Evento diretto a tutti gli studenti dei Corsi di Laurea in Fisica e Magistrale in Scienze Fisiche, a scopo di  orientamento e informazione sulla didattica della laurea magistrale e sulla relative attività di ricerca.

Over the past decade or more, there has been a great deal of interest in the mechanical, electronic and optical properties of graphene. The interest in the optical properties of graphene stems largely from two key features of the electronic band structure: it is gapless and the dispersion is linear near the Dirac points where the two bands touch. Both of these features can be uniquely accessed using terahertz radiation, because, under the right conditions, it can strongly drive both interband and intraband transitions. In this talk, I will describe the formalism and computational results of our density-matrix approach to modelling the nonlinear terahertz response of graphene, including various scattering mechanisms. As I will show, in undoped graphene, a very large nonlinearity can arise due to the interplay between the intraband and interband transitions. I will finish by showing how a parallel-plate waveguide configuration containing graphene could be used to generate the third harmonic of a 2 terahertz incident field with a power conversion efficiency of up to 20%. If time allows, I will also discuss our recent results on the effects of impurities and strain on third harmonic generation in graphene.

Come per qualsiasi sistema dinamico, la modellizzazione del clima consiste nella risoluzione delle equazioni differenziali che lo governano, a partire dalle condizioni iniziali e tenendo conto delle condizioni al contorno e del forzante del sistema. Il modello climatico restituisce quindi, istante per istante, lo stato delle variabili climatiche essenziali (ECV) che descrivono la dinamica dell’atmosfera e dell’oceano, tipicamente temperatura, pressione, umidità e velocità del vento. A seconda dell’orizzonte temporale della simulazione, lo stato del sistema è influenzato maggiormente dalle condizioni iniziali (per es. alla scala meteorologica), dalle condizioni al contorno (es. alla scala stagionale) o dal forzante (es. alla scala decennale e multidecennale). In questo seminario saranno presentate le caratteristiche principali del sistema climatico e delle equazioni che lo governano, e come i modelli climatici possano essere utilizzati per produrre l’informazione (ovvero i dati) sullo stato fisico del sistema su diversi orizzonti temporali.

During the past decade, the experiments at the Large Hadron Collider at
CERN have successfully explored a new energy regime at the TeV scale.
The excellent performance of the accelerator and of the experiments
allowed for the discovery of the long-sought Higgs boson and the
measurement of its properties.
In this seminar, a summary of the achieved results, with focus on the Higgs
boson, is presented. It will be further discussed how the open key questions
of particle physics can be addressed in the near and longer-term future. In
this discussion the focus is put on the central role of a future large collider
and on possible realisation scenarios.

L'Electron-Ion collider sarà il primo collisionatore elettrone-protone ed elettrone-nucleo con fasci polarizzati, e sarà realizzato al Brookhaven National Laboratory (Upton, New York). La costruzione di questa nuova macchina acceleratrice partirà nel 2025 e l'inizio delle sue operazioni è previsto nel 2031. EIC sarà una macchina di scoperta che permetterà di studiare i segreti della "colla" che tiene insieme i nucleoni, mattoni fondamentali della materia visibile nell'Universo. L'acceleratore utilizzerà l'anello adronico in operazione a RHIC di cui è previsto un potenziamento, e verrà costruito un anello per gli elettroni con energie di 5-18 GeV. La macchina è prevista raggiungere luminosità di 10³³-10³⁴ cm^-2s^-1 per energie nel centro di massa variabili tra 28 e 140 GeV. L'Electron-Ion Collider è quindi una macchina unica per potere rispondere a domande profonde riguardo ai nucleoni e alla nostra comprensione della Cromodinamica Quantsitica: come emergono dalla QCD la massa e lo spin del nucleone? Quali sono le proprietà di sistemi ad alta densità gluonica? 

Durante il seminario saranno presentati gli obiettivi di fisica e le principali misure previste, tra le quali quelle relative a funzioni di struttura attraverso scattering semi-inclusivo e esclusivo, spin e flavor structure del nucleone e nuclei, massa del nucleone, studio di heavy flavour per misure di gluon structure function e adronizzazione in materia nucleare e spettroscopia adronica. Sarà inoltre discusso lo stato del progetto della macchina, i requirements per i detectors e lo stato dell'esperimento ePIC, che si è recentemente costituito in collaborazione internazionale e di cui vari gruppi INFN fanno parte, attraverso l'iniziativa EIC_NET della CSN3. In particolare verrano presentati i contributi italiani previsti sia alla macchina acceleratrice che ad alcuni dei sotto-rivelatori dell'esperimento ePIC.

