Il Campus è strutturato in corsi particolarmente adatti a tutti quegli studenti del biennio e del triennio della scuola superiore che desiderano approfondire alcuni argomenti moderni e innovativi dell’ASTRONOMIA, dell’ASTROFISICA, della MECCANICA QUANTISTICA e dell’EVOLUZIONE STELLARE.
Il CAMPUS offre agli studenti della scuola secondaria di secondo grado l’opportunità di interfacciarsi con il mondo della ricerca universitaria in matematica, fisica, astrofisica in un ambiente intellettualmente stimolante in cui potranno conoscere ed interagire direttamente con docenti universitari, con ricercatori di chiara fama e con altri studenti con cui condividono gli stessi interessi scientifici.
Tutte le attività didattiche si articoleranno secondo un ben preciso calendario. Esse inizieranno il 12 Aprile e si concluderanno il 22 Aprile. Agli studenti del triennio che seguiranno due corsi a scelta e la Lectio Magistralis verranno certificate 20 ore minime di PCTO, così articolate:
A queste ore, essi potranno aggiungere ulteriore 18 ore di PCTO seguendo altri 3 corsi (6 ore per corso) e 6 ore per la produzione di un proprio approfondimento scientifico riguardante uno degli argomenti proposti a lezione da inviare alla Commissione Scientifica del Campus.
Punteggio massimo 44 ore di PCTO.
Sarà un’occasione unica e straordinaria per riflettere sui grandi temi dell’astronomia che da sempre hanno affascinato i grandi scienziati e l’intera umanità.
I contenuti del corso comprendono un'introduzione alla fisica degli acceleratori (ruolo dell'interazione elettromagnetica, cavità acceleratrici e magneti curvanti, acceleratori lineari e anelli di accumulazione, energia e luminosità, evoluzione degli acceleratori e superconduttività, con particolare enfasi sul LHC al CERN e le applicazioni pratiche degli acceleratori) e dei rivelatori (interazione radiazione-materia, ionizzazione e assorbimento di luce, misure di energia, posizione, tempo, tracciatori e calorimetri, raccolta ed analisi dei dati, ricostruzione degli eventi e computing). Seguirà una rassegna sulle particelle fondamentali, partendo dal Modello Standard (particelle di materia, leptoni e quark, sapore, colore e leggi di conservazione, particelle mediatrici di forze, bosoni di gauge, interazione elettromagnetica, debole e forte), fino a giungere ai risultati più recenti sul bosone di Higgs, sulle ricerche di fisica oltre il Modello Standard e di unificazione della forza gravitazionale in esso, delineando il futuro della fisica delle particelle.
Si ripercorre in seguito il percorso che portò Einstein dal principio di equivalenza forte alla formulazione di una teoria geometrica in cui il ruolo della gravità viene assunto dalla metrica, cioè dalla regola per calcolare le vere distanze in coordinate qualsiasi. In tal modo si arriva a formulare le leggi della fisica in modo valido in qualsiasi sistema di coordinate, cioè ad avere una teoria della Relatività Generale. Si discute anche in modo semplice, ma con esempi espliciti in due dimensioni, il significato matematico della metrica stessa e della sua curvatura. SI considera poi brevemente qualche aspetto attuale della teoria, quale le onde gravitazionali.
Il nostro Universo contiene centinaia di miliardi di galassie, e quasi tutte queste galassie (compresa la nostra Via Lattea) hanno, al proprio centro, un buco nero. Questi buchi neri non sono i "normali" buchi neri che derivano dal collasso delle stelle, ma sono buchi neri super massivi, con masse che vanno da milioni fino miliardi di volte la massa del nostro Sole. In questo corso verranno introdotte le nozioni elementari di spettro elettromagnetico ed osservabilità nelle varie lunghezze d'onda, sia da terra che tramite telescopi spaziali. Verranno inoltre presentate le proprietà generali delle galassie del nostro Universo, ed in particolare delle galassie attive che ospitano buchi neri supermassicci. Infine, verranno illustrati i vari meccanismi di emissione dei nuclei galattici, come essi possano essere osservati e studiati a diverse lunghezze d'onda, e come i diversi effetti relativistici giochino un ruolo chiave nel loro funzionamento ed interpretazione.
Durante questo mini-corso verranno introdotti i principali concetti base della Meccanica Quantistica e delle idee che hanno portato alla formulazione di questa sorprendente (ma efficace!) descrizione del comportamento dei sistemi microscopici. Parleremo di "stato" di un sistema fisico e di operatori. Vedremo come in questa teoria dovremo dare una interpretazione probabilistica dei possibili risultati delle misure, e vedremo insieme che cosa si intende per evoluzione temporale del sistema fisico (tramite l'equazione di Schroedinger). Cercheremo di lavorare a livello semplice ma rigoroso, introducendo brevemente le tecniche matematiche necessarie allo studio della Meccanica Quantistica: numeri complessi, matrici, prodotti scalari sullo spazio degli stati. Ricorreremo anche ad alcuni esempi semplici, come le particelle polarizzate o l'oscillatore armonico.
Un esempio di come la fisica moderna entra nella vita quotidiana ci affianca tutti i giorni. Si tratta del massiccio utilizzo dei sistemi di posizionamento satellitare. Nati per permettere a veicoli dapprima militari e poi civili di stimare la loro posizione, su di essi ormai si appoggia anche tutta la gamma dei dispositivi elettronici di largo consumo, che utilizzano il calcolo della posizione dell'utente per fornirgli informazioni dedicate. Il più famoso di questi sistemi è certamente il Global Positioning System, comunemente conosciuto con il suo acronimo GPS e il cui controllo è detenuto dagli Stati Uniti d'America. Ad esso, nel tempo, si sono affiancati altri sistemi: il russo GLONASS, l'europeo Galileo e il cinese BEIDOU. La possibilità di conoscere, tramite gli strumenti di ricezione satellitare, la posizione e il tempo con grande precisione ha importanti applicazioni nella ricerca scientifica, sia di base che applicata. Il corso verterà specialmente sull'utilizzo dei ricevitori satellitari nell'ambito delle attività di confronto e disseminazione di segnali di tempo di altissima precisione, e si svilupperà a partire dalla descrizione del ruolo, sia istituzionale che scientifico, che l'Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica INRIM ha in tale attività. *il corso della Prof. Elena Cantoni avrà durata di 4 ore, un seminario del Prof. Alessandro Nagar dalla durata di 2 ore sostituirà la terza lezione.
In questa lezione racconterò i fondamenti concettuali della relatività generale, dal principio di equivalenza all'utilizzo della geometria non euclidea. Discuteremo alcune delle osservazioni sperimentali piu' importanti, passate e recenti, per concentrarci infine sulle onde gravitazionali emesse dalla fusione di due stelle di neutroni o buchi neri e sulla loro rivelazione utilizzando gli interferometri LIGO e Virgo.
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CAMPUS DI MATEMATICA, INTELLIGENZA ARTIFICIALE E CRITTOGRAFIA