globali (GCM). Struttura di un GCM, componenti e interazioni, equazioni fondamentali e loro modellazione. Attività di attribution e risultati. Validazione dei modelli di clima. Cenni di modellistica climatica regionale e tecniche di downscaling. Scenari e proiezioni climatiche per il XXI secolo. Analizzare il clima e i suoi cambiamenti da un altro punto di vista: modelli a rete neurale e analisi di causalità di Granger. Dettagli sulle tecniche e risultati di attribution. Downscaling con modelli a rete neurale. (testi) Testi F. W. Taylor (2005), Elementary Climate Physics, Oxford. K. McGuffie & A. Henderson-Sellers (2014), The Climate Modelling Primer, 4th Edition, Wiley. - fiorani luca (programma) Prima parte Dr. Luca Fiorani Definizione di clima (climatologia e meteorologia). Il sistema climatico (atmosfera, biosfera, criosfera, geosfera, idrosfera, Sole). La radiazione solare e il bilancio energetico della Terra (richiami di fisica solare, leggi della radiazione, assorbimento della radiazione solare nell’atmosfera). Atmosfera e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’atmosfera). Nubi e aerosol (richiami di processi di condensazione e formazione delle nubi). Oceano e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’oceano). Trasferimento radiativo (richiami di assorbimento, emissione e trasferimento radiativo dell’atmosfera). L’effetto serra (l’atmosfera come serra, i gas serra, calcolo del bilancio energetico, modelli di effetto serra). Lo strato di ozono (radiazione ultravioletta in atmosfera, fotochimica della produzione di ozono, misure di ozono, “buco” dell’ozono). Osservazioni climatiche con telerilevamento (misure da terra, misure satellitari, strumenti infrarossi, strumenti “limb viewing”, applicazioni del telerilevamento agli studi climatici). Sensitività climatica e cambiamento climatico (cambiamenti astronomici, solari, atmosferici, oceanici e fluttuazioni di temperatura). Clima di altri pianeti. Clima e società. Variabilità multidecadale della temperatura superficiale del mare (seminario del Dr. Salvatore Marullo). Misura lidar di gas serra (visita al Centro Ricerche ENEA di Frascati). Seconda parte Dr. Antonello Pasini Introduzione ai modelli climatici. Il percorso concettuale dalle osservazioni alle simulazioni. Approcci dinamico e statistico. Gerarchia dei modelli climatici e loro componenti, tipologie di modelli, il concetto di parametrizzazione. Modelli a Bilancio di Energia (EBM). Struttura generale di un EBM, EBM 0-dimensionali, EBM 1-dimensionali, parametrizzazioni negli EBM, applicazioni. Modelli Radiativo-Convettivi (RC) e Modelli a Complessità Intermedia (EMIC). Equilibrio radiativo e radiativo-convettivo e implementazione nei modelli climatici a complessità intermedia. Modelli Climatici Globali (GCM). Struttura di un GCM, componenti e interazioni, equazioni fondamentali e loro modellazione. Attività di attribution e risultati. Validazione dei modelli di clima. Cenni di modellistica climatica regionale e tecniche di downscaling. Scenari e proiezioni climatiche per il XXI secolo. Analizzare il clima e i suoi cambiamenti da un altro punto di vista: modelli a rete neurale e analisi di causalità di Granger. Dettagli sulle tecniche e risultati di attribution. Downscaling con modelli a rete neurale. (testi) Testi F. W. Taylor (2005), Elementary Climate Physics, Oxford. K. McGuffie & A. Henderson-Sellers (2014), The Climate Modelling Primer, 4th Edition, Wiley.	6	FIS/06	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402026 - FISICA DELLA IONOSFERA E DELLA MAGNETOSFERA (obiettivi) Dare conoscenze fondamentali sulla fisica del plasma ionosferico e delle sue instabilità attraverso una descrizione della struttura, composizione e formazione della ionosfera, nonché delle principali dinamiche presenti in questa zona di transizione. Uno degli obiettivi è di dare allo studente gli strumenti per consentirgli di effettuare un’analisi sugli effetti della radiazione ultravioletta solare e della precipitazione di particelle magnetosferiche nel più ampio quadro dello studio delle interazioni Litosfera-Atmosfera-Ionosfera-Magnetosfera. Dare conoscenze fondamentali sulla fisica dei processi magnetosferici, perturbativi e non, attraverso lo studio delle interazioni terra-sole, delle particelle intrappolate nelle fasce di Van Allen e delle interazioni di queste ultime con l’atmosfera residua - SCOTTO Carlo (programma) 1. Introduzione: scopo del corso e presentazione degli argomenti trattati 2. Nozioni di fisica del plasma magneto-ionosferico e di teoria magnetoionica Plasma non caldo, dispersione in frequenza, frequenza di plasma, distanza di Debye, libero cammino medio, giropulsazione di plasma, condizioni di plasma, accelerazione di betatrone, accelerazione di Fermi. Campo magnetico congelato. Indice di rifrazione di fase per le onde radio in un plasma senza collisioni e con collisioni in assenza di campo magnetico, interpretazione della parte immaginaria dell'indice di rifrazione. Equazione del telegrafo. Velocità di gruppo. Indice di rifrazione di gruppo senza collisioni e senza campo magnetico. Riferimento: appunti di lezione, file 1. Le relazioni costitutive della materia Riferimento: appunti di lezione, file 2. Indici di rifrazione di gruppo con campo magnetico con e senza collisioni: la relazione di Appleton-Hartree. Riferimento: appunti di lezione, file 3. Gli zeri dell'indice di rifrazione di fase con e senza collisioni. Regola di Booker. Riferimento: appunti di lezione, file 4. 3. Nozioni sull'ambiente circumterrestre. Struttura della atmosfera neutra e della ionosfera, fondamenti della regione D, campo magnetico della Terra e magnetosfera. Riferimento: M. Kelley, "The Earth's Ionosphere", capitolo 1. 4. Onde ed instabilità nel plasma magneto-ionosferico Onde elettroacustiche e onde iono acustiche Riferimento: J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" §2.7.3, pag 39-40, in particolare, per le onde iono acustiche: https://en.wikipedia.org/wiki/Ion_acoustic_wave", instabilità di Farley-Beunmann. Riferimento: M. Kelley, "The Earth's Ionosphere", §4.7 pp. 187-191, instabilità di Rayleigh-Taylor Riferimento: J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" §2.8.3 pag. 41-42 , onde ciclotroniche, onde di Alfvén, Whistlers , onde di Alfvén pure e modificate.Riferimento: J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" §2.7.1 pag. 35-38, onde onde di Lagmuir, per esempio https://cds.cern.ch/record/2203630/files/1418884_51-65.pdf, §2.1 Longitudinal (Langmuir) waves, pag 58) Oppure, più semplicemente, per questa Unità Didattica lo studente può prendere per riferimento gli appunti presi a lezione 5. Elementi di radio propagazione ionosferica Riflessione parziale da parte di uno strato, diffrazione da uno schermo con piccole irregolarità, propagazione obliqua. Riferimento: J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" §2.5.2, §2.5.3, §2.5.4, §2.6.1, §2.6.2, §2.6.3. 6. Ionosfera Processi di assorbimento, attenuazione della radiazione nei gas, deposizione di energia nell'alta atmosfera: funzione di Chapman. Ionosfera terrestre: cenni storici, profilo verticale di densità elettronica, temperatura ionosferica, produzione e scomparsa di ionizzazione, regioni ionosferiche, equilibrio elettronico, profilo verticale di densità elettronica nella regione E e nella regione F2. Riferimento: G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment, § 3.2. , introduzione del cap 4, § 4.1, § 4.2, § 4.3. Strato F1. Riferimento: appunti di lezione, file 1. Strato E. Riferimento: appunti di lezione, file 2. Ulteriori note sullo strato F1.Riferimento: appunti di lezione, file 3. Onde atmosferiche di gravità (GWs): Riferimento: appunti di lezione, file 4. Osservazione dell'effetto delle GWs nella ionosfera: le Travelling Ionospheric Disturbances (TIDs): Riferimento: appunti di lezione, file 5. Conduttività di Petersen, di Hall e parallela. Riferimento: appunti di lezione, file 6. Modelli ionosferici e ionogrammi: Riferimento: appunti di lezione, file 7. Ulteriori note sugli ionogrammi e loro inversione: Riferimento: appunti di lezione, file 8. Raggio Z: Riferimento: appunti di lezione, file 9. 7. Magnetosfera Fondamenti. Il campo geomagnetico presso la Terra, Particelle cariche nel campo magnetico: moto di girazione, moto oscillatorio ("Bounce"), moti di drift: drift nel neutral sheet, drift dovuto a forze esterne, drift ambipolare (o drift ExB), drift dovuto alla curvatura delle linee di campo, collisioni coulombiane. Particelle nella magnetosfera interna: fasce di radiazione, ring current, plasmasfera. Il campo di geomagnetico distante:configurazione e classificazione, le correnti sul lato diurno della magnetosfera, riflessione delle particelle e formazione di corrente, sistema di correnti nella "coda geomagnetica". Particelle nella magnetosfera esterna: magnetotail plasma sheet, magnetotail lobe plasma, magnetospheric boundary layer. Onde di plasma nella magnetosfera. Riferimento: G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment § 5. Aurora diffusa e discreta. Riferimento: G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment §7.4.3, p. 372. Testi consigliati: 1) G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment" 2) J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" 3) M. Kelley, "The Earth's Ionosphere" 4) Appunti di lezione. (testi) Per l' Anno Accademico 2016-2017: 1) G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment" 2) J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" 3) M. Kelley, "The Earth's Ionosphere" 4) Appunti di lezione. Per l'Anno accademico 2017-2018 si prevede di utilizzare: 1) G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment" 2) Appunti di lezione.	6	FIS/06	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402359 - MODELLI NUMERICI IN FISICA TERRESTRE E DELL'AMBIENTE (obiettivi) Studiare ed implementare tecniche di approssimazione numerica più avanzate, in particolare relative ai problemi di ottimizzazione ed alla soluzione approssimata di Equazioni Differenziali Ordinarie - Erogato presso 20402092 AN420 - ANALISI NUMERICA 2 in MATEMATICA (DM 270) LM-40 (docente da definire)	6	MAT/08	60	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402380 - RADIOATTIVITÀ AMBIENTALE (obiettivi) Il corso è indirizzato a fornire le conoscenze fondamentali, teoriche e sperimentali, nell'ambito della Fisica delle Radiazioni Ionizzanti e dei Metodi Radiometrici nella Fisica Terrestre e dell'Ambiente - PLASTINO WOLFANGO (programma) Atoms, Nuclides, and Radionuclides - Radiation sources -Radiation interactions -Counting Statistics Geochemistry of Radiogenic Isotopes - Mixing Theory -Origin of Igneous Rock -Water and Sediment -The Oceans Thermonuclear Radionuclides - Fission Products of Transuranium Elements -90Sr in the Environment -137Cs in the Environment -The 90Sr/137Cs, 239,240Pu, and 241Am in the Arctic Ocean General Properties of Radiation Detectors - Ionizing chambers -Proportional and Geiger-Mueller counters -Scintillation Detectors -Germanium Gamma-Ray Detectors Geochronometry - The Rb-Sr Method -The K-Ar Method -The 40Ar/39Ar Method -The Sm-Nd Method -The U-Pb, Th-Pb, and Pb-Pb Methods -The 14C Method -The 3H/3He Method Application of Tracer Technology to the Environment - Atmospheric Transport Modeling -Groundwater dynamics -Nuclear non-proliferation (testi) Knoll G.F. - Radiation Detection and Measurement. John Wiley & Sons, 2010 - ISBN:9780470649725 Faure G. and Mensing T.M - Isotopes-Principles and Applications. John Wiley & Sons, 2004 - ISBN:9780471384373	6	FIS/07	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20401253 - FISICA DEI LIQUIDI (obiettivi) Il corso intende offrire un'introduzione alla moderna fisica dei liquidi, intesa come lo studio della fenomenologia dei fluidi a partire da leggi di forza interatomiche. Verranno studiati i metodi teorici basati sulle equazioni integrali che consentono di descrivere la struttura del liquido. Verranno introdotti i metodi di simulazione numerica al calcolatore applicati alla fisica dei liquidi. Si studieranno quindi le funzioni di correlazione e la teoria della risposta lineare con applicazioni allo studio della dinamica dei liquidi nel limite idrodinamico e in quello visco-elastico. Saranno introdotte le funzioni memoria. Verranno trattati la fisica dei liquidi sottoraffreddati e lo studio della transizione vetrosa - ROVERE MAURO (programma) 1 - Termodinamica e Meccanica Statistica. Funzioni termodinamiche estensive ed intensive. Condizioni di equlibrio. Trasformate di Legendre e potenziali termodinamici. Condizioni di stabililià delle fasi. Transizioni di fase e loro classificazione. Equazione di Van der Waals. Richiami della teoria degli ensembles statistici. Fluttuazioni. 2 - Forze fra atomi e ordine a corto raggio nei liquidi. Caratterizzazione dello stato liquido della materia. Forze fra atomi e potenziali efficaci. Funzioni di distribuzione nel canonico e nel gran canonico. Funzione di distribuzione radiale e relazione con la termodinamica. Il fattore di struttura statico. Misura della struttura di un liquido con tecniche di diffusione. Equazione gerarchica per le funzioni di distribuzione. Potenziale di forza media. Equazione di Ornstein-Zernike. Funzione di correlazione diretta. Funzione di risposta statica. Relazioni di chiusura. Approssimazione delle catene iper-reticolate (HNC). Approssimazione di Percus-Yevick (PY). Soluzione della PY per il liquido di sfere dure. Equazione di stato per le sfere dure. Inconsistenza termodinamica. Teoria HNC modificata. Fattore di struttura di miscele liquide e liquidi molecolari. 3 - Simulazione numerica di sistemi fluidi Metodi di simulazione stocastici e deterministici. Metodo della Dinamica Molecolare. Algoritmi alla Verlet. Dinamica molecolare a temperatura e a pressione costante. Il metodo di simulazione Monte Carlo. Simulazione Monte Carlo in diversi ensemble. 4 - Dinamica dei liquidi Funzioni di correlazione dipendenti dal tempo. Diffusione anelastica dei neutroni e misura del fattore di struttura dinamico. Funzioni di correlazione di Van Hove. Principio del bilancio dettagliato. Teoria della risposta lineare. Funzione risposta. Teorema di fluttuazione-dissipazione. Diffusione delle particelle. Coefficiente di diffusione. Funzione di correlazione delle velocità. Idrodinamica e modi collettivi. Scattering Brillouin. 5 - Stati metastabili, liquidi sotto raffredati e transizione vetrosa. Stabilità e metastabilità. Curva spinodale dall'equazione di Van der Waals. Fluttuazioni e andamenti delle funzioni di correlazione vicino al punto critico. Liquidi sottoraffreddati e transizione vetrosa. Diagramma di Angell. Cenni agli aspetti dinamici e alla teoria di Mode Coupling. Entropia configurazionale e temperatura di Kauzmann. (testi) J.P. Hansen and I.R. McDonald, Theory of Simple Liquids, seconda edizione, Academic Press. N. H. March and M. P. Tosi, Introduction to Liquid State Physics, World Scientific. P. G. Debenedetti, Metastable Liquids, Princeton University Press.	