I relatori

Gian-Luca Oppo

Gian-Luca Oppo è titolare della Cattedra Freeland 1796 di Filosofia naturale dal 2015. Si è laureato all'Istituto di Ottica e all'Università di Firenze nel 1983. Ha lavorato presso le Università di Toronto (1985-1987), Drexel a Philadelphia (1987-1989) e Nizza (1989). Oppo è entrato a Strathclyde nel 1989 ed è diventato professore nel 1998. Insieme a William Firth e Stephen Barnett, Oppo ha creato il gruppo Computational Nonlinear and Quantum Optics, che ha ottenuto il punteggio 5* nel RAE del 2001. Nel 2007 ha creato l'Institute of Complex Systems a Strathclyde con Des Higham (Matematico). Nel 2011 Oppo è stato insignito della Medaglia e del Premio Occhialini dall'Istituto di Fisica e dalla Società Italiana di Fisica per le eccezionali intuizioni sulla dinamica spazio-temporale di laser, sistemi ottici non lineari e quantistici, ottenute attraverso lo sviluppo e l'applicazione di potenti tecniche di calcolo su larga scala. Nel 2014 e nel 2016 Oppo ha ricevuto il Teaching Excellence Award per l'insegnante più entusiasta di Strathclyde. Il profilo di ricerca e le citazioni di Oppo sono disponibili su Google Scholar.

Per maggiori informazioni:

https://www.strath.ac.uk/staff/oppogian-lucaprof/

James Clerk Maxwell: un genio troppo presto dimenticato

Abstract

Nell'ufficio di Einstein a Princeton c'erano tre ritratti: Isaac Newton, Michael Faraday e James Clerk Maxwell (1831-1879). Sebbene Maxwell sia considerato dagli accademici uno dei fisici più importanti insieme a Newton, Galilei, Skłodowska-Curie, Bohr e, naturalmente, Einstein, il suo lavoro non gode della stessa popolarità di quello dei suoi colleghi.

Nella sua breve vita, Maxwell ha rivoluzionato la storia della scienza con scoperte sensazionali: le onde elettromagnetiche, la velocità della luce, l'unificazione delle forze elettriche e magnetiche, la meccanica statistica, la vastità dello spettro elettromagnetico, l'emissione di luce, la teoria del termostato e persino la fotografia a colori. Mentre il XIX secolo ha collegato la termodinamica alla rivoluzione industriale, il XX secolo è stato dominato dalle conseguenze delle scoperte di Maxwell: radio, televisione, raggi X, radar, forni a microonde, laser, interazioni luce-materia, telefoni cellulari, transizioni di fase, spettroscopia e internet a fibre ottiche. Mostrerò che Maxwell ha anche cambiato la fisica teorica da semplice spiegazione a una combinazione di spiegazione e previsione dei fenomeni fisici. Un bel po' di risultati per uno scozzese riservato e autoironico.

Mara Colombo

Quantum dots: la luce alla nanoscala

Abstract

Immaginate particelle talmente piccole da essere invisibili a occhio nudo, ma capaci di interagire con la luce in modi straordinari. Questi sono i quantum dots, nanocristalli semiconduttori che hanno il potere di assorbire e riemettere la luce a precise lunghezze d’onda. Grazie alla loro natura quantistica, i quantum dots possono brillare in colori diversi a seconda della loro dimensione, forma e composizione chimica: più piccoli emettono luce blu, mentre quelli più grandi si tingono di rosso. Questa loro proprietà ha già trovato varie applicazioni, dalla creazione di display ad alta definizione, con colori più vividi ed efficienti, fino all’uso in biotecnologie, dove vengono impiegati per tracciare cellule e migliorare le tecniche di imaging medico. Ma il futuro è ancora più luminoso! I quantum dots potrebbero rivoluzionare l’energia solare, aumentando l’efficienza delle celle fotovoltaiche e contribuendo a un mondo più sostenibile.

Giosuè Saibene

Fotorivelatori: i nostri occhi tecnologici

Abstract

Dopo aver introdotto i concetti base dell’interazione dei fotoni con la materia, si descriveranno alcune tipologie di rivelatori: alcuni di uso comune ed altri utilizzati a livello avanzato per fare ricerca nell’ambito della fisica delle particelle.

Silvia Cassina

Ottica Non lineare: quello che non ti aspetti dalla luce

Abstract

L’ottica non lineare è una branca dell’ottica che studia l’interazione della luce con dei materiali particolari. A partire da fasci laser molto intensi, vedremo in quali casi e a quali condizioni è possibile cambiarne il colore, moltiplicando la frequenza iniziale o facendo interagire due fasci diversi. Parleremo dei fenomeni non lineari del secondo e terzo ordine più comuni introducendo alcune delle applicazioni più diffuse.

Gabriele Cenedese

Ghost imaging: vedere senza guardare

Abstract

Il ghost imaging è una tecnica che permette di ottenere immagini sfruttando le correlazioni tra due fasci di luce, sebbene solo uno di essi interagisca con l’oggetto da osservare. In questo seminario confronterò i risultati ottenuti utilizzando luce termica e luce supertermica. La luce termica è caratterizzata da una distribuzione casuale di macchioline di intensità, dette speckle, che si formano quando un fascio laser coerente viene diffuso su una superficie irregolare, come ad esempio un disco smerigliato. La luce supertermica, invece, si ottiene facendo interagire una singola speckle della luce termica con un secondo disco smerigliato, aumentando così le fluttuazioni di intensità. Presenterò anche un’altra modalità per ottenere correlazioni supertermiche, basata sulla generazione di seconda armonica dalla luce termica. Poiché la qualità dell’immagine dipende dall’entità delle fluttuazioni, ci si può chiedere se un incremento di queste migliori anche le immagini. Vedremo che la risposta non è così scontata.

Arianna Vasini

Il cuore della Via Lattea: cosa si cela oltre la coltre di nebbia

Abstract

Tutto quello che sappiamo sulla Via Lattea e sull’Universo ci arriva attraverso la luce delle stelle che viaggia fino a noi. Sulla Terra, usiamo i telescopi per “fotografare” questa luce e, analizzando le immagini bidimensionali, possiamo ricavare informazioni sulle stelle che la emettono. Tuttavia, più la regione che vogliamo osservare è lontana da noi — che ci troviamo nella periferia della Galassia — più le stelle appaiono oscurate. Questo oscuramento è causato dal mezzo interstellare, un insieme di gas e polveri che permea lo spazio tra una stella e l’altra e che si accumula in grandi nubi molecolari. Queste nubi sono particolarmente numerose nella zona centrale della Via Lattea, che infatti risulta molto difficile da osservare, come se fosse oscurata da una coltre di nebbia. Ma proprio questa è una delle regioni più esotiche e interessanti: le condizioni fisiche estreme la rendono un vivace laboratorio dove nuove stelle si formano continuamente e dove si trova anche il buco nero supermassiccio più vicino a noi. Le nubi molecolari giocano qui un ruolo chiave: sono le culle cosmiche dove nascono le nuove stelle, ma sono anche una possibile fonte di “carburante” per il buco nero. Come possiamo allora capire com’è fatta questa regione e dove si trovano le nubi, se abbiamo solo immagini bidimensionali e oscurate? Per trovare una risposta dobbiamo affidarci a metodi indiretti, che ci permettono di fare luce in una delle regioni più oscurate della Via Lattea.

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