Corso di aggiornamento in Fisica Moderna

Incontri di Fisica 2015

Lezioni

Le lezioni presentate agli Incontri di Fisica 2015 saranno trasmesse in live streaming al link, e successivamente disponibili sul canale YouTube dei LNF

07/10/2015
10.35 – 11.40
1 h 5'

“ … una rappresentazione della semplicitÀ della natura” Richard Feynman. Dall’elettromagnetismo classico alla QED

Giulio Peruzzi, Univ. di Padova

Richard Phillips Feynman è uno dei maggiori e più originali fisici del XX secolo. La relazione tratteggierà alcuni aspetti della sua ricca biografia scientifica, soffermandosi in particolare sulle principali tappe che lo portano alla sua formulazione dell’elettrodinamica quantistica (QED). Proprio per questo contributo Feynman ha ricevuto il Premio Nobel per la fisica nel 1965 insieme a Schwinger e Tomonaga, arrivati indipendentemente ad altre due formulazioni della QED.

Giulio Peruzzi è professore associato di storia della fisica e storia della scienza e della tecnica presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università di Padova. Svolge attività di ricerca in storia della fisica dal XVI al XX secolo, fondamenti della meccanica quantistica e filosofia della fisica.


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07/10/2015
12.15 – 13.20
1 h 5'

Lo spaziotempo di Einstein: le meraviglie della Relativita' Generale

Eugenio Coccia, GSSI L'Aquila

La Relatività Generale di Einstein compie 100 anni. È una bella occasione per raccontare la storia, previsioni e le verifiche sperimentali della teoria che ha cambiato per sempre la nostra concezione dello spazio, del tempo e della gravità. Si affronteranno inevitabilmente argomenti suggestivi, come i buchi neri, i viaggi nel tempo, le onde gravitazionali. È proprio rivelando queste ultime, vibrazioni spaziotemporali finora sfuggite agi esperimenti, che apriremo entro pochi anni una nuova finestra astronomica e potremo studiare i frutti estremi e misteriosi della gravità.

Eugenio Coccia è Professore Ordinario di Fisica Sperimentale all’Università di Roma “Tor Vergata” e Direttore della scuola internazionale di dottorato e centro di studi avanzati dell’INFN “Gran Sasso Science Institute” a L’Aquila. Laureatosi alla Sapienza nel gruppo di Edoardo Amaldi e Guido Pizzella, è stato Fellow al CERN di Ginevra dove ha sviluppato i rivelatori ultracriogenici di onde gravitazionali. Ha poi diretto gli esperimenti Explorer al CERN e Nautilus ai Laboratori INFN di Frascati e partecipa all’esperimento Virgo a Pisa. E’ stato Direttore dei Laboratori INFN del Gran Sasso, Presidente della Società Italiana di Relatività Generale e Fisica della Gravitazione e Presidente del Comitato Internazionale delle Onde Gravitazionali. È Consigliere della Società Italiana di Fisica. Nel 2012 ha vinto il Premio “Giuseppe Occhialini” dell’Institute of Physics del Regno Unito e della Sif. Nel 2015 è stato nominato dalla Presidenza del Consiglio nel Comitato degli Esperti per la Politica della Ricerca.

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07/10/2015
14.45 – 15.50
1 h 5'

Quella volta che non siamo andati su Marte

Fabrizio Fiore, INAF

Negli anni 60 e 70 il futuro sembrava lì a portata di mano, bastava volerlo per costruirlo. Oggi sogniamo meno di cinquanta anni fa, anche se la tecnologia ci supporta sempre di più. Forse una chiave di lettura si può trovare in una storia vera dell'astronautica degli anni 60 e 70. Verranno proiettati filmati e documenti originali frutto di una ricerca negli archivi della NASA e dei telegiornali dell'epoca. Uno spaccato della cultura e della società degli USA anni 60, un mix di rivolte sociali, assassini, guerra e corsa agli armamenti, il tutto con il sottofondo di canzoni che hanno fatto la storia. In quel clima si è sviluppata la storia di un gruppo uomini e donne, di scienziati e di politici visionari che hanno immaginato negli anni 60 un futuro molto differente da come poi si è realizzato. Hanno messo le basi concrete per questo futuro, contro ogni pronostico sono riusciti nella cosa piu’ impensata e difficile, procurare all’uomo un mezzo per viaggi interplanetari, un razzo a propulsione nucleare. Hanno combattuto contro  altrettanti scienziati e politici per vedere realizzato il loro sogno, e alla fine hanno perso. Questa è la storia di quella volta che non siamo andati su Marte. 