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410050 - FISICA DELLE NANOSTRUTTURE (obiettivi) Dare allo studente una comprensione approfondita delle proprietà fisiche dei sistemi a bassa dimensionalità, con dimensioni caratteristiche nanometriche. Illustrare i principi delle metodologie realizzative e delle nanotecnologie - DI GASPARE LUCIANA (programma) ETEROGIUNZIONI E ETEROSTRUTTURE. SISTEMI 2-,1-, 0-DIMENSIONALI. STATI ELETTRONICI E DENSITÀ DEGLI STATI. GAS DI ELETTRONI 2D:. LUNGHEZZE CARATTERISTICHE PER IL TRASPORTO IN SISTEMI A BASSA DIMENSIONALITÀ.MATRICI T E TUNNEL RISONANTE. INTERFERENZA DELLE FUNZIONI D' ONDA ED EFFETTO AHARONOV-BOHM. TRASPORTO BALISTICO E QUANTIZZAZIONE DELLA CONDUTTANZA NEI SISTEMI 1-DIMENSIONALI. CONDUCIBILITÀ IN PRESENZA DI UN CAMPO MAGNETICO. OSCILLAZIONI SHUBNIKOV-DE HAAS. EFFETTO HALL QUANTISTICO. TUNNELLING DI SINGOLO ELETTRONE E BLOCCAGGIO COULOMBIANO. TRANSISTOR A SINGOLO ELETTRONE. GRAFENE: PROPRIETÀ STRUTTURALI ED ED ELETTRONICHE. PROPRIETÀ OTTICHE DELLE NANOSTRUTTURE:TRANSIZIONI INTERBANDA NELLE BUCHE QUANTICHE E REGOLE DI SELEZIONE; ECCITONI IN SISTEMI 2D; TRANSIZIONI INTERSOTTOBANDA E REGOLE DI SELEZIONE. EMETTITORI DI LUCE, COEFFICIENTE DI GUADAGNO. LASER A DIODO, A ETEROSTRUTTURA, A CASCATA QUANTICA (CENNI) (testi) DATTA S.: ELECTRONIC TRANSPORT IN MESOSCOPIC SYSTEMS [CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS ] FERRY D.K. AND GOODNICK S.M.: TRANSPORT IN NANOSTRUCTURES [CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS ] DAVIES J. H. : THE PHYSICS OF LOW DIMENSIONAL SEMICONDUCTORS [CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS)	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410051 - FISICA DELLE SUPERFICI E INTERFACCE (obiettivi) Introdurre lo studente alle conoscenze fondamentali su proprietà, preparazione e caratterizzazione di superfici ed interfacce - STEFANI GIOVANNI	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410049 - FISICA DEI DISPOSITIVI ELETTRONICI ED OPTOELETTRONICI (obiettivi) Il corso si propone di illustrare le metodologie più avanzate per lo studio, la simulazione e l’analisi dei dispositivi elettronici e optoelettronici a stato solido. Verranno illustrati i meccanismi fisici alla base del funzionamento dei più moderni dispositivi basati su semiconduttori a larga gap, quali GaN, GaAs e AlGaAs, così come quelli più tradizionali fabbricati in Silicio. Inoltre, attraverso opportune leggi di scala, verranno analizzati i limiti intravisti per le tecnologie correnti con l’indicazione delle possibili soluzioni - CONTE GENNARO (programma) Dispositivi Unipolari. La barriera metallo-semiconduttore. Il diodo Schottky. Funzione lavoro e affinità elettronica. Caratteristica I-V ideale. Contatto Ohmico. Carica di superficie e lunghezza di Debye . Elettrostatica della giunzione M-S. Trasporto nella SCR. Corrente termoionica. Corrente di drift-diffusione. Abbassamento della barriera. Carica nella SCR: valutazione di Nd e Fbi. Drogaggio non uniforme. Giunzione metallo-n+-n. JFET e MESFET. Resistenza del canale. Caratteristica di ingresso: iDS à VGS. La corrente di drain, iDS. Transcaratteristica: iDS à VDS. Transconduttanza, gm. Conduttanza di canale, gd. Il JFET come amplificatore di segnale. Comportamento dinamico. Modello di piccolo segnale. Comportamento in frequenza e fT. Strutture Metallo-Ossido-Semiconduttore. Il diodo MIS. Capacità del sistema MOS. Analisi all’equilibrio termico. Stati di interfaccia. Carica nell’ossido. Elettronica del MOS. MOSFET: modello a controllo di carica. NMOS, PMOS e CMOS. Dispositivi a svuotamento e arricchimento. Correnti sottosoglia. Effetti geometrici. Leggi di scala. - Teorema di Ramo. Fotoconducibilità. Fotoresistenze. Guadagno fotoconduttivo. La giunzione pn alla luce. Il fotodiodo pin. APD-Avalanche Photodiode. Risposta spettrale. Elettroluminescenza. Drogaggio. Transizioni radiative e non-radiative. Tempo di vita dei minoritari. Efficienza di luminescenza. Efficienza di estrazione. Architetture dei dispositivi. LED per IR, Vis e UV. (testi) D.A. Neamen - Semiconductor Physics and Devices, 3rd Ed., McGraw-Hill, 2003. R.S Muller, T.I. Kamins - Device Electronics for Integrated Circuits, 3rd Ed., John Wiley, 2009	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402354 - MECCANICA STATISTICA (obiettivi) Il corso mira a dare una visione degli sviluppi moderni della meccanica statistica. In particolare, partendo dalla teoria delle transizioni di fase e dei fenomeni critici, si vuole mostrare come sono emersi i concetti alla base del metodo del gruppo di rinormalizzazione. Questo metodo è ormai largamente utilizzato in diversi campi della meccanica statistica. I fenomeni critici costituiscono l’applicazione classica del metodo, che viene illustrata in dettaglio nei primi 6 crediti del corso. Questi primi 6 crediti possono quindi essere utilizzati da più indirizzi. I restanti 2 crediti si soffermano su applicazioni più recenti del metodo nel campo della fisica della materia - Erogato presso 20401425 MECCANICA STATISTICA in FISICA (DM 270) LM-17 N0 RAIMONDI ROBERTO (programma) Vedi il corso principale 20401425 MECCANICA STATISTICA (testi) Vedi il corso principale 20401425 MECCANICA STATISTICA	6	FIS/02	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410097 - FOTONICA QUANTISTICA (obiettivi) Acquisire conoscenza della fisica dei sistemi laser e della descrizione del campo elettromagnetico in seconda quantizzazione, con particolare enfasi agli aspetti fenomenologici. - BARBIERI MARCO (programma) Fisica del laser: richiami alla radiazione di corpo nero, equazioni di Einstein, eccitazione di atomi a due livelli, attenuazione e guadagno. Livelli d’energia e transizioni in semiconduttori. Comportamento del laser cw. Cenni ai laser ultrabrevi. Coerenza e quantizzazione del campo e.m.: teoria classica delle fluttuazione e della coerenza al primo e secondo ordine. Campo e.m. come oscillatore armonico, quantizzazione e teoria quantistica della coerenza. Stati numero, coerenti e termici. Rappresentazione di interazione: il beam splitter e gli stati squeezed. Rivelazione omodina e fotoconteggio. Funzioni di quasi-probabilità. Ottica nonlineare: introduzione e trattamento classico. Cenni al trattamento quantistico. Effetti nonlineari del secondo ordine: generazione di seconda armonica, frequenza somma e frazionamento parametrico. Effetti del terzo ordine: effetto Kerr ottico. Cenni alla filamentazione. Equazione di Schroedinger nonlineare e solitoni temporali. Correlazioni quantistiche: problema del realismo locale in meccanica quantistica e paradosso EPR-Bohm. Diseguaglianza di Bell e test sperimentali con fotoni polarizzati. (testi) R. Loudon, The quantum theory of light. O. Svelto, Principles of lasers. R. Boyd, Nonlinear optics. J.S. Bell, Speakable and unspeakable in quantum mechanics.	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410098 - FISICA DEI PIANETI DEL SISTEMA SOLARE ED ESOPIANETI (obiettivi) L’obiettivo del corso è quello di fornire adeguate conoscenze riguardo la fisica dei pianeti del sistema solare e degli esopianeti, con particolare riguardo alle tecniche di indagine delle atmosfere, delle superfici e delle sottosuperfici dei pianeti. Canale: 1 - CERRONI Priscilla (programma) 1 Sistema Solare - Descrizione del Sistema Solare nel suo insieme, distribuzione di massa e di momento angolare, osservabili astrofisiche. - Descrizione delle osservabili planetologiche: caratteristiche dei pianeti, dei sistemi di satelliti, dei corpi minori del Sistema Solare - I pianeti terrestri:caratteristiche generali e processi evolutivi delle superfici planetarie. - I pianeti terrestri:storia termica, craterizzazione, vulcanismo, tettonica. Planetologia comparata. - Meteoriti e corpi minori: indizi per la formazione del Sistema Solare, cenni sulla datazione - I pianeti giganti - Satelliti planetari - Struttura interna dei pianeti, differenze tra pianeti terrestri e giganti, evoluzione - Atmosfere planetarie 2 Pianeti Extrasolari - Introduzione storica - Metodi indiretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari - Metodi diretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari - Caratteristiche dei pianeti Extrasolari - Fisica dei Pianeti Extrasolari - Caratterizzazione e risultati - Quale vita? - Abitabilità e zona abitabile - La ricerca della vita 3 Parte Comune - Cenni sulla Teoria della formazione planetaria (testi) - non esiste un testo unico che tratti in modo completo gli argomenti del corso. Un teso consigliato è: Imke de Pater and Jack J. Lissauer, Planetary Sciences, Cambridge University Press. Durante il corso verranno suggeriti di volta in volta articoli scientifici di review. Materiali: - Slides del corso - Articoli scientifici Canale: 2 - CLAUDI Riccardo (programma) 1 Sistema Solare - Descrizione del Sistema Solare nel suo insieme, distribuzione di massa e di momento angolare, osservabili astrofisiche. - Descrizione delle osservabili planetologiche: caratteristiche dei pianeti, dei sistemi di satelliti, dei corpi minori del Sistema Solare - I pianeti terrestri:caratteristiche generali e processi evolutivi delle superfici planetarie. - I pianeti terrestri:storia termica, craterizzazione, vulcanismo, tettonica. Planetologia comparata. - Meteoriti e corpi minori: indizi per la formazione del Sistema Solare, cenni sulla datazione - I pianeti giganti - Satelliti planetari - Struttura interna dei pianeti, differenze tra pianeti terrestri e giganti, evoluzione - Atmosfere planetarie 2 Pianeti Extrasolari - Introduzione storica - Metodi indiretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari - Metodi diretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari - Caratteristiche dei pianeti Extrasolari - Fisica dei Pianeti Extrasolari - Caratterizzazione e risultati - Quale vita? - Abitabilità e zona abitabile - La ricerca della vita 3 Parte Comune - Cenni sulla Teoria della formazione planetaria (testi) - non esiste un testo unico che tratti in modo completo gli argomenti del corso. Un teso consigliato è: Imke de Pater and Jack J. Lissauer, Planetary Sciences, Cambridge University Press. Durante il corso verranno suggeriti di volta in volta articoli scientifici di review. Materiali: - Slides del corso - Articoli scientifici	6	FIS/05	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410096 - Educational & Outreach - La comunicazione della scienza (obiettivi) Fornire allo studente i concetti di base della comunicazione, come le tecniche per parlare in pubblico e per la preparazione di materiali di presentazione e di testi di comunicazione scientifica. Far acquisire competenze sulla progettazione e realizzazione di prodotti di comunicazione (immagini, audio, video) e sul Communication Plan (piano per organizzare la comunicazione di un evento o progetto scientifico). Canale: 1 - BERNIERI ENRICO (programma) Il percorso formativo proposto si basa sul concetto di case study: verranno presentati esempi specifici e argomenti selezionati per il loro interesse scientifico e mediatico. Intorno ai case study, il corso sarà organizzato con didattica laboratoriale: verranno realizzati dei veri e propri laboratori di comunicazione in cui gli studenti, lavorando in squadra e guidati da ricercatori e professionisti della comunicazione scientifica, analizzeranno l’esempio specifico e progetteranno e realizzeranno una serie di strumenti di comunicazione specifici (articoli di divulgazione scientifica, siti web, blog, interviste e audio/video ecc). Il percorso formativo avrà inoltre una impronta tecnologica, prendendo in considerazione le nuove tecnologie multimediali applicate alla comunicazione, presentando, utilizzando e integrando software e soluzioni open source disponibili al momento. Il programma Il programma proposto prevede un percorso di 52 ore che include 40 ore di lezioni di insegnamento frontale e 12 ore di laboratorio pratico. 12 ore sono in comune con il corso di comunicazione per il Dottorato in Fisica. Introduzione alla comunicazione scientifica • Gli assiomi della comunicazione, dal linguaggio corporeo alla progettazione di un Communication Plan. • La comunicazione scientifica: Perché comunicare la scienza? • I diversi tipi di comunicazione nel mondo della ricerca e dell’Università. • Progettare un evento per il pubblico: la comunicazione in 5 mosse. • L’immagine e la comunicazione della scienza. Parlare in pubblico di scienza • Come si parla in pubblico: differenze tra conferenza stampa, dibattito e conferenza divulgativa • Le regole base per parlare in pubblico • Materiali multimediali per parlare di scienza al pubblico: slide, audio, video. Scrivere di scienza • Le basi del giornalismo scientifico: riflessioni sul linguaggio della carta stampata all’audio/video. • Le differenze tra un articolo divulgativo, un articolo scientifico e un comunicato stampa. • La scrittura per l’audio/video: lo storyboard. La comunicazione visiva della scienza • L’immagine e la comunicazione della scienza • Progettare e realizzare un’immagine La scienza sul web • Come è comunicata la scienza sul web • Il web 2.0 e la scienza • Realizzare un sito web Organizzare un evento per il pubblico • Il Communication Plan di una osservazione astronomica per una classe • Realizzare una serata osservativa (testi) "Comunicare la scienza" di Giovanni Carrada https://www.mestierediscrivere.com/uploads/files/comunicarelascienza.pdf Canale: 2 - GIACOMINI Livia (programma) Il programma proposto prevede un percorso di 52 ore che include 40 ore di lezioni di insegnamento frontale e 12 ore di laboratorio pratico. 12 ore sono in comune con il corso di comunicazione per il Dottorato in Fisica. Introduzione alla comunicazione scientifica • Gli assiomi della comunicazione, dal linguaggio corporeo alla progettazione di un Communication Plan. • La comunicazione scientifica: Perché comunicare la scienza? • I diversi tipi di comunicazione nel mondo della ricerca e dell’Università. • Progettare un evento per il pubblico: la comunicazione in 5 mosse. • L’immagine e la comunicazione della scienza. Parlare in pubblico di scienza • Come si parla in pubblico: differenze tra conferenza stampa, dibattito e conferenza divulgativa • Le regole base per parlare in pubblico • Materiali multimediali per parlare di scienza al pubblico: slide, audio, video. Scrivere di scienza • Le basi del giornalismo scientifico: riflessioni sul linguaggio della carta stampata all’audio/video. • Le differenze tra un articolo divulgativo, un articolo scientifico e un comunicato stampa. • La scrittura per l’audio/video: lo storyboard. La comunicazione visiva della scienza • L’immagine e la comunicazione della scienza • Progettare e realizzare un’immagine La scienza sul web • Come è comunicata la scienza sul web • Il web 2.0 e la scienza • Realizzare un sito web Organizzare un evento per il pubblico • Il Communication Plan di una osservazione astronomica per una classe • Realizzare una serata osservativa (testi) "Comunicare la scienza" di Giovanni Carrada https://www.mestierediscrivere.com/uploads/files/comunicarelascienza.pdf Canale: 3 - DE ANGELIS ILARIA (programma) Vedi le info dal titolare Livia Giacomini (testi) Vedi le info dal titolare Livia Giacomini	6	FIS/08	40	12	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA

