GUIDA AI PERCORSI DEL CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN FISICA

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1 GUIDA AI PERCORSI DEL CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN FISICA NOTA BENE PER TUTTI I PERCORSI: Qualora lo studente durante il corso di laurea triennale avesse già frequentato (e superato il relativo esame) uno o più dei corsi menzionati nei percorsi descritti nel seguito, questi dovranno essere sostituiti con altri corsi riportati nelle tabelle degli insegnamenti caratterizzanti e affini e integrativi

2 PERCORSO FISICA GENERALE (Responsabili: Prof. V. Gorini, Prof. A. Parola) Dedicato a coloro che vogliano approfondire gli aspetti di base della Fisica Moderna, il percorso di Fisica Generale si rivolge a studenti con interessi diversificati. Sia lo studente con propensione alla fisica matematica, agli aspetti teorico-modellistici o a quelli computazionali, ma anche chi desidera approfondire la fisica sperimentale di base potra' individuare un piano di studi personalizzato nell'ambito di questo percorso. Nel pieno rispetto dell'autonomia di scelta dello studente, il percorso di Fisica Generale fornisce una solida formazione di base negli ambiti di specifico interesse presenti tra le attivita' di ricerca della sede: Fisica statistica, Teoria dell'informazione quantistica, Teoria dei sistemi dinamici, Fisica della gravitazione, Teoria quantistica dei campi, Fisica della materia condensata. Oltre naturalmente alla Fisica delle Particelle elementari, all'ottica e all'astrofisica, per le quali sono stati individuati percorsi specifici. Lo studente, pur focalizzando la propria preparazione prevalentemente in una di queste direzioni, dovra' anche completare la propria formazione di base anche in ambiti limitrofi cosi' da acquisire una visione di ampio respiro sulle problematiche e le metodologie di maggior rilievo nello sviluppo della Fisica Moderna. Regole per il percorso di Fisica Generale Allo studente e' richiesta l'inclusione nel piano degli studi di almeno 2 corsi nel settore scientificodisciplinare FIS/01 (o FIS/07), due corsi nel settore scientifico-disciplinare FIS/02 e tre corsi nei settori scientifico-disciplinari FIS/03 o FIS/04. Tra i corsi di settore scientifico-disciplinare FIS/01 e obbligatoria la scelta di un corso di laboratorio tra quelli elencati come corsi caratterizzanti. E altresi' obbligatorio scegliere 4 tra i seguenti corsi caratterizzanti: Fisica quantistica III ( FIS/02) Fisica teorica ( FIS/02) Relatività I (FIS/02) Relatività II ( FIS/02) Meccanica statistica I ( FIS/03) Meccanica statistica II (FIS/03) Fisica dello stato solido I (FIS/03) Fisica dello stato solido II (FIS/03) Ottica ( FIS/03) Ottica non lineare (FIS/03) Fenomenologia delle particelle elementari ( FIS/04) Fisica delle alte energie ( FIS/04). Tra i corsi Affini o integrativi è obbligatorio scegliere un corso di settore scientifico-disciplinare estraneo alla fisica. Un ulteriore corso Affine o integrativo, due corsi opzionali ed eventualmente un corso sostitutivo dei 6 crediti di tirocinio facoltativo possono essere scelti tra i corsi presenti nel Manifesto degli Studi.

