PNRR351 - non associata a curriculum
- Disordine e fluttuazioni: meccanica statistica di sistemi disordinati e complessi
Competenze richieste: Precedente esperienza in sistemi disordinati e complessi. Conoscenza di almeno una delle tecniche elencate nella descrizione della tematica.
- Disorder and fluctuations: statistical mechanics of disordered and complex systems
Required skills: Previous experience in disordered and complex systems. Knowledge of at least one of the techniques listed in the subject description.
Descrizione: Studio di modelli di meccanica statistica in cui gli effetti del disordine quenched e delle fluttuazioni giocano un ruolo fondamentale. Lo studio di tali sistemi può essere di tipo numerico (tramite algoritmi Monte Carlo avanzati, di dinamica stocastica o di message-passing) oppure di tipo analitico (tramite il metodo delle repliche o della cavità).
Description: Statistical mechanical study of models where the quenched disorder or the fluctuations play a central role. The study can be numerical (advanced Monte Carlo methods, stochastic dynamics, message-passing algorithms) or analytical (via the replica or the cavity method).
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PNRR352 - non associata a curriculum
- Sviluppo di tecniche di spettroscopia destinate allo sviluppo di un microscopio Brillouin
Competenze richieste: Ottica lineare e non lineare, spettroscopia (preferenziale)
- Development of spectroscopic techniques for Brillouin microscopy
Required skills: Linear and non-linear optics, spectroscopy (preferred)
Descrizione: La spettroscopia Brillouin permette di misurare otticamente le proprietà meccaniche (rigidità, viscosità, transizioni di fase ecc.) dei materiali, senza indurre forze di contatto sul campione né utilizzare marcatori fluorescenti.
L’accoppiamento tra spettroscopia Brillouin e microscopia confocale permessa tramite l’utilizzo di un nuovo spettrometro ad alto throughput (>50%) chiamato Virtually Imaged Phased Array (VIPA), ha aperto la strada ad una nuova modalità di imaging che consente la mappatura 3D delle proprietà meccaniche nel volume di tessuti e cellule con un’alta risoluzione spaziale e senza dover ricorrere ad elevate intensità di luce.
Per questo motivo, la microscopia Brillouin ha enormi potenziali come strumento di imaging non-contact e label-free per la diagnostica di malattie quali aterosclerosi, cancro, glaucoma e ALS, dal momento che recenti studi hanno evidenziato come l’origine di queste malattie sia dovuto ad una alterazione delle proprietà meccaniche di componenti e compartimenti intracellulari.
Nonostante i vantaggi relativi all’utilizzo dei VIPA, gli attuali setup esistenti presentano ancora delle criticità:
• sono confinati ad un’implementazione su banco ottico,
• richiedono l’integrazione dei sistemi di scansione e di detection da parte degli sviluppatori
• implicano una lunga e complessa analisi dati per realizzare le “immagini”
Queste criticità rendono praticabile l’utilizzo e la realizzazione della tecnica Brillouin solo all’interno di gruppi specializzati di fisici sperimentali pregiudicandone la diffusione presso quelle comunità scientifiche che maggiormente potrebbero beneficiare delle applicazioni in campo biomedico.
L’adozione di un’analisi spettrale basata sull’ottica introduce una difficoltà nel ridurre le dimensioni spaziali dei dispositivi utilizzati e ne rende costosa l’implementazione. Questo aspetto ha motivato la ricerca di un approccio misto, di tipo optoelettronico, basato su un sistema di rivelazione Eterodina recentemente sperimentato anche per la microscopia Brillouin. Lo sviluppo di questo sistema costituisce l’attività di ricerca proposta
Description: Brillouin spectroscopy allows to optically measure the mechanical properties (stiffness, viscosity, phase transitions, etc.) of materials, without inducing contact forces on the sample or using fluorescent markers.
The coupling between Brillouin spectroscopy and confocal microscopy, enabled through the use of a new high throughput (> 50%) spectrometer called Virtually Imaged Phased Array (VIPA), has paved the way for a new
imaging modality that allows mapping 3D mechanical properties in the volume of tissues and cells with a high spatial resolution and without having to resort to high light intensities.
For this reason, Brillouin microscopy has enormous potential as a non-contact and label-free imaging tool for diagnosing diseases such as atherosclerosis, cancer, glaucoma and ALS, since recent studies have shown that the origin of these diseases is due to an alteration of the mechanical properties of components and intracellular compartments.