Secondo semestre

Insegnamento	CFU	SSD	Ore Lezione	Ore Eserc.	Ore Lab	Ore Studio	Attività	Lingua
20402228 - TIROCINIO	6		-	-	-	-	Ulteriori attività formative (art.10, comma 5, lettera d)	ITA
20402227 - PROVA FINALE	34		289	-	-	-	Per la prova finale e la lingua straniera (art.10, comma 5, lettera c)	ITA

Primo semestre

Insegnamento	CFU	SSD	Ore Lezione	Ore Eserc.	Ore Lab	Ore Studio	Attività	Lingua
20401904 - FISICA TEORICA I (obiettivi) Approfondire l’elettrodinamica classica fornire gli elementi della meccanica quantistica relativistica. Fornire le basi della teoria dei campi e della QED - DEGRASSI GIUSEPPE (programma) Relatività ristretta ed elettromagnetismo Richiami di relatività ristretta: trasformazioni di Lorentz, addizione delle velocità, aberrazione della luce. Rappresentazione grafica di Minkowski: classificazione degli in- tervalli, dilatazione dei tempi, contrazione delle lunghezze, causalità. Caratterizzazione completa delle trasformazioni delle coordinate che lasciano invariato l'intervallo spazio- temporale pseudoeuclideo: gruppo di Poincarè, gruppo di Lorentz e loro struttura. Elementi di calcolo quadritensoriale: scalari, vettori controvarianti, vettori covarianti, tensori, pseudotensori, prodotto scalare, contrazioni tensoriali. Legge di trasformazione dei campi, quadrigradiente. Elementi di meccanica relativistica: quadrivelocità, quadriaccelerazione, quadrimpul- so, quadrivettore forza e legge della potenza. Formulazione covariante dell'equazione di Lorentz e tensore del campo elettromagne- tico. Proprietà di trasformazione dei campi elettrico e magnetico. Formulazione covarian- te delle equazioni di Maxwell. Potenziale vettore, potenziale scalare, quadripotenziale. Equazioni di Maxwell in termini del quadripotenziale. Invarianza di gauge. Invarianti del campo elettromagnetico. Campo creato da una carica in moto uniforme: derivazione dal campo elettrostatico mediante una trasformazione di Lorentz. Bilancio energetico nel formalismo trivettoriale: densità di energia, vettore di Poyn- ting. Bilancio energetico nel formalismo covariante: tensore energia ed impulso. Leggi di conservazione: conservazione del quadrimpulso totale e tensore degli sforzi di Maxwell. Conservazione del momento angolare totale. Equazioni di Maxwell nel vuoto per il quadripotenziale nella gauge di Lorentz e loro soluzione generale. Soluzioni di tipo onda piana delle equazioni di Maxwell nel vuoto e loro proprietà. Densità e flusso di energia di un'onda piana. Pressione della radiazione. Formulazione covariante della polarizzazione. Equazione per il quadripotenziale in presenza di sorgenti. Funzione di Green. Poten- ziali e campi di Lienard e Wiechert. Potenza irradiata in approssimazione non relativistica e relativistica. Sezione d'urto Thomson. Effetto Compton. Effetto Cerenkov. Teoria dei campi quantizzati Equazione di Dirac. Covarianza dell'equazione. Limite non relativistico. Covarianti bilineari. Soluzioni dell'equazione di Dirac. Proiettori per le soluzioni ad energia positiva e negativa. Elicità e chiralità. Il campo elettromagnetico libero come insieme di oscillatori armonici. Quantizzazione del campo in gauge di radiazione . Operatori di creazione ed annichilazione. Richiami di meccanica quantistica: oscillatore armonico, rappresentazione di Heisen- berg, operatore di evoluzione temporale, prodotto cronologico. Formalismo lagrangiano dal discreto al continuo. Quantizzazione del campo. Com- mutatori canonici. Simmetrie e teorema della Noether. Invarianza per traslazioni spazio- temporali. Tensore energia-impulso. Simmetrie interne. Lagrangiano del campo sca- lare reale e complesso, sua quantizzazione. Prodotti ordinati. Invarianza globale e locale. Lagrangiano del campo di Dirac. Quantizzazione. Anticommutatori canonici. Quantizzazione del campo elettromagnetico. La rappresentazione di interazione. Matrice S. Sviluppo perturbativo della matri- ce S. Teorema di Wick. Commutatori dei campi bosonici e fermionici a tempi arbitrari. Propagatori per il campo scalare e di Dirac. Propagatore del fotone. Introduzione alle regole di Feynman. Regole di Feynman in QED. Sezione d'urto. Processi ad ordine albero: e+e- -- , diffusione in campo esterno. (testi) V. Barone: Relatività, Bollati Boringhieri. F. Mandl, G. Shaw: Quantum Field Theory, John Wiley & Sons.	8	FIS/02	46	22	-	-	Attività formative affini ed integrative	ITA
20402209 - FISICA NUCLEARE E SUBNUCLEARE (obiettivi) Illustrare i concetti di base delle particelle elementari e le interazioni fondamentali. Bosoni e fermioni, mesoni e barioni, modello a quark. - DI MICCO BIAGIO (programma) Vedi le info dal titolare Filippo Ceradini (testi) Vedi le info dal titolare Filippo Ceradini - CERADINI FILIPPO (programma) Principi di invarianza e leggi di conservazione, trasformazioni continue e discrete, parità, coniugazione di carica, inversione temporale. Equazioni quantistiche relativistiche, equazione di Klein-Gordon, equazione di Dirac, soluzioni a energia negativa, elicità, limite non relativistico, spin, antiparticelle. Soluzioni per massa nulla, proprietà dei neutrini. Teoria relativistica delle perturbazioni, interazione elettromagnetica, diagrammi di Feynman, propagatore. Estensione relativistica della sezione d’urto di Rutherford, sezione d’urto di Mott, Dirac, Rosenbluth. Raggi cosmici, componente primaria e secondaria, scoperta dei mesoni. Proprietà del muone e del pione, particelle strane, multipletti di isospin. Classificazione delle particelle e delle interazioni, leptoni e adroni, mesoni e barioni, antiparticelle. Interazioni adroniche, isospin, modello di Yukawa, diffusione elastica pione-nucleone, la risonanza Delta, risonanze barioniche e mesoniche, multipletti di mesoni e barioni. Simmetrie unitarie, SU(2), SU(3), modello statico a quark, i quark u-d-s, barioni e mesoni nel modello a quark, momenti magnetici dei barioni, il colore dei quark. Interazioni deboli, decadimento beta dei nuclei, transizioni Fermi e Gamow-Teller, non conservazione della parità, decadimento beta del Co60 polarizzato. Elicità del neutrino, interazione V-A. Decadimento del muone, costante di Fermi. Decadimento del pione, produzione di fasci di neutrini, numero leptonico, neutrini e-mu. Interazioni dei neutrini, propagatore dell'interazione debole. Decadimenti nel modello a quark, decadimenti deboli delle particelle strane, angolo di Cabibbo. Mesoni K0, autostati di CP, mesoni K0L e K0S, ipotesi di Glashow-Iliopoulos-Maiani e il quark charm. Violazione della simmetria CP, matrice Cabibbo-Kobayashi-Maskawa e il quark beauty. Diffusione inelastica leptone-nucleone, funzioni di struttura, Bjorken-scaling, modello a partoni, densità dei partoni, diffusione inelastica di neutrini e antineutrini, densità di quark e antiquark, i gluoni. Interazione elettrone-positrone, diffusione e annichilazione, produzione di adroni, quarkonio, il leptone tau, produzione di quark pesanti. Produzione di particelle in interazioni adroniche, processi Drell-Yan, produzione di jet adronici, cromodinamica quantistica. Il quark top, il neutrino tau, le tre generazioni. Isospin e ipercarica deboli, modello di Glashow-Weinberg-Salam, unificazione delle interazioni elettro-deboli, scoperta dei bosoni W e Z. Rottura della simmetria elettro-debole, il campo di Higgs, scoperta del bosone di Higgs. (testi) • W. E. Burcham and M. Jobes, Nuclear and Particle Physics, Pearson Education. • Appunti del corso di Istituzioni di Fisica Nucleare e Subnucleare, http://webusers.fis.uniroma3.it/~ceradini/efns.htm	8	FIS/04	46	22	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20402210 - FISICA DELLA MATERIA CONDENSATA (obiettivi) Il corso si pone l'obiettivo di applicare i metodi della meccanica quantistica alla descrizione delle proprieta' fondamentali della materia solida. - GALLO PAOLA (programma) Panoramica sulla materia condensata. Descrizione geometrica dei cristalli: reticoli diretti, reticoli reciproci e zona di Brillouin. Scattering di particelle da cristalli: raggi x, elettroni e neutroni. Quasicristalli. Classificazione dei solidi cristallini e legami. Approssimazione adiabatica di Born-Oppenheimer. Dinamica vibrazionale del reticolo cristallino, fononi. Calori specifici vibrazionali di Einstein e Debye e calore specifico elettronico. Elettroni in potenziali periodici: il teorema di Bloch. Teoria dell'elettrone libero nei metalli. L'Hamiltoniano a multielettroni e approssimazioni ad elettrone singolo: equazioni di Hartee e Hartee-Fock. Teoria a bande dei cristalli: metodo del Tight Binding, approssimazione dell'elettrone quasi libero. Proprieta' elettroniche di cristalli rilevanti. Trasporto nei metalli. Semiconduttori intrinseci e drogati e trasporto. Giunzione p-n. Superconduttivita'. (testi) TESTO PRINCIPALE: Giuseppe Grosso and Giuseppe Pastori Parravicini Solid State Physics Academic Press ALTRI TESTI UTILIZZATI: Neil W. Ashcroft N. David Mermin Solid State Physics Saunders College Charles Kittel Introduzione alla Fisica Dello Stato Solido Casa Editrice Ambrosiana - Iorio Antonio (programma) Vedi le info dal titolare Paola Gallo (testi) Vedi le info dal titolare Paola Gallo	8	FIS/03	46	22	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20402211 - COMPLEMENTI DI METODI MATEMATICI DELLA FISICA (obiettivi) Acquisire una buona conoscenza dei metodi per la risoluzione di equazioni integrali e differenziali (ordinarie e alle derivate parziali), nonché delle nozioni fondamentali della teoria degli operatori lineari su spazi infinito-dimensionali - FRANCIA DARIO (programma) Part I Introduction: Physics and symmetries Finite Groups: Definition of group; groups of order 2; the Cayley table; groups of order 3; cyclic groups; subgroups; direct products; Lagrange's theorem; groups of order 4; higher-order groups: the dihedral series, the quaternionic group; pre- sentations; the symmetric group Sn; the alternating group An; cycles; Cayley's theorem; representations: basic definitions; the regular representation; conjugation and cosets; normal subgroups; factor groups; simple and semisimple groups; clas- sification of simple groups (without proof); characters; review of finite-dim Hilbert spaces; unitary representations; group-averaged inner product; equivalence of finite- dim reps to unitary reps; reducible and fully reducible reps; reps of finite groups and full reducibility; Schur's Lemmas; the orthogonality relations; the character table; real, pseudoreal and complex reps; Kronecker products and Clebsch-Gordan series. 2 Lie Groups and Lie Algebras: group manifold; Lie groups; the classical ma- trix groups; Lie algebras: definition and first properties; structure constants; ad- joint representation; Cartan-Killing form; simple and semiimple Lie algebras; fully antisymmetric structure constants; Casimir operators; quadratic Casimir; highest (lowest)-weight representations; su(2); su(3); Gell-Mann matrices; roots; α-basis, ω basis, Chevalley basis; general Lie algebras: Cartan subalgebra and structure contants in the Cartan basis; roots; the map adH(X); α-chains; Weyl reflections; root systems for semisimple Lie algebras: relative angles and lengths between roots; positive roots; simple roots; Dynkin diagrams; rank-two algebras; the Cartan cata- logue of simple Lie algebras; representation theory: highest weights and construction of representation space; level vector; the adjoint representation and maximal roots; Weyl dimension formula. Part II Partial Differential Equations: Generalities; linear, quasilinear, semilinear and non linear PDE; well-posedness; initial data vs boundary data; types of boundary conditions; the Cauchy-Kovalevskaya theorem; first-order equations; characteris- tics: parametric solutions and Lagrange's method; second-order PDE: classifica- tion of quasi-linear eqs: hyperbolic, parabolic and elliptic PDE; characteristics and canonical forms; the wave equation: d'Alembert solution and Fourier solution by separation of variables; normal modes; the heat equation: solution by separation of variables for insulated ends and for ends at finite temperatures T1 and T2. (testi) Referenze: Parte I - Ramond P, Group theory - a physicist’s survey (Cambridge University Press, 2010). - Gilmore R, Lie Groups, Physics, and Geometry (Cambridge University Press, 2008). - Fuchs J and Schweigert C, Symmetries, Lie algebras and representations (Cambridge University Press, 2003). - Slansky R, Group theory for unified model building (Physics Reports 791, Elsevier, 1981). - Hamermesh M, Group theory and its application to phyical problems (Dover, 1962). Parte II - Pradisi G, Lezioni di metodi matematici della fisica (Edizioni della Normale, Pisa, 2012). - Evans L C, Partial differential equations (American Mathematical Society, 1998-2010). - Courant R and Hilbert D, Methods of mathematical physics II (Wiley, 1962).	6	FIS/02	34	18	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA

Secondo semestre

Insegnamento	CFU	SSD	Ore Lezione	Ore Eserc.	Ore Lab	Ore Studio	Attività	Lingua
20410054 - FISICA DELL'AMBIENTE (obiettivi) Il corso è indirizzato a fornire le conoscenze fondamentali, teoriche e sperimentali, nell’ambito della Fluidodinamica atmosferica e oceanica - PLASTINO WOLFANGO (programma) The Earth-atmosphere system - Composition and structure -Radiative equilibrium of the Earth -The global energy budget Hydrostatic equilibrium - Hydrostatic balance -Stratification -Lagrangian interpretation of stratification Static stability - Stability categories -Implications for vertical motion -Stabilizing and destabilizing influences -Turbulent dispersion Radiative transfer - Description of radiative transfer -Absorption characteristics of gases -Thermal equilibrium -The greenhouse effect Large-scale motion - Geostrophic equilibrium -Vertical shear of the geostrophic wind -Frictional geostrophic motion -Curvilinear motion -Weakly divergent motion Thermodynamics of gases - Thermodynamic concepts -Adiabatic processes -Diabatic processes Heterogeneous systems - Chemical equilibrium -Fundamental relations for a multi-component system -Equilibrium phase transformations Transformations of moist air - Implications for the distribution of water vapor -Thermodynamic behaviour accompanying vertical motion -The pseudo-adiabatic chart Atmospheric motion and equations - Kinematics of fluid motion -Reynold’s transport theorem -Conservation of mass -The momentum budget The planetary boundary layer - Description of turbulence -Structure of the boundary layer -Ekman pumping Wave propagation - Acoustic waves -Buoyancy waves -The Lamb wave -Rossby waves -Wave absorption Dynamic stability - Inertial stability -Shear stability -The Eady model Influence of the Ocean - Composition and structure -Role in the heat budget -Role in the carbon cycle -The wind-driven circulation -The buoyancy-driven circulation -Interannual changes (testi) Salby M.L. - Physics of the Atmosphere and Climate. Cambridge University Press, 2012 - ISBN:9780521767187 Vallis G.K. - Atmospheric and Oceanic Fluid Dynamics. Cambridge University Press, 2006 - ISBN:9780521849692	6	FIS/07	48	-	-	-	Attività formative affini ed integrative	ITA
20402213 - ELEMENTI DI FISICA TERRESTRE E DELL'AMBIENTE (obiettivi) Il corso è strutturato sui concetti di base della Fisica della Terra Solida e Fluida al fine di fornire allo studente un quadro coerente ed aggiornato di questa disciplina, sia dal punto di vista teorico sia da quello sperimentale - PLASTINO WOLFANGO (programma) Gravity - The Earth’s size and shape -Gravitation -The Earth’s rotation -The Earth’s figure and gravity -Gravity anomalies -Interpretation of gravity anomalies -Isostasy -Rheology Seismology - Elasticity theory -Seismic waves -Earthquake seismology -Seismic wave propagation -Internal structure of the Earth Earth’s age and thermal properties - Geochronology -The Earth’s heat Geomagnetism and paleomagnetism - The Physics of magnetism -Rock magnetism -Geomagnetism -Paleomagnetism Fundamentals of Geophysical Fluid Dynamics - Time derivatives for fluids -The mass continuity equation -The momentum equation -The equation of state -Thermodynamic relations -Thermodynamic equation for fluids -Compressible and incompressible flow -The energy budget Physics of the Atmosphere - Heterogeneous systems -Transformations of moist air -Hydrostatic equilibrium -Static stability -Radiative transfer -Large-scale motion -Wave propagation -The general circulation -Dynamic stability Physics of the Ocean - Oceans and Seas -Atmospheric influences -The oceanic heat budget -Wind driven ocean circulation -Deep circulation in the ocean -Equatorial processes -Ocean waves -Coastal processes and tides (testi) Stacey F.D. and Davis P.M. - Physics of the Earth. Cambridge University Press, 2008 - ISBN:9780521873628 Vallis G.K. - Atmospheric and Oceanic Fluid Dynamics. Cambridge University Press, 2006 - ISBN:9780521849692	6	FIS/06	48	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20410042 - FISICA TERRESTRE (obiettivi) Gli obiettivi principali del Corso sono tre:1. Far maturare nello studente la convinzione della necessità di una profonda conoscenza della Fisica per le diverse applicazioni necessarie alla comprensione del Sistema Terra.2. Dare allo studente una specifica conoscenza dei meccanismi fisici dell’interno del Pianeta.3. Sensibilizzare lo studente ad un approccio interdisciplinare e multidisciplinare e alle diverse metodiche utili allo studio del Sistema Terra - PETTINELLI ELENA (programma) The Earth-atmosphere system - Composition and structure -Radiative equilibrium of the Earth -The global energy budget Hydrostatic equilibrium - Hydrostatic balance -Stratification -Lagrangian interpretation of stratification Static stability - Stability categories -Implications for vertical motion -Stabilizing and destabilizing influences -Turbulent dispersion Radiative transfer - Description of radiative transfer -Absorption characteristics of gases -Thermal equilibrium -The greenhouse effect Large-scale motion - Geostrophic equilibrium -Vertical shear of the geostrophic wind -Frictional geostrophic motion -Curvilinear motion -Weakly divergent motion Thermodynamics of gases - Thermodynamic concepts -Adiabatic processes -Diabatic processes Heterogeneous systems - Chemical equilibrium -Fundamental relations for a multi-component system -Equilibrium phase transformations Transformations of moist air - Implications for the distribution of water vapor -Thermodynamic behaviour accompanying vertical motion -The pseudo-adiabatic chart Atmospheric motion and equations - Kinematics of fluid motion -Reynold’s transport theorem -Conservation of mass -The momentum budget The planetary boundary layer - Description of turbulence -Structure of the boundary layer -Ekman pumping Wave propagation - Acoustic waves -Buoyancy waves -The Lamb wave -Rossby waves -Wave absorption Dynamic stability - Inertial stability -Shear stability -The Eady model Influence of the Ocean - Composition and structure -Role in the heat budget -Role in the carbon cycle -The wind-driven circulation -The buoyancy-driven circulation -Interannual changes (testi) Salby M.L. - Physics of the Atmosphere and Climate. Cambridge University Press, 2012 - ISBN:9780521767187 Vallis G.K. - Atmospheric and Oceanic Fluid Dynamics. Cambridge University Press, 2006 - ISBN:9780521849692	6	FIS/06	48	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20410047 - MECCANICA DEI MEZZI CONTINUI IN FISICA TERRESTRE E DELL'AMBIENTE (obiettivi) Fornire allo studente gli strumenti fisici e matematici fondamentali per la descrizione dei sistemi meccanici continui con particolare attenzione alle applicazioni in fisica terrestre e dell'ambiente - MATTEI ELISABETTA (programma) Forze di superficie e forze di volume. Vettore trazione o vettore sforzo. Trazione applicata ad un corpo libero.Relazione e tetraedro di Cauchy. Proprietà del tensore sforzo. Diagonalizzazione della matrice delle componenti dello sforzo rispetto ad set di autovettori ortonormali. Equazione caratteristica. Assi e piani principali dello sforzo. Sforzi principali. Invarianti dello sforzo. Massimo sforzo di taglio. Sforzo sferico, deviatorico, idrostatico, litostatico. Il tensore deformazione. Il tensore antisimmetrico delle rotazioni rigide. Deformazioni principali. Invarianti della deformazione. Deformazione in condizioni principali. Dilatazione cubica. Relazioni tra sforzo e deformazione. Equazioni costitutive. Funzione di stato reologico dipendente dallo sforzo e dalla deformazione. Elasticità lineare. Legge di Hooke generalizzata. Legge di Hooke per un mezzo omogeneo ed isotropo. Forma generale di Duhamel-Neumann della legge di Hooke. Funzione di stato reologico dipendente dallo sforzo, dalla deformazione e dal tempo. Viscoelasticità lineare. Deformazione dipendente dal tempo. Solidi lineari di Boltzmann con meccanismo di memoria. Leggi ereditarie di Volterra. Equazioni costitutive. Equazione integro-differenziale di Boltzmann. Funzioni caratteristiche del materiale. Funzioni di creep e di rilassamento, modulo complesso e fattore di qualità. Creep primario, secondario e terziario (o accelerato). Determinazione delle funzioni caratteristiche di un solido con meccanismo di memoria mediante l’uso della trasformata di Laplace applicata ai modelli viscoelastici lineari di Maxwell, Kelvin-Voigt, SLS. Teoria dinamica dell’elasticità. Le onde elastiche. Teorema e potenziali elastici di Helmholtz-Lamé. Onde piane ed onde sferiche. Lentezza orizzontale e lentezza verticale. Onde di volume. Onde P, S, SH, SV. Velocità di fase e velocità di gruppo. Teoria del raggio sismico. Partizione e conversione dell’energia sismica ad una superficie di discontinuità. Coefficienti di riflessione e di trasmissione. Geometric spreading. Attenuazione e scattering di un’onda sismiche. Onde superficiali. Onde di Rayleigh e di Love. Dispersione delle onde superficiali. Equazione e curva di dispersione. Modo fondamentale e sovratoni. Oscillazioni libere della Terra. Modi sferoidali e toroidali (o torsionali). Sismologia e struttura della terra. Sismica a rifrazione. Sismica a rilfessione. Tempi di tragitto (travel times). Tempi di tragitto in una Terra stratificata ed in una Terra con distribuzione continua del campo di velocità. Onde dirette, di testa, riflesse, diffratte. Zona d’0mbra. Onde terze. Dromocrone. Onde sismiche in una terra sferica. Sismometri a corto e a lungo periodo. Sismometri a larga banda. Sismogrammi e loro interpretazione. Determinazione dell’epicentro, dell’ipocentro e del tempo origine del terremoto. Epicentro. Distanze epicentrali locali, regionali, del mantello superiore, telesismiche. Nomenclatura delle onde di volume. Onde di Rayleigh R ed LR. Onde di Love L ed LQ. Determinazione dei parametri ipocentrali. Il problema inverso. Caso di una stazione sismica (registrazione di tutte e tre le componenti del moto) e di tre stazioni sismiche. Tempo origine. Diagramma di Wadati. Metodo dei cerchi. Caso generale con un numero di stazioni sismiche maggiore di tre. Metodo inverso generalizzato. La sorgente sismica: Diagramma di irraggiamento e Meccanismo focale. Elementi basilari di cinematica e dinamica del terremoto. Modello di rottura sismica: diagramma di irraggiamento. Modello di irraggiamento per le onde P ed S da modello a singola coppia e a doppia coppia. Modello di rottura sismica: sfera focale e meccanismo focale. Momento sismico e Magnitudo. Determinazione del momento sismico. Magnitudo del terremoto. Magnitudo locale, per le onde di volume, per le onde superficiali, per la durata. Energia sismica e magnitudo momento. (testi) - An introduction to seismology: earthquakes and earth structure. Stein and Wysession. Blakwell publishing. - Terremoti e onde. Metodi e pratica della sismologia moderna. Zollo e Emolo. Liguori	6	FIS/06	48	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20410086 - ELEMENTI DI RELATIVITA' GENERALE, ASTROFISICA E COSMOLOGIA (obiettivi) l corso si propone di fornire allo studente i concetti di base della Relativita' generale ed alle sue applicazioni a sistemi fisici, con particolare riferimento agli oggetti compatti (buchi neri), alle onde gravitazionali e all'universo - BRANCHINI ENZO FRANCO (programma) - RICHIAMI DI RELATIVITA’ SPECIALE. VETTORI E TENSORI. TENSORE METRICO. TENSORE ENERGIA MOMENTO. - RELATIVITA’ GENERALE. CONCETTI FONDAMENTALI CONNESSIONE AFFINE. TRASPORTO PARALLELO. EQUAZIONE DELLE GEODETICHE. - SIMMETRIE E VETTORI DI KILLING. TENSORE DI RIEMANN. SINGOLARITA’. - EQUAZIONI DI EINSTEIN. - METRICA DI SCHWARZSCHILD. REDSHIFT GRAVITAZIONALE. - ORBITE IN UNA METRICA DI S. PRECESSIONE DEL PERIELIO DI MERCURIO. - BUCHI NERI NON RUOTANTI. ORIZZONTE DEGLI EVENTI E SCELTA DELLE COORDINATE. - METRICA DI KERR. BUCHI NERI ROTANTI E FRAME-DRAGGING. - INTRODUZIONE ALLE ONDE GRAVITAZIONALI. - PRINCIPIO COSMOLOGICO E METRICA DI ROBERTSON-WALKER. - EQUAZIONI DI FRIEDMANN E LORO INTERPRETAZIONE CLASSICA. - IL MODELLO COSMOLOGICO STANDARD E LE SUE CARATTERISTICHE. - REDSHIFT, DISTANZE E ORIZZONTI COSMOLOGICI. - PARAMETRI COSMOLOGICI FONDAMENTALI E LORO DETERMINAZIONI SPERIMENTALI. - TESTS COSMOLOGICI CLASSICI: TEST DI HUBBLE. TEST DEL DIAMETRO ANGOLARE. TEST DEI CONTEGGI. - COSTANTE COSMOLOGICA. - FLUIDI COSMICI E LORO EQUAZIONE DI STATO. - IL CONCETTO DI EQUIVALENZA. - STORIA TERMICA DELL'UNIVERSO. DISACCOPPIAMENTO. RICOMBINAZIONE. - ASIMMETRIA MATERIA-ANTIMATERIA. - OLTRE IL MODELLO STANDARD: PARADOSSO DEGLI ORIZZONTI E DELLA PIATTEZZA. SOLUZIONE INFLAZIONARIA. CENNI ALLA TEORIA DELL'INFLAZIONE COSMOLOGICA. - ERA DI PLANCK E GRAVITA' QUANTISTICA. - MATERIA OSCURA. - BREVE STORIA DELL'UNIVERSO: ERA ADRONICA. ERA LEPTONICA. ERA RADIATIVA. - IL FONDO COSMICO DI NEUTRINI. - NUCLEOSINTESI COSMOLOGICA. - ERA DELLA MATERIA. REIONIZZAZIONE. - INSTABILITA' GRAVITAZIONALE ALLA JEANS.CENNI SULL'EVOLUZIONE DELLE STRUTTURE COSMICHE (testi) Carroll S. Spaceitme Geometry [Pearson 2003] Coles P., Lucchin F. Cosmology [Wiley 2000] Kolb E., Turner M. The eraly Universe [Addison Wesley 1990]	6	FIS/05	48	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA

Primo semestre

Insegnamento

CFU

SSD

Ore Lezione

Ore Eserc.

Ore Lab

Ore Studio

Attività

Lingua

20410048 - METODI SPERIMENTALI DI GEOFISICA (obiettivi)

- PETTINELLI ELENA (programma) (testi)

- MATTEI ELISABETTA (programma) (testi)

- COSCIOTTI BARBARA (programma) (testi)

8

FIS/06

28

-

54

-

Attività formative caratterizzanti

ITA

Gruppo opzionale: SCELTA DA 12 CFU - (visualizza)

