Si articola (v. Guida Studente) in due percorsi principali:

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1 LM in Fisica: piano di studi FISICA TEORICA Offre allo studente gli strumenti per approfondire lo studio dei fondamenti teorici della Fisica - a partire dai principi di base e dai gradi di libertà elementari - con l'ausilio di adeguati strumenti matematici/computazionali - con attenzione alle applicazioni sperimentali e tecnologiche Si articola (v. Guida Studente) in due percorsi principali: A) Meccanica statistica B) Alte energie con corsi di base comuni e corsi focalizzati su A) fisica statistica dei sistemi dinamici e dei fluidi complessi alle macro-, micro- e nano-scale B) processi nucleari e struttura degli adroni, fenomeni riguardanti le particelle elementari e le loro interazioni: elettrodeboli, forti (Modello Standard e sue estensioni) e gravitazionali (a livello quantistico: teoria delle stringhe) Presentazione corsi di studio in Fisica - 1 Ottobre 2013

2 Gruppi di ricerca afferenti / collaborazioni Gruppi di ricerca nel campo della Fisica Teorica A1: Meccanica Statistica e Fluidodinamica / B1: Struttura degli adroni / O B2: Modello Standard: fenomenologia e simulazoni / B3: Stringhe e Supersimmetrie / O O O O Incontro dei teorici con gli studenti: 6 ottobre, ore in aula Grassano

3 Gruppo: Meccanica Statistica e Fluidodinamica Il gruppo è molto attivo nello studio teorico e numerico della dinamica di flussi e fluidi complessi alle macro-, micro- e nano-scale con importanti applicazioni alla fisica teorica dei sistemi fuori dall'equilibrio e alla geofisica, astrofisica e tecnologia. Il gruppo vanta numerosi contatti e collaborazioni con prestigiosi centri di ricerca nazionali e internazionali, nonche` finanziamenti da MIUR, EU e ERC. Docenti di riferimento / contatti: R. Benzi L. Biferale R. Marra M. Sbragaglia Distribuzione di temperatura (da simulazioni) in un processo di mescolamento, in presenza di una instabilita`convettiva

4 Principali progetti di ricerca: - Meccanica statistica di sistemi fuori dall'equilibrio - Dinamica di flussi complessi alle macroscale (turbolenza, processi di trasporto attivo e passivo, fluidi conduttori) - Dinamica di fluidi complessi alle micro- e nano-scale (micro- e nano-fluidica, flussi in mezzi porosi, bio-fluidica) Argomenti per tesi magistrali: - Rotture di simmetria in fluidi turbolenti - Effetto dinamo e dinamica dell'elicità in fluidi conduttori - Effetti non-newtoniani in micro-sistemi - Dinamica di popolazioni in flussi turbolenti Articolazione didattica: Corsi a scelta: Fisica dei Sistemi Dinamici, Fisica dei Fluidi Complessi e Turbolenza, Meccanica Statistica 2

5 Gruppo: Struttura degli adroni Docente di riferimento / contatti: E. Pace in collaborazione con G. Salmè (INFN, Roma) e S. Scopetta (Univ. di Perugia)

6 Articolazione didattica: corsi a scelta: Fisica Nucleare, Fisica Adronica, Fisica delle Particelle Elementari 1 e 2

7 Gruppo: Modello Standard: fenomenologia e simulazioni Temi di Ricerca: studio delle interazioni forti e dei loro effetti in processi chiave (decadimenti, oscillazioni, polarizzazione del vuoto) per la fenomenologia del Modello Standard (MS), con focus su fisica del sapore e correzioni di QED; esplorazione di meccanismi per la generazione dinamica di massa delle particelle elementari ed estensioni del MS. Simulazioni Monte Carlo su reticolo permettono lo studio da principi primi delle teorie di gauge in regime non-perturbativo. Potenziale in settore di Higgs del MS Spettro di massa adronico da QCD su reticolo -Principali progetti di ricerca: - Simulazioni di QCD su reticolo e rinormalizzazione non-perturbativa - Fisica del 'sapore': decadimenti di adroni con quark di valenza b e c - Effetti elettromagnetici in masse e 'rate' di decadimento adronici - Meccanismo dinamico per la massa delle particelle elementari ed estensioni naturali del MS: studio teorico e numerico, fenomenologia - Adroni esotici: pentaquark e tetraquark

8 Argomenti per tesi magistrali: - Analisi dati da QCD e/o QCD+QED su reticolo per fisica del 'sapore' - Metodi di rinormalizzazione non-perturbativa per teorie di gauge - Metodi di calcolo di propagatori fermionici e diagrammi OZI-violating - Algoritmi di simulazione per modelli reticolari con gauge e fermioni/scalari Docenti di riferimento /contatti: G.M. de Divitiis, R. Frezzotti, G.C. Rossi, N. Tantalo, P. Dimopoulos, A. Vladikas Articolazione didattica: Corsi a scelta teorici: Fenomenologia delle particelle elementari, Teoria dei Sistemi a Molti Corpi, Relatività e Cosmologia 1, Teorie Relativistiche e Supergravità, Supersimmetria, Meccanica Statistica 2, Fisica Teorica Specialistica. Corsi a scelta fenomenologici: Fisica delle Particelle Elementari 1 e 2, Fisica delle Astroparticelle, Relatività e Cosmologia 2.

9 Gruppo: Stringhe e supersimmetrie Questioni irrisolte dai Modelli Standard delle particelle e del cosmo: masse dei neutrini, gerarchia delle masse, materia oscura, energia oscura, buchi neri, effetti quantistici in gravità, inflazione, bario-genesi e lepto-genesi. Possibili estensioni e soluzioni proposte: -Supersimmetria: collega bosoni e fermioni, -cancellazioni miracolose di divergenze UV, raddoppiamento di stati e parametri; -Teorie di Stringhe: unificano gravità e altre interazioni, formulate in spazio-tempo con 10 dimensioni, stati eccitati con spin elevato; Principali progetti di ricerca: - Teorie di quiver e configurazioni di D-brane non-orientate e con sapore ; - Istantoni (esotici), localizzazione, violazione non-perturbativa di simmetrie; - Ampiezze di diffusione, Lagrangiane effettive, fenomenologia delle stringhe; - Corrispondenza olografica AdS/CFT: applicazione e generalizzazioni. - Buchi neri di stringa e stati legati di p-brane, dualità generalizzate.

10 Argomenti per tesi di laurea magistrale: - Estensioni supersimmetriche non minimali del Modello Standard; - Flussi (non) geometrici, p-brane e buchi neri in teorie di supergravità e di superstringa; - Proprietà di teorie conformi con correnti di spin elevato; - Ampiezze di diffusione e limiti soffici. Docenti di riferimento / contatti: M. Bianchi, F. Fucito, F. Morales, A. Marshakov, G. Pradisi, Y. Stanev. Articolazione didattica: Corsi a scelta: Supersimmetria, Teorie Relativistiche e Supergravità, Introduzione alle teorie di stringhe, Fisica Teorica Specialistica. Cicli di lezioni e seminari: Integrabilità in Teoria dei Campi e delle Stringhe, Nuovi metodi per il calcolo della matrice S.