Dipartimento di Fisica e Geologia
Università degli Studi di Perugia

Dipartimento

Fisica e Geologia

Titolo del corso

La fisica dei nano e bio-materiali: tecnologie per il futuro

Referente del corso e contatti

Dott. Giacomo Clementi, Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.,

+393756843905

Breve descrizione del corso

Promuovere l'interesse degli studenti verso la fisica dei nano-materiali e bio-materiali per applicazioni nel campo delle nano-tecnologie. Obiettivi: (i) fornire agli studenti una comprensione di base dei principi fisici coinvolti; (ii) incoraggiare gli studenti a sviluppare competenze e conoscenze necessarie per avere successo in questi campi; (iii) consentire agli studenti di sperimentare questi principi in prima persona.

Metodo[1]

Lezioni

Sede[2]

Presso la scuola, o a distanza

Forma di erogazione[3]

Curriculare

Periodo[4]

Ottobre 2023 – Giugno 2024

Destinatari[5]

III, IV e V

moduli

contenuto

Docente/i

Ore

note[6]

1

Uno sguardo al futuro. Com’era, com’è, e come sarà la ricerca nel Dipartimento di Fisica e Geologia di UniPg
Introduzione alle opportunità di studio e ricerca in Fisica, alla sua storia e i suoi contributi alla società, alla divulgazione scientifica e i nuovi linguaggi – il Teatro di Fisica.

Alessio Stollo; Marco Madami

2.5

2

La fisica delle micro e nano-energie

L'applicazione dei principi fisici dell'energia (solare, termica, cinetica) per la creazione di nano-dispositivi e sensori più efficienti ed intelligenti.

Giacomo Clementi; Francesco Cottone

2.5

In presenza o a distanza

3

Nanomagnetismo e Spintronica
Introduzione alle proprietà magnetiche dei materiali. Uso e applicazione dei materiali magnetici nanostrutturati nel settore della tecnologia delle informazioni e della comunicazione.

Raffaele Silvani; Marco Madami

2.5

4

La fisica delle deformazioni dei corpi

Introduzione allo studio delle proprietà di flusso e deformazione dei materiali sotto sforzo e sua importanza per applicazioni nella fisica dei nano-materiali, nelle bio-tecnologie e nel settore industriale.

Francesco Bonacci; Maurizio Mattarelli

2.5

In presenza o a distanza

5

Radiazioni e Vita: dall'interazione con la materia biologica ai rivelatori di ultima generazione

Esplorazione dell'affascinante mondo delle radiazioni e del loro impatto sulla materia biologica. Introduzione ai rivelatori di radiazione di ultima generazione e alle loro applicazioni rivoluzionarie in fisica medica. Breve panoramica su come le nano-tecnologie stanno aprendo nuove frontiere nella diagnosi e nel trattamento medico.

Keida Kanxheri

2.5

6

La fisica delle biomolecole

Introduzione alle proprietà chimico-fisiche del DNA e di alcune proteine rilevanti per il nostro organismo. Principi di diffrazione di raggi X dai cristalli con esempi e applicazioni nel caso di biomolecole.

Francesca Ripanti; Valeria Libera; Alessandro Paciaroni

2.5

Totale ore

15

a) conoscere il contesto della formazione superiore e del suo valore in una società della conoscenza, informarsi sulle diverse proposte formative quali opportunità per la crescita personale e la realizzazione di società sostenibili e inclusive;

25%

b) fare esperienza di didattica disciplinare attiva, partecipativa e laboratoriale, orientata dalla metodologia di apprendimento del metodo scientifico;

25%

c) autovalutare, verificare e consolidare le proprie conoscenze per ridurre il divario tra quelle possedute e quelle richieste per il percorso di studio di interesse;

25%

d) consolidare competenze riflessive e trasversali per la costruzione del progetto di sviluppo formativo e professionale.

25%

Totale

100%

Dipartimento

Fisica e Geologia

Titolo del corso

Stelle, Galassie ed Universo

Referente del corso e contatti

Prof. Stefano Germani e-mail: Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.  tel: 0755855934.

Breve descrizione del corso

Il corso ha lo scopo di fornire un quadro generale delle attuali conoscenze sulle principali componenti dell’Universo.