12

20401000 - STRUMENTAZIONE FISICA PER LA MEDICINA E LA BIOLOGIA (obiettivi) Fornire allo studente i fondamenti delle moderne tecniche di diagnostica per immagini integrate da alcune esercitazioni di laboratorio che gli permettano di approfondire in un secondo tempo gli argomenti trattati ed inserirsi in questo campo oggetto di ricerche avanzate nonché di fondamentali applicazioni cliniche - FABBRI ANDREA (programma) Programma del Corso di Strumentazione Fisica per la Medicina e la Biologia 1. Interazione particelle e fotoni con la materia 2. Leggi del decadimento radioattivo 3. Isotopi di interesse per la medicina nucleare 4. Radiologia 5. Tomografia assiale compiute rizzata 6. Spect e Pet 7. Risonanza magnetica nucleare 8. Ecografia 9. Elementi di teoria degli acceleratori 10. Elementi di radioterapia. (testi) Dispense del corso	6	FIS/04	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20401070 - ACQUISIZIONE DATI E CONTROLLO DI ESPERIMENTI (obiettivi) Far acquisire allo studente le conoscenze di base su come è articolata la costruzione di un esperimento di fisica nucleare in funzione della raccolta dei dati dal rivelatore, del controllo delle apparecchiature e dell’esperimento, del monitoraggio del buon funzionamento dell’apparato e della qualità dei dati acquisiti - RUGGIERI FEDERICO (programma) Lo scopo del corso è fornire allo studente gli elementi cognitivi generali che sottendono alla realizzazione di sistemi di acquisizione, controllo e monitoraggio degli esperimenti di Fisica Nucleare e Subnucleare. Il corso inizia fornendo una panoramica architetturale sugli esperimenti di Fisica Nucleare e delle Particelle Elementari analizzando le problematiche ed i componenti dei sistemi di acqusisizione, di quelli di controllo e dei sistemi di monitoraggio. Vengono quindi approfondite le tematiche generali sulle architetture interne di questi sistemi, le loro caratteristiche e le tecnologie connesse, nonchè le scelte progettuali necessarie. Durante il corso sono trattati argomenti come: Parallelismo e Pipelining, Trigger, Acquisizione Dati, Sistemi On-Line, Sistemi Real-Time, Farming ed Event Building, Reti e protocolli di rete, Archiviazione Dati su Mass Storage, Gestione ed utilizzo di grandi basi dati. (testi) Dispense del docente	6	FIS/04	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20401858 - ISTITUZIONI DI FISICA MEDICA (obiettivi) Introdurre lo studente allo studio degli effetti delle radiazioni ionizzanti e non ionizzanti sulla materia vivente. Porre le basi dei principi della radioprotezione e dell'uso terapeutico delle radiazioni ionizzanti e non ionizzanti - ARAGNO DANILO (programma) 1. Stage presso una struttura sanitaria nazionale 2. Dosimetria 3. Calibrazione di apparati radiologici 4. Calibrazione di RNM 5. Calibrazione di fasci radio terapici 6. Piani di trattamento radio terapici 7. Tesina di relazione sull'attiva' svolta con successiva discussione (testi) non ci sono testi previsti	6	FIS/07	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402146 - ASTROFISICA DELLE ALTE ENERGIE (obiettivi) Fornire allo studente una panoramica dei principali fenomeni nel campo dell'Astrofisica delle Alte Energie, con particolare attenzione ai fenomeni di accrescimento su oggetti compatti (nane bianche, stelle di neutroni e buchi neri) e ai fenomeni di accelerazione di particelle - BIANCHI STEFANO (programma) OGGETTI COMPATTI: NANE BIANCHE, STELLE DI NEUTRONI. LIMITE DI CHANDRASEKHAR, PULSAR, BUCHI NERI ACCRESCIMENTO: TEORIA, LIMITE DI EDDINGTON, DISCHI DI ACCRESCIMENTO BINARIE X: FENOMENOLOGIA E CLASSIFICAZIONE, VARIABILI CATACLISMICHE, BINARIE X DI PICCOLA E GRANDE MASSA, CANDIDATI BUCHI NERI NUCLEI GALATTICI ATTIVI: FENOMENOLOGIA E CLASSIFICAZIONE, EMISSIONE IN BANDA X E GAMMA, GETTI, MOTI SUPERLUMINALI GAMMA RAY BURST: FENOMENOLOGIA, ORIGINE E MECCANISMI DI EMISSIONE AMMASSI DI GALASSIE: EMISSIONE X DAL MEZZO INTERGALATTICO, COOLING FLOW RAGGI COSMICI: COMPOSIZIONE, SPETTRO ED ORIGINE, RESTI DI SUPERNOVA, RAGGI COSMICI DI ALTISSIMA ENERGIA. (testi) (LONGAIR MALCOM S. ) HIGH ENERGY ASTROPHYSICS 3RD ED. [CAMBRIDGE 2011] (KIPPENHAHN R., WEIGERT A.) STELLAR STRUCTURE AND EVOLUTION [SPRINGER 1994] (G.B. RYBICKI, A.P. LIGHTMAN) RADIATIVE PROCESSES IN ASTRIPHYSICS [WILEY] (VIETRI M.) ASTROFISICA DELLE ALTE ENERGIE [BORINGHIERI] (SHAPIRO S.L, TEUKOLSKY S.A.) BLACK HOLES, WHITE DWARFS AND NEUTRON STARS [WILEY]	6	FIS/05	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402151 - FISICA DELLE ASTROPARTICELLE - MODULO A (obiettivi) Il corso intende introdurre lo studente alle attività di ricerca su problemi in comune tra Fisica delle Particelle Elementari ed Astrofisica. I diversi temi di ricerca che costituiscono oggetto di studio da parte della comunità scientifica internazionale verranno discussi all'interno di uno schema unitario, con particolare attenzione all'interpretazione fenomenologica e alle proposte di realizzazione di nuovi apparati sperimentali. - BUSSINO SEVERINO ANGELO MARIA (programma) ASPETTI FENOMENOLOGICI DELLA FISICA DELLE ASTROPARTICELLE: CORRELAZIONI TRA FISICA DELLE PARTICELLE, ASTROFISICA E COSMOLOGIA; IL PROBLEMA DELLA MATERIA OSCURA; RAGGI COSMICI E MECCANISCMI DI ACCELERAZIONE DEI RAGGI COSMICI; MASSA DI NEUTRINI ED OSCILLAZIONE DEI NEUTRINI LA CONSERVAZIONE DEL NUMERO LEPTONICO ED IL DECADIMENTO DOPPIO BETA; LA CONSERVAZIONE DEL NUMERO BARIONICO ED IL PROBLEMA DEL DECADIMENTO DEL PROTONE; VIOLAZIONE DI CP E ASIMMETRIA MATERIA-ANTIMATERIA. (testi) K. Thomas Gaisser Cosmic rays and particle physics Cambridge 1990 Malcom S. Longair High energy astrophysics Cambridge 1992 H. V. Klapdor - Kleingrothaus and A. Staudt Non - Accelerator particle physics Bristol 1995 Donald H. Perkins Particle Astrophysics, second edition Oxford 2009	3	FIS/04	24	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402152 - FISICA DELLE ASTROPARTICELLE - MODULO B (obiettivi) Il corso intende introdurre lo studente alle attività di ricerca su problemi in comune tra Fisica delle Particelle Elementari ed Astrofisica. I diversi temi di ricerca che costituiscono oggetto di studio da parte della comunità scientifica internazionale verranno discussi all'interno di uno schema unitario, con particolare attenzione all'interpretazione fenomenologica e alle proposte di realizzazione di nuovi apparati sperimentali - MARI STEFANO MARIA (programma) ASPETTI SPERIMENTALI DELLA FISICA DELLE ASTROPARTICELLE. VENGONO DISCUSSI GLI APPARATI, LE TECNICHE SPERIMENTALI E I RISULTATI NEI SEGUENTI SETTORI: RIVELAZIONE DEI RAGGI COSMICI; RICERCA DI MATERIA OSCURA; RIVELAZIONE DEI NEUTRINI; RICERCA DI ANTIMATERIA; RIVELAZIONE DI ONDE GRAVITAZIONALI. (testi) K. THOMAS GAISSER COSMIC RAYS AND PARTICLE PHYSICS CAMBRIDGE 1990 MALCOM S. LONGAIR HIGH ENERGY ASTROPHYSICS CAMBRIDGE 1992 H. V. KLAPDOR - KLEINGROTHAUS AND A. STAUDT NON - ACCELERATOR PARTICLE PHYSICS BRISTOL 1995 DONALD H. PERKINS PARTICLE ASTROPHYSICS, SECOND EDITION OXFORD 2009	3	FIS/04	24	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402155 - MISURE ASTROFISICHE (obiettivi) Rendere lo studente capace di analizzare in maniera autonoma e critica varie tipologie di dati astrofisici - DE ROSA Alessandra (programma) Parte I: Problematica Astrofisica: Nuclei Galattici Attivi 1. Definizione e classificazione: Paradigma del BH, accrescimento, AG N Radio Loud/Radio quiet, Modello Unificato 2. Astrofisica degli AGN: Proprietà degli AGN - RQ in banda X, modelli di emissione: Comptonizzazione, proprietà’ di assorbimento e outflows 3. Astrofisica degli AGN: componenti di riflessione nello spettro in banda X, osservazione di effetti relativistici nello spettro in banda X Parte II: Introduzione ai rivelatori e telescopi in banda X 1. rivelatori in banda X: principi base e tecniche di rivelazione 2. rivelatori a stato solido, Charged Coupled Devices (CCD) 3. sistemi ottici collimati e focalizzati 4. caratteristiche dei telescopi X: efficienza, sensibilità, risoluzione di energia, risoluzione angolare, area efficace 5. I telescopi sp aziali ESA/XMM - Newton, NASA/Chandra e NASA/NuStar Parte III: Analisi Dati 1. strumenti di indagine: studio della distribuzione di energia (spettro di emissione), studio del comportamento temporale (curva di luce), studio della variabilità (spettro di potenza e riverbero) 2. errori statistici ed errori sistematici 3. background 4. rapporto segnale rumore S/N 5. osservazione e massimizzazione del S/N Parte IV: Tutorial di analisi dati - sessione XMM - epic 1. ricerca dei dati in archivio 2. analisi dell’Imagine: DS9 3. analisi dello spettro: xspec 4. analisi Temporale: xronos Parte V : analisi dati in banda ottica (testi) dispense a cura del docente del corso	6	FIS/05	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402259 - FISICA DEL CLIMA (obiettivi) Il corso è indirizzato a fornire le conoscenze fondamentali, teoriche e sperimentali, nell'ambito della Fisica del Clima e dei Cambiamenti Climatici Prima parte Dr. Luca Fiorani Definizione di clima (climatologia e meteorologia). Il sistema climatico (atmosfera, biosfera, criosfera, geosfera, idrosfera, Sole). La radiazione solare e il bilancio energetico della Terra (richiami di fisica solare, leggi della radiazione, assorbimento della radiazione solare nell’atmosfera). Atmosfera e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’atmosfera). Nubi e aerosol (richiami di processi di condensazione e formazione delle nubi). Oceano e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’oceano). Trasferimento radiativo (richiami di assorbimento, emissione e trasferimento radiativo dell’atmosfera). L’effetto serra (l’atmosfera come serra, i gas serra, calcolo del bilancio energetico, modelli di effetto serra). Lo strato di ozono (radiazione ultravioletta in atmosfera, fotochimica della produzione di ozono, misure di ozono, “buco” dell’ozono). Osservazioni climatiche con telerilevamento (misure da terra, misure satellitari, strumenti infrarossi, strumenti “limb viewing”, applicazioni del telerilevamento agli studi climatici). Sensitività climatica e cambiamento climatico (cambiamenti astronomici, solari, atmosferici, oceanici e fluttuazioni di temperatura). Clima di altri pianeti. Clima e società. Variabilità multidecadale della temperatura superficiale del mare (seminario del Dr. Salvatore Marullo). Misura lidar di gas serra (visita al Centro Ricerche ENEA di Frascati). Seconda parte Dr. Antonello Pasini Introduzione ai modelli climatici. Il percorso concettuale dalle osservazioni alle simulazioni. Approcci dinamico e statistico. Gerarchia dei modelli climatici e loro componenti, tipologie di modelli, il concetto di parametrizzazione. Modelli a Bilancio di Energia (EBM). Struttura generale di un EBM, EBM 0-dimensionali, EBM 1-dimensionali, parametrizzazioni negli EBM, applicazioni. Modelli Radiativo-Convettivi (RC) e Modelli a Complessità Intermedia (EMIC). Equilibrio radiativo e radiativo-convettivo e implementazione nei modelli climatici a complessità intermedia. Modelli Climatici Globali (GCM). Struttura di un GCM, componenti e interazioni, equazioni fondamentali e loro modellazione. Attività di attribution e risultati. Validazione dei modelli di clima. Cenni di modellistica climatica regionale e tecniche di downscaling. Scenari e proiezioni climatiche per il XXI secolo. Analizzare il clima e i suoi cambiamenti da un altro punto di vista: modelli a rete neurale e analisi di causalità di Granger. Dettagli sulle tecniche e risultati di attribution. Downscaling con modelli a rete neurale. - Pasini Antonello (programma) Prima parte Dr. Luca Fiorani Definizione di clima (climatologia e meteorologia). Il sistema climatico (atmosfera, biosfera, criosfera, geosfera, idrosfera, Sole). La radiazione solare e il bilancio energetico della Terra (richiami di fisica solare, leggi della radiazione, assorbimento della radiazione solare nell’atmosfera). Atmosfera e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’atmosfera). Nubi e aerosol (richiami di processi di condensazione e formazione delle nubi). Oceano e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’oceano). Trasferimento radiativo (richiami di assorbimento, emissione e trasferimento radiativo dell’atmosfera). L’effetto serra (l’atmosfera come serra, i gas serra, calcolo del bilancio energetico, modelli di effetto serra). Lo strato di ozono (radiazione ultravioletta in atmosfera, fotochimica della produzione di ozono, misure di ozono, “buco” dell’ozono). Osservazioni climatiche con telerilevamento (misure da terra, misure satellitari, strumenti infrarossi, strumenti “limb viewing”, applicazioni del telerilevamento agli studi climatici). Sensitività climatica e cambiamento climatico (cambiamenti astronomici, solari, atmosferici, oceanici e fluttuazioni di temperatura). Clima di altri pianeti. Clima e società. Variabilità multidecadale della temperatura superficiale del mare (seminario del Dr. Salvatore Marullo). Misura lidar di gas serra (visita al Centro Ricerche ENEA di Frascati). Seconda parte Dr. Antonello Pasini Introduzione ai modelli climatici. Il percorso concettuale dalle osservazioni alle simulazioni. Approcci dinamico e statistico. Gerarchia dei modelli climatici e loro componenti, tipologie di modelli, il concetto di parametrizzazione. Modelli a Bilancio di Energia (EBM). Struttura generale di un EBM, EBM 0-dimensionali, EBM 1-dimensionali, parametrizzazioni negli EBM, applicazioni. Modelli Radiativo-Convettivi (RC) e Modelli a Complessità Intermedia (EMIC). Equilibrio radiativo e radiativo-convettivo e implementazione nei modelli climatici a complessità intermedia. Modelli Climatici Globali (GCM). Struttura di un GCM, componenti e interazioni, equazioni fondamentali e loro modellazione. Attività di attribution e risultati. Validazione dei modelli di clima. Cenni di modellistica climatica regionale e tecniche di downscaling. Scenari e proiezioni climatiche per il XXI secolo. Analizzare il clima e i suoi cambiamenti da un altro punto di vista: modelli a rete neurale e analisi di causalità di Granger. Dettagli sulle tecniche e risultati di attribution. Downscaling con modelli a rete neurale. (testi) Testi F. W. Taylor (2005), Elementary Climate Physics, Oxford. K. McGuffie & A. Henderson-Sellers (2014), The Climate Modelling Primer, 4th Edition, Wiley. - fiorani luca (programma) Prima parte Dr. Luca Fiorani Definizione di clima (climatologia e meteorologia). Il sistema climatico (atmosfera, biosfera, criosfera, geosfera, idrosfera, Sole). La radiazione solare e il bilancio energetico della Terra (richiami di fisica solare, leggi della radiazione, assorbimento della radiazione solare nell’atmosfera). Atmosfera e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’atmosfera). Nubi e aerosol (richiami di processi di condensazione e formazione delle nubi). Oceano e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’oceano). Trasferimento radiativo (richiami di assorbimento, emissione e trasferimento radiativo dell’atmosfera). L’effetto serra (l’atmosfera come serra, i gas serra, calcolo del bilancio energetico, modelli di effetto serra). Lo strato di ozono (radiazione ultravioletta in atmosfera, fotochimica della produzione di ozono, misure di ozono, “buco” dell’ozono). Osservazioni climatiche con telerilevamento (misure da terra, misure satellitari, strumenti infrarossi, strumenti “limb viewing”, applicazioni del telerilevamento agli studi climatici). Sensitività climatica e cambiamento climatico (cambiamenti astronomici, solari, atmosferici, oceanici e fluttuazioni di temperatura). Clima di altri pianeti. Clima e società. Variabilità multidecadale della temperatura superficiale del mare (seminario del Dr. Salvatore Marullo). Misura lidar di gas serra (visita al Centro Ricerche ENEA di Frascati). Seconda parte Dr. Antonello Pasini Introduzione ai modelli climatici. Il percorso concettuale dalle osservazioni alle simulazioni. Approcci dinamico e statistico. Gerarchia dei modelli climatici e loro componenti, tipologie di modelli, il concetto di parametrizzazione. Modelli a Bilancio di Energia (EBM). Struttura generale di un EBM, EBM 0-dimensionali, EBM 1-dimensionali, parametrizzazioni negli EBM, applicazioni. Modelli Radiativo-Convettivi (RC) e Modelli a Complessità Intermedia (EMIC). Equilibrio radiativo e radiativo-convettivo e implementazione nei modelli climatici a complessità intermedia. Modelli Climatici Globali (GCM). Struttura di un GCM, componenti e interazioni, equazioni fondamentali e loro modellazione. Attività di attribution e risultati. Validazione dei modelli di clima. Cenni di modellistica climatica regionale e tecniche di downscaling. Scenari e proiezioni climatiche per il XXI secolo. Analizzare il clima e i suoi cambiamenti da un altro punto di vista: modelli a rete neurale e analisi di causalità di Granger. Dettagli sulle tecniche e risultati di attribution. Downscaling con modelli a rete neurale. (testi) Testi F. W. Taylor (2005), Elementary Climate Physics, Oxford. K. McGuffie & A. Henderson-Sellers (2014), The Climate Modelling Primer, 4th Edition, Wiley.	6	FIS/06	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402026 - FISICA DELLA IONOSFERA E DELLA MAGNETOSFERA (obiettivi) Dare conoscenze fondamentali sulla fisica del plasma ionosferico e delle sue instabilità attraverso una descrizione della struttura, composizione e formazione della ionosfera, nonché delle principali dinamiche presenti in questa zona di transizione. Uno degli obiettivi è di dare allo studente gli strumenti per consentirgli di effettuare un’analisi sugli effetti della radiazione ultravioletta solare e della precipitazione di particelle magnetosferiche nel più ampio quadro dello studio delle interazioni Litosfera-Atmosfera-Ionosfera-Magnetosfera. Dare conoscenze fondamentali sulla fisica dei processi magnetosferici, perturbativi e non, attraverso lo studio delle interazioni terra-sole, delle particelle intrappolate nelle fasce di Van Allen e delle interazioni di queste ultime con l’atmosfera residua - SCOTTO Carlo (programma) 1. Introduzione: scopo del corso e presentazione degli argomenti trattati 2. Nozioni di fisica del plasma magneto-ionosferico e di teoria magnetoionica Plasma non caldo, dispersione in frequenza, frequenza di plasma, distanza di Debye, libero cammino medio, giropulsazione di plasma, condizioni di plasma, accelerazione di betatrone, accelerazione di Fermi. Campo magnetico congelato. Indice di rifrazione di fase per le onde radio in un plasma senza collisioni e con collisioni in assenza di campo magnetico, interpretazione della parte immaginaria dell'indice di rifrazione. Equazione del telegrafo. Velocità di gruppo. Indice di rifrazione di gruppo senza collisioni e senza campo magnetico. Riferimento: appunti di lezione, file 1. Le relazioni costitutive della materia Riferimento: appunti di lezione, file 2. Indici di rifrazione di gruppo con campo magnetico con e senza collisioni: la relazione di Appleton-Hartree. Riferimento: appunti di lezione, file 3. Gli zeri dell'indice di rifrazione di fase con e senza collisioni. Regola di Booker. Riferimento: appunti di lezione, file 4. 3. Nozioni sull'ambiente circumterrestre. Struttura della atmosfera neutra e della ionosfera, fondamenti della regione D, campo magnetico della Terra e magnetosfera. Riferimento: M. Kelley, "The Earth's Ionosphere", capitolo 1. 4. Onde ed instabilità nel plasma magneto-ionosferico Onde elettroacustiche e onde iono acustiche Riferimento: J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" §2.7.3, pag 39-40, in particolare, per le onde iono acustiche: https://en.wikipedia.org/wiki/Ion_acoustic_wave", instabilità di Farley-Beunmann. Riferimento: M. Kelley, "The Earth's Ionosphere", §4.7 pp. 187-191, instabilità di Rayleigh-Taylor Riferimento: J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" §2.8.3 pag. 41-42 , onde ciclotroniche, onde di Alfvén, Whistlers , onde di Alfvén pure e modificate.Riferimento: J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" §2.7.1 pag. 35-38, onde onde di Lagmuir, per esempio https://cds.cern.ch/record/2203630/files/1418884_51-65.pdf, §2.1 Longitudinal (Langmuir) waves, pag 58) Oppure, più semplicemente, per questa Unità Didattica lo studente può prendere per riferimento gli appunti presi a lezione 5. Elementi di radio propagazione ionosferica Riflessione parziale da parte di uno strato, diffrazione da uno schermo con piccole irregolarità, propagazione obliqua. Riferimento: J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" §2.5.2, §2.5.3, §2.5.4, §2.6.1, §2.6.2, §2.6.3. 6. Ionosfera Processi di assorbimento, attenuazione della radiazione nei gas, deposizione di energia nell'alta atmosfera: funzione di Chapman. Ionosfera terrestre: cenni storici, profilo verticale di densità elettronica, temperatura ionosferica, produzione e scomparsa di ionizzazione, regioni ionosferiche, equilibrio elettronico, profilo verticale di densità elettronica nella regione E e nella regione F2. Riferimento: G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment, § 3.2. , introduzione del cap 4, § 4.1, § 4.2, § 4.3. Strato F1. Riferimento: appunti di lezione, file 1. Strato E. Riferimento: appunti di lezione, file 2. Ulteriori note sullo strato F1.Riferimento: appunti di lezione, file 3. Onde atmosferiche di gravità (GWs): Riferimento: appunti di lezione, file 4. Osservazione dell'effetto delle GWs nella ionosfera: le Travelling Ionospheric Disturbances (TIDs): Riferimento: appunti di lezione, file 5. Conduttività di Petersen, di Hall e parallela. Riferimento: appunti di lezione, file 6. Modelli ionosferici e ionogrammi: Riferimento: appunti di lezione, file 7. Ulteriori note sugli ionogrammi e loro inversione: Riferimento: appunti di lezione, file 8. Raggio Z: Riferimento: appunti di lezione, file 9. 