Attività di ricerca delle sezioni del Dipartimento MIFT
L’attività della Sezione di Fisica è articolata su tematiche che riguardano principalmente la Fisica della Materia, la Fisica Applicata e dei Plasmi, la Fisica Ambientale, la Fisica Nucleare e Particellare, affrontate sia con approcci di natura teorica che sperimentale. Più di recente, l’attività della sezione è stata estesa anche all’ambito dell’Astronomia e dell’Astrofisica, nonché alla Fisica Teorica.
Nel settore della Fisica della Materia, l’ambito delle ricerche teoriche riguarda in modo particolare lo studio di sistemi fluidi e delle loro proprietà statistiche e di self assembly, lo sviluppo di alcuni modelli mesoscopici di soluzioni di proteine globulari, l'analisi della nucleazione cristallina in liquidi semplici e complessi, e la ricostruzione delle fasi di sistemi bosonici ultrafreddi. Nell’ambito delle problematiche interdisciplinari sviluppate nel Dipartimento è presente un approccio teorico-formale adatto a definire le caratteristiche universali dei sistemi viventi. Da un punto di vista sperimentale vengono approfondite le proprietà strutturali e dinamiche di sistemi supramolecolari e di sistemi bioprotettori. Inoltre, con diversi approcci teorici e sperimentali vengono affrontate tematiche che riguardano la nanofotonica, l’optoelettronica, la spintronica, l’ottica quantistica la microscopia a scansione a sonda unitamente allo sviluppo ed alla caratterizzazione di materiali nanostrutturati.
Per quanto riguarda il settore della Fisica Applicata e dei Plasmi, vengono svolte attività nel campo dell’archeometria, dello studio delle proprietà strutturali e dinamiche di sistemi di interesse biofisico con particolare attenzione a sistemi drug-carrier per applicazioni in campo farmaceutico, nel settore dei materiali innovativi con applicazioni a problematiche biomediche, nel settore della Fisica Sanitaria e della Fisica dei Plasmi in non-equilibrio generati da impulsi laser di potenza.
Per quanto riguarda il settore della Fisica Ambientale viene realizzato il monitoraggio di parametri ambientali e vengono sviluppati modelli climatici e modelli previsionali meteorologici ad alta risoluzione spaziale.
Nell’ambito della Fisica Nucleare, la partecipazione all’esperimento NEWCHIM/CHIRONE, svolto mediante il multirivelatore CHIMERA del Laboratori Nazionali del SUD (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Catania), fornisce l’opportunità di studiare la correlazione fra le particelle emesse in processi nucleari. Tra i progetti svolti in collaborazione con l’INFN, si segnala anche il Progetto CIMA (Carbon-based Innovative Materials for Nuclear Physics Applications), presso il quale si svolge e al quale partecipano professori e ricercatori del Ns. Ateneo, diversi docenti italiani e stranieri e le unità INFN di Catania, Lecce e l’Aquila. L’attività di ricerca nel campo della Fisica Particellare si esplica attraverso la partecipazione a molteplici esperimenti internazionali, che coinvolgono lo studio delle Reazioni ad Energie Ultrarelativistiche (Esperimento ALICE – Cern), la Fisica dei Raggi Cosmici (esperimento Extreme Energy Events), la Fisica dei Kaoni (Esperimento KLOE – INFN Laboratorio Nazionale di Frascati) e gli studi di Spettroscopia Barionica e Mesonica (Esperimento BGOOD – ELSA, CLAS-JLAB).
Infine, come precedentemente accennato, le attività della Sezione di Fisica si sono recentemente estese ai settori dell’Astronomia delle Alte Energie, in particolare dei “Gamma-ray Bursts” (GRBs), della Fisica delle Astroparticelle e della Materia Oscura, nonché della Spettroscopia Adronica.
La Sezione di Matematica e Informatica svolge molteplici attività nei settori della Geometria, dell’Algebra, dell’Analisi Matematica, della Fisica Matematica, dell’Analisi Numerica e dell’Informatica. L’attività di ricerca è rivolta principalmente verso le tematiche proprie della matematica e dell’informatica di base non trascurando le applicazioni in diversi settori dell’ingegneria, della biologia e delle scienze sociali. Le principali tematiche che vengono sviluppate riguardano aspetti dell’Algebra Commutativa e della Geometria Combinatoria con applicazioni nel campo della Statistica e della Teoria dei Codici; della Geometria e Topologia Digitale con applicazioni computazionali, della teoria degli Spazi Topologici Soft e degli Spazi Topologici Neutrosofici; dell’Analisi Funzionale con applicazioni in campo economico; dell’Analisi Numerica con applicazioni, tra l’altro, al riconoscimento di immagini; della Meccanica dei Continui con applicazioni in biologia e nello studio della propagazione ondosa; della Termodinamica del non-equilibrio con applicazioni ai mezzi complessi; dei Sistemi Integrabili della Meccanica Analitica e dello studio delle Simmetrie nei modelli matematici con applicazioni in biologia e in fisica sia classica che quantistica; della teoria e applicazione delle simmetrie di Lie alle equazioni differenziali; della Computer algebra applicata alle simmetrie di Lie; dei Modelli operatoriali (anche generalizzati) di sistemi macroscopici mediante tecniche proprie della meccanica quantistica; dell’Analisi della seconda legge per sistemi continui con leggi costitutive non locali; dell’Informatica con applicazioni nei settori “Cloud Computing”, “Big Data”, “Smart Cities”, “Quantum Computing Information”, “High Performance Computing”, "Network Science" e "Artificial Intelligence". I risultati ottenuti sono oggetto di pubblicazioni su qualificate riviste a diffusione internazionale e di comunicazioni a congressi nazionali ed internazionali.
La Sezione di Scienze della Terra sviluppa attività che riguardano la geofisica e le sue applicazioni territoriali e la sismologia. Gli studi riguardano la Geodinamica attiva e recente dell'Arco Calabro e del complesso di accrezione nel Mar Ionio, con una particolare attenzione alla Fisica dei fenomeni sismici ed ai suoi risvolti territoriali, con riferimento anche alla diagnostica territoriale ed al monitoraggio del territorio anche tramite metodi innovativi come l’uso di droni adeguatamente attrezzati.
Nel settore della Geologia stratigrafica e sedimentologia vengono svolte attività che riguardano applicazioni sedimentologiche-mineralogiche-petrografiche, geofisiche e ambientali nell’ambito delle Scienze forensi, con ricadute anche sul territorio per quanto riguarda le collaborazioni in ambito giudiziario.