Anno Accademico 2025/2026
Docente Maximiliano Sioli
Crediti formativi 4
SSD FIS/01
Lingua di insegnamento Italiano
Moduli Federica Fabbri (Modulo 1) , Maximiliano Sioli (Modulo 2) , Roberto Casadio (Modulo 3)
Il corso integrato ha un taglio misto, sperimentale e teorico, e al termine gli studenti e le studentesse saranno in grado di:
- comprendere come i fondamenti della meccanica quantistica e i concetti primitivi dell'informazione quantistica possano essere posti sotto stress sperimentale alle più alte energie prodotte nei laboratori sperimentali, usando come esempio processi prodotti mediante l'interazione forte
- comprendere come le altre due interazioni del modello standard, debole ed elettromagnetica, siano collegate tra loro attraverso la rottura spontanea della simmetria elettrodebole
- comprendere quali sono le direzioni intraprese per inserire la quarta interazione, quella gravitazionale, nel contesto quantistico.
Il corso integrato consta di tre moduli con i seguenti contenuti:
Modulo n. 1
Titolo: Dai fondamenti della meccanica quantistica a un approccio alla fisica delle particelle ispirato all'informazione quantistica
Docente: Prof.ssa Federica Fabbri
Contenuti: Dopo una breve introduzione ai concetti base dell'informazione quantistica, il primo modulo illustrerà come questi concetti possano essere applicati allo studio delle particelle fondamentali e delle loro interazioni. Vedremo come il peculiare ambiente offerto da un collisore possa essere utilizzato per studiare aspetti di decoerenza ed entanglement. Vedremo come queste nuove variabili possano essere utilizzate per esplorare la fisica oltre il Modello Standard, e forse oltre la meccanica quantistica?
Modulo n. 2
Titolo: Indagini sperimentali sulla transizione di fase elettrodebole e la ricerca di una nuova scala di unificazione
Docente: Prof. Maximiliano Sioli
Contenuti: Il secondo modulo approfondisce due delle quattro interazioni fondamentali, elettromagnetica e debole, unificate nel quadro teorico del modello elettrodebole. Un ruolo centrale è svolto dal meccanismo di rottura spontanea della simmetria, la cui conferma sperimentale è giunta nel 2012 con la scoperta del bosone di Higgs, l’eccitazione quantistica del relativo campo. Verrà anche discusso il legame profondo con la transizione di fase elettrodebole avvenuta nelle prime fasi dell’evoluzione dell’universo.
Modulo n. 3
Titolo: Gravità quantistica: tutto dal nulla?
Docente: Prof. Roberto Casadio
Contenuti: Nel terzo modulo, si illustrano le difficoltà nella costruzione di una teoria quantistica della gravità e come questa dovrebbe descrivere il realizzarsi del nostro universo dal "nulla". Si parte dal concetto di spazio-tempo di Minkowski come struttura causale degli eventi possibili. Si studiano poi le simmetrie delle soluzioni delle equazioni di Einstein, concludendo che lo stato di vuoto della gravità quantistica corrisponde all'assenza di eventi. Infine, si accenna a meccanismi di creazione da questo "nulla".
I riferimenti bibliografici (libri di testo o articoli scientifici) verranno suggeriti durante le lezioni frontali, in corrispondenza dei vari argomenti trattati all'interno dei tre moduli.
Lezioni frontali
La prova d’esame consiste nella discussione di un approfondimento critico nella forma di una tesina o presentazione PowerPoint (almeno 3000 parole o 12 slides) che potrà essere individuale o di gruppo purché sia chiaramente identificabile il contributo del singolo, da concordare con i tre docenti del corso.
Slides o note raccolte usando la lavagna virtuale sul laptop
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