Fabrizio Fiore, Direttore dell’INAF - Osservatorio Astronomico di Roma, si occupa di astrofisica extragalattica (evoluzione delle galassie e dei loro nuclei attivi, storia dell’accrescimento su buchi neri super-massicci, Gamma Ray Bursts), e di astrofisica spaziale. Ha fatto parte di numerosi board dell’agenzia spaziale italiana (ASI) e dell’agenzia spaziale europea (ESA). 



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07/10/2015
16.20 – 17.25
1 h 5'

La comprensione del movimento ed il suo impatto sull’evoluzione del pensiero scientifico

Paolo Lenisa, Univ. e INFN Ferrara

A partire dalla fisica “del buon senso” di Aristotele, passando attraverso il metodo scientifico di Galileo e la sintesi di Newton, fino a giungere alle teorie della relatività, la comprensione del movimento è stata più volte ragione di revisioni e rivoluzioni del pensiero che sono andate ben oltre i confini della scienza stessa. La lezione traccerà brevemente le tappe che hanno caratterizzato l'evoluzione storica di un concetto fondamentale per la comprensione fisica della realtà.

Laureato in Ingegneria Nucleare presso il Politecnico di Milano, ha conseguito il dottorato di ricerca presso l'Università di Ferrara presso la quale è attualmente professore associato. Docente di Fisica Generale e Storia della Fisica, si occupa di ricerca nel campo dello spin del protone e della misura del momento di dipolo elettrico delle particelle fondamentali.



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07/10/2015
17.30 – 18.35
1 h 5'

Dall'equazione di Dirac alla misura del momento magnetico anomalo del muone ad altissima precisione

Graziano Venanzoni, INFN-LNF

Paul Adrien Maurice Dirac fu senza dubbio uno fra i massimi fisici di tutti i tempi. In tre anni decisivi, Dal 1926 al 1928, in tre articoli, gettò le basi della meccanica quantistica, della teoria quantistica dei campi e infine – con l’equazione che porta il suo nome – della moderna teoria delle particelle elementari (nota anche come Modello Standard).
Verra' presentato un excursus dalle predizioni e test dell'equazione di Dirac ai test di precisione della teoria dell'elettrodinamica quantistica fino alla misura ad altissima precisione del momento magnetico anomalo del muone.

Graziano Venanzoni è ricercatore presso i Laboratori Nazionali di Frascati.
Da sempre interessato alla fisica di precisione, e' responsabile nazionale del nuovo esperimento per la misura ad altissima precisione del momento magnetico anomalo del muone presso il laboratorio americano Fermilab.



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09/10/2015
9.30 – 10.35
1 h 5'

La luce di Sincrotrone

Caterina Biscari, ALBA-CELLS Barcellona

La radiazione di sincrotrone prodotta dagli elettroni negli acceleratori di particelle è un potente strumento per lo studio delle proprietà della materia. Si estende dall'infrarosso ai raggi X di energie superiori a 100 keV. L’eccellente definizione di energia, insieme con gli alti flussi, le proprietà di coerenza spaziale e temporale, la polarizzazione variabile, apre l'utilizzazione delle sorgenti di fotoni a multiple applicazioni.
Le infrastrutture di luce di sincrotrone sono utilizzate da una grande varietà di comunità scientifiche, come ad esempio quella biologica, di farmacologia, di scienza dei materiali, di patrimonio culturale, dell’ambiente, di produzione e conservazione dell'energia.
La costante evoluzione delle sorgenti di fotoni, insieme alle tecniche di rilevazione e all'analisi dell'interazione della luce con i materiali pone quest'area alla frontiera della conoscenza.
Decine di sincrotroni sono in funzione in tutto il mondo. Nuovi impianti sono in costruzione, sia come evoluzione di strutture già esistenti, sia in paesi che scommettono sul loro sviluppo scientifico partendo da questo strumento flessibile e multiculturale, che potenzia anche le capacità tecnologiche e industriali del suo intorno.

Nata in Italia, 1957. Licenciatura en Ciencias Fìsicas della Universidad Complutense de Madrid (1980) e Laurea in Fisica con lode presso l'Università degli Studi di Napoli (1982).
Dal 2012 direttore di Alba-CELLS, la Synchrotron Radiation Facility di terza generazione sita a Barcellona, in Spagna.
Ha lavorato al CERN 1982-1985, poi presso i Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN 1985-2012, sulla progettazione, costruzione e operazione di acceleratori, partecipando con contributi fondamentali a diversi progetti come DAFNE, CTF3, CNAO.
Membro di comitati di valutazione internazionali, tra cui il CERN Machine Advisory Committee, l’ESS Technical Advisory Committee, il NSLS-II Advisory Committee, l’HZB Advisory Committee, l’Evaluation panel of the 2009 Helmholtz-Programme “Research with Photons, Neutrons and Ions“, il PSI Advisory Board, l’XFEL-Machine Advisory Committee.
E’ EPS Fellow ed Editor di EPJ Plus per Accelerators and Applications, Experimental Techniques and Data Analysis.