Metodo[1]

Lezioni

Sede[2]

Presso Unipg

Forma di erogazione[3]

Curricolare/Extra-Curriculare

Periodo[4]

20 Aprile 2024 – 25 Maggio 2024

Destinatari[5]

III, IV e V anno

moduli

contenuto

Docente/i

Ore

note[6]

1

Il Sistema Solare

Lezione preceduta da una breve presentazoine del Corso di Fisica

Sara Palmerini / Stefano Germani

2.5

Presenza/ Online

2

Le Stelle e la loro evoluzione

Sara Palmerini

2.5

Presenza

3

Le Galassie

Gino Tosti

2.5

Presenza

4

La struttura a Larga Scala dell’Universo

Gino Tosti

2.5

Presenza

5

L’Universo ad alta energia

Stefano Germani

2.5

Presenza

6

Altre componenti dell’universo: Campi magnetici, raggi cosmici ecc.

Maura Graziani

2.5

Presenza

Totale ore

15

a) conoscere il contesto della formazione superiore e del suo valore in una società della conoscenza, informarsi sulle diverse proposte formative quali opportunità per la crescita personale e la realizzazione di società sostenibili e inclusive;

30%

b) fare esperienza di didattica disciplinare attiva, partecipativa e laboratoriale, orientata dalla metodologia di apprendimento del metodo scientifico;

30%

c) autovalutare, verificare e consolidare le proprie conoscenze per ridurre il divario tra quelle possedute e quelle richieste per il percorso di studio di interesse;

20%

d) consolidare competenze riflessive e trasversali per la costruzione del progetto di sviluppo formativo e professionale.

20%

Totale

100%

Dipartimento

Fisica e Geologia

Titolo del corso

Studiare l’Universo attraverso l’infinitamente piccolo

Referente del corso e contatti

Prof. Maura Graziani e-mail Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo. tel 0755852722

Breve descrizione del corso

Il corso ha lo scopo di introdurre i ragazzi alla fisica delle astroparticelle e a misteri ancora irrisolti del nostro Universo.

Metodo[1]

Lezioni

Sede[2]

Presso Unipg

Forma di erogazione[3]

Curricolare/Extra-Curriculare

Periodo[4]

Febbraio 2023 – Maggio 2023

Destinatari[5]

III, IV e V anno

moduli

contenuto

Docente/i

Ore

note[6]

1

Di che cosa è fatta la materia?

(Lezione preceduta da una breve presentazione del Corso di Fisica)

Attraverso un excursus storico, partiremo dall’atomo di Democrito per arrivare all’attuale modello standard della fisica delle particelle spiegandone le principale caratteristiche. Vedremo inoltre fondamenti dell’interazione particella-materia per capire come funzionano i rivelatori di particelle.

Maura Graziani

2.5

Presenza/online

2

Antimateria e materia oscura

Verranno affrontati due dei più grandi misteri attuali della fisica: di che cosa è fatta la materia oscura? Che fine ha fatto l’antimateria di origine primordiale? Scopriremo come i fisici cercano sia teoricamente che sperimentalmente di rispondere a queste domande.

Nicola Tomassetti

2.5

3

Raggi cosmici

Di origine galattica ed extragalattica, i raggi cosmici colpisco continuamente l’atmosfera terrestre e raggiungono la superficie della terra. Vedremo come possiamo avere informazioni sul nostro universo attraverso il loro studio e come funziona un rivelatore per raggi cosmici nello spazio.

Maura Graziani

2.5

4

Fotoni e neutrini

I fotoni e i neutrini rappresentano la parte neutra (ovvero priva di carica) dei raggi cosmici. Spiegheremo come il loro studio porti informazioni molto importanti su alcune delle questioni fondamentali ed ancora aperte della fisica moderna, quali la produzione, accelerazione e trasporto dei raggi cosmici, la materia in stati estremi di alta densità e campi elettromagnetici, la natura della materia oscura, l’opacità dell’Universo e gli effetti sulla propagazione cosmologica della luce.

Stefano Germani

2.5

5

Onde Gravitazionali

Predette dalla teoria della Relatività Generale di Albert Einstein nel 1915, le onde gravitazionali sono state osservate per la prima volta il ​​14 settembre 2015 dalle collaborazioni scientifiche di LIGO e VIRGO. Vedremo come è stato possibile effettuare questa importante misura e come le onde gravitazionali portino informazioni sulle loro violente origini e sulla natura della gravità, informazioni che non possono essere ottenute in altro modo.

Mateusz Bawaj / Maria Lisa Brozzetti

2.5

6

Astronomia multimessagera

L’astronomia multimessaggera è una nuova via di esplorazione dell’Universo che combina osservazioni ottenute da diversi “messaggeri” cosmici: radiazione elettromagnetica, neutrini, raggi cosmici, onde gravitazionali.