3 PERCORSO FISICA MEDICA (Responsabili: Prof. M. Caccia, Dr.ssa M. Prest, Dr. A. Ostinelli) Il termine "fisico medico" viene solitamente associato a un ruolo strettamente ospedaliero. In realtà esso indica un fisico con competenze multidisciplinari che contemplano la conoscenza dettagliata dell'interazione radiazione-materia, dei sistemi di rivelazione della radiazione, delle basi fisiche dell'imaging diagnostico e della radioterapia. Il ruolo ricoperto dai fisici medici in ospedale è indubbiamente di primaria importanza: oltre all'aspetto radioprotezionistico, di commissioning e controllo di tutte le apparecchiature diagnostiche (radiologia, ecografia, medicina nucleare) e degli acceleratori per radioterapia, forniscono il necessario supporto tecnico-scientifico per la preparazione dei piani di trattamento e rappresentano il riferimento clinico dei partner industriali che sviluppano attrezzatura medica. I passi da gigante che la tecnologia ha fatto sia in ambito imaging (PET, risonanza magnetica) che in ambito radioterapico (adroterapia, terapia con luce di sincrotrone) sottolineano ancor di più il ruolo del fisico medico come anello di congiunzione tra il mondo medico (e quindi del paziente) e quello fisico/tecnologico. Nel 2006, il corso di laurea in Fisica dell'università dell'insubria ha aperto un percorso in fisica medica in collaborazione con l'unità Operativa di Fisica Sanitaria dell'ospedale S. Anna di Como. Il corso porta lo studente ad un'ottima preparazione di base nei campi tipici di questo ruolo (radioprotezione, dosimetria, imaging diagnostico, radioterapia) accompagnata da solide basi in fisica dei rivelatori, elettronica, fisica nucleare e subnucleare. La collaborazione Università Ospedale S. Anna permette di svolgere l'attività didattica direttamente sul campo con laboratori nella sede ospedaliera e ricerche avanzate che combinano le apparecchiature ospedaliere a rivelatori di frontiera. Lo studente inoltre può seguire uno stage formativo all'estero in ambito fisico medico/nucleare. Gli sbocchi professionali sono molteplici: da un dottorato di ricerca alla scuola di specialità (condizione necessaria per il lavoro in ospedale), dalla possibilità di diventare esperto qualificato all'impiego in industrie specializzate del settore. Regole per il percorso Fisica Medica E obbligatorio scegliere come corsi caratterizzanti nell ambito Sperimentale Applicativo il corso di Elementi di dosimetria e radioprotezione ed un corso di laboratorio tra quelli indicati nei caratterizzanti FIS/01. E obbligatorio scegliere come corsi caratterizzanti nell ambito Microfisico e della Struttura della Materia i corsi di Fisica dei laser e Fisica dei rivelatori. E obbligatorio scegliere come corso Affine o integrativo il corso di Basi fisiche dell imaging diagnostico. Come corso a scelta si raccomanda fortemente Basi fisiche della radioterapia. Come secondo corso a scelta si consigliano il corso di Fisica ambientale od un ulteriore corso di Laboratorio tra quelli elencati tra i caratterizzanti FIS/01.

4 PERCORSO PARTICELLE ELEMENTARI (Responsabili: Prof. A. Giuliani, Prof. P. Ratcliffe) Sin dai tempi dell'antica Grecia l'uomo è stato affascinato dalla ricerca dell άτοµος, ma se ci vollero circa 24 secoli per formalizzare tale concetto, l'ultimo secolo ha visto una serie di salti concettuali che sono sfociati nell'attuale visione ricca e complessa del mondo. Una visione, chiamata Modello Standard, in cui gli atomi sono ora le cosiddette particelle elementari i sei quark e i sei leptoni (elettrone, muone, tau e rispettivi neutrini) che interagiscono tra loro tramite lo scambio di campi di forza il fotone, i gluoni e i bosoni W e Z. Per completare questo piccolo zoo, manca soltanto l'ultimo inquilino: il bosone di Higgs, le cui interazioni con le altre particelle e i campi di forza sarebbero responsabili delle loro masse. Gli esperimenti recentemente allestiti presso il Large Hadron Collider (LHC) del CERN hanno lo scopo (tra l altro) di trovare evidenza della sua esistenza ed eventualmente di studiarne le proprietà fisiche. Una conseguenza della natura ondulatoria della materia (che trova la sua espressione