La Fisica Oggi e il Corso di Laurea in Fisica a Lecce.

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2 La Fisica Oggi e il Corso di Laurea in Fisica a Lecce

3 Cosa studia la Fisica 10 +26 m = dimensione delluniverso osservabile 10 -18 m dimensioni più piccole esplorate in Fisica delle Particelle Fisica Nucleare Materia Ordinaria la scala umana Fisica Atomica e Molecolare Astrofisica Particelle Elementari complesso meccanica statistica Fisica dei sistemi complessi semplice medicina trasferimento tecnologico materiali elettronica comunicazioni laser econophysics atmosfera clima

4 Una scienza consolidata ma in continua evoluzione

5 Il telescopio Hubble 6 Agosto 2001 in orbita da 14 anni Hubble deep field Le immagini più distanti nello spazio-tempo dellUniverso LUniverso a meno di un miliardo di anni dopo il Big Bang

6 Lultimo tassello aggiunto nel 1994 a Tevatron – FERMILAB la scoperta del quark top CDF D0

7 La storia della Fisica dellinfinitamente piccolo agli acceleratori di particelle 1974 SLAC scoperta del quarc c J/ J/ e+e- 1975 SLAC scoperta del leptone 1977 FERMILAB scoperta del quark b 1979 DESY Prima evidenza del gluone 1984 CERN scoperta del bosone Z

8 la scoperta della supersimmetria ? la scoperta del bosone di Higgs ? Il futuro della Fisica dellinfinitamente piccolo agli acceleratori di particelle La produzione di buchi neri ?

9 I buchi neri La chiave di volta della fisica di domani Jets from Radio Galaxy 3C296

10 La sfida: conciliare Meccanica Quantistica e Relatività Generale Gli strumenti: le stringhe, le extradimensioni, una matematica ancora da inventare Le conseguenze: una nuova rivoluzione culturale ??? la TOE

11 L unificazione come principio guida nellinterpretazione delle leggi della natura prima del 1888 Gravitazionale Elettrica Magnetica Le interazioni fondamentali prima del 1984 Gravitazionale Elettromagnetica Debole Forte 3 oggi Gravitazionale Elettrodebole Forte domani scenari plausibili Gravitazionale Elettrodebole/Forte Gli sviluppi in Fisica Teorica precorrono le novità della matematica la scommessa TOE Theory of everything

12 Il metodo di lavoro del fisico Un percorso ciclico tra esperimento e speculazione teorica I nuovi risultati sono il frutto di collaborazioni che raccolgono vari contributi e competenze

13 dallesperimento alla teoria Un processo circolare Osservazione quantitativa di fenomeni Predizione di nuovi fenomeni osservabili Verifica delle predizioni della teoria Formalizzazione di un modello che spiega i fenomeni osservati Conferma della Teoria Teoria negata Simmetria Unificazione

14 WWW World Wide Web Il sistema di informazione globale basato su INTERNET inventato al CERN da Tim Berners-Lee e Robert Cailliau nasce dallesigenza dei fisici di organizzare gli sforzi e comunicare i risultati su scala planetaria Gli strumenti di comunicazione delle grandi collaborazioni

15 Chi sono i Fisici oggi ? Il fisico è qualcuno che usa le sue attitudini in un mestiere che produce conoscenza fondamentale piuttosto che beni di consumo, servizi, informazione, salute, arte, ecc … … … Geni come Einstein ? 1/1000 fisici Gli altri sono persone comuni con qualità comuni, forse … Alcuni sono bravi fisici perché sono sistematici altri perché sono creativi perché amano lavorare in laboratorio perché sono bravi softwaristi perché riescono a organizzare bene il lavoro di un team

16 Scoperta delle particelle W e Z mediatrici delle Interazioni Deboli Radioattività Artificiale indotta da Neutroni Scoperta dellantiprotone Italiani nella Fisica Enrico Fermi Nobel 1938 Emilio Segrè Nobel 1959 Carlo Rubbia Nobel 1984 Riccardo Giacconi Nobel 2002 Contributo alla scoperta delle sorgenti cosmiche a raggi X G. Marconi Nobel 1909 sviluppo della telegrafia senza fili

17 La ricerca in Fisica a Lecce La facoltà di Scienze nasce nel 1967 La Fisica all Università di Lecce Fisica teorica – Fisica Matematica – Meccanica Statistica Fisica sperimentale delle particelle elementari Fisica Nucleare e SubNucleare teorica Fisica della Materia Astrofisica e Fisica Astroparticellare Nanotecnologie Fisica delle Radiazioni Geofisica, Fisica dellambiente e dellatmosfera

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19 Altri esempi di fisica di frontiera Le tecnologie a servizio della sperimentazione Le frontiere della conoscenza Le applicazioni nella vita di tutti i giorni La frontiera della Cosmologia Il mistero della materia oscura La natura sfuggente dei neutrini La frontiera della miniaturizzazione: nanotecnologie La fisica e larcheologia La fisica e lambiente

20 Il telescopio Hubble 6 Agosto 2001 Per la prima volta in orbita nel 1990 Hubble deep field Limmagine più distante nello spazio-tempo dellUniverso LUniverso a meno di un miliardo di anni dopo il Big Bang La frontiera dellastrofisica...