7. Magnetosfera Fondamenti. Il campo geomagnetico presso la Terra, Particelle cariche nel campo magnetico: moto di girazione, moto oscillatorio ("Bounce"), moti di drift: drift nel neutral sheet, drift dovuto a forze esterne, drift ambipolare (o drift ExB), drift dovuto alla curvatura delle linee di campo, collisioni coulombiane. Particelle nella magnetosfera interna: fasce di radiazione, ring current, plasmasfera. Il campo di geomagnetico distante:configurazione e classificazione, le correnti sul lato diurno della magnetosfera, riflessione delle particelle e formazione di corrente, sistema di correnti nella "coda geomagnetica". Particelle nella magnetosfera esterna: magnetotail plasma sheet, magnetotail lobe plasma, magnetospheric boundary layer. Onde di plasma nella magnetosfera. Riferimento: G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment § 5. Aurora diffusa e discreta. Riferimento: G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment §7.4.3, p. 372. Testi consigliati: 1) G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment" 2) J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" 3) M. Kelley, "The Earth's Ionosphere" 4) Appunti di lezione. (testi) Per l' Anno Accademico 2016-2017: 1) G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment" 2) J. K. Hargreaves "The solar terrestrial environment" 3) M. Kelley, "The Earth's Ionosphere" 4) Appunti di lezione. Per l'Anno accademico 2017-2018 si prevede di utilizzare: 1) G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment" 2) Appunti di lezione.	6	FIS/06	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402359 - MODELLI NUMERICI IN FISICA TERRESTRE E DELL'AMBIENTE (obiettivi) Studiare ed implementare tecniche di approssimazione numerica più avanzate, in particolare relative ai problemi di ottimizzazione ed alla soluzione approssimata di Equazioni Differenziali Ordinarie - Erogato presso 20402092 AN420 - ANALISI NUMERICA 2 in MATEMATICA (DM 270) LM-40 (docente da definire)	6	MAT/08	60	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402380 - RADIOATTIVITÀ AMBIENTALE (obiettivi) Il corso è indirizzato a fornire le conoscenze fondamentali, teoriche e sperimentali, nell'ambito della Fisica delle Radiazioni Ionizzanti e dei Metodi Radiometrici nella Fisica Terrestre e dell'Ambiente - PLASTINO WOLFANGO (programma) Atoms, Nuclides, and Radionuclides - Radiation sources -Radiation interactions -Counting Statistics Geochemistry of Radiogenic Isotopes - Mixing Theory -Origin of Igneous Rock -Water and Sediment -The Oceans Thermonuclear Radionuclides - Fission Products of Transuranium Elements -90Sr in the Environment -137Cs in the Environment -The 90Sr/137Cs, 239,240Pu, and 241Am in the Arctic Ocean General Properties of Radiation Detectors - Ionizing chambers -Proportional and Geiger-Mueller counters -Scintillation Detectors -Germanium Gamma-Ray Detectors Geochronometry - The Rb-Sr Method -The K-Ar Method -The 40Ar/39Ar Method -The Sm-Nd Method -The U-Pb, Th-Pb, and Pb-Pb Methods -The 14C Method -The 3H/3He Method Application of Tracer Technology to the Environment - Atmospheric Transport Modeling -Groundwater dynamics -Nuclear non-proliferation (testi) Knoll G.F. - Radiation Detection and Measurement. John Wiley & Sons, 2010 - ISBN:9780470649725 Faure G. and Mensing T.M - Isotopes-Principles and Applications. John Wiley & Sons, 2004 - ISBN:9780471384373	6	FIS/07	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20401253 - FISICA DEI LIQUIDI (obiettivi) Il corso intende offrire un'introduzione alla moderna fisica dei liquidi, intesa come lo studio della fenomenologia dei fluidi a partire da leggi di forza interatomiche. Verranno studiati i metodi teorici basati sulle equazioni integrali che consentono di descrivere la struttura del liquido. Verranno introdotti i metodi di simulazione numerica al calcolatore applicati alla fisica dei liquidi. Si studieranno quindi le funzioni di correlazione e la teoria della risposta lineare con applicazioni allo studio della dinamica dei liquidi nel limite idrodinamico e in quello visco-elastico. Saranno introdotte le funzioni memoria. Verranno trattati la fisica dei liquidi sottoraffreddati e lo studio della transizione vetrosa - ROVERE MAURO (programma) 1 - Termodinamica e Meccanica Statistica. Funzioni termodinamiche estensive ed intensive. Condizioni di equlibrio. Trasformate di Legendre e potenziali termodinamici. Condizioni di stabililià delle fasi. Transizioni di fase e loro classificazione. Equazione di Van der Waals. Richiami della teoria degli ensembles statistici. Fluttuazioni. 2 - Forze fra atomi e ordine a corto raggio nei liquidi. Caratterizzazione dello stato liquido della materia. Forze fra atomi e potenziali efficaci. Funzioni di distribuzione nel canonico e nel gran canonico. Funzione di distribuzione radiale e relazione con la termodinamica. Il fattore di struttura statico. Misura della struttura di un liquido con tecniche di diffusione. Equazione gerarchica per le funzioni di distribuzione. Potenziale di forza media. Equazione di Ornstein-Zernike. Funzione di correlazione diretta. Funzione di risposta statica. Relazioni di chiusura. Approssimazione delle catene iper-reticolate (HNC). Approssimazione di Percus-Yevick (PY). Soluzione della PY per il liquido di sfere dure. Equazione di stato per le sfere dure. Inconsistenza termodinamica. Teoria HNC modificata. Fattore di struttura di miscele liquide e liquidi molecolari. 3 - Simulazione numerica di sistemi fluidi Metodi di simulazione stocastici e deterministici. Metodo della Dinamica Molecolare. Algoritmi alla Verlet. Dinamica molecolare a temperatura e a pressione costante. Il metodo di simulazione Monte Carlo. Simulazione Monte Carlo in diversi ensemble. 4 - Dinamica dei liquidi Funzioni di correlazione dipendenti dal tempo. Diffusione anelastica dei neutroni e misura del fattore di struttura dinamico. Funzioni di correlazione di Van Hove. Principio del bilancio dettagliato. Teoria della risposta lineare. Funzione risposta. Teorema di fluttuazione-dissipazione. Diffusione delle particelle. Coefficiente di diffusione. Funzione di correlazione delle velocità. Idrodinamica e modi collettivi. Scattering Brillouin. 5 - Stati metastabili, liquidi sotto raffredati e transizione vetrosa. Stabilità e metastabilità. Curva spinodale dall'equazione di Van der Waals. Fluttuazioni e andamenti delle funzioni di correlazione vicino al punto critico. Liquidi sottoraffreddati e transizione vetrosa. Diagramma di Angell. Cenni agli aspetti dinamici e alla teoria di Mode Coupling. Entropia configurazionale e temperatura di Kauzmann. (testi) J.P. Hansen and I.R. McDonald, Theory of Simple Liquids, seconda edizione, Academic Press. N. H. March and M. P. Tosi, Introduction to Liquid State Physics, World Scientific. P. G. Debenedetti, Metastable Liquids, Princeton University Press.	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410050 - FISICA DELLE NANOSTRUTTURE (obiettivi) Dare allo studente una comprensione approfondita delle proprietà fisiche dei sistemi a bassa dimensionalità, con dimensioni caratteristiche nanometriche. Illustrare i principi delle metodologie realizzative e delle nanotecnologie - DI GASPARE LUCIANA (programma) ETEROGIUNZIONI E ETEROSTRUTTURE. SISTEMI 2-,1-, 0-DIMENSIONALI. STATI ELETTRONICI E DENSITÀ DEGLI STATI. GAS DI ELETTRONI 2D:. LUNGHEZZE CARATTERISTICHE PER IL TRASPORTO IN SISTEMI A BASSA DIMENSIONALITÀ.MATRICI T E TUNNEL RISONANTE. INTERFERENZA DELLE FUNZIONI D' ONDA ED EFFETTO AHARONOV-BOHM. TRASPORTO BALISTICO E QUANTIZZAZIONE DELLA CONDUTTANZA NEI SISTEMI 1-DIMENSIONALI. CONDUCIBILITÀ IN PRESENZA DI UN CAMPO MAGNETICO. OSCILLAZIONI SHUBNIKOV-DE HAAS. EFFETTO HALL QUANTISTICO. TUNNELLING DI SINGOLO ELETTRONE E BLOCCAGGIO COULOMBIANO. TRANSISTOR A SINGOLO ELETTRONE. GRAFENE: PROPRIETÀ STRUTTURALI ED ED ELETTRONICHE. PROPRIETÀ OTTICHE DELLE NANOSTRUTTURE:TRANSIZIONI INTERBANDA NELLE BUCHE QUANTICHE E REGOLE DI SELEZIONE; ECCITONI IN SISTEMI 2D; TRANSIZIONI INTERSOTTOBANDA E REGOLE DI SELEZIONE. EMETTITORI DI LUCE, COEFFICIENTE DI GUADAGNO. LASER A DIODO, A ETEROSTRUTTURA, A CASCATA QUANTICA (CENNI) (testi) DATTA S.: ELECTRONIC TRANSPORT IN MESOSCOPIC SYSTEMS [CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS ] FERRY D.K. AND GOODNICK S.M.: TRANSPORT IN NANOSTRUCTURES [CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS ] DAVIES J. H. : THE PHYSICS OF LOW DIMENSIONAL SEMICONDUCTORS [CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS)	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410051 - FISICA DELLE SUPERFICI E INTERFACCE (obiettivi) Introdurre lo studente alle conoscenze fondamentali su proprietà, preparazione e caratterizzazione di superfici ed interfacce - STEFANI GIOVANNI	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410049 - FISICA DEI DISPOSITIVI ELETTRONICI ED OPTOELETTRONICI (obiettivi) Il corso si propone di illustrare le metodologie più avanzate per lo studio, la simulazione e l’analisi dei dispositivi elettronici e optoelettronici a stato solido. Verranno illustrati i meccanismi fisici alla base del funzionamento dei più moderni dispositivi basati su semiconduttori a larga gap, quali GaN, GaAs e AlGaAs, così come quelli più tradizionali fabbricati in Silicio. Inoltre, attraverso opportune leggi di scala, verranno analizzati i limiti intravisti per le tecnologie correnti con l’indicazione delle possibili soluzioni - CONTE GENNARO (programma) Dispositivi Unipolari. La barriera metallo-semiconduttore. Il diodo Schottky. Funzione lavoro e affinità elettronica. Caratteristica I-V ideale. Contatto Ohmico. Carica di superficie e lunghezza di Debye . Elettrostatica della giunzione M-S. Trasporto nella SCR. Corrente termoionica. Corrente di drift-diffusione. Abbassamento della barriera. Carica nella SCR: valutazione di Nd e Fbi. Drogaggio non uniforme. Giunzione metallo-n+-n. JFET e MESFET. Resistenza del canale. Caratteristica di ingresso: iDS à VGS. La corrente di drain, iDS. Transcaratteristica: iDS à VDS. Transconduttanza, gm. Conduttanza di canale, gd. Il JFET come amplificatore di segnale. Comportamento dinamico. Modello di piccolo segnale. Comportamento in frequenza e fT. Strutture Metallo-Ossido-Semiconduttore. Il diodo MIS. Capacità del sistema MOS. Analisi all’equilibrio termico. Stati di interfaccia. Carica nell’ossido. Elettronica del MOS. MOSFET: modello a controllo di carica. NMOS, PMOS e CMOS. Dispositivi a svuotamento e arricchimento. Correnti sottosoglia. Effetti geometrici. Leggi di scala. - Teorema di Ramo. Fotoconducibilità. Fotoresistenze. Guadagno fotoconduttivo. La giunzione pn alla luce. Il fotodiodo pin. APD-Avalanche Photodiode. Risposta spettrale. Elettroluminescenza. Drogaggio. Transizioni radiative e non-radiative. Tempo di vita dei minoritari. Efficienza di luminescenza. Efficienza di estrazione. Architetture dei dispositivi. LED per IR, Vis e UV. (testi) D.A. Neamen - Semiconductor Physics and Devices, 3rd Ed., McGraw-Hill, 2003. R.S Muller, T.I. Kamins - Device Electronics for Integrated Circuits, 3rd Ed., John Wiley, 2009	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20402354 - MECCANICA STATISTICA (obiettivi) Il corso mira a dare una visione degli sviluppi moderni della meccanica statistica. In particolare, partendo dalla teoria delle transizioni di fase e dei fenomeni critici, si vuole mostrare come sono emersi i concetti alla base del metodo del gruppo di rinormalizzazione. Questo metodo è ormai largamente utilizzato in diversi campi della meccanica statistica. I fenomeni critici costituiscono l’applicazione classica del metodo, che viene illustrata in dettaglio nei primi 6 crediti del corso. Questi primi 6 crediti possono quindi essere utilizzati da più indirizzi. I restanti 2 crediti si soffermano su applicazioni più recenti del metodo nel campo della fisica della materia - Erogato presso 20401425 MECCANICA STATISTICA in FISICA (DM 270) LM-17 N0 RAIMONDI ROBERTO (programma) Vedi il corso principale 20401425 MECCANICA STATISTICA (testi) Vedi il corso principale 20401425 MECCANICA STATISTICA	6	FIS/02	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410097 - FOTONICA QUANTISTICA (obiettivi) Acquisire conoscenza della fisica dei sistemi laser e della descrizione del campo elettromagnetico in seconda quantizzazione, con particolare enfasi agli aspetti fenomenologici. - BARBIERI MARCO (programma) Fisica del laser: richiami alla radiazione di corpo nero, equazioni di Einstein, eccitazione di atomi a due livelli, attenuazione e guadagno. Livelli d’energia e transizioni in semiconduttori. Comportamento del laser cw. Cenni ai laser ultrabrevi. Coerenza e quantizzazione del campo e.m.: teoria classica delle fluttuazione e della coerenza al primo e secondo ordine. Campo e.m. come oscillatore armonico, quantizzazione e teoria quantistica della coerenza. Stati numero, coerenti e termici. Rappresentazione di interazione: il beam splitter e gli stati squeezed. Rivelazione omodina e fotoconteggio. Funzioni di quasi-probabilità. Ottica nonlineare: introduzione e trattamento classico. Cenni al trattamento quantistico. Effetti nonlineari del secondo ordine: generazione di seconda armonica, frequenza somma e frazionamento parametrico. Effetti del terzo ordine: effetto Kerr ottico. Cenni alla filamentazione. Equazione di Schroedinger nonlineare e solitoni temporali. Correlazioni quantistiche: problema del realismo locale in meccanica quantistica e paradosso EPR-Bohm. Diseguaglianza di Bell e test sperimentali con fotoni polarizzati. (testi) R. Loudon, The quantum theory of light. O. Svelto, Principles of lasers. R. Boyd, Nonlinear optics. J.S. Bell, Speakable and unspeakable in quantum mechanics.	6	FIS/03	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410098 - FISICA DEI PIANETI DEL SISTEMA SOLARE ED ESOPIANETI (obiettivi) L’obiettivo del corso è quello di fornire adeguate conoscenze riguardo la fisica dei pianeti del sistema solare e degli esopianeti, con particolare riguardo alle tecniche di indagine delle atmosfere, delle superfici e delle sottosuperfici dei pianeti. Canale: 1 - CERRONI Priscilla (programma) 1 Sistema Solare - Descrizione del Sistema Solare nel suo insieme, distribuzione di massa e di momento angolare, osservabili astrofisiche. - Descrizione delle osservabili planetologiche: caratteristiche dei pianeti, dei sistemi di satelliti, dei corpi minori del Sistema Solare - I pianeti terrestri:caratteristiche generali e processi evolutivi delle superfici planetarie. - I pianeti terrestri:storia termica, craterizzazione, vulcanismo, tettonica. Planetologia comparata. - Meteoriti e corpi minori: indizi per la formazione del Sistema Solare, cenni sulla datazione - I pianeti giganti - Satelliti planetari - Struttura interna dei pianeti, differenze tra pianeti terrestri e giganti, evoluzione - Atmosfere planetarie 2 Pianeti Extrasolari - Introduzione storica - Metodi indiretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari - Metodi diretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari - Caratteristiche dei pianeti Extrasolari - Fisica dei Pianeti Extrasolari - Caratterizzazione e risultati - Quale vita? - Abitabilità e zona abitabile - La ricerca della vita 3 Parte Comune - Cenni sulla Teoria della formazione planetaria (testi) - non esiste un testo unico che tratti in modo completo gli argomenti del corso. Un teso consigliato è: Imke de Pater and Jack J. Lissauer, Planetary Sciences, Cambridge University Press. Durante il corso verranno suggeriti di volta in volta articoli scientifici di review. Materiali: - Slides del corso - Articoli scientifici Canale: 2 - CLAUDI Riccardo (programma) 1 Sistema Solare - Descrizione del Sistema Solare nel suo insieme, distribuzione di massa e di momento angolare, osservabili astrofisiche. - Descrizione delle osservabili planetologiche: caratteristiche dei pianeti, dei sistemi di satelliti, dei corpi minori del Sistema Solare - I pianeti terrestri:caratteristiche generali e processi evolutivi delle superfici planetarie. - I pianeti terrestri:storia termica, craterizzazione, vulcanismo, tettonica. Planetologia comparata. - Meteoriti e corpi minori: indizi per la formazione del Sistema Solare, cenni sulla datazione - I pianeti giganti - Satelliti planetari - Struttura interna dei pianeti, differenze tra pianeti terrestri e giganti, evoluzione - Atmosfere planetarie 2 Pianeti Extrasolari - Introduzione storica - Metodi indiretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari - Metodi diretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari - Caratteristiche dei pianeti Extrasolari - Fisica dei Pianeti Extrasolari - Caratterizzazione e risultati - Quale vita? - Abitabilità e zona abitabile - La ricerca della vita 3 Parte Comune - Cenni sulla Teoria della formazione planetaria (testi) - non esiste un testo unico che tratti in modo completo gli argomenti del corso. Un teso consigliato è: Imke de Pater and Jack J. Lissauer, Planetary Sciences, Cambridge University Press. Durante il corso verranno suggeriti di volta in volta articoli scientifici di review. Materiali: - Slides del corso - Articoli scientifici	6	FIS/05	48	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA
20410096 - Educational & Outreach - La comunicazione della scienza (obiettivi) Fornire allo studente i concetti di base della comunicazione, come le tecniche per parlare in pubblico e per la preparazione di materiali di presentazione e di testi di comunicazione scientifica. Far acquisire competenze sulla progettazione e realizzazione di prodotti di comunicazione (immagini, audio, video) e sul Communication Plan (piano per organizzare la comunicazione di un evento o progetto scientifico). Canale: 1 - BERNIERI ENRICO (programma) Il percorso formativo proposto si basa sul concetto di case study: verranno presentati esempi specifici e argomenti selezionati per il loro interesse scientifico e mediatico. Intorno ai case study, il corso sarà organizzato con didattica laboratoriale: verranno realizzati dei veri e propri laboratori di comunicazione in cui gli studenti, lavorando in squadra e guidati da ricercatori e professionisti della comunicazione scientifica, analizzeranno l’esempio specifico e progetteranno e realizzeranno una serie di strumenti di comunicazione specifici (articoli di divulgazione scientifica, siti web, blog, interviste e audio/video ecc). Il percorso formativo avrà inoltre una impronta tecnologica, prendendo in considerazione le nuove tecnologie multimediali applicate alla comunicazione, presentando, utilizzando e integrando software e soluzioni open source disponibili al momento. Il programma Il programma proposto prevede un percorso di 52 ore che include 40 ore di lezioni di insegnamento frontale e 12 ore di laboratorio pratico. 12 ore sono in comune con il corso di comunicazione per il Dottorato in Fisica. Introduzione alla comunicazione scientifica • Gli assiomi della comunicazione, dal linguaggio corporeo alla progettazione di un Communication Plan. • La comunicazione scientifica: Perché comunicare la scienza? • I diversi tipi di comunicazione nel mondo della ricerca e dell’Università. • Progettare un evento per il pubblico: la comunicazione in 5 mosse. • L’immagine e la comunicazione della scienza. Parlare in pubblico di scienza • Come si parla in pubblico: differenze tra conferenza stampa, dibattito e conferenza divulgativa • Le regole base per parlare in pubblico • Materiali multimediali per parlare di scienza al pubblico: slide, audio, video. Scrivere di scienza • Le basi del giornalismo scientifico: riflessioni sul linguaggio della carta stampata all’audio/video. • Le differenze tra un articolo divulgativo, un articolo scientifico e un comunicato stampa. • La scrittura per l’audio/video: lo storyboard. La comunicazione visiva della scienza • L’immagine e la comunicazione della scienza • Progettare e realizzare un’immagine La scienza sul web • Come è comunicata la scienza sul web • Il web 2.0 e la scienza • Realizzare un sito web Organizzare un evento per il pubblico • Il Communication Plan di una osservazione astronomica per una classe • Realizzare una serata osservativa (testi) "Comunicare la scienza" di Giovanni Carrada https://www.mestierediscrivere.com/uploads/files/comunicarelascienza.pdf Canale: 2 - GIACOMINI Livia (programma) Il programma proposto prevede un percorso di 52 ore che include 40 ore di lezioni di insegnamento frontale e 12 ore di laboratorio pratico. 12 ore sono in comune con il corso di comunicazione per il Dottorato in Fisica. Introduzione alla comunicazione scientifica • Gli assiomi della comunicazione, dal linguaggio corporeo alla progettazione di un Communication Plan. • La comunicazione scientifica: Perché comunicare la scienza? • I diversi tipi di comunicazione nel mondo della ricerca e dell’Università. • Progettare un evento per il pubblico: la comunicazione in 5 mosse. • L’immagine e la comunicazione della scienza. Parlare in pubblico di scienza • Come si parla in pubblico: differenze tra conferenza stampa, dibattito e conferenza divulgativa • Le regole base per parlare in pubblico • Materiali multimediali per parlare di scienza al pubblico: slide, audio, video. Scrivere di scienza • Le basi del giornalismo scientifico: riflessioni sul linguaggio della carta stampata all’audio/video. • Le differenze tra un articolo divulgativo, un articolo scientifico e un comunicato stampa. • La scrittura per l’audio/video: lo storyboard. La comunicazione visiva della scienza • L’immagine e la comunicazione della scienza • Progettare e realizzare un’immagine La scienza sul web • Come è comunicata la scienza sul web • Il web 2.0 e la scienza • Realizzare un sito web Organizzare un evento per il pubblico • Il Communication Plan di una osservazione astronomica per una classe • Realizzare una serata osservativa (testi) "Comunicare la scienza" di Giovanni Carrada https://www.mestierediscrivere.com/uploads/files/comunicarelascienza.pdf Canale: 3 - DE ANGELIS ILARIA (programma) Vedi le info dal titolare Livia Giacomini (testi) Vedi le info dal titolare Livia Giacomini	6	FIS/08	40	12	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ITA