La sua nascita è stata annunciata ufficialmente il 16 ottobre 2017 quando la fusione di due stelle di neutroni è stata osservata sia tramite onde gravitazionali che fotoni. Scopriremo quali sono le prospettive future di questa nuovissima branca della fisica.

Mateusz Bawaj

2.5

Totale ore

15

a) conoscere il contesto della formazione superiore e del suo valore in una società della conoscenza, informarsi sulle diverse proposte formative quali opportunità per la crescita personale e la realizzazione di società sostenibili e inclusive;

30%

b) fare esperienza di didattica disciplinare attiva, partecipativa e laboratoriale, orientata dalla metodologia di apprendimento del metodo scientifico;

30%

c) autovalutare, verificare e consolidare le proprie conoscenze per ridurre il divario tra quelle possedute e quelle richieste per il percorso di studio di interesse;

15%

d) consolidare competenze riflessive e trasversali per la costruzione del progetto di sviluppo formativo e professionale.

25%

Totale

100%

Dipartimento

Fisica e Geologia

Titolo del corso

Studiare l’infinitamente piccolo per capire l’infinitamente grande

Referente del corso e contatti

Dott.essa Valentina Mariani e-mail Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo. tel 3495178597

Breve descrizione del corso

Il corso vuole essere una breve introduzione alla fisica delle particelle, dalla storia delle scoperte del XX secolo, ai grandi esperimenti contemporanei. Discuteremo quello che conosciamo delle componenti fondamentali della materia e delle loro interazioni, e quello che ancora non riusciamo a spiegare. Mostreremo come la ricerca di base ha un impatto enorme sulla società civile, in innumerevoli ambiti, e concluderemo con un’esperienza diretta di osservazione di particelle elementari.

Metodo[1]

Lezioni frontali (i primi 5 moduli con possibilità di erogazione online) e esperienza in laboratorio

Sede[2]

Presso la scuola e/o UNIPG (può essere concordato)

Forma di erogazione[3]

Curricolare (orario scolastico) / extra -curricolare (pomeriggio) (può essere concordato)

Periodo[4]

2024

Destinatari[5]

Classi III, IV e V

moduli

contenuto

Docente/i

Ore

note[6]

1

Elementare, Watson
Come è cambiato il concetto di “elementare”, cosa è davvero indivisibile?

Ripercorreremo le grandi scoperte del secolo scorso che hanno permesso la costruzione della teoria del Modello Standard.

Valentina Mariani

2.5

2

Come osserviamo le particelle?

Vedremo i vari processi con cui le particelle elementari interagiscono con la materia e quali sono i rivelatori di particelle più comuni che vengono solitamente utilizzati negli esperimenti.

Alessandro Rossi

2.5

3

Il CERN, LHC e i grandi esperimenti

In uno dei più grandi centri di ricerca del mondo, il Large Hadron Collider accelera protoni a velocità prossime a quella della luce e li fa collidere in quattro punti, in corrispondenza dei quali quattro esperimenti agiscono come enormi macchine fotografiche.

Giuseppina Anzivino

2.5

4

Il bosone di Higgs, cosa altro dobbiamo scoprire?

La scoperta del bosone di Higgs ha posto fine ad una ricerca durata più di 50 anni; ripercorreremo insieme i passi che sono stati compiuti prima del grande annuncio del 4 luglio 2012.
Sebbene rappresenti una pietra miliare nel campo della fisica moderna, restano ancora molte le domande a cui non sappiamo dare una risposta.

Livio Fanò

2.5

5

Da scienza di base a scienza applicata

Mentre si continua a investigare la natura più profonda dei componenti della materia e delle loro interazioni, si sviluppano conoscenze e strumenti che hanno un'enorme ricaduta sulla società civile. Dalle applicazioni tecnologiche a quelle mediche, la ricerca di base produce enormi benefici per l'intera società

Keida Kanxheri

2.5

6

Vediamo le particelle

Esperienza con camera a nebbia per la rivelazione di particelle, misura del flusso di raggi cosmici.

Maria Elena Ascioti

2.5

Totale ore

15

a) conoscere il contesto della formazione superiore e del suo valore in una società della conoscenza, informarsi sulle diverse proposte formative quali opportunità per la crescita personale e la realizzazione di società sostenibili e inclusive;

30%

b) fare esperienza di didattica disciplinare attiva, partecipativa e laboratoriale, orientata dalla metodologia di apprendimento del metodo scientifico;

20%

c) autovalutare, verificare e consolidare le proprie conoscenze per ridurre il divario tra quelle possedute e quelle richieste per il percorso di studio di interesse;

30%

d) consolidare competenze riflessive e trasversali per la costruzione del progetto di sviluppo formativo e professionale.

