Risultati di apprendimento attesi

I risultati di apprendimento attesi nell’ambito delle conoscenze e della comprensione delle varie discipline, come pure la capacità di applicazione di tali conoscenze, sono stati suddivisi nelle seguenti aree:

Area Matematica

Conoscenza e comprensione
Conoscenza degli strumenti matematici e informatici avanzati di uso corrente nei settori della ricerca di base e applicata. Tali strumenti sono acquisiti in attività formative comuni di Matematica e di Metodi Matematici della Fisica. Conoscenza del Calcolo delle probabilità e del calcolo differenziale stocastico. Equazioni differenziali stocastiche e loro soluzioni. Familiarità con i principali processi di Markov: Wiener, Poisson, Ornstein-Uhlenbeck. Sistemi lineari e tecniche di filtraggio di dati.
Conoscenza di strutture matematiche moderne tipiche dell’analisi funzionale, in particolare agli spazi di Hilbert. Acquisizione degli strumenti matematici necessari per affrontare problemi più avanzati della Fisica Moderna
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Capacità di formalizzazione di modelli probabilistici finalizzata ad una interpretazione e modellizzazione dei fenomeni fisici più complessi di tipo stocastico dipendenti dal tempo. Capacità di applicazione del calcolo stocastico e delle principali tecniche di filtraggio di segnali aleatori.
Capacità di utilizzo di tecniche di calcolo approssimato più avanzate e generali per risoluzione di problemi di Meccanica Quantistica.Le conoscenze e capacità sono conseguite e verificate nelle seguenti attività formative:METODI MATEMATICI DELLA FISICA
METODI PROBABILISTICI DELLA FISICA

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Area Chimica

Conoscenza e comprensione
Specifica per i curricula di Fisica Teorica e Fisica Nucl., SubN. e Astrop.: Acquisizione delle basi teoriche delle diverse teorie di trasporto. Acquisizione delle tecniche di soluzione delle equazioni di trasporto. La verifica avviene attraverso prove orali di esame individuale.

Specifica per il curriculum Fisica della Materia e Applicata – Acquisizione di una buona conoscenza delle proprietà di simmetria delle molecole e di alcuni strumenti per la comprensione degli spettri molecolari Raman/IR mediante l’uso della teoria dei gruppi. La verifica avviene attraverso prove orali di esame individuale.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Specifica per i curricula di Fisica Teorica e Fisica Nucl., SubN. e Astrop.: Capacità di scrivere autonomamente programmi Monte Carlo per il trasporto di particelle. Capacità di applicare le teorie a casi concreti quali trasporto di neutroni, di impurezze in mezzi gassosi, di elettroni in rivelatori di radiazione.

Specifica per il curriculum Fisica della Materia e Applicata – Utilizzo delle metodologie per l’individuazione di strutture molecolari dal confronto tra le previsioni teoriche e i risultati dai dati sperimentali.

Le conoscenze e capacità sono conseguite e verificate nelle seguenti attività formative:

STRUTTURISTICA CHIMICA
TEORIE CINETICHE DEL TRASPORTO

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Area Teorica

Conoscenza e comprensione
Specifica per il curriculm di Fisica Teorica: Acquisizione delle basi teoriche del problema del random walk e dei metodi Montecarlo. Padronanza nella modellistica delle serie temporali. Acquisizione delle basi teoriche di argomenti avanzati di meccanica quantistica, quali teorema adiabatico, fase di Berry, misure, decorerenza, entanglement, basi di informazione quantistica. Acquisizione degli elementi di base della teoria dei processi stocastici. Conoscenza della descrizione generale termodinamica dei fenomeni di non equilibrio. Conoscenza dei risultati più importanti della meccanica statistica di non equilibrio e della teoria della risposta lineare. Conoscenza delle tecniche di proiezione nello spazio delle fasi. Acquisizione delle nozioni di base della teoria della Relatività Generale e delle tecniche di calcolo ad esse associate; comprensione della descrizione geometrica della interazione gravitazionale e delle profonde analogie esistenti tra le relatività generale e le teorie di gauge delle interazioni fondamentali. Acquisizione delle basi teoriche della teoria quantistica dei campi nell’ambito del modello standard. Acquisizione delle tecniche funzionali per la derivazione dello sviluppo perturbativo delle teorie di campi quantistici non abeliani.

Specifica per i curricula di Fisica Teorica e Fisica della Materia e Applicata: Conoscenza delle basi teoriche delle principali distribuzioni statistiche classiche e quantistiche. Acquisizione delle tecniche di applicazione delle distribuzioni statistiche per studio di sistemi classici e quantistici e di metodi per la descrizione di transizioni di fase continue.

