La ricerca in fisica a Perugia Gianluca Grignani Perugia 30 settembre 2003

1. I principali raggruppamenti della ricerca in fisica a Perugia Fisica delle Particelle Struttura della Materia Fisica teorica Studia: i costituenti elementari della materia (elettroni, quarks, neutrini) Le 4 interazioni fondamentali e i loro mediatori (fotoni, gluoni, gravitoni bosoni vettoriali massivi) Studia proprieta` strutturali e dinamiche della materia: cristalli, gas, liquidi, solidi polimeri, cellule Biofisica Modelli per descrivere le proprieta`delle particelle elementari e delle 4 interazioni fondamentali. Teorie di unificazione Modelli per sistemi superconduttori Teorie e modelli dei nuclei atomici 51 ricercatori attivi 36 Astrofisica 24 Studia: le stelle, la loro composizione chimica, la loro evoluzione dalla nascita alla morte, il loro moto. Le galassie, la loro geometria, la perdita di energia per radiazione 7

Fisica delle Particelle 2.1 I gruppi di ricerca a Perugia: Fisica delle Particelle Astrofisica CON ACCELERATORI CMS - 12 ricercatori, ricerca dell’ Higgs e di particelle supersimmetriche CERN – Ginevra (~2000) NA48-Kopio – 8 ricercatori, asimmetria materia antimateria (~130) CERN – Ginevra, BrookHeaven, USA Babar – 2 ricercatori, nuovi mesoni, asimmetria materia antimateria SLAC-Stanford, USA (~150) NELLO o DALLO SPAZIO AMS – 15 ricercatori, ricerca di antimateria e materia oscura nello spazio (~250) Stazione spaziale, Shuttle Virgo-LISA – 7 ricercatori, onde gravitazionali Interferometro a Cecina, Pisa, Interferometro orbitante (ESA-NASA) (~200) GLAST – 7 ricercatori, raggi gamma e materia oscura, rivelatore su satellite NASA (~150) Sviluppo di modelli per lo studio dell’ evoluzione stellare con osservazioni presso il Telescopio Infrarosso del Gornergratt (Svizzera) Nuclei Galattici attivi Quasar, emettitori di forti radiazioni, plasma relativistici, Osservatorio Astronomico di Perugia e Network Europeo Heidelberg Progetto IRAIT: Telescopio Infrarosso Antartico, sorgenti galattiche e extragalattiche >1 m, Montone, Nizza REM/ROSS: telescopio in Cile, raggi gamma

2.2 I gruppi di ricerca a Perugia: Struttura della Materia Studi di biopolimeri – 11 ricercatori, fisica delle biomolecole, ingegneria genetica, biotecnologie (Grenoble, Karlsruhe, Oxford) Cavitazione acustica – 2 ricercatori, altissime pressioni e temperature:nuovi materiali Dinamica di polimeri – 6 ricercatori, studi di plastiche, applicazioni industriali (Grenoble) Dinamica di fluidi di elettroni – 4 ricercatori, ricerca fondamentali sui solidi, conducibilita` elettrica, etc. (Grenoble, Berlino, Oxford) Proprieta’ meccaniche dei solidi – 5 ricercatori Leghe a memorie di forma e alto smorzamento, materiali intelligenti (Russia) Proprieta` magnetiche e superficiali dei solidi – 8 ricercatori, nanotecnologie, costruzione di microcip sempre piu` piccoli (MIT-Boston, Kaiserslautern (D))

3. COS’ È LA FISICA TEORICA La spiegazione dei fenomeni naturali fondamentali attraverso la matematica spiegazione di esperimenti predizione di effetti comprensione delle 4 interazioni fondamentali comprensione della natura dello spazio tempo teoria di tutto ?

4. LA FISICA TEORICA IN ITALIA I principali raggruppamenti della ricerca in fisica teorica (INFN) Campi e Stringhe Fenomenologia Fisica nucleare La Teoria dei Campi Quantistica è la base di tutte le moderne teorie delle interazioni fondamentali e della materia condensata La Teoria delle Stringhe è la prima teoria quantistica consistente che descrive contemporaneamente le quattro forze fondamentali: elettromagnetismo, gravità, nucleare debole e forte Il Modello Standard per le interazioni elettrodeboli e forti (e le sue estensioni) studia gli esperimenti della fisica delle particelle Fisica Adronica, QCD Fisica dei Neutrini Elettrodinamica Conoscenza teorica dei nuclei atomici e della loro risposta a sollecitazioni di alta energia Confinamento dei quarks e come quarks e gluoni si legano a formare la materia adronica. Descrizione degli adroni per mezzo di quarks e gluoni 211 ricercatori attivi 164 83

4.1 I gruppi di ricerca a Perugia: Fisica Teorica Fenomenologia delle particelle elementari – Teorie di campo quantistiche delle particelle elementari 5 ricercatori (NEU-Boston) Teorie e modelli dei nuclei atomici – Teorie quantistiche di sistemi a molti corpi per descrivere protoni, neutroni e quark nei nuclei 6 ricercatori (Los Alamos-Valencia) Teoria dei campi e dei sistemi superconduttori –Teorie quantistiche per descrivere superconduttori, computazione quantistica, 7 ricercatori (Los Alamos-MIT-Boston, Heidelberg) Teoria delle stringhe – Teoria quantistica di unificazione di tutte le interazioni 5 ricercatori (UBC – Vancouver, MIT-Boston)

5. IL LAVORO DEL FISICO TEORICO Studia Usa le biblioteche, sia quelle reali che quelle virtuali Ricerca su web la letteratura rilevante Fa calcoli matematici con matita e gomma o penna e bianchetto o con calcolatori ad alte prestazioni Interagisce con il resto della comunità scientifica internazionale, quindi … Viaggia

5.1 IL LAVORO DEL FISICO TEORICO Le prospettive di carriera nella ricerca Dottorato in Italia o all’ estero (Ph. D.) Post-doc o assegni di ricerca biennali in Italia o all’ estero (tipicamente più di uno) In Italia, concorsi da ricercatore dell’ Università o dell’ INFN All’ estero: posizioni da Assistant Professor (tenure track) Carriera universitaria o negli enti di ricerca

Ricostruzione della massa di un gruppo di galassie. C’e` una distribuzione uniforme di massa invisibile!

Who is willing to solve these problems?