nella teoria quantistica) è il rapporto inverso tra risoluzione sperimentale ed energia a disposizione. In altre parole, per studiare la struttura della materia su scala sempre più piccola, occorrono sonde sempre più energetiche. Così nel giro di circa 40 anni siamo passati dai 2 GeV dei primi fasci di elettroni prodotti nel Linear Collider a Stanford agli attuali 3.5 TeV di protoni nell'anello del LHC quando la macchina avrà raggiunto la sua capacita massima di progetto, vedremo collisioni a un energia di 14 TeV nel centro di massa. Benché il Modello Standard sembri descrivere perfettamente tutto ciò che sperimentalmente si osserva, sono ancora tante e profonde le domande che oggi i fisici si pongono: perché vi sono sei quark e sei leptoni, cosa determina i valori così diversi tra loro delle masse, perché vi sono tre dimensioni spaziali e una temporale Il grande sogno poi è di unificare la descrizione delle varie interazioni e anche i vari tipi di campi (di materia e di forza). Una tale "teoria del tutto" porterebbe con sé le risposte alle domande precedenti. Viceversa, gli esperimenti attuali potrebbero fornire indicazioni di fisica oltre il Modello Standard, quali le nuove particelle previste nelle varie possibili estensioni ad esso, gli effetti di eventuali dimensioni in più o qualcosa finora inimmaginata. Presso l'università dell'insubria a Como vi sono gruppi sperimentali e teorici impegnati in una vasta gamma di attività di ricerca che prevede la partecipazione a numerosi esperimenti e progetti di importanza nazionale e internazionale. Regole per il percorso Fisica delle Particelle Elementari È obbligatorio scegliere come corso caratterizzante nell'ambito Sperimentale Applicativo un corso di Laboratorio tra quelli elencati nei caratterizzanti FIS/01. La scelta di un ulteriore corso di Laboratorio è consigliata come secondo corso caratterizzante nell'ambito Sperimentale applicativo. È obbligatorio scegliere come corso caratterizzante nell'ambito Teorico e dei Fondamenti della Fisica il corso di Fisica quantistica III. Come secondo corso caratterizzante nell'ambito Teorico e dei Fondamenti della Fisica è consigliato il corso di Fisica Teorica. È obbligatorio scegliere come corsi caratterizzanti nell'ambito Microfisico e della Struttura della Materia i corsi di Fisica delle alte energie e Fenomenologia delle particelle elementari Si consiglia la scelta del corso di Fisica dei rivelatori come uno dei due corsi Affini o integrativi.

5 PERCORSO OTTICA (Responsabili: Prof.ssa A. Andreoni, Prof. L. Lugiato) L avvento del laser nel 1960 ha avuto un impatto profondo, sia da un punto di vista fondamentale sia applicativo, trasformando in particolare il campo dell ottica in quello dell ottica moderna, che riveste un ruolo molto importante nell ambito della fisica contemporanea. Inizialmente chiamato una brillante soluzione in cerca di problemi, il laser ha attualmente un numero enorme di applicazioni. La potenza della sua emissione ha permesso di estendere il contesto puramente lineare dell elettromagnetismo tradizionale a quello dell ottica non lineare in cui, in particolare, un fascio di luce monocromatico interagendo con la materia è in grado di generare fasci a frequenze totalmente diverse da quelle del fascio originario, oppure un fascio uniforme è in grado di creare strutture spaziali come i solitoni ottici, che presentano un comportamento sorprendentemente particellare. Un altro effetto dell introduzione del laser è stata l attenzione alle proprietà quantistiche della luce che ha portato alla creazione del campo dell ottica quantistica, uno dei più vitali della fisica attuale e che, in particolare, ha permesso in tempi recenti indagini sperimentali sui fondamenti della fisica quantistica con la realizzazione di svariati esperimenti concettuali proposti nei primi decenni del secolo scorso. A sua volta, l ottica quantistica è tra i principali campi che contribuiscono all area della informazione quantistica, nata in tempi recenti e che si propone di realizzare una crittografia immune da azioni di spionaggio, computer basati sui principi della fisica quantistica e così via. Un altra area dell ottica