21 Relatività Generale Levoluzione dello spazio-tempo dipende dalla materia e dall energia Luniverso si espande sempre più lentamente (Una certezza fino a pochi anni fa) Unaltra forma di energia (del vuoto) fa sì che la velocità di espansione delluniverso aumenti La frontiera della Cosmologia Luniverso è in espansione accelerata Boomerang: studia le disuniformità della Radiazione Cosmica di Fondo OGGI Il fossile del Big Bang Supernova Cosmology: velocità e distanza delle Supernovae di tipo I A Project

22 NON EMETTE LUCE Non è osservata, ma esistono evidenze indirette della sua esistenza E fondamentale nel bilancio di massa (visibile e non) m e energia del vuoto Velocità delle stelle nelle galassie a spirale in funzione della distanza dal centro della galassia La massa visibile è solo il 10% della massa totale dati Fisici leccesi partecipano a SLOTT-AGAPE, un esperimento per la ricerca di materia oscura La ricerca della materia oscura nellUniverso

23 Collaborazione SLOTT-AGAPE Italia Francia Svizzera Il secondo telescopio sul suolo Italiano Inaugurato ad Ottobre 2001 - Potenza La gravità curva il percorso della luce Oggetti di grande massa nello spazio agiscono come lenti gravitazionali Picco nellintensità luminosa di una stella nel periodo in cui un oggetto non visibile (materia oscura) passa tra la Terra e la stella Picco nellintensità luminosa di una stella nel periodo in cui un oggetto non visibile (materia oscura) passa tra la Terra e la stella Losservatorio di Toppo di Castelgrande

24 Ipotizzato per conservare il momento nel decadimento del neutrone Puntiforme, Neutro, senza massa Esistono tre tipi di neutrini: e I neutrini sono prodotti: nel Sole nellatmosfera in laboratorio Le frontiere della conoscenza dellinfinitamente piccolo … I Neutrini

25 SuperKamiokande, Giappone 1998 Deficit di dallatmosfera SNO, USA Giugno 2001 Deficit di e dal sole ma flusso totale = flusso atteso I neutrini cambiano natura nel tempo e diventa o I neutrini hanno massa Fisici leccesi partecipano all Esperimento MACRO (Lab. Gran Sasso) che conferma le oscillazioni di atmosferici

26 I neutrini prodotti nei laboratori OPERA in attesa della comparsa di Fascio di prodotti al CERN e inviato a LNGS

27 NANOTECNOLOGIE : costruire dal basso verso lalto La sfida oggi: Costruire strutture delle dimensioni di 1/1000000000 m a partire da atomi o molecole Oggi la realtà dei NANOTUBI Fino a ventanni fa si pensava che il carbonio esistesse solo in tre forme carbone grafite diamante A Lecce, presso lunità INFM, il National Nanotechnology Laboratory La frontiera della fisica applicata...

28 1985 H. Kroto, R. Smalley e R. Curl hanno scoperto che gli atomi di carbonio si possono unire anche in un reticolo regolare a forma di pallone di calcio: il FULLERENE cupole geodetiche dellarchitetto Richard Buckminster Fuller

29 Diametro: da 0,6 a 1,8 nm Densità: da 1,3 a 1,4 g/cm 3 (densità dellalluminio 2,7 g/cm 3 ) Stabilità: fino a 2800 C nel vuoto (i microchip fondono fra i 600 e i 1000 C ). 1991 Il giapponese Sumio Iijima ha ottenuto per la prima volta i NANOTUBI: fogli di grafite arrotolati su se stessi, con gli atomi collocati in una struttura a nido d'ape.

30 Resistenza: 45 miliardi di pascal (la miglior lega di acciaio si frattura a 2 miliardi di pascal). Calore: trasmettono 6000 W/mK (il diamante puro trasmette 3320 W/mK) Costi: 1500 dollari al grammo alla BuckyUSA di Houston (l'oro costa circa 10 dollari al grammo ). Caratteristiche di Conduttori o Semiconduttori a seconda dellorganizzazione del reticolo

31 ALCUNE APPLICAZIONI DEI NANOTUBI Rivelatori di gas: per determinare la presenza di gas inquinanti disciolti in liquidi organici e inorganici. Circuiti nanoelettrici: Nanotubi come cavi elettrici in computer sempre più piccoli e potenti I mattoni dei computers di prossima generazione: Un gruppo olandese ha combinato nanotubi conduttori e semiconduttori. Risultato: un nanodiodo. 1999 nasce il primo nanotransistor Spugna per idrogeno: nanotubi nei serbatoi delle auto del futuro, per immagazzinare idrogeno, il combustibile perfetto. I nanotubi sulla via della realizzazione del sogno delluomo nellera delle tecnologie avanzate