Despite the advantages related to the use of VIPAs, the current existing setups still have some critical issues:
• are confined to an implementation on an optical bench,
• require the integration of scanning and detection systems by developers
• involve a long and complex data analysis to create the "images"
These criticalities make the use and implementation of the Brillouin technique feasible only within specialized groups of experimental physicists, thus jeopardizing its diffusion among those scientific communities that could most benefit from applications in the biomedical field.
The adoption of a spectral analysis based on optics introduces a difficulty in reducing the spatial dimensions of the devices used and makes their implementation expensive. This aspect motivated the search for a mixed optoelectronic approach based on a Heterodyne detection system recently tested also for Brillouin microscopy. The development of this system constitutes the proposed research activity.
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PNRR352 - non associata a curriculum
- Manifattura additiva di
nano-compositi a matrice metallica rinforzati con nanostrutture di carbonio per
applicazioni in esperimenti di astrofisica e astroparticelle
Competenze richieste: laboratorio avanzato di corsi di laurea magistrale in Fisica.
- Additive manufacturing of carbon nanostructures-reinforced metal matrix nano-composites for astrophysics and astroparticles experiments
Required skills: experimental skills obtained in a laboratory course of a Master in Physics.
Descrizione: Negli ultimi dieci anni, la ricerca incentrata sulla fusione a letto di polvere tramite laser (L-PBF) di rame puro è in costante crescita. L-PBF è un metodo di manifattura additiva (AM) che sfrutta una sorgente di energia di un laser per fondere e successivamente solidificare microstrati di polvere modellando così una oggetto 3D. La possibilità di combinare i vantaggi delle tecnologie AM con le peculiari proprietà elettriche e termiche del rame aumenta il numero di possibili applicazioni del rame, da scambiatore di calore a dispositivi elettronici all'industria automobilistica e aerospaziale.
Questo progetto mira a superare alcuni dei limiti tecnologici del rame AM unendo nanostrutture di carbonio al rame puro, realizzando così nano-compositi a matrice metallica rinforzati con nanostrutture di carbonio innovative e ad alte prestazioni.
In questo progetto questa tecnologia sarà impiegata per fabbricare parti meccaniche di rivelatori per radiazione elettromagnetica nell’intervallo di diverse decine di GHz. Saranno utilizzate nell'esperimento Ptolemy per la misura della massa dei neutrini e del fondo cosmico di neutrini con possibile applicazione ad altri rivelatori per radiazione di origine astrofisica.
Description: Over the past decade, research focused on Laser-Powder Bed Fusion (L-PBF) of pure copper has been steadily rising. L-PBF is a powder-bed-based Additive Manufacturing (AM) method that exploits a laser energy source to melt and subsequently solidify micro-layers of powder thus shaping a 3D part. The possibility of combining the advantages of AM technologies with copper’s peculiar electrical and thermal properties enhances the versatility and potential of copper in many applications, from thermal systems and electronic devices to the automotive and aerospace industries.
This project aims to overcome the some of the technological limits of copper AM by merging carbon nanostructures to pure copper, thus realizing innovative and high-performance carbon nanostructures-reinforced metal matrix nano-composites.
In this project this technology will be employed to manufacture mechanical part of detectors for electromagnetic radiation in the range of several tens of GHz. The will be employed in the Ptolemy experiment for the neutrino mass measurement and cosmic neutrino background with possible application to the detection of other radiation of astrophysical origin.
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ENTI TERZI - non associata a curriculum
- Tematica generica del dottorato
Ente finanziatore: CREF - Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche "Enrico Fermi"
Competenze richieste: nessuna competenza specifica richiesta
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ENTI TERZI - non associata a curriculum
- Tematica generica del dottorato
Ente finanziatore: IIT - Istituto Italiano di Tecnologia
Competenze richieste: nessuna competenza specifica richiesta
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ENTI TERZI - non associata a curriculum
- Tematica generica del dottorato
Ente finanziatore: INFN - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Competenze richieste: nessuna competenza specifica richiesta
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ENTI TERZI - non associata a curriculum
- Ricerca diretta di materia oscura leggera con nanotubi di carbonio allineati
Ente finanziatore: DIPARTIMENTO DI FISICA
Competenze richieste: Esperienza di fisica sperimentale acquisita nei corsi di laurea magistrale in Fisica
- Light dark matter direct search with aligned carbon nanotubes
Funded by: DIPARTIMENTO DI FISICA
Required skills: Experience with experimental physics as obtained in master courses in Physics
Descrizione: Sviluppo di rivelatore di materia oscura con masse nell’intervallo MeV - 100 MeV nell’ambito del progetto Andromeda
Progetto, costruzione e operazioni di un prototipo di rivelatore basato sull’uso di nanotubi di carbonio allineati verticalmente. Caratterizzazione microscopica e spettroscopica di nanotubi di carbonio.
