Ultima modifica: 14 aprile 2018

Le grandi sfide della Fisica nel mondo dell’Ingegneria

Ciclo di Seminari rivolti a docenti e studenti …

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Ciclo di Seminari 2017/2018 

LE GRANDI SFIDE DELLA FISICA NEL MONDO DELL’INGEGNERIA

POLITECNICO DI MILANO Dipartimento di Fisica – Corso di Studio in Ingegneria Fisica

  • SCOPO: I seminari sono rivolti a docenti e studenti delle scuole superiori ed hanno lo scopo di presentare alcune tematiche della fisica che avranno un ruolo determinante nello sviluppo economico dei prossimi anni.
  • MODALITÀ e LUOGO di SVOLGIMENTO: I seminari sono focalizzati su argomenti di ricerca in cui sono stati raggiunti risultati di grande rilevanza al Politecnico. I seminari si terranno presso il Politecnico di Milano in piazza Leonardo da Vinci 32 ma potranno essere seguiti, con collegamento in diretta al Politecnico di Milano, presso la sede centrale del Liceo Mamiani, via Gramsci 2, nell’aula di fisica dalle ore 15 alle ore 17 nei giorni previsti dal programma.
  • ISCRIZIONE: Gli studenti del triennio interessati (massimo 20 per seminario) dovranno iscriversi utilizzando specifici form e la loro iscrizione varrà come autorizzazione dei genitori alla partecipazione.
  • ATTESTATO di PARTECIPAZIONE: La frequenza ad almeno tre conferenze, certificata da firma di presenza su apposito foglio, servirà come titolo per titolo per l’attribuzione del credito formativo.
  • PROGRAMMA DETTAGLIATO:

 

  • GIOVEDÌ 18 GENNAIO 2018 – ORE 15.00 – PROF. GIANLUCA VALENTINI

Dal pugnale di Tutankhamon ai quadri di Van Gogh: un viaggio affascinante nella scienza al servizio dell’arte

FORM di iscrizione

La conservazione del patrimonio artistico richiede la conoscenza approfondita dei materiali di cui le opere d’arte sono costituite. La scienza può guidarci in un affascinante viaggio che svela i misteri del passato e ci aiuta a trasmettere l’eredità della nostra cultura alle generazioni future. Nel seminario verranno mostrate recenti applicazioni delle tecniche fisiche alla diagnostica di opere d’arte e reperti archeologici. Vedremo come la spettroscopia a raggi X ci ha permesso di svelare un enigma ancora celato nella del tomba del faraone Tutankhamon, a più di 90 anni dalla sua scoperta. Ricostruiremo la tavolozza dei colori di van Gogh e dei pittori futuristi studiando la fluorescenza indotta dalla luce laser ultravioletta e vedremo come la rivoluzione industriale ha permesso di sostituire le ricette antiche con i materiali di sintesi chimica. Comprenderemo infine come tecniche di immagine avanzate permettono di studiare e monitorare lo stato di conservazione dei capolavori di Michelangelo.

  • GIOVEDÌ 1 FEBBRAIO 2018 ORE 15.00 – PROF. MARCO FINAZZI/PAOLO BIAGIONI

Plasmonica: nano-antenne per trasmettere e ricevere la luce

FORM di iscrizione

Nel 1959, quando le nanotecnologie così come le conosciamo oggi erano ancora lontane dal divenire realtà, il fisico e premio Nobel Richard Feynman tenne un celebre discorso al meeting annuale della American Chemical Society intitolato “There’s plenty of room at the bottom” (“C’è un sacco di spazio laggiù in fondo”). Durante questo discorso egli anticipò molte delle tematiche che, vent’anni dopo, sarebbero diventate il cuore delle moderne nanoscienze. Parlando della possibilità di costruire circuiti elettrici di dimensioni nanometriche, Feynman pose anche la seguente domanda: “…è possibile, per esempio, emettere luce da un insieme di antenne, così come emettiamo le onde radio da un insieme ordinato di antenne per indirizzare i programmi radio verso l’Europa?”. Oggi possiamo tranquillamente affermare che lo spunto di Richard Feynman è diventato realtà e che lo studio di nano-antenne capaci di ricevere onde luminose e concentrarne l’energia in volumi estremamente piccoli (e viceversa: capaci di far “comunicare” oggetti di piccolissime dimensioni con l’esterno mediante l’emissione di luce) è una branca importante, nota con il nome di “plasmonica”, delle moderne nano-tecnologie ottiche. Le applicazioni di questi dispositivi sono numerose e spaziano dall’analisi molecolare all’impiego in innovativi dispositivi fotovoltaici. Durante la lezione capiremo come una nanoantenna plasmonica si differenzi da una normale antenna per onde radio e come sia possibile creare artificialmente materiali dotati di proprietà ottiche su richiesta. Impareremo anche che queste potenzialità furono già inconsapevolmente sfruttate dagli artigiani romani del IV secolo d.c. e dai mastri vetrai medioevali per realizzare brillanti vetri colorati.