32 La fisica nella vita di tutti i giorni Geofisica e Fisica dellAmbiente Convenzioni Provincia Lecce: rischio idrogeologico Regione Puglia: Qualità dellaria e Tossicologia del suolo Comune di Lecce: modellazione del sottosuolo Piazza Tito Schipa applicazioni Settori di Ricerca Indagini geofisiche del sottosuolo Fisica dellatmosfera Climatologia Chimica dellambiente Osservatorio di Fisica e Chimica della Terra e dellAmbiente Dip. di Scienza dei Materiali CNR e altre università ed enti di ricerca LECCE

33 Indagini geofisiche del sottosuolo Un applicazione nel settore Archeologico Piazza Tito Schipa (Lecce) Localizzazione con il metodo GPR (Ground Penetrating Radar) di una volta a botte portata alla luce da scavi archeologici successivi

34 Indagini geofisiche del sottosuolo 2001 parte una campagna di rilevamenti geofisici nel sito archeologico Hierapolis (Turchia) Tomografia elettrica 2D del sottosuolo (nei pressi di Salice Salentino) caratterizzazione di una cavità carsica

35 Simulazione della dispersione di inquinanti in atmosfera nella Regione Puglia Luniversità di Lecce insieme al CNR - ISIATA è coinvolta nel progetto Centro Sperimentale di NOWCASTING per un Centro per la previsione meteorologica a breve brevissimo termine su scala regionale Studio dei fenomeni atmosferici per studi di tipo fisico di impatto ambientale Simulazione dei campi di vento mediante modelli meteorologici Studio dei fenomeni atmosferici per analisi e previsione del tempo e del clima Fisica dellatmosfera

36 Laurea Triennale 2 Orientamenti Generale Tecnologico fisica computazionale tecnologie fisiche per lambiente tecnologie fisiche per la sanità tecnologie fisiche per lindustria Il Corso di Laurea in Fisica Fisica Teorica Astrofisica Struttura della materia Fisica Nucleare e Subnucleare Fisica applicata Fisica della terra solida, dellatmosfera e degli oceani Laurea Specialistica 6 indirizzi http://cl.fisica.unile.it/

37 E` difficile studiare Fisica? Molti argomenti sono comuni ad altri corsi di studio (matematica, chimica, ingegneria,…) Acquisire i concetti in fisica richiede intuizione ma i concetti ben assimilati semplificano lo studio successivo Che cosa caratterizza la formazione del fisico ? Il fisico ha una formazione versatile, orientata allanalisi quantitativa di situazioni complesse FAQ

38 Il rapporto numerico ottimale studenti/docenti migliora la qualità dello studio Continuo contatto con i docenti Verifica in itinere dei progressi nello studio Attività di tutorato e sostegno Attività seminariali di approfondimento e orientamento Studiare fisica a Lecce

39 Conoscenza ed utilizzo delle tecniche e degli strumenti per la misura di grandezze fisiche (elettriche, elettroniche, meccaniche, ottiche, nucleari,…) Conoscenza di base dellelettronica (analogica e digitale) Utilizzo di tecniche e sistemi computazionali (varieta` di linguaggi di programmazione e ambienti software di lavoro) Metodi di acquisizione ed elaborazione statistica dei dati Tecniche di simulazione di processi fisici IL FISICO NEL MONDO DEL LAVORO COMPETENZE DI UN FISICO spendibili nel mondo del lavoro

40 IL FISICO NEL MONDO DEL LAVORO RICERCAINDUSTRIA SANITA FORMAZIONE università enti di ricerca ricerca applicata sviluppo di tecnologie management tecnologie diagnostiche radioterapia insegnamento divulgazione e giornalismo scientifico AMBIENTE enti pubblici A.R.P.A. e A.N.P.A. altro … sicurezza (polizia …) finanza (banche …)

41 30 % industria 10 % scuola 25 % ricerca e università altro (enti locali, commercio, …) 10 % allestero Il 70 % trova un impiego legato al corso di studi Il 30 % spende la versatilità del fisico in altri settori 45 % informatico 35 % elettronico 15 % meccanico altro (chimico,…) da statistiche sui laureati in Fisica in Italia negli anni 1993-1996

42 Indagine telefonica sulla condizione occupazionale dei laureati in fisica a Lecce negli anni 1998 e 1999 Campione contattato : 50 laureati Indagine effettuata nel dicembre 2001

43 Condizione occupazionale

44 mesi trascorsi senza occupazione

45 Settori occupazionali

46 Sede lavorativa

47 Perché studiare Fisica a Lecce ? Città ed Università a misura duomo Tradizione culturale pluriennale Vasta opportunità di scelte La Fisica è un capitolo aperto dellavventura della conoscenza La Fisica è un capitolo aperto dellavventura della conoscenza molte risposte già ottenute moltissimi interrogativi ancora da affrontare tanto spazio e grandi opportunità per giovani curiosi e intraprendenti ambiente stimolante: collaborazioni internazionali, top computing, top technologies, … competenze ampiamente vendibili nel mondo del lavoro