Description: Development of a dark matter detector for dark matter masses in the range few MeV to 100 MeV within the Andromeda project
Design, construction and operation of a detector prototype based on vertically aligned carbon nanotubes. Microscopic and spectroscopic characterisation of carbon nanotubes.
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ENTI TERZI - non associata a curriculum
- Descrizione teorica da principi primi della diffusione inelastica di elettroni per lo studio delle eccitazioni collettive di carica (phononi, plasmoni, eccitoni) e delle loro leggi di dispersione nei solidi.
Ente finanziatore: DIPARTIMENTO DI FISICA
Competenze richieste: Ottima preparazione teorica in meccanica quantistica e fisica dei solidi.
- Theoretical description from first principles of inelastic electron scattering for the study of collective charge excitations (phonons, plasmons, excitons) and their scattering laws in solids.
Funded by: DIPARTIMENTO DI FISICA
Required skills: Excellent theoretical background in quantum mechanics and physics of solids.
Descrizione: La tesi (sotto la responsabilità del prof. Francesco Mauri) riguarderà la descrizione teorica da principi primi della diffusione inelastica di elettroni per lo studio delle eccitazioni collettive di carica (phonon, plasmoni, eccitoni) e delle loro leggi di dispersione nei solidi. La ricerca si inquadra all'interno un progetto europeo ERC-Synergy con partners sperimentali in Austria, Giappone e Germania. Lo scopo del consorzio e quello di sviluppare nuove tecniche di spettroscopia inelastica di elettroni in trasmissione, risolta in energia e momento, per lo studio dei materiali bidimensionali e/o nanostrutturati, con un miglioramento di almeno un ordine di grandezza della risoluzione energetica rispetto a quella ottenibile attualmente
Description: The thesis (under the responsibility of Prof. Francesco Mauri) will concern the theoretical description from first principles of inelastic electron scattering for the study of collective charge excitations (phonons, plasmons, excitons) and their scattering laws in solids. The research is framed within a European ERC-Synergy project with experimental partners in Austria, Japan and Germany. The aim of the consortium is to develop new energy- and momentum-resolved inelastic transmission electron spectroscopy techniques for the study of two-dimensional and/or nanostructured materials, with at least an order of magnitude improvement in energy resolution over that currently achievable.
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ENTI TERZI - non associata a curriculum
- Studio di un payload criogenico per Einstein Telescope LF
Ente finanziatore: DIPARTIMENTO DI FISICA
Competenze richieste: Competenze generali acquisite durante il corso di laurea magistrale in fisica con indirizzo sperimentale o in astronomia e astrofisica
- Study of a cryogenic payload for the Einstein Telescope (LF)
Funded by: DIPARTIMENTO DI FISICA
Required skills: General experience on experimental physics matured during the master in physics or astronomy and astrophysics
Descrizione: Il payload da studiare per il rivelatore di onde gravitazionali di terza generazione Einstein Telescope non è solo un sistema atto a ospitare le test mass dell'interferometro a valle dell'attenuatore sismico, ma è anche parte del sistema di raffreddamento che si userà per ridurrne il rumore termico. Ecco perché è necessario studiare e realizzare in anticipo un prototipo, ove le varie soluzioni da adottare per il progetto finale vengano implementate, delineando priorità e la globale fattibilità del progetto.
Description: The payload to be studied for the third-generation detector Einstein Telescope is not simply meant to host the test masses of the interferometer lumped to the seismic isolation system, but is also a part of the cryogenic system designed to cool it down to reduce its thermal noise. This is why it is very important to study, design and build a suitable prototype, in which the main solutions to be adopted are implemented, outlining the priorities and the overall feasibility of the project.
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Il candidato sceglierà una o più tematiche in fase di presentazione della candidatura on line e potrà allegare una lettera motivazionale per ciascuna tematica selezionata (il caricamento della lettera NON vincola la validità della candidatura)
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