che si sta sviluppando in modo spettacolare è quella della Fotonica, che si propone di emulare nel campo dell ottica i risultati conseguiti dall elettronica portando, in particolare, alla creazione del campo intermedio dell Optoelettronica. Presso l Università dell Insubria a Como vi è una grande tradizione nel campo dell ottica, con tre gruppi sperimentali ed uno teorico, coinvolti in progetti di ricerca nazionali ed internazionali. Gli sbocchi professionali per coloro che otterranno la Laurea Magistrale in Fisica seguendo il percorso Ottica sono molteplici. Oltre a quelli generali che si applicano a tutti i percorsi del Corso di Laurea, vanno ricordati in particolare quelli relativi all impiego presso imprese attive nel campo della produzione di laser ed in quelli delle sue applicazioni, e nel campo dell optoelettronica. Regole per il percorso Ottica E obbligatorio scegliere come corso caratterizzante nell ambito Sperimentale Applicativo un corso di Laboratorio tra quelli elencati come corsi FIS/01. La scelta di un ulteriore corso di Laboratorio tra quelli elencati come corsi FIS/01 è consigliata come secondo corso caratterizzante nell ambito Sperimentale applicativo. E obbligatorio scegliere come corso caratterizzante nell ambito Teorico e dei Fondamenti della Fisica il corso di Teoria dell informazione quantistica I ed è consigliato il corso di Teoria dell informazione quantistica II. E obbligatorio scegliere come corsi caratterizzanti nell ambito Microfisico e della Struttura della Materia i corsi di Ottica, Ottica non lineare, Fisica dei laser. Tra i corsi Affini o integrativi sono fortemente consigliati i corsi di Elettronica quantistica e di Optoelettronica. Come uno dei due corsi a scelta si raccomanda fortemente Ottica quantistica..

6 PERCORSO ASTROFISICA ( Responsabili: Prof. F. Haardt, Prof. A. Treves) Fino agli anni trenta l'osservazione astronomica era limitata alla banda del visibile. L'accesso prima alla banda radio, e con la tecnologia spaziale negli anni sessanta a tutto lo spettro elettromagnetico, ha portato a una vera rivoluzione nell'astrofisica. A questo si e' congiunta dal punto di vista teorico, l'applicazione ai fenomeni astrofisici dei risultati della meccanica quantistica, della relativita' speciale e generale. Il gruppo di astrofisica di Como, che collabora strettamente con numerosi altri gruppi in Italia e all'estero, svolge attivita' osservativa, interpretativa e teorica principalmente nell'ambito dell'astrofisica degli oggetti collassati, nane bianche, stelle di neutroni e buchi neri. Si occupa di formazione ed evoluzione cosmologica delle galassie considerando la loro interazione con i buchi neri supermassivi presenti al loro centro, e di fisica del mezzo intergalattico connessa all'evoluzione delle strutture cosmiche. Il gruppo e' particolarmente interessato alla fisica dei getti relativistici in connessione ai buchi neri in accrescimento, alla dinamica delle binarie di buchi neri, all'emissione di onde gravitazionali da questi oggetti, e alla formazione ed evoluzione dei fondi cosmici nelle bande dal lontano infrarosso ai raggi gamma. Il gruppo fa ampio uso di strumentazione astronomica avanzata; il telescopio spaziale Hubble e i telescopi dell'eso nella banda ottica, i satelliti per raggi X e gamma XMM, Chandra, SWIFT, AGILE e Fermi, e il telescopio Cerenkov MAGIC. Per la l'attivita' teorico-computazionale, il gruppo si avvale dell'uso di cluster per il calcolo parallelo presenti nel Dipartimento, nonche' di tempo di calcolo acquisibile presso i maggiori centri italiani di supercomputer (es., CINECA). Regole per il percorso Astrofisica E obbligatorio scegliere come corso caratterizzante nell ambito Sperimentale Applicativo un corso di Laboratorio tra quelli elencati come corsi FIS/01 (indicare uno o due laboratori in particolare). E obbligatorio scegliere come corsi caratterizzanti nell ambito Teorico e dei Fondamenti della Fisica i corsi di Relatività I e Relatività II. Tra i corsi Affini o integrativi è obbligatorio scegliere il corso di Astrofisica I. Come corsi a scelta si raccomandano Astrofisica II e Cosmologia. Il tirocinio va fatto presso un telescopio.