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 Fisica teorica   (responsabile dott. D. Giuliano)

 

L'attività di ricerca di Gruppo 4 è organizzata in Iniziative Specifiche, suddivise su 6 Linee di Ricerca:

1.  Teorie dei campi e di stringa.
2.  Fenomenologia delle particelle elementari.
3.  Fisica nucleare e adronica.
4.  Metodi matematici.
5.  Fisica astroparticellare.
6.  Fisica statistica e teoria di campo applicata.

Presso il Gruppo Collegato di Cosenza sono attive le seguenti iniziative specifiche:

Linea 1:

FI11 (Teorie di campo a bassa dimensionalità, sistemi integrabili ed applicazioni)
Coordinatore nazionale: Andrea Cappelli
Coordinatore locale: Domenico Giuliano

Descrizione, in termini di teoria di campo con interazione di bordo, dell'interfaccia tra un metallo normale ed un superconduttore. Amplificazione della coerenza quantistica in una giunzione di liquidi di Luttinger. Descrizione in termini di catene XXZ di spin-1/2 del modello di Bose-Hubbard a riempimento semidispari e a valori intermedi della costante di interazione di Hubbard. Teorie di gauge della fase ad accoppiamento intermedio del modello di Hubbard su reticolo esagonale. Simulazione di impurezze quantistiche in catene di spin usando il modello di Bose-Hubbard in una dimensione. Non-Markovianità ed eco di Loschmidt nella dinamica di puro defasamento di un qubit. Trasferimento dell'informazione quantistica, della ''discord'' e dell'entanglement in sistemi di spin monodimensionali. Dinamica di correlazioni classiche e quantistiche nel problema di Fermi per lo studio della microcausalità nel dominio quantistico dove due atomi si scambiano un'eccitazione tramite l'emissione e l'assorbimento di un fotone.

PI12 (QCD non perturbativa)
Coordinatore nazionale: Massimo D'Elia
Coordinatore locale: Alessandro Papa

Tramite tecniche di simulazione Monte Carlo su reticoli spazio-temporali vengono studiate le seguenti tematiche: Proprietà di confinamento del vuoto della QCD, studiando la forma del tubo di flusso del campo cromoelettrico tra due cariche statiche di colore e comparando il suo profilo con la forma prevista dall'ipotesi di superconduttività duale; Diagramma di fase della QCD (e di teorie tipo QCD) sul piano temperatura-potenziale chimico, tramite il metodo della continuazione analitica; le transizioni di fase confinamento/deconfinamento in altri modelli di spin ed in teorie di gauge su reticolo in due e in tre dimensioni, con particolare riferimento alla manifestazione della fase di Berezinskii-Kosterlitz-Thouless (BKT); Le proprietà della QED planare in un campo magnetico esterno, con particolare riferimento all'effetto Hall quantistico nel grafene.

PI14 (Dinamica non perturbativa in teorie di gauge e di stringa
Coordinatore nazionale: Kenichi Konishi
Coordinatore locale: Marco Rossi

L'attività di ricerca di PI14-CS riguarda i sistemi integrabili, ossia modelli in 1+1 dimensioni per i quali lo spettro degli osservabili è determinabile esattamente. Oltre a tradizionali applicazioni (ad esempio catene di spin) in fisica della materia condensata, sono da sottolineare recenti applicazioni a teorie di campo quantistiche in 4 dimensioni. Sembra infatti che lo spettro delle dimensioni anomale di operatori composti della teoria supersimmetica N=4 – duale secondo l'AdS/CFT allo spettro di energia di stati di stringa - sia esattamente integrabile, almeno in un certo limite (limite planare per la teoria di campo, corrispondente a stringhe non interagenti). Le tecniche usate per testare la corrispondenza AdS/CFT sono l'ansatz di Behte, la Non-Linear Integral Equation e il Thermodynamic Bethe Ansatz.


Linea 2:

PR21 (Teoria di campo delle interazioni fondamentali)
Coordinatore nazionale: Paolo Nason
Coordinatore locale: Alessandro Papa

L'attvità di ricerca include i seguenti argomenti: QCD nel limite di alte energie e risommazione di Balitsky-Fadin-Kuraev-Lipatov (BFKL) nei processi "duri" e "semiduri" (jet di Mueller-Navelet, produzione di jet in avanti in DIS, etc.); Proprietà conformi nei termini sottodominanti nel nucleo BFKL in QCD e nelle teorie super Yang-Mills in N=4; interazione neutrino-nucleone ad energie ultra alte; effetti di saturazione nelle interazioni neutrino-nucleone; produzione esclusiva diffrattiva nelle collisioni elettrone-protone, studiata tramite modelli tipo Regge.


Linea 4:

GE41: (Problemi matematici della meccanica quantistica)
Coordinatore nazionale: Giovanni Cassinelli
Coordinatore locale: Giuseppe A. Nisticò

Ricerca delle effettive implicazioni logico-matematiche di teoremi di Bell sulla consistenza tra Meccanica Quantistica e Località. Possibilità di determinazione simultanea di proprietà quantistiche non commutanti, sia da un punto di vista teorico che sperimentale. Sviluppi della Complementarità Interferometrica determinati dalla possibilità di rivelazione simultanea di proprietà non commutanti. Implicazioni sulle Teorie Quantistiche delle proprietà di simmetria e covarianza dei sistemi fisici.


Linea 6:

BO61: (Sistemi dinamici e fisica statistica)
Coordinatore nazionale: Armando Bazzani
Coordinatore locale: Giuseppe Alì

Modelli matematici di semiconduttori. Modelli macroscopici per transporto di portatori di carica dall'equazione semiclassica di Boltzmann, chiusa con il principio di massima entropia. Modelli microscopici per elettroni confinati in dispositivi al silicio, semiclassici nella direzione trasversa (systema idrodinamico), includenti effettiquantistici nella direzione di confinamento (sistema di Schroedinger-Poisson). Accoppiamento di reti elettriche (modelli compatti) con dispositivi semiconduttori (modelli distribuiti). Fondamenti della meccanica quantistica. Analisi della struttura matematica di misure semispettrali e corrispondente interpretazione fisica. Analisi della relazione tra momenti di una misura semispettrale ed il generatore della corrispondente algebra di von Neumann. Fondamenti della meccanica quantistica nello spazio di Hilbert. Spazio delle fasi quantomeccanico e applicazioni al trasporto quantistico di elettroni nei semiconduttori. Analisi complessa. Teoria di reti cellulari neurali per la complessità, i sistemi auto organizzati e la vita artificiale. Oscillatore di Chua. Software interattivo per matematica e fisica applicate.

LF61: (Spettroscopia di radiazione di sincrotrone e fisica di sistemi elettronici fortemente correlati, inclusi materiali a bassa dimensionalità e nanostrutturati)
Coordinatore nazionale: Stefano Bellucci
Coordinatore locale: Antonio Sindona

Modelli numerici e misure sperimentali di emissione elettronica e di eccitazioni plasmoniche in nanomateriali a base di carbonio. Processi di trasferimento di carica di ioni lenti in collisione con nanocluster metallici. Dinamica di qubit accoppiati ad environment di spin.