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09/10/2015
10.40 – 11.45
1 h 5'

Ricerca di nuove risonanze al LHC

Daniele Del Re, INFN Roma 1

Dopo la scoperta del bosone di Higgs gli esperimenti al Large Hadron Collider cercano nuove particelle elementari. Grazie all' incremento in energia dell' acceleratore, che e' quasi raddoppiata, e la partenza del nuovo run di collisioni lo scorso Giugno, e' possibile spingersi in territori inesplorati, oltre il Modello Standard. Con gli esperimenti ATLAS e CMS i ricercatori cercano di individuare particelle stabili e molto massive (fino a migliaia di volte la massa del protone), che fornirebbero una prova incontrovertibile della presenza di "nuova fisica".

Daniele del Re è professore associato nel dipartimento di Fisica dell’Universita' "La Sapienza" di Roma. Dal 2006 lavora nell’esperimento Cms. Ha ricoperto diversi incarichi nell’esperimento e attualmente è il coordinatore del gruppo che cerca nuova fisica con canali esotici.

 

 

 

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09/10/2015
12.15 – 13.20
1 h 5'

Micro radioattivita' e applicazioni interdisciplinari

Ettore Fiorini, Univ. di Milano-Bicocca e INFN

Le ricerche recenti nell'ambito delle particelle elementari e dell'astrofisica hanno portato allo studio di "processi rari" quali ad esempio le interazioni dei neutrini o delle misteriose  particelle WIMPS che costituiscono la  materia oscura che permea il nostro Universo. Questi eventi possono  venir simulati da un fondo spurio prodotto dalla radiazione  naturali : i raggi cosmici e la radioattivita' ambientale. Per ridurre la radiazione cosmica gli esperimenti sugli eventi rari vengono condotti in laboratori sotterranei , dove essa viene "schermata" dal grande spessore della roccia sovrastante. Occorrera' pero' sopprimere gli effetti della radioattivita' ambientale.
Un esempio dello sviluppo di queste tecniche di carattere interdisciplinare e' la cosidetta attivazione neutronica.. Bombardando con neutroni il campione si riesce a trasformare un  nucleo stabile del raro elemento che si ricerca in un nucleo radioattivo di cui si puo' rivelare la radiazione. Un esempio che ha avuto  risonanza nondiale  e' una ricerca dell'Arsenico nei capelli di Napoleone per vedere se era stato effettivamente avvelenato. Questo metodo, applicato anche ad altri elementi e' ampliamente usato in tossicologia.
Questa ed altre tecniche hanno trovato recentemente varie applicazioni in fisica ambientale (misura di elementi in traccia) e nell'archeometria. Un esempio e' la ricerca nel piombo o nei suoi composti dall'isotopo Pb-210 che e' radiattivo con una vita di dimezzamento di 22.3 anni. Come tale non e' presente nel piombo antico ed in particolare in quello romano che viene utilizzato per le schermature degli esperimenti. Inoltre dal rapporto degli isotopi stabili del piombo stesso si ottengono informazioni sulla sua origine.

Le sue ricerche sono state e sono rivolte prevalentemente alla fisica nucleare e subnucleare ed all'astrofisica particellare. Tra i primi risultati ha avuto particolare rilevanza lo studio delle proprieta' del neutrino e la partecipazione alla scoperta, come responsabile del gruppo italiano, delle correnti deboli neutre. Ha successivamente suggerito e condotto il primo esperimento sul decadimento beta doppio del 76Ge, oggi oggetto di molti gruppi in campo mondiale. Ha contemporaneamente suggerito e diretto l' esperimento NUSEX (per Nucleon Stability Experiment) che ha prodotto il primo risultato significativo sul decadimento del nucleone. Piu' recentemente ha partecipato con Till Kirsten all'esperimento GALLEX nel Laboratorio Nazionale del Gran Sasso che ha per primo rivelato la presenza dei neutrini solari provenienti dalla reazione protone-protone. La sua attivita' attuale e' rivolta prevalentemente alla ricerca di eventi rari tramite rivelatori termici, una tecnica da lui suggerita con Tapio Niinikski nel 1983. Basandosi su questa tecnica ha fondato l'esperimento CUORE (per Cryogenic Underground Observatory for Rare Events) il cui scopo principale e' la ricerca del decadimento doppio beta senza neutrini del 130Te, attualmente in via di completamento presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso. Questo esperimento e' stato preceduto dagli apparati in scala ridotta CUORICINO and CUORE0 tra i piu' sensibili in campo mondiale su questo processo. Accanto a queste attivita' si e' occupato di problemi di fisica sanitaria con particolare riferimento alla fisica ambientale ed e' coinvolto in ricerche multisciplinari riguardanti l'archeometallurgia. E' "Professore Emerito” nell'Universita' di Milano-Bicocca e membro Nazionale dell' Accademia Nazionale dei Lincei e di altre accademie. Ha ricevuto il Premio Fermi della Societa' Italiana di Fisica, la medaglia di Benemerito della Scienza e della Cultura del Presidente della Repubblica e piu' recentemente il Bruno Pontecorvo Prize dell' International Institute of Nuclear Physics (Russia).