The 2022 Nobel prize in Physics has acknowledged the fundamental role of Bell’s theorem in physics. It is well understood that the experimental demonstration of the theorem implies the existence of quantum correlations, often known as nonlocal, that cannot be described by classical theories, in which measurement outcomes are predetermined.

In recent years, Bell nonlocal correlations have also acquired the status of information resource, as they are crucial for the construction of quantum information protocols in the device-independent scenario, where no modelling of the devices is assumed in the implementation. Because of this absence of modelling, device-independent protocols offer the strongest form of security attainable in quantum theory.

This seminar provides an introduction to all these concepts, going from quantum foundations to quantum information science and back. The main concepts and tools in the device-independent formalism are explained, together with an overview of the main results and remaining challenges.

L'esperimento DUNE, attualmente in costruzione a Fermilab e alla  Sanford Underground Research Facility (SURF), è uno dei progetti più ambiziosi mai concepiti nella fisica dei neutrini. Il suo programma di fisica spazia dalla misura di precisione dei parametri che regolano le oscillazioni dei neutrini mediante un fascio a larga banda, allo studio delle astroparticelle, mediante l'uso di fonti naturali, alla fisica oltre il modello standard. Un programma così ampio è reso possible dalla grande massa del rivelatore (70 Kt), dalla sua ubicazione a 1500 m di profondità, dall'adozione della tecnologia delle TPC in argon liquido, dalla potenza senza precedenti del fascio  e da un sofisticato complesso  di Near Detectors, dedicati a ridurre l'errore sistematico. In questo seminario discuteremo le performances di DUNE nella determinazione dell'ordinamento di massa del neutrino e nello studio della violazione di CP nel settore leptonico, nella potenziale osservazione di esplosioni di supernova, nel decadimento del protone e negli studi di precisione dei neutrini atmosferici e solari. Descriveremo anche lo stato della costruzione, i risultati dei prototipi  e i futuri sviluppi dell'esperimento.

Ogni anno, più di 13000 studenti delle scuole superiori di 60 paesi partecipano ad una delle masterclasses organizzate dall’ International Particle Physics Outreach Group (IPPOG), col supporto del CERN e, in Italia, dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN).

I ricercatori di Pavia sono coinvolti da diversi anni all’iniziativa delle masterclass, realizzate anche in collaborazione con il Dipartimento di Fisica. In particolare, aderiscono al progetto "Hands On Particle Physics", che permette agli studenti di lavorare su dati acquisiti dai tre grandi esperimenti del Large Hadron Collider del CERN ATLAS, CMS e ALICE, in cui i ricercatori pavesi sono coinvolti.

INRIM is the Italian institute devoted to metrology within the International Convention of the Meter. The development and the deployment worldwide of quantum standards is among its core activities, both in fundamental research and services.

The Quantum Metrology Division is deeply committed to new standards, new measurements, and new devices. In particular, in recent years three relevant trends are emerging. First, in the frame of the European Quantum Communication Infrastructure, INRIM is active with the Italian Quantum Backbone research infrastructure and the QKD testing and validation activities; second, the miniaturization trends (also in metrology but not only) led to the new research infrastructure Piquet for quantum, micro and nano devices; third, a growing engagement in the aerospace sector, from Galileo to the new quantum challenges.

The talk will describe INRIM achievements and perspectives on these three
challenges.

The lecture will address applications of nuclear and subnuclear physics technologies to Cultural Heritage and  Environment.

Nuclear techniques for Cultural Heritage are oriented to diagnostics, conservation and restoration of artworks. They also include their non-​destructive compositional analysis which is of great interest both to art historians and restorers. These techniques, and in particular those based on the use of accelerated ion beams to probe the composition of materials, are multi-​elemental, quantitative, very sensitive and fast to perform. They can provide stratigraphic and fine spatially resolved information.

The same techniques are very useful to study the composition of the particulate matter (aerosol) which has natural or anthropic source, thus giving clues on the quality of the air, pollution and possible impacts on climate change.

Examples of specific applications performed at LABEC, the INFN and University of Florence laboratory, will be presented during the seminar.