Secondo semestre

Insegnamento	CFU	SSD	Ore Lezione	Ore Eserc.	Ore Lab	Ore Studio	Attività	Lingua
20402228 - TIROCINIO	6		-	-	-	-	Ulteriori attività formative (art.10, comma 5, lettera d)	ITA
20402227 - PROVA FINALE	34		289	-	-	-	Per la prova finale e la lingua straniera (art.10, comma 5, lettera c)	ITA

Primo semestre

Insegnamento	CFU	SSD	Ore Lezione	Ore Eserc.	Ore Lab	Ore Studio	Attività	Lingua
20401904 - FISICA TEORICA I (obiettivi) Approfondire l’elettrodinamica classica fornire gli elementi della meccanica quantistica relativistica. Fornire le basi della teoria dei campi e della QED - DEGRASSI GIUSEPPE (programma) Relatività ristretta ed elettromagnetismo Richiami di relatività ristretta: trasformazioni di Lorentz, addizione delle velocità, aberrazione della luce. Rappresentazione grafica di Minkowski: classificazione degli in- tervalli, dilatazione dei tempi, contrazione delle lunghezze, causalità. Caratterizzazione completa delle trasformazioni delle coordinate che lasciano invariato l'intervallo spazio- temporale pseudoeuclideo: gruppo di Poincarè, gruppo di Lorentz e loro struttura. Elementi di calcolo quadritensoriale: scalari, vettori controvarianti, vettori covarianti, tensori, pseudotensori, prodotto scalare, contrazioni tensoriali. Legge di trasformazione dei campi, quadrigradiente. Elementi di meccanica relativistica: quadrivelocità, quadriaccelerazione, quadrimpul- so, quadrivettore forza e legge della potenza. Formulazione covariante dell'equazione di Lorentz e tensore del campo elettromagne- tico. Proprietà di trasformazione dei campi elettrico e magnetico. Formulazione covarian- te delle equazioni di Maxwell. Potenziale vettore, potenziale scalare, quadripotenziale. Equazioni di Maxwell in termini del quadripotenziale. Invarianza di gauge. Invarianti del campo elettromagnetico. Campo creato da una carica in moto uniforme: derivazione dal campo elettrostatico mediante una trasformazione di Lorentz. Bilancio energetico nel formalismo trivettoriale: densità di energia, vettore di Poyn- ting. Bilancio energetico nel formalismo covariante: tensore energia ed impulso. Leggi di conservazione: conservazione del quadrimpulso totale e tensore degli sforzi di Maxwell. Conservazione del momento angolare totale. Equazioni di Maxwell nel vuoto per il quadripotenziale nella gauge di Lorentz e loro soluzione generale. Soluzioni di tipo onda piana delle equazioni di Maxwell nel vuoto e loro proprietà. Densità e flusso di energia di un'onda piana. Pressione della radiazione. Formulazione covariante della polarizzazione. Equazione per il quadripotenziale in presenza di sorgenti. Funzione di Green. Poten- ziali e campi di Lienard e Wiechert. Potenza irradiata in approssimazione non relativistica e relativistica. Sezione d'urto Thomson. Effetto Compton. Effetto Cerenkov. Teoria dei campi quantizzati Equazione di Dirac. Covarianza dell'equazione. Limite non relativistico. Covarianti bilineari. Soluzioni dell'equazione di Dirac. Proiettori per le soluzioni ad energia positiva e negativa. Elicità e chiralità. Il campo elettromagnetico libero come insieme di oscillatori armonici. Quantizzazione del campo in gauge di radiazione . Operatori di creazione ed annichilazione. Richiami di meccanica quantistica: oscillatore armonico, rappresentazione di Heisen- berg, operatore di evoluzione temporale, prodotto cronologico. Formalismo lagrangiano dal discreto al continuo. Quantizzazione del campo. Com- mutatori canonici. Simmetrie e teorema della Noether. Invarianza per traslazioni spazio- temporali. Tensore energia-impulso. Simmetrie interne. Lagrangiano del campo sca- lare reale e complesso, sua quantizzazione. Prodotti ordinati. Invarianza globale e locale. Lagrangiano del campo di Dirac. Quantizzazione. Anticommutatori canonici. Quantizzazione del campo elettromagnetico. La rappresentazione di interazione. Matrice S. Sviluppo perturbativo della matri- ce S. Teorema di Wick. Commutatori dei campi bosonici e fermionici a tempi arbitrari. Propagatori per il campo scalare e di Dirac. Propagatore del fotone. Introduzione alle regole di Feynman. Regole di Feynman in QED. Sezione d'urto. Processi ad ordine albero: e+e- -- , diffusione in campo esterno. (testi) V. Barone: Relatività, Bollati Boringhieri. F. Mandl, G. Shaw: Quantum Field Theory, John Wiley & Sons.	8	FIS/02	46	22	-	-	Attività formative affini ed integrative	ITA
20402209 - FISICA NUCLEARE E SUBNUCLEARE (obiettivi) Illustrare i concetti di base delle particelle elementari e le interazioni fondamentali. Bosoni e fermioni, mesoni e barioni, modello a quark. - CERADINI FILIPPO (programma) Principi di invarianza e leggi di conservazione, trasformazioni continue e discrete, parità, coniugazione di carica, inversione temporale. Equazioni quantistiche relativistiche, equazione di Klein-Gordon, equazione di Dirac, soluzioni a energia negativa, elicità, limite non relativistico, spin, antiparticelle. Soluzioni per massa nulla, proprietà dei neutrini. Teoria relativistica delle perturbazioni, interazione elettromagnetica, diagrammi di Feynman, propagatore. Estensione relativistica della sezione d’urto di Rutherford, sezione d’urto di Mott, Dirac, Rosenbluth. Raggi cosmici, componente primaria e secondaria, scoperta dei mesoni. Proprietà del muone e del pione, particelle strane, multipletti di isospin. Classificazione delle particelle e delle interazioni, leptoni e adroni, mesoni e barioni, antiparticelle. Interazioni adroniche, isospin, modello di Yukawa, diffusione elastica pione-nucleone, la risonanza Delta, risonanze barioniche e mesoniche, multipletti di mesoni e barioni. Simmetrie unitarie, SU(2), SU(3), modello statico a quark, i quark u-d-s, barioni e mesoni nel modello a quark, momenti magnetici dei barioni, il colore dei quark. Interazioni deboli, decadimento beta dei nuclei, transizioni Fermi e Gamow-Teller, non conservazione della parità, decadimento beta del Co60 polarizzato. Elicità del neutrino, interazione V-A. Decadimento del muone, costante di Fermi. Decadimento del pione, produzione di fasci di neutrini, numero leptonico, neutrini e-mu. Interazioni dei neutrini, propagatore dell'interazione debole. Decadimenti nel modello a quark, decadimenti deboli delle particelle strane, angolo di Cabibbo. Mesoni K0, autostati di CP, mesoni K0L e K0S, ipotesi di Glashow-Iliopoulos-Maiani e il quark charm. Violazione della simmetria CP, matrice Cabibbo-Kobayashi-Maskawa e il quark beauty. Diffusione inelastica leptone-nucleone, funzioni di struttura, Bjorken-scaling, modello a partoni, densità dei partoni, diffusione inelastica di neutrini e antineutrini, densità di quark e antiquark, i gluoni. Interazione elettrone-positrone, diffusione e annichilazione, produzione di adroni, quarkonio, il leptone tau, produzione di quark pesanti. Produzione di particelle in interazioni adroniche, processi Drell-Yan, produzione di jet adronici, cromodinamica quantistica. Il quark top, il neutrino tau, le tre generazioni. Isospin e ipercarica deboli, modello di Glashow-Weinberg-Salam, unificazione delle interazioni elettro-deboli, scoperta dei bosoni W e Z. Rottura della simmetria elettro-debole, il campo di Higgs, scoperta del bosone di Higgs. (testi) • W. E. Burcham and M. Jobes, Nuclear and Particle Physics, Pearson Education. • Appunti del corso di Istituzioni di Fisica Nucleare e Subnucleare, http://webusers.fis.uniroma3.it/~ceradini/efns.htm - DI MICCO BIAGIO (programma) Vedi le info dal titolare Filippo Ceradini (testi) Vedi le info dal titolare Filippo Ceradini	8	FIS/04	46	22	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20402210 - FISICA DELLA MATERIA CONDENSATA (obiettivi) Il corso si pone l'obiettivo di applicare i metodi della meccanica quantistica alla descrizione delle proprieta' fondamentali della materia solida. - GALLO PAOLA (programma) Panoramica sulla materia condensata. Descrizione geometrica dei cristalli: reticoli diretti, reticoli reciproci e zona di Brillouin. Scattering di particelle da cristalli: raggi x, elettroni e neutroni. Quasicristalli. Classificazione dei solidi cristallini e legami. Approssimazione adiabatica di Born-Oppenheimer. Dinamica vibrazionale del reticolo cristallino, fononi. Calori specifici vibrazionali di Einstein e Debye e calore specifico elettronico. Elettroni in potenziali periodici: il teorema di Bloch. Teoria dell'elettrone libero nei metalli. L'Hamiltoniano a multielettroni e approssimazioni ad elettrone singolo: equazioni di Hartee e Hartee-Fock. Teoria a bande dei cristalli: metodo del Tight Binding, approssimazione dell'elettrone quasi libero. Proprieta' elettroniche di cristalli rilevanti. Trasporto nei metalli. Semiconduttori intrinseci e drogati e trasporto. Giunzione p-n. Superconduttivita'. (testi) TESTO PRINCIPALE: Giuseppe Grosso and Giuseppe Pastori Parravicini Solid State Physics Academic Press ALTRI TESTI UTILIZZATI: Neil W. Ashcroft N. David Mermin Solid State Physics Saunders College Charles Kittel Introduzione alla Fisica Dello Stato Solido Casa Editrice Ambrosiana - Iorio Antonio (programma) Vedi le info dal titolare Paola Gallo (testi) Vedi le info dal titolare Paola Gallo	8	FIS/03	46	22	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20402211 - COMPLEMENTI DI METODI MATEMATICI DELLA FISICA (obiettivi) Acquisire una buona conoscenza dei metodi per la risoluzione di equazioni integrali e differenziali (ordinarie e alle derivate parziali), nonché delle nozioni fondamentali della teoria degli operatori lineari su spazi infinito-dimensionali - FRANCIA DARIO (programma) Part I Introduction: Physics and symmetries Finite Groups: Definition of group; groups of order 2; the Cayley table; groups of order 3; cyclic groups; subgroups; direct products; Lagrange's theorem; groups of order 4; higher-order groups: the dihedral series, the quaternionic group; pre- sentations; the symmetric group Sn; the alternating group An; cycles; Cayley's theorem; representations: basic definitions; the regular representation; conjugation and cosets; normal subgroups; factor groups; simple and semisimple groups; clas- sification of simple groups (without proof); characters; review of finite-dim Hilbert spaces; unitary representations; group-averaged inner product; equivalence of finite- dim reps to unitary reps; reducible and fully reducible reps; reps of finite groups and full reducibility; Schur's Lemmas; the orthogonality relations; the character table; real, pseudoreal and complex reps; Kronecker products and Clebsch-Gordan series. 2 Lie Groups and Lie Algebras: group manifold; Lie groups; the classical ma- trix groups; Lie algebras: definition and first properties; structure constants; ad- joint representation; Cartan-Killing form; simple and semiimple Lie algebras; fully antisymmetric structure constants; Casimir operators; quadratic Casimir; highest (lowest)-weight representations; su(2); su(3); Gell-Mann matrices; roots; α-basis, ω basis, Chevalley basis; general Lie algebras: Cartan subalgebra and structure contants in the Cartan basis; roots; the map adH(X); α-chains; Weyl reflections; root systems for semisimple Lie algebras: relative angles and lengths between roots; positive roots; simple roots; Dynkin diagrams; rank-two algebras; the Cartan cata- logue of simple Lie algebras; representation theory: highest weights and construction of representation space; level vector; the adjoint representation and maximal roots; Weyl dimension formula. Part II Partial Differential Equations: Generalities; linear, quasilinear, semilinear and non linear PDE; well-posedness; initial data vs boundary data; types of boundary conditions; the Cauchy-Kovalevskaya theorem; first-order equations; characteris- tics: parametric solutions and Lagrange's method; second-order PDE: classifica- tion of quasi-linear eqs: hyperbolic, parabolic and elliptic PDE; characteristics and canonical forms; the wave equation: d'Alembert solution and Fourier solution by separation of variables; normal modes; the heat equation: solution by separation of variables for insulated ends and for ends at finite temperatures T1 and T2. (testi) Referenze: Parte I - Ramond P, Group theory - a physicist’s survey (Cambridge University Press, 2010). - Gilmore R, Lie Groups, Physics, and Geometry (Cambridge University Press, 2008). - Fuchs J and Schweigert C, Symmetries, Lie algebras and representations (Cambridge University Press, 2003). - Slansky R, Group theory for unified model building (Physics Reports 791, Elsevier, 1981). - Hamermesh M, Group theory and its application to phyical problems (Dover, 1962). Parte II - Pradisi G, Lezioni di metodi matematici della fisica (Edizioni della Normale, Pisa, 2012). - Evans L C, Partial differential equations (American Mathematical Society, 1998-2010). - Courant R and Hilbert D, Methods of mathematical physics II (Wiley, 1962).	6	FIS/02	34	18	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA

