PERCORSI DI FISICA TEORICA E DEI FONDAMENTI DELLA FISICA
per la laurea magistrale

(pagina aggiornata al 10 ottobre 2017)

Indicazioni utili per orientarsi tra i corsi dell'indirizzo e per la preparazione del piano degli studi.

Docente tutor: prof. Luca Guido Molinari (luca.molinari@unimi.it)




La fisica ambisce a rispondere a domande come: di che è fatta la materia? Quali sono le forze fondamentali e le leggi che le governano? Qual’è l'origine dell'universo, e come esso evolve? Come si spiegano i fenomeni macroscopici a partire dai costituenti microscopici? Per questo la natura e` interrogata con esperimenti e misure sempre piu` sofisticate, che scaturiscono dalla conoscenza raggiunta.
La fisica teorica e` una architettura complessa di teorie, che inquadrano in leggi e modelli i fenomeni conosciuti, e il cui contenuto puo’ essere molto piu` ampio rispetto a quanto e` tecnicamente accessibile alle verifiche sperimentali. Lo sviluppo delle conseguenze concettuali delle teorie e` un’attivita` molto importante della fisica teorica, che può portare molto lontano, suggerendo nuovi esperimenti che le rafforzeranno o ne mostreranno i limiti. La precisa formulazione delle domande fondamentali fa parte del lavoro, e indirizza la ricerca sperimentale per meglio e univocamente leggere le risposte.
E’ grazie alle teorie che il fisico teorico guarda lontano, e focalizza la ricerca dove la natura non cessa di svelarsi, e manifestarci talvolta l’incompletezza dello stato raggiunto. Cosi` la fisica teorica avanza, allarga i confini, si ramifica e aspira a grandi sintesi. Queste si sono compiute piu’ volte, come nella sintesi di Maxwell, nelle leggi della termodinamica, nella meccanica quantistica, nel modello standard, nel modello cosmologico. Ogni volta e’ una conquistata bellezza formale e concettuale.

Il percorso di studi in fisica teorica nell'ambito della laurea magistrale in fisica ha lo scopo di fornire in primo luogo una formazione generale avanzata in fisica teorica, e di concentrarsi poi su uno dei principali aspetti della fisica teorica contemporanea, e cioè:
1. La fisica delle particelle elementari, in cui si studiano i costituenti della materia e le loro interazioni.
2. La meccanica statistica, in cui si studiano i sistemi con molti gradi di libertà, dalle scale più piccole delle particelle elementari, alle scale più grandi dei sistemi astrofisici, e i sistemi complessi, come quelli biologici.
3. La teoria dei campi quantistici e delle corde quantistiche, che forniscono il linguaggio unificato in cui si esprimono le teorie fisiche moderne.
4. I fondamenti della meccanica quantistica, e gli aspetti matematici della teoria.
Gli studi teorici si avvalgono di metodi matematici, di simulazioni numeriche, e dell'interpretazione dei dati sperimentali. La fisica teorica è una struttura concettuale unica, e nella maggioranza delle ricerche molti aspetti teorici e metodologici si combinano. Il suo ruolo è all'intersezione delle discipline che formano la fisica moderna, dalla fisica della materia alla fisica delle particelle, dall'astrofisica alla biofisica. Per questo, nella scelta dei corsi complementari è offerto un ventaglio di opzioni che va da corsi di tipo matematico, a corsi di fisica teorica di base, a corsi più legati a specifiche discipline.

La sezione teorica (seminari teorici, ricerca, homepage dei componenti della sezione).




I PERCORSI:


1) I corsi preceduti da * sono da intendersi "irrinunciabili" per una adeguata preparazione di base nel percorso scelto.
2) Si ricorda che la scelta dei corsi nel piano di studi deve rispettare dei vincoli, precisati nella guida generale.
3) I moduli dei corsi sotto elencati valgono 6 CFU.
4) La voce People indica solo il personale di ruolo e i postdocs. Per le collaborazioni, le pubblicazioni etc. si vedano le pagine dei gruppi o dei singoli.

