Coordinatore Prof.ssa Patrizia VITALE

Le attività di ricerca della Sezione abbracciano molteplici ambiti della fisica fondamentale. Esse sono inserite nelle iniziative specifiche del gruppo IV dell' INFN; la sezione collabora ad esperimenti e progetti dell'Ente per la parte teorica. I suoi membri sono coinvolti in progetti nazionali ed europei, tra cui diverse azioni COST e un progetto ERC. Le tematiche di ricerca coinvolgono i settori sottoelencati in ordine alfabetico. 

• Didattica e storia della fisica
  • Il ruolo dei fattori cognitivi, metacognitivi e psicologici nella didattica della Fisica e dell'Astronomia
  • Ricerche in storia della fisica (personaggi, strumenti, fondamenti) e divulgazione storica della fisica
• Fisica astroparticellare e cosmologia
  • Materia oscura nell'Universo primordiale e locale
  • Segnature astrofisiche di fisica oltre il modello standard
  • Astrofisica multimessenger di alte energie
  • Nucleosintesi primordiale e neutrini cosmologici
  • Buchi neri e onde gravitazionali primordiali
• Meccanica quantistica, informazione quantistica e fondamenti
  • Limiti fondamentali e risorse quantistiche legate alle misurazioni di precisione, significato termodinamico delle risorse quantistiche, teoria dell'entanglement, decoerenza e sistemi quantistici aperti, complessità quantistica, informazione quantistica relativistica.
  • Meccanica quantistica su campi non archimedei: misure invarianti su gruppi di Lie p-adici, sistemi compositi e entanglement su campi p-adici, applicazioni all'informazione quantistica
• Meccanica statistica
  • Applicazioni alla Biologia Molecolare mediante modelli fisici, simulazioni al computer, apprendimento automatico, analisi di dati ad alta capacità. Architettura tridimensionale del genoma dei mammiferi e legami con la regolazione genica in salute e malattia: meccanismi fisici e molecolari sottostanti, applicazioni in diagnostica e nella scoperta di farmaci per le malattie genetiche. 
  • Studio dei fenomeni critici nelle reti neurali e transizioni di fase in sistemi quantistici aperti

• Relatività generale, gravità quantistica e metodi matematici
  • Relatività generale classica e integrali funzionali in gravità quantistica
  • Geometria non commutativa e spaziotempo quantistico, localizzabilità degli eventi e osservatori quantistici

  • Teoria quantistica dei campi noncommutativa e modelli semiclassici, simmetrie quantistiche

  • Gruppoidi in teorie di gauge e di campo

  • Modelli di gauge per la gravità quantistica

  • Gravità in due e tre dimensioni e dualità olografica

  • Modelli teorici della propagazione di particelle in spaziotempo quantistico
  • Neutrini astrofisici come sonde per l'esplorazione della struttura microscopica dello spaziotempo
  • Decoerenza dei sistemi quantistici indotta dalla quantizzazione dello spaziotempo
  • Implicazioni del mixing IR/UV per esperimenti con atomi freddi
• Teoria e fenomenologia delle interazioni fondamentali
  • Tecniche analitiche e numeriche e modelli effettivi in teoria quantistica dei campi e gravità; teorie conformi
  • Modello standard, sue estensioni e applicazioni astrofisiche e cosmologiche
  • Fisica del sapore: analisi di osservabili nella fisica del quark b e studio di anomalie
  • Decadimenti dei mesoni pesanti e violazione della simmetria CP nel settore del charm
  • Fisica del neutrino
  • Ampiezze di diffusione e correzioni radiative di ordine superiore per la fisica dei collider
  • Contributo adronico light-by-light al momento magnetico anomalo del muone

• Teorie di campo e di stringa
  • Studio di sistemi fortemente interagenti mediante simmetrie, dualità e consistenza interna. Applicazione del principio olografico oltre AdS e studio di teorie conformi incluse quelle complesse legate all'olografia in spazi piatti e de Sitter.
  • Dualità di stringa tra regimi di accoppiamento forte e debole, indirizzando la ricerca lungo tre principali linee: a) teoria quantistica dei campi supersimmetrica, b) olografia e gravità quantistica, c) fenomenologia e cosmologia di stringa

LISTA DELLE ATTIVITA'

Le tematiche di ricerca coinvolgono le attività sottoelencate in ordine alfabetico. Ogni attività coinvolge più gruppi di ricerca indipendenti e singoli ricercatori. 

• Didattica e storia della fisica
• Fisica astroparticellare e cosmologia
• Meccanica quantistica, informazione quantistica e fondamenti
• Meccanica statistica e sistemi complessi
• Relatività generale, gravità quantistica e metodi matematici
• Teorie di campo e di stringa
• Teoria e fenomenologia delle interazioni fondamentali