Presentazione

Il Dottorato di Ricerca in Modelli Matematici per l'Ingegneria, Elettromagnetismo e Nanoscienze si propone di indirizzare e di formare giovani laureati alla ricerca di base e applicata in ambiti che richiedano specifiche competenze nei settori della matematica, dell'elettromagnetismo e della scienza dei materiali. E` inoltre obiettivo del Dottorato sviluppare l'interazione tra la modellistica matematica e le applicazioni.

Infatti la modellistica matematica è impiegata attivamente nelle tematiche e nelle metodologie studiate in tutti i curricula; per esempio ricordiamo le applicazioni allo studio di conduzione elettrica in materiali biologici con microstruttura o lo studio di propagazione di onde elettromagnetiche non uniformi in mezzi con perdite. D'altra parte l'elettromagnetismo e la scienza dei materiali condividono l'interesse per i materiali e i sistemi innovativi (materiali artificiali, compositi, nanostrutturati, metamateriali, cristalli fotonici, plasmonica, sistemi biologici).

Lo studio dei nuovi materiali può avvenire attraverso l'interazione della radiazione elettromagnetica (nelle diverse gamme spettrali, dal lontano infrarosso ai raggi x) e la materia, mediante tecniche innovtive di spettroscopia ottica ed elettronica, anche con l'uso della radiazione di sincrotrone. Inoltre elettromagnetismo e scienza dei materiali hanno in comune molte tecniche per l'analisi, la simulazione, la caratterizzazione delle proprietà di tali materiali e sistemi, differenziandosi sul piano dell'effettiva loro realizzazione, più propria della scienza dei materiali.

LINEE DIDATTICHE GENERALI:

All'inizio di ogni anno accademico, per i primi due anni, il dottorando presenta un piano di studio che deve essere approvato dal Collegio dei Docenti. Di norma, tre corsi dovranno essere di base fra quelli individuati dal Collegio dei Docenti e seguiti al primo anno, e due corsi avanzati potranno essere a scelta del dottorando. I corsi saranno tenuti da docenti dell'Università "La Sapienza" o di altre sedi o da docenti stranieri visitatori in Italia. Sono di norma previste attività collaterali ai corsi propriamente detti: minicorsi e cicli di seminari svolti da esperti italiani e stranieri che operano nel settore, anche provenienti dal mondo produttivo e professionale.

Il Collegio dei Docenti può riconoscere l'equivalenza di esperienze formative svolte presso università o istituti di ricerca, anche all'estero.

Al termine di ciascun corso, i dottorandi devono sostenere un colloquio secondo modalità e direttive stabilite dal Collegio dei Docenti.

Il terzo anno del Ciclo di Dottorato è dedicato principalmente alla preparazione della dissertazione finale.

È prevista anche l'effettuazione di viaggi di studio per partecipare a congressi e scuole e per frequentare laboratori e centri in cui si svolgono ricerche analoghe a quelle svolte dai singoli dottorandi, con lo scopo di far loro raggiungere un ruolo attivo nell'ambito dei gruppi di ricerca in cui operano.

Più in particolare gli obiettivi dei singoli curricula sono:

MATEMATICA PER L'INGEGNERIA:

Per quanto riguarda il curriculum in Matematica per l'Ingegneria, obiettivo primario è quello di fornire una solida formazione matematica a giovani ricercatori con una preparazione di tipo scientifico-tecnologico (cioè provenienti dalle diverse aree di ingegneria, economia, statistica, biologia, chimica e fisica) e contemporaneamente dare ai giovani con una preparazione più strettamente matematica un'apertura verso le problematiche provenienti dal mondo produttivo. A questo scopo vengono erogati anche brevi corsi relativi all'applicazione di metodi matematici in campo industriale, medico-biologico, fisico o economico-finanziario. La ricerca può riguardare sia lo sviluppo di aspetti teorici e metodologici strettamente correlati a problematiche reali, sia un'applicazione innovativa di tali metodi in ambito tecnologico. Saranno incoraggiate le tesi riguardanti problemi effettivamente posti da un ente esterno, essendo fondamentale per la formazione di un matematico applicato la capacità di dialogare con il mondo produttivo e gestionale. Il dottorando è incoraggiato a svolgere periodi di ricerca presso un'azienda, un ente esterno o un'istituzione di ricerca italiana o estera, interessati alla modellizzazione matematica o all'utilizzo di metodi matematici.

ELETTROMAGNETISMO:

Il curriculum in Elettromagnetismo prevede di inserire direttamente gli allievi nei gruppi di ricerca presenti nei Dipartimenti che, attraverso la presenza di loro docenti nel Collegio del Dottorato, forniscono il loro supporto scientifico al Dottorato stesso e che svolgono ricerca altamente apprezzata in ambito internazionale e riconosciuta a livello dello stato dell'arte su tematiche in cui l'Elettromagnetismo è elemento essenziale. Agli allievi è affidato individualmente uno specifico argomento di ricerca per il dottorato e sotto la guida di supervisori essi acquistano familiarità con le numerose metodologie di studio dei problemi che evolvono assai rapidamente. Sono previste diverse linee di ricerca, riguardanti lo spettro delle onde elettromagnetiche tra frequenze industriali e frequenze ottiche, le tecnologie fisiche, l'analisi dei materiali mediante l'uso di tecniche acustiche, elettromagnetiche, elettro-ottiche, nucleari, ottiche, di ottica elettronica e termiche.

SCIENZA DEI MATERIALI:

Il curriculum in Scienza dei Materiali ha come obiettivo primario la formazione di dottori di ricerca esperti nel campo dei nuovi materiali innovativi e nelle nanoscienze. Negli ultimi anni la scienza dei materiali si è sviluppata in tutto il mondo, data l'enorme richiesta di materiali speciali con peculiari caratteristiche e adatti alle più svariate applicazioni, dall'elettronica alla sensoristica, dalle scienze chimiche e fisiche alle applicazioni biologiche, dall'edilizia all'industria automobilistica o aeronautica, per citare solamente qualche esempio significativo. È importante quindi formare dei ricercatori che presentino il giusto equilibrio fra conoscenze di base e percezione degli orientamenti applicativi, come richiesto oggi dalle industrie e imprese che operano con tecnologie sempre più avanzate in una prospettiva di continua innovazione, e dagli ambienti di ricerca scientifica internazionali. La scienza dei materiali, con particolare attenzione allo sviluppo dei nuovi materiali innovativi su scala nanometrica, si sviluppa in campi diversi, dalla chimica alla fisica, dalla fisica-chimica dei sistemi ibridi organico-inorganico all'elettronica, alla matematica applicata, alla cristallografia. I gruppi di ricerca presenti soprattutto nei Dipartimenti di Fisica e di Chimica dell'Università "La Sapienza" di Roma hanno elevate competenze scientifiche di livello internazionale nei campi sopracitati e l'inserimento dei dottorandi di ricerca nei gruppi sperimentali attivi costituisce uno degli aspetti principali della formazione, attraverso ricerca con strumentazione innovativa on-campus e presso grandi infrastrutture di ricerca, quali la luce di sincrotrone.



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