Specifica per i curricula di Fisica Teorica e Fisica Nucl., SubN. e Astrop.: Conoscenza della Teoria Quantistica dei Campi e delle applicazioni in fisica moderna. Conoscenza del formalismo di seconda quantizzazione dei campi e dei diagrammi di Feynman. Conoscenza della teoria dei campi quantizzati nel formalismo cosiddetto canonico. Conoscenza dei campi in interazione e della matrice S come descrizione formale dell’interazione in forma operatoriale. Acquisizione del metodo perturbativo tramite la matrice di Dyson e i diagrammi di Feynman come rappresentazione grafica dei termini della serie perturbativa.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Specifica per il curriculm di Fisica Teorica: Capacità di scrivere programmi al calcolatore per simulare, analizzare e visualizzare sistemi fisici, in ambiente MATLAB. Capire e saper applicare le tecniche matematiche utili a trattare le evoluzioni continue (equazione di Schroedinger in alcuni casi limite) e i fenomeni discreti tipici della meccanica quantistica. Capacità di studiare e svilupare modelli utilizzati nella letteratura scientifica più recente per descrivere sistemi non in equilibrio termodinamico. Capacità di modellizzare fenomeni di non equilibrio nelle scienze naturali. Capacità ed autonomia di approfondimento dei temi di ricerca attualmente esistenti nel campo della Relatività Generale mediante la lettura di testi specialistici ed avanzati. Capacità di applicazione delle tecniche matematiche per la descrizione di fenomeni fondamentali tra particelle elementari quali, ad es., decadimenti deboli, diffusione tra quark e gluoni, sezioni d’urto adroniche, mescolamento dei sapori dei quark.

Specifica per i curricula di Fisica Teorica e Fisica della Materia e Applicata: Capacità di applicazione delle tecniche matematiche per la descrizione di fenomeni termodinamici generali.

Specifica per i curricula di Fisica Teorica e Fisica Nucl., SubN. e Astrop.: Capacità di formalizzare concetti fisici tramite modelli astratti e di utilizzo delle tecniche di analisi introdotte ai più svariati fenomeni e campi di indagine (alte energie, meccanica statistica, fisica dello stato solido, teorie di campo). Capacità di calcolo dei diagrammi di Feynman di alcuni processi elementari.

Le conoscenze e capacità sono conseguite e verificate nelle seguenti attività formative:

FISICA TEORICA
LABORATORIO DI FISICA COMPUTAZIONALE
MECCANICA QUANTISTICA AVANZATA
MECCANICA STATISTICA
MECCANICA STATISTICA AVANZATA
TEORIA QUANTISTICA DEI CAMPI
METODI MATEMATICI DELLA FISICA
MODELLO STANDARD
RELATIVITA’ GENERALE

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Area Fisica Nucleare, SubNucleare e Astroparticellare

Conoscenza e comprensione
Specifica per il curriculm di Fisica Nucl., SubN. e Astrop.: Conoscenza più approfondita dei concetti della fisica nucleare quali la statica dei nuclei e i modelli nucleari sommariamente presentati nella laurea triennale. Acquisizione dei concetti e della cultura di base per lo studio di oggetti cosmici emettitori di radiazione di alta energia e particelle cariche. Conoscenza dei modelli di interazione tra i costituenti ultimi della materia (quark, leptoni, gluoni). Conoscenza di base della fisica dei jet e della fisica indagata dagli esperimenti di fisica delle particelle elementari negli ultimi trent’anni fino ad LHC. Acquisizione delle tecniche sperimentali avanzate per lo studio di rivelatori di particelle cariche e radiazione e.m.. Padronanza dei concetti relativi ai rivelatori a scintillazione, a gas e dell’elettronica veloce per acquisizione di segnali elettrici da rivelatore. Comprensione critica dei metodi MonteCarlo moderni e di trattamento dei dati. Conoscenza di alcuni degli strumenti matematici, statistici e dei “framework” informatici di analisi, in uso nella moderna fisica delle alte energia;

Specifica per i curricula di Fisica Nucl., SubN. e Astrop. e Fisica della Materia e Applicata: Approfondimenti di alcuni argomenti dell’Elettronica analogica e delle relativa applicazioni. Approfondimenti dei metodi di analisi e progettazione di reti analogiche complesse ad elementi attivi. Acquisizione della padronanza nell’utilizzo di un software professionale per la simulazione delle reti elettriche (Pspice); Comprensione del funzionamento di reti logiche combinatorie e sequenziali. Conoscenza di alcuni strumenti informatici per l’acquisizione dati da sistemi interfacciati a computer.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Specifica per il curriculm di Fisica Nucl., SubN. e Astrop.: Capacità di applicazione dei modelli nucleare per valutazioni di sezioni d’urto. Capacità di analizzare con tecniche sperimentali il comportamento di sorgenti cosmiche di radiazione e particelle. Capacità di valutare criticamente il ruolo dei rivelatori e l’impiego di modelli astrofisici nello studio dell’evoluzione delle sorgenti cosmiche. Capacità di utilizzare gli strumenti matematici e le conoscenze teoriche alla risoluzione delle problematiche relative alla produzione delle particelle elementari nei vari tipi di collisioni (leptonici che adronici). Capacità di analisi critica dei risultati sperimentali dei vari esperimenti di fisica delle particelle elementari, fino a quelli che utilizzano i fasci di LHC. Capacità di progettare e di mettere in atto procedure sperimentali o teoriche per risolvere problemi della ricerca accademica e industriale o per il miglioramento dei risultati esistenti. Tale capacità si acquisisce nelle attività formative curricolari di Fisica Teorica, di Fisica Nucleare e Subnucleare e di Fisica della Materia e può essere verificata nel corso del lavoro di tesi per la prova finale. Capacità di identificare lo strumento “software” adatto alla soluzione di ciascun tipo di problema;. Capacità di utilizzare strumenti software per risolvere problemi di analisi e classificazione dei dati.