TEORIA DEI CAMPI E DELLE INTERAZIONI FONDAMENTALI
Indirizzi di ricerca: Fisica di LHC - modello standard e oltre (fisica di precisione, metodi perturbativi e risommazioni a tutti gli ordini, metodi montecarlo e reti neurali).
People: prof. Stefano Forte, prof. Alessandro Vicini, dott. Giancarlo Ferrera, dott. Francesco Caravaglios.
Sito del gruppo: Standard model (and beyond) phenomenology group
Corsi:
* FISICA TEORICA 1 (II sem. a.a.2017/18 Caracciolo)
* FISICA TEORICA 2 (I sem. a.a.2017/18 Forte)
* TEORIA DELLE INTERAZIONI FONDAMENTALI 1 (I sem. a.a.2017/18 Vicini e Ferrera).
Altri corsi: un corso di Metodi Matematici 2, Metodi Computazionali della Fisica.


TEORIA DEI CAMPI E MECCANICA STATISTICA
Indirizzi di ricerca:
1) Teoria statistica dei campi (Fenomeni critici, modelli su grafi, matrici random, teoria many body)
People: prof. Sergio Caracciolo, dott. Marco Gherardi (postdoc), dott. Pietro Rotondo (postdoc), prof. Luca G Molinari, prof. V. Mastropietro.
2) Modelli statistici per materiali e biosistemi
People: prof. Stefano Zapperi, dott. Alessandro Taloni (CNR), dott. Giulio Costantini (CNR), dott. Alessandro Sellerio (postdoc), dott. Carlotta Negri (postdoc).
3) Modelli della fisica per i sistemi biologici e genomica
People: dott. Bruno Bassetti, dott. Cosentino Lagomarsino (Parigi, Sorbonne))
Corsi:
* MECCANICA STATISTICA 1 (II sem a.a. 2017/18 Zapperi mutuato da Introduzione alla Fisica Statistica)
* MECCANICA STATISTICA 2 (II sem a.a. 2017/18 Bassetti)
* TEORIA STATISTICA DEI CAMPI 1 (II sem Mastropietro)
* TEORIA STATISTICA DEI CAMPI 2 (I sem Mastropietro)
Nota: nell'a.a.2018/19 i corsi Teoria Statistica dei campi 1,2 potranno essere erogati consecutivamente nel II semestre
Altri corsi:
TEORIA DEI SISTEMI A MOLTI CORPI 1 (I sem Molinari)
TEORIA DEI SISTEMI A MOLTI CORPI 2 (I sem segue il modulo 1, Molinari)
BIOFISICA (I sem a.a. 2017/18 Zapperi)


GRAVITA' E SUPERSTRINGHE
Indirizzo di ricerca: Gravita' e superstringhe (supergravita', supersimmetria, buchi neri, olografia)
People: prof. Dietmar Klemm, dott. Alberto Santambrogio, dott. Andrea Mauri (postdoc).
Sito del gruppo: Strings
Corsi:
* INTRODUZIONE ALLA RELATIVITA' GENERALE (I sem Klemm).
* FISICA TEORICA 1 e 2
* GRAVITA' E SUPERSTRINGHE 1 (II sem Klemm)
* GRAVITA' E SUPERSTRINGHE 2 (II sem Santambrogio)
* METODI MATEMATICI 2: Geometria e Gruppi 1 (I sem Santambrogio).
Altri corsi: GEOMETRIA 2 (I sem Van Geemen)


TEORIA DEI SISTEMI QUANTISTICI APERTI
Indirizzo di ricerca: Sistemi quantistici aperti (Decoerenza, dinamiche dissipative e non Markoviane, fondamenti della meccanica quantistica).
People: prof. Bassano Vacchini
Corsi:
* TEORIA DEI SISTEMI QUANTISTICI APERTI (I sem. Vacchini)
* MECCANICA STATISTICA 1/2 oppure TEORIA DEI SISTEMI A MOLTI CORPI 1/2 oppure FISICA TEORICA 1.
Altri corsi: OTTICA QUANTISTICA (II sem Castelli - Paris)


ASTROFISICA RELATIVISTICA
Indirizzo di ricerca: Astrofisica stellare di oggetti compatti (supernovae, stelle di neutroni, pulsars).
People: Prof. Pierre Pizzochero.
Corsi:
* TEORIA DELLE INTERAZIONI FONDAMENTALI 1 (I sem Vicini - Ferrera)
* TEORIA DEI SISTEMI A MOLTI CORPI 1,2 (I sem Molinari).
* ASTROFISICA NUCLEARE RELATIVISTICA 1 (I sem Pizzochero).
* ASTROFISICA NUCLEARE RELATIVISTICA 2 (I sem Pizzochero).


sito del corso di laurea