Secondo semestre

Insegnamento	CFU	SSD	Ore Lezione	Ore Eserc.	Ore Lab	Ore Studio	Attività	Lingua
20401878 - ASTROFISICA EXTRAGALATTICA (obiettivi) Il corso si propone di fornire allo studente i concetti di base della astrofisica della nostra Galassia e delle Galassie esterne - LA FRANCA FABIO (programma) Programma 1. Cenni di evoluzione stellare 2. Cenni sulla strumentazione 3. La Via Lattea 4. Il buco nero centrale 5. Classificazione delle galassie 6. Potenziali delle galassie, distribuzione di massa e andamento delle isofote 7. Le curve di rotazione 8. Relazioni di scala nelle galassie 9. Spettroscopia: gas freddo, gas caldo e gas molecolare 10. Misure spettroscopiche di velocità, temperatura e densità 11. Gli AGN: motore e struttura centrale 12. La misura della massa dei black holes 13. Gli AGN: evoluzione 14. Coevoluzione AGN/galassie 15. Misura e storia delle Star Formation and Accretion Rates 16. Misura e riproduzione di: fondi cosmici, funzioni di luminosità e di massa 17. La metallicità 18. Gli ammassi di galassie (testi) Testo: L.S. Sparke and J.S. Gallagher Galaxies in the Universe - An Introduction. Cambridge University Press	6	FIS/05	48	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20410041 - ASTROFISICA GENERALE (obiettivi) Fornire allo studente una panoramica completa dei processi fisici fondamentali alla base dell'Astrofisica - BIANCHI STEFANO (programma) Processi Radiativi in Astrofisica: Equazione del Trasporto, Bremsstrahlung, Sincrotrone, Effetto Compton Inverso, Produzione di Coppie, Effetto Cherenkov Interazioni Nucleari, Righe Nucleari Spettroscopia: Notazione, Livelli di Energia, Regole di Selezione, Bilancio di Ionizzazione, Righe di Emissione e Assorbimento, Misure di Densità e Temperatura, Polvere ed Estinzione Spettroscopia Molecolare Altri Messaggeri in Astrofisica: Onde Gravitazionali, Neutrini Accelerazione di Particelle: Meccanismi di Fermi, Onde d’urto (testi) (LONGAIR MALCOM S. ) HIGH ENERGY ASTROPHYSICS 3RD ED. [CAMBRIDGE 2011] (G.B. RYBICKI, A.P. LIGHTMAN) RADIATIVE PROCESSES IN ASTRIPHYSICS [WILEY] (SHAPIRO S.L, TEUKOLSKY S.A.) BLACK HOLES, WHITE DWARFS AND NEUTRON STARS [WILEY] G. Ghisellini “Radiative Processes in High Energy Astrophysics”, 2013	6	FIS/05	48	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20402213 - ELEMENTI DI FISICA TERRESTRE E DELL'AMBIENTE (obiettivi) Il corso è strutturato sui concetti di base della Fisica della Terra Solida e Fluida al fine di fornire allo studente un quadro coerente ed aggiornato di questa disciplina, sia dal punto di vista teorico sia da quello sperimentale - PLASTINO WOLFANGO (programma) Gravity - The Earth’s size and shape -Gravitation -The Earth’s rotation -The Earth’s figure and gravity -Gravity anomalies -Interpretation of gravity anomalies -Isostasy -Rheology Seismology - Elasticity theory -Seismic waves -Earthquake seismology -Seismic wave propagation -Internal structure of the Earth Earth’s age and thermal properties - Geochronology -The Earth’s heat Geomagnetism and paleomagnetism - The Physics of magnetism -Rock magnetism -Geomagnetism -Paleomagnetism Fundamentals of Geophysical Fluid Dynamics - Time derivatives for fluids -The mass continuity equation -The momentum equation -The equation of state -Thermodynamic relations -Thermodynamic equation for fluids -Compressible and incompressible flow -The energy budget Physics of the Atmosphere - Heterogeneous systems -Transformations of moist air -Hydrostatic equilibrium -Static stability -Radiative transfer -Large-scale motion -Wave propagation -The general circulation -Dynamic stability Physics of the Ocean - Oceans and Seas -Atmospheric influences -The oceanic heat budget -Wind driven ocean circulation -Deep circulation in the ocean -Equatorial processes -Ocean waves -Coastal processes and tides (testi) Stacey F.D. and Davis P.M. - Physics of the Earth. Cambridge University Press, 2008 - ISBN:9780521873628 Vallis G.K. - Atmospheric and Oceanic Fluid Dynamics. Cambridge University Press, 2006 - ISBN:9780521849692	6	FIS/06	48	-	-	-	Attività formative affini ed integrative	ITA
20402214 - ASTROFISICA STELLARE (obiettivi) Fornire allo studente una buona conoscenza della struttura ed evoluzione stellare, con applicazioni rilevanti per problemi astrofisici generali, come la datazione delle stelle e l'età dell'Universo, il ruolo delle abbondanze degli elementi leggeri dell'evoluzione e la connessione con le abbondanze cosmologiche, le stelle variabili e le supernovae, ed il loro ruolo per la determinazione della scala di distanza, gli oggetti compatti (nane bianche, stelle di neutroni e la loro importanza nell'evoluzione delle binarie interattive. Lo scopo è quindi quello di fornire le basi di conoscenza sulle stelle per applicazioni astrofisiche anche non stellari - VENTURA PAOLO (programma) Osservabili stellari Magnitudine di una stella. Intensità luminosa. Magnitudine apparente e relativa. Spettro di corpo nero. Leggi di Wien e Stefan-Boltzmann. I colori delle stelle. Profondità ottica. Equazione del trasporto radiativo. Oscuramento al bordo. Approssimazione di Eddington-Barbier. Atmosfera grigia. Definizione di fotosfera e di temperatura effettiva. I diagrammi di Hertzprung-Russell e Colore-Magnitudine. Spettri stellari. Equazioni di Saha e di Boltzman. Righe dell’idrogeno. Discontinuità di Balmer. Tipi spettrali. Trasporto radiativo e opacità. La radiazione elettromagnetica. Rapporto tra flusso radiativo e gradiente di temperatura. Opacità e libero cammino medio fotonico. Coefficiente di opacità medio di Rosseland. Meccanismi di assorbimento di fotoni: transizioni legato-legato, legato libero, e libero-libero. Opacità di Kramer. Scattering Thomson. Conduzione elettronica. Importanza relativa dei vari tipi di opacità nel piano densità-temperatura. La convezione nelle stelle L’instabilità convettiva. Criteri di Schwarzschild e Ledoux per l’instabilità convettiva. Cause principali per l’instaurarsi dell’instabilità convettiva. Efficienza della convezione. La“Mixing Length Theory” e il parametro libero α.Incertezze legate alla convezione. Calibrazione del parametro libero. Problematiche legate alla turbolenza e alla non località della convezione. Equazione di stato Equazione di stato per gli interni stellari. Pressioni di gas perfetto e di radiazione. Degenerazione elettronica. Il ruolo del Principio di Pauli. Il momento di Fermi. Degenerazione parziale e completa. Equazione di stato per gas degenere in regime relativistico e non relativistico. Cristallizzazzione. Neutronizzazione. Importanza relativa dei vari tipi di pressione nel piano densità –temperatura. Generazione di energia nucleare Le reazioni nucleari. Difetto di massa. Effetto tunnel. Risonanze. Sezioni d’urto. Rate di reazioni nucleari. Coefficiente di generazione di energia nucleare. Picco di Gamow. Dipendenza funzionale del rate delle reazioni nucleari dalla temperatura. Screening elettronico. La catena protone-protone. Il ciclo CNO. Abbondanzedi equilibrio CNO. Le reazioni 3α. Le equazioni dell’equilibrio stellare Equazioni dell’equilibrio stellare. Conservazione della massa. Espressione e significato fisico del coefficiente di generazione di energia gravitazionale. Conservazione dell’energia. Equilibrio idrostatico. Trasporto energetico. Energetica dei neutrini. Trattamento degli strati atmosferici. Equazioni dell’equilibrio stellare in forma adimensionale. Nascita delle stelle e prime fasi evolutive Il teorema del Viriale. Il criterio di Jeans per il collasso. La massa di Jeans. Frammentazione gerarchica. Cooling radiativo. Collasso isotermo. Collasso adiabatico. Dischi di accrescimento e struttura del disco. Bilancio energetico durante la fase di accrescimento. Struttura di protostella. La teoria di Hayashi della pre-sequenza. linee di Hayashi e loro significato fisico. Stratificazione di entropia in stelle radiative e convettive. Tracce evolutive classiche di pre-sequenza nel diagramma HR. Il tempo-scala di Kelvin-Helmotz. Il modello di Palla& Stahler. Accrescimento. Evoluzione del core in equilibrio idrostatico. La relazione Massa-Raggio. La “birthline”. La fusione del Litio in pre-sequenza. Il Litio nelle stelle di associazioni stellari giovani. Il limite di massa per la fusione dell’idrogeno. Brown dwarfse pianeti giganti. Ruolo della degenerazione elettronica. Il “Disk-locking” e il frenamento magnetico. La combustione di idrogeno Sequenze principali (MS) di ammassi aperti e globulari. Relazione Massa - Luminosità per stelle di MS. Forma della ZAMS. Limite inferiore e superiore per le masse di stelle di MS. Struttura delle stelle di MS al variare della massa: estensione delle zone convettive e radiative. Limite in massa per la combustione pp e CNO. Ruolo dell’idrogeno molecolare nella morfologia della ZAMS. Sequenze principali osservate in ammassi globulari e aperti : interpretazione. Tracce evolutive di stelle di sequenza principale. Incertezze teoriche sull’evoluzione delle stelle di MS: overshooting dal core, gradiente di temperatura in inviluppi convettivi. La fase di gigante rossa (KW – caps.30.5 e 32; articolo-review di M.Salaris) Evoluzione post-MS. Espansione in gigante. Il limite di Schonberg -Chandrasekhar. Degenerazione del core di elio nei modelli di piccola massa. Primo dredge-up: cause e effetti. Estensione dell’inviluppo convettivo delle stelle al variare della temperatura effettiva. Bump delle giganti. Funzioni di luminosità di ammassi stellari. Evoluzione di stelle di piccola massa fino al tip delle giganti. Il ruolo della shell CNO. Relazione Luminosità – Massa di core per le stelle di piccola massa. Il ruolo dei neutrini per la determinazione del picco di temperatura. Flash dell’elio. Termodinamica del flash. Il ruolo della degenerazione elettronica. Mini-flash. Confronto tra strutture termodinamiche pre- e post- flash. Evoluzione di ramo orizzontale: escursione delle tracce evolutive verso il blu e il rosso. Il ruolo dell’elio. Interpretazione dei rami orizzontali degli ammassi globulari: ruolo di età e perdita di massa . Combustione di elio in stelle non degeneri. “Blue loop” nel diagramma HR. Evoluzione di ramo asintotico (KW –cap.33) Secondo dredge-up. Degenerazione del core CO. Doppia shell di combustione nucleare. Instabilità del pulso termico. Evoluzione in ramo asintotico. Relazione Luminosità –Massa di core per stelle AGB. “Hot Bottom Burning” e Terzo dredge-up. Stelle ricche di litio. Stelle al Carbonio.Variazione della chimica superficiale di stelle AGB al variare della massa. Evoluzione super-AGB: flame convettivo e formazione di un core di Ossigeno e Neon. Polvere da stelle di ramo asintotico. Interpretazione dei diagrammi osservativi di popolazioni stellari evolute nelle Nubi di Magellano. Le Nane bianche (KW –cap.35) Ultime fasi di evoluzione di stelle di piccola massa o di massa intermedia. Lo stadio di nebulosa planetaria. Teoria di Chandrasekhar per le stelle nane bianche. Proprietà strutturali delle nane: relazione Massa-Raggio. Bilancio energetico di nane bianche. Luminosità delle Nane bianche. Teoria del raffreddamento (cooling). Stelle variabili (KW –cap.39; BV3 –cap.18) Variabilità stellare: introduzione storica. Oscillazioni radiali. Periodo di propagazione di una perturbazione acustica. Il confronto tra stelle variabili e macchine termiche. Meccanismi ε e k per la produzione del ‘’driving’’. Il ruolo della dipendenza dell’opcità dalla temperatura. Zone di ionizzazione parziale di idrogeno ed elio come motori della variabilità stellare. Distribuzione delle stelle variabili nel diagramma HR, e relativa interpretazione. Strisce di instabilità. Variabili Cefeidi e RR Lyrae: stadio evolutivo, e relazioni Periodo -Luminosità. Gli Ammassi stellari Distribuzione spaziale e proprietà degli ammassi globulari della Via Lattea. Distribuzione di stelle di ammassi stellari nel piano colore-magnitudine. Differenze tra ammassi aperti e globulari. Metodo del fitting delle isocrone: la magnitudine del Turn-off come indicatore di distanza e di età. Reddening ed estinzione. Impatto della metallicità sul colore della sequenza principale degli ammassi di stelle. Interpretazione dei rami orizzontali degli Ammassi Globulari. Anomalie chimiche delle stelle di ammassi globulari. Anticorrelazioni ossigeno-sodio e magnesio-alluminio. Evidenze fotometriche della presenza di una o più componenti arricchite in elio. Lo scenario AGB per la formazione di popolazioni multiple negli ammassi globulari. Evoluzione di stelle massicce(KW –cap.34) Stadi evolutivi terminali di stelle massicce: stelle LBV e Wolf-Rayet. Supernovae: osservazioni. Supernovae di tipo Ia, Ib, Ic e II. Fasi evolutive post combustione di carbonio: formazione di un “iron core”. Collasso del core. Fotodisintegrazione del core. Maccanismi esplosivi. (testi) Dispense del corso	6	FIS/05	48	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA
20410086 - ELEMENTI DI RELATIVITA' GENERALE, ASTROFISICA E COSMOLOGIA (obiettivi) l corso si propone di fornire allo studente i concetti di base della Relativita' generale ed alle sue applicazioni a sistemi fisici, con particolare riferimento agli oggetti compatti (buchi neri), alle onde gravitazionali e all'universo - BRANCHINI ENZO FRANCO (programma) - RICHIAMI DI RELATIVITA’ SPECIALE. VETTORI E TENSORI. TENSORE METRICO. TENSORE ENERGIA MOMENTO. - RELATIVITA’ GENERALE. CONCETTI FONDAMENTALI CONNESSIONE AFFINE. TRASPORTO PARALLELO. EQUAZIONE DELLE GEODETICHE. - SIMMETRIE E VETTORI DI KILLING. TENSORE DI RIEMANN. SINGOLARITA’. - EQUAZIONI DI EINSTEIN. - METRICA DI SCHWARZSCHILD. REDSHIFT GRAVITAZIONALE. - ORBITE IN UNA METRICA DI S. PRECESSIONE DEL PERIELIO DI MERCURIO. - BUCHI NERI NON RUOTANTI. ORIZZONTE DEGLI EVENTI E SCELTA DELLE COORDINATE. - METRICA DI KERR. BUCHI NERI ROTANTI E FRAME-DRAGGING. - INTRODUZIONE ALLE ONDE GRAVITAZIONALI. - PRINCIPIO COSMOLOGICO E METRICA DI ROBERTSON-WALKER. - EQUAZIONI DI FRIEDMANN E LORO INTERPRETAZIONE CLASSICA. - IL MODELLO COSMOLOGICO STANDARD E LE SUE CARATTERISTICHE. - REDSHIFT, DISTANZE E ORIZZONTI COSMOLOGICI. - PARAMETRI COSMOLOGICI FONDAMENTALI E LORO DETERMINAZIONI SPERIMENTALI. - TESTS COSMOLOGICI CLASSICI: TEST DI HUBBLE. TEST DEL DIAMETRO ANGOLARE. TEST DEI CONTEGGI. - COSTANTE COSMOLOGICA. - FLUIDI COSMICI E LORO EQUAZIONE DI STATO. - IL CONCETTO DI EQUIVALENZA. - STORIA TERMICA DELL'UNIVERSO. DISACCOPPIAMENTO. RICOMBINAZIONE. - ASIMMETRIA MATERIA-ANTIMATERIA. - OLTRE IL MODELLO STANDARD: PARADOSSO DEGLI ORIZZONTI E DELLA PIATTEZZA. SOLUZIONE INFLAZIONARIA. CENNI ALLA TEORIA DELL'INFLAZIONE COSMOLOGICA. - ERA DI PLANCK E GRAVITA' QUANTISTICA. - MATERIA OSCURA. - BREVE STORIA DELL'UNIVERSO: ERA ADRONICA. ERA LEPTONICA. ERA RADIATIVA. - IL FONDO COSMICO DI NEUTRINI. - NUCLEOSINTESI COSMOLOGICA. - ERA DELLA MATERIA. REIONIZZAZIONE. - INSTABILITA' GRAVITAZIONALE ALLA JEANS.CENNI SULL'EVOLUZIONE DELLE STRUTTURE COSMICHE (testi) Carroll S. Spaceitme Geometry [Pearson 2003] Coles P., Lucchin F. Cosmology [Wiley 2000] Kolb E., Turner M. The eraly Universe [Addison Wesley 1990]	6	FIS/05	48	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ITA

Università Roma Tre

Corso di laurea: FISICA (DM 270) Programmazione per l'A.A. 2017/2018

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