20%

Totale

100%

Dipartimento

Fisica e Geologia

Titolo del corso

Lo studio dei terremoti: osservazioni dallo spazio, dalla superficie e dal sottosuolo.

Referente del corso e contatti

Dott. Alessandro Sabatini (dottorando)

e-mail Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

Dott. Marco Urbani (dottorando)

e-mail Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

Dott. Luca Pasqualone (dottorando)

e-mail Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

Dott.ssa Martina Occhipinti (dottoranda)

e-mail Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

Dott. Fabio Silvani (dottorando)

e-mail Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

Dott. Maurizio Ercoli (RtdB)

e-mail Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo. – ufficio: +39 0755852620

Breve    descrizione    del corso

La storia culturale, paesaggistica e architettonica della penisola italiana è stata fortemente influenzata dalla sismicità. Nonostante gli sforzi dei ricercatori, la previsione dei terremoti rappresenta ancora un obiettivo lontano. Allo stesso tempo però, la conoscenza dei meccanismi che generano un terremoto, delle aree dove un terremoto può avvenire con maggiore probabilità e dell’energia che può liberare, permettono di prevenire e mitigare la pericolosità del fenomeno.

Il corso qui proposto è suddiviso in parti teoriche relative allo studio dei terremoti, delle faglie lungo le quali questi vengono prodotti e delle onde sismiche generate. È prevista un’introduzione ai metodi oggi più utilizzati per lo studio dei fenomeni sismici, che spaziano dall’utilizzo di dati satellitari e da drone, fino al rilevamento di terreno ed alle indagini geofisiche, volte a conoscere gli strati profondi del sottosuolo, ove i terremoti si generano.

Sono previste attività laboratoriali di gruppo sul calcolo dell’epicentro e della magnitudo di un evento sismico, la riproduzione di diversi tipi di faglie, la ricerca di informazioni riguardo terremoti storici e recenti, la ricerca e lo studio dei terremoti registrati da una rete sismica a basso costo, che il Dipartimento di Fisica e Geologia sta costruendo in collaborazione con le scuole secondarie di secondo grado.  Infine, verranno

illustrati i casi delle recenti sequenze sismiche che hanno colpito

l’Appennino centrale, al fine di comprendere le cause scatenanti e

gli effetti di tali eventi sul nostro territorio.

Metodo¹

Lezioni teoriche, lezioni pratiche, lavoro di gruppo e casi studio

Sede²

Dipartimento di Fisica e Geologia, Università di Perugia

Incontri presso la scuola partecipante, ad eccezione dei laboratori

Forma di erogazione³

Curricolare     (orario    scolastico)      ed    extra    curricolare     (orario pomeridiano)

Periodo⁴

1/09/2023 – 31/08/2024

Destinatari⁵

Classi III, IV e V

moduli

contenuto

Docente/i

Ore

note

6

1

Che cos’è un terremoto?

Teoria sul fenomeno sismico: definizione di evento sismico; caratteristiche e registrazione delle onde sismiche; introduzione alla figura del sismologo; l’importanza della conoscenza dei terremoti storici per prefigurare gli eventi futuri; rischio sismico e pericolosità sismica;

prevenzione e previsione di un terremoto.

Alessandro Sabatini Marco Urbani

3

2

Come misurare un terremoto?

Attività pratiche sulla determinazione dell’epicentro e della magnitudo di un terremoto, attraverso tecniche passate ed attuali; ricerca di terremoti storici e recenti dal sito INGV; accenni allo studio del sottosuolo per individuare le faglie responsabili   (“sismogeniche”)   e   il

comportamento sismico dei terreni.

Alessandro Sabatini Marco Urbani

Luca Pasqualone

4

3

Come si genera un terremoto?

Definizione di faglia e delle diverse tipologie esistenti; riconoscere una faglia sul terreno, tramite l’analisi delle evidenze geomorfologiche e strutturali a diverse scale

temporali (deformazioni sismiche).

Fabio Silvani Luca Pasqualone

3

4

L’Appennino                  Umbro-Marchigiano:

laboratorio   naturale   per   lo   studio   dei terremoti

Alessandro

Sabatini

2

Come si è formato l’Appennino, con particolare attenzione sul settore Umbro- Marchigiano. Quali sono le rocce che costituiscono le nostre aree (successione Umbro-Marchigiana). Le principali conche appenniniche intermontane ed il ruolo di faglie e sismicità nella loro genesi.