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09/10/2015
14.45 – 15.50
1 h 5'

Azione a distanza: effetti quantistici in un mondo classico?

Mauro Paternostro, Queen’s University Belfast


La meccanica quantistica descrive in modo eccellente il mondo dell’ infinitamente piccolo e la nostra esperienza di ogni giorno non fornisce evidenze apparenti della rilevanza del formalismo quantistico per il nostro mondo macroscopico. In questo seminario provero' a confutare questo paradigma dimostrando che, usando il giusto 'paio di occhiali', effetti quantistici su scala macroscopica sono in realta' osservabili ed estremamente rilevanti per la Natura come la conosciamo. Inoltre, esploreremo insieme le possibilita? che questi effetti quantistici offrono per la costruzione di una intera generazione di nuove tecnologie, da computer super-potenti a motori e refrigeratori di efficienza irraggiungibile dalla migliore tecnologia classica disponibile oggi.

Mauro Paternostro ha ricevuto la Laurea in Fisica Teorica dall’Universita’ degli Studi di Palermo. Dopo il Dottorato in Teoria dell’Informazione (presso la Queen’s University of Belfast), e’ stato Leverhulme Trust Early Career Fellow, AWF Fellow (presso l’Universita’ di Vienna) ed EPSRC Career Acceleration Fellow. Nel 2008 e’ diventato Professore Associato presso il Centre for Theoretical Atomic, Molecular, and Optical Physics (CTAMOP), Queen’s University Belfast, dove ha contribuito a fondare il Quantum Technology Group, che ora guida insieme a Gabriele De Chiara ed Alessandro Ferraro. Dal 2013, Paternostro e’ Professore Ordinario e Direttore di Ricerca del CTAMOP dove lavora in teoria dell’informazione quantistica, ottica quantistica e termodinamica quantistica. Nel corso degli anni, e’ stato Visiting Professor presso l’Universita’ di Ulm (dove e’ stato von Humboldt Fellow) e l’Universita’ Federale dell’ABC di San Paolo.

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09/10/2015
15.55 – 17.00
1 h 5'

L'astrofisica dei raggi gamma e il lato violento dell'Universo

Massimiliano Razzano, Univ. e INFN Pisa

L'osservazione del cielo a più lunghezze d'onda, dalle onde radio ai raggi gamma, ha rivoluzionato la nostra visione del cosmo. In particolare, i raggi X e raggi gamma ci permettono di svelare i fenomeni più energetici e violenti dell'Universo. I lampi gamma, le più violente esplosioni dopo il Big Bang, sono solo uno dei fenomeni che si possono studiare grazie ai raggi gamma. Fra le principali sorgenti di raggi gamma troviamo infatti i brillamenti solari, le stelle di neutroni, buchi neri e diverse tipologie di sistemi stellari doppi. L'astrofisica delle alte energie è entrata in una nuova era grazie all'entrata in funzione di telescopi spaziali come Fermi e AGILE, entrambi realizzati con un grande contributo italiano. Grazie alle capacità osservative di Fermi, oggi conosciamo circa 3000 sorgenti cosmiche di raggi gamma, con le quali abbiamo iniziato a conoscere un lato del cosmo ancora in gran parte inesplorato.

Massimiliano Razzano e' ricercatore a tempo determinato presso il Dipartimento di Fisica “E. Fermi” dell'Università di Pisa, dove si occupa di astrofisica delle alte energie e fisica delle onde gravitazionali lavorando agli esperimenti Fermi-LAT e Virgo. Dopo il Dottorato in Fisica ha lavorato negli Stati Uniti presso l'Università della California a Santa Cruz e l'Università di Stanford. Giornalista scientifico, si occupa anche di divulgazione e collabora da anni con diverse testate online e su carta.


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