  • GIOVEDÌ 22 FEBBRAIO 2018 – ORE 15.00 – PROF. RAFAEL FERRAGUT

Antimateria: applicazioni e studi fondamentali

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Per molti l’antimateria è un argomento che appartiene alla fiction, reso famoso dalla serie TV “Star Trek” e dal best seller “Angeli e Demoni” di Dan Brown. Eppure l’antimateria non solo esiste, ma addirittura un’importante tecnologia medica si basa su di essa: la tomografia ad emissione di positroni (PET) che è in grado di fornire un’immagine tridimensionale dei processi funzionali del corpo, permettendo così la diagnosi precoce di tumori, patologie degenerative cerebrali e altre malattie. L’antimateria assume anche un importante ruolo a livello applicativo presso il Politecnico di Milano, dove mediante un fascio di antimateria si studiano materiali avanzati come semiconduttori, leghe metalliche, ossidi e polimeri; per campi che spaziano dalla produzione d’energia pulita (celle solari) alla conservazione dei beni culturali. L’antimateria è molto studiata anche dal punto di vista fondamentale: ricercatori del Politecnico collaborano attivamente negli esperimenti “AEgIS” (Antihydrogen Experiment: gravity, Interferometry, Spectroscopy) al CERN e “QUPLAS” (QUantum interferometry, decoherent and gravitational studies with Positrons and LASers) al Politecnico di Milano. Entrambi si propongono misurare l’interazione gravitazionale materia-antimateria per la prima volta. Infine, si introduce una nuova sfida nell’ambito della biologia: lo studio di processi cinetici in singole cellule vive mediante spettroscopia d’annichilazione di positroni.

  • GIOVEDÌ 15 MARZO 2018 – ORE 15.00 – DR. ENRICO PRATI

Il computer quantistico e la mente artificiale

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L’umanità si interroga dalle sue origini sulla natura del pensiero, ma la sua interconnessione con il funzionamento del cervello ha iniziato a chiarirsi solo a partire dal XX secolo. Nello stesso periodo sono stati sviluppati i computer e il concetto di intelligenza artificiale, che hanno fornito strumenti per verificare la reale comprensione di cosa fossero e come funzionassero il linguaggio, l’intelligenza stessa e i processi coinvolti nel pensiero. E’ solo di recente che grazie all’imitazione della struttura della corteccia visiva sono state sviluppate le architetture di intelligenza artificiale di tipo deep learning, che hanno rivoluzionato la capacità delle macchine di rappresentare e interpretare la realtà e oggi sono impiegate ad esempio da Google, Facebook e Amazon senza che ce ne accorgiamo. Mentre questo sviluppo è ancora in corso, nei laboratori è nata una nuova tecnologia che potrebbe portare a costruire un computer quantistico nel giro di alcuni anni. Questo tipo di computer possiederà proprietà che non hanno precedenti in termini di potenza e generalità, grazie alle proprietà fondamentali dell’hardware stesso, basato sui fenomeni quantistici. Grandi aziende come Microsoft stanno già sviluppando nuovi algoritmi quantistici per importare l’intelligenza artificiale di tipo deep learning su un computer quantistico, per creare un’intelligenza artificiale che possiederà un nuovo tipo di categorie non mappabili nella mente umana. Nel seminario saranno discussi la storia che va dai primi computer all’intelligenza artificiale deep learning, cosa sono e come si stanno sviluppando i computer quantistici, in che modo questi computer possono essere utilizzati per l’intelligenza artificiale quantistica, e che relazione corre tra la mente così come è stata concepita progressivamente dall’antichità a oggi, e un sistema di intelligenza artificiale abbastanza complesso da potersi definire una mente artificiale.

  • GIOVEDÌ 12 APRILE 2018 – ORE 15.00 – PROF. CRISTIAN MANZONI

La fotonica: la tecnologia della luce nella vita quotidiana

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Il 2015 è stato proclamato dalle nazioni Unite “Anno internazionale della luce”. Per molti potrebbe essere una decisione quanto mai sorprendente: cosa ci sarà mai di così interessante nella luce? Perchè dedicare addirittura un anno all’approfondimento di un concetto tanto impalpabile?La luce è da sempre stato lo strumento con cui abbiamo guardato la natura: è grazie al colore e alla forma degli oggetti che li sappiamo distinguere. E’ grazie alla luce del sole che esistono le piante e le specie vegetali. E’ grazie al sapiente uso del colore che molte specie viventi tramandano la loro esistenza alle generazioni future. Tuttavia, sebbene da sempre sotto i nostri occhi, lo studio sistematico della luce si avvia solo nel XVII secolo, quando sir Isaac Newton mostrò che la luce bianca è in realtà costituita dall’insieme di molti colori, una proprietà che ci regala da sempre la meraviglia dell’arcobaleno dopo la pioggia. Poi nel XX secolo saranno Max Planck e Albert Einstein a suggerire un concetto molto controverso: la luce è un’onda, ma è anche una particella. O meglio, nessuna delle due… Una dualità poi confermata da alcune affascinanti esperienze, che sembravano porre fine agli studi sulle proprietà della luce. Sembravano soltanto, perché nel 1960 Theodore Mainmann costruirà il primo LASER, e un altro, enorme capitolo si riaprirà… Nasce in quegli anni la fotonica, cioè l’arte non solo di comprendere, ma anche di manipolare la luce. E così a poco a poco, la luce è travasata dalla Natura alla tecnologia, tanto da essere presente ovunque attorno a noi… Ricercatori da tutto il mondo stanno ancora oggi, in questo momento, proseguendo lo studio della luce. Una ricerca in corso anche al Politecnico di Milano, dove studi all’avanguardia stanno esplorando nuovi metodi per interrogare la natura basati proprio su quanto di più naturale possa esistere, la luce. Nel seminario cercheremo di capire cosa hanno in comune lo smartphone, un film, il web, un’automobile; scopriremo come la fotonica stia cambiando il nostro modo di ascoltare la musica, di guidare, di comunicare con l’altro capo del mondo.