Casi di studio sugli eventi sismici principali degli ultimi anni: sequenze sismiche del centro Italia (2016-2017) e dell’Alta Valle del

Tevere (2023).

Marco Urbani

5

I terremoti visti dall’alto

Indagini innovative per lo studio dei terremoti: come riconoscere una faglia tramite drone e immagini satellitari; uso dei dati satellitari per la quantificazione dei movimenti co- e post-

sismici (durante e dopo l’evento principale).

Martina Occhipinti

3

Totale ore

15

Dipartimento

Fisica e Geologia

Titolo del corso

I minerali nella nostra vita e….nella transizione ecologica ed energetica

Referente del corso e contatti

Prof.ssa Paola Comodi

e-mail : Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

tel: 075 5852656

Breve descrizione del corso

I minerali trovano inconsapevolmente impiego in gran parte delle attività dell’uomo. Infatti, gli elementi chimici di cui abbiamo bisogno in genere si aggregano spontaneamente in modo ordinato formando cristalli/minerali, da cui poi dobbiamo riestrarli.

Però la disponibilità di tale materie prime, per varie ragioni (geologiche  e/o geopolitiche) non è infinita e allora cosa succederebbe se improvvisamente sparisse il ferro? Non ci sarebbero più le automobili, gli autobus, i treni, i binari ferroviari, le pentole in acciaio, le posate. Oppure le argille? Niente più mattoni, tegole, piatti, condutture, piastrelle… Non a caso la storia dell’uomo è stata suddivisa in base all’utilizzo dei minerali; età della pietra, età del bronzo (miscuglio di rame e stagno), età del ferro.

I minerali si estraggono solo in certe località della Terra. Più è difficile trovarli, più sono preziosi. Più sono adoperati, più sono necessari, e maggiore è la loro richiesta, tanto che ora si parla di minerali critici è cioè minerali la cui riserva nel nostro Pianeta si sta per esaurire. Molti di questi minerali sono essenziali per creare fonti di energia pulita. Dobbiamo avere la consapevolezza che, ad esempio, un’auto elettrica richiede un apporto di minerali 6 volte superiore a quello di un’auto convenzionale, come anche un impianto eolico, rispetto ad una centrale elettrica a gas.

Il corso, dopo aver mostrato alcuni concetti fondamentali sul funzionamento del mondo dei minerali, mostrerà alcune tecniche di riconoscimento macro e microscopiche (osservazione di campioni a mano e con microscopi ottici ed elettronici) di minerali comuni, rari e/o preziosi.

Verranno mostrati esempi di impiego dei minerali in materiali industriali: da materiali cementizi a materiali elettronici high tech, in cui si evidenzieranno i metalli rari,  preziosi e critici di cui sono composti.

Verrà quindi affrontato il tema della reperibilità dei minerali stessi, in termici di costi umani, economici, ambientali per cercare di creare una coscienza e consapevolezza di come uso, consumo, ma soprattutto riciclo, sono azioni utili e necessarie.

Il messaggio che si vorrebbe lasciare è che l’uso responsabile dei minerali ci permette di salvaguardare il territorio e l’ambiente in cui viviamo. Se i minerali vengono utilizzati e dispersi nell’ambiente in modo incontrollato, possono essere fonte di inquinamento del nostro territorio, ma se utilizzati nel modo corretto possono dare un valore aggiunto alla qualità della tua vita.

Metodo[1]

Lezioni, laboratori, casi studio e gruppi di lavoro

Sede[2]

Presso la scuola ad eccezione die laboratori

Forma di erogazione[3]

Curriculare/extracurriculare

Periodo[4]

Destinatari[5]

Studenti del IV e V

moduli

contenuto

Docente/i

Ore

note[6]

1

Teoria

Comodi Paola

5

2

Laboratori

Comodi Paola

5

3

Casi studio/gruppi di lavoro

Zucchini Azzurra

5

Totale ore

15

a) conoscere il contesto della formazione superiore e del suo valore in una società della conoscenza, informarsi sulle diverse proposte formative quali opportunità per la crescita personale e la realizzazione di società sostenibili e inclusive;

35%

b) fare esperienza di didattica disciplinare attiva, partecipativa e laboratoriale, orientata dalla metodologia di apprendimento del metodo scientifico;

30%

c) autovalutare, verificare e consolidare le proprie conoscenze per ridurre il divario tra quelle possedute e quelle richieste per il percorso di studio di interesse;

15.%

d) consolidare competenze riflessive e trasversali per la costruzione del progetto di sviluppo formativo e professionale.

20.%

Totale

100%