Specifica per i curricula di Fisica Nucl., SubN. e Astrop. e Fisica della Materia e Applicata: Capacità di applicare le tecniche elettroniche per la soluzione di problemi concreti di interesse sia della ricerca in fisica che delle applicazioni industriali, mediche, ambientali. Acquisizione di una solida preparazione su argomenti di elettronica complessi e per specifiche applicazioni; Capacità di sviluppare progetti di circuiti elettronici digitali di tipo combinatorio e sequenziale. Capacità di sviluppare programmi per l’acquisizione di dati da dispositivi elettronici interfacciati a computer;

Le conoscenze e capacità sono conseguite e verificate nelle seguenti attività formative:

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Area Fisica della Materia e Applicata

Conoscenza e comprensione
Conoscenza delle strutture cristalline e in generale dei vari stati della materia. Conoscenza delle tecniche di indagine delle superfici. Principi dei processi di emissione e assorbimento stimolati. Conoscenza della fisica del laser.

Specifica per i curricula di Fisica della Materia e Applicata: Capacità di inquadrare un fenomeno avente alla base il trasporto di portatori di carica e di delineare la teoria necessaria per la sua comprensione. Conoscenza dei modelli fenomenologici dell’interazione non lineare radiazione-materia alla scala da 0.1 a 10 eV sia in regime risonante che non risonante. Conoscenza di sistemi di comunicazione in fibra ottica. Conoscenza dei principi di funzionamento di un laser e di rivelatori a semiconduttore. Conoscenza delle proprietà ottiche dei materiali a stato solido con particolare riferimento alle proprietà di assorbimento e di emissione di radiazione e.m. Individuazione dei parametri fisici più idonei alla descrizione delle proprietà ottiche dei materiali a stato solido. Acquisizione delle basi delle tecniche di crescita di cristalli semiconduttori e dei dispositivi basati su tali materiali. Acquisizione delle tecniche di analisi dei materiali e dei dispositivi. Acquisizione di materiali e dispositivi a semiconduttore innovativi basati su nanotecnologie. Conoscenza e capacità di comprensione degli strumenti matematici ed informatici avanzati di uso corrente nel settore della elaborazione dei segnali ed immagini. Conoscenza delle tematiche riguardanti il settore della Radioprotezione.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Capacità di applicazione delle conoscenze teorico-sperimentali per la descrizione degli stati energetici della materia nei suoi differenti stati di aggregazione. Capacità di individuazione della strumentazione laser più idonea in commercio in base ai parametri di interesse.

Specifica per i curricula di Fisica della Materia e Applicata: Capacità di riconoscere se un materiale si comporta come conduttore, semiconduttore o isolante in relazione alle sue proprietà elettriche ed ottiche. Capacità di individuare un materiale in funzione delle proprietà di un dispositivo. Capacità di descrizione dei fenomeni elementari di interazione radiazione-materia, scegliendo opportunamente il modello di riferimento più efficace. Capacità di analisi delle tecnologie per la fabbricazione di dispositivi optoelettronici. Capacità di individuazione del metodo sperimentale più adatto alla misura delle proprietà ottiche dei materiali. Capacità di progettazione di un apparato sperimentale per l’analisi delle proprietà dei materiali. Capacità di applicazione critica delle diverse tecniche nell’ambito della realizzazione ed analisi di dispositivi. Capacità di riconoscere e apprezzare le tecniche presenti sia in laboratori di ricerca che in ambito produttivo dei dispositivi a semiconduttore. Capacità di progettare ed utilizzare strumenti matematici e informatici a problemi nuovi ed in settori diversi, dalla fisica delle alte energie alla fisica medica ed il telerilevamento. Capacità di utilizzo dei concetti fisici acquisiti, nell’ambito del settore della RadioProtezione, per monitorare ambienti che vanno dall’impianto nucleare, fino al reparto ospedaliero di medicina nucleare. Capacità di acquisizione delle problematiche associate alle misure e alle valutazioni radioprotezionistiche.

Le conoscenze e capacità sono conseguite e verificate nelle seguenti attività formative:

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