CORSI OFFERTI/COURSES OFFERED

DOCENTE: Renata Adami

TITOLO: Supercritical Fluid techniques for nanomaterial production

DURATA: (in ore) 10

DESCRIZIONE:

Il corso intende fornire agli studenti la conoscenza dei fluidi supercritici, in particolare CO2 supercritica e acqua supercritica, e gli strumenti per la loro applicazione a diversi processi. Verranno presentate le caratteristiche e le peculiarità dei fluidi supercritici e le proprietà dei sistemi sotto pressione in condizioni prossime al punto critico. Inoltre, verrà proposta una reinterpretazione dei processi chimici e fisici tradizionali, utilizzando i fluidi supercritici e saranno evidenziati i vantaggi apportati. Verranno trattate diverse tecniche basate sui fluidi supercritici per la produzione di nanomateriali quali nanoparticelle, membrane nanoporose, aerogels, materiali nanostrutturati, che trovano applicazione in diversi campi. Il corso riguarderà anche principi di funzionamento e progettazione di sistemi innovativi a partire da processi convenzionali, anche a livello industriale. The course aims to provide students with the knowledge of supercritical fluids, in particular supercritical CO2 and supercritical water, and the tools for their application to different processes. The characteristics and peculiarities of supercritical fluids and the properties of systems under pressure in conditions close to the critical point will be presented. In addition, a reinterpretation of traditional chemical and physical processes will be proposed, using supercritical fluids and the advantages will be highlighted. Different supercritical fluid based techniques for the production of nanomaterials such as nanoparticles, nanoporous membranes, aerogels, nanostructured materials, used in several fields, will be treated. The course will also cover principles of operation and design of innovative systems starting from conventional processes, also on industrial scale.

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DOCENTE: Valerio Bozza

TITOLO: Gravitational lensing: from mathematical theory to astrophysical applications

DURATA: (in ore) 20

DESCRIZIONE:

The deflection of light by gravitational fields marked the world-wide triumph of Einstein’s General Relativity. A rigorous mathematical treatment was then developed with theorems establishing the number of images, the formation of caustics with close links to the catastrophe theory. It soon became clear that gravitational lensing offered a unique opportunity to measure the masses of astrophysical objects at all scales through spectacular phenomena, such as cosmic shear, gravitational arcs, time delays and even the shadows of black holes. On smaller scales, microlensing is now a powerful tool to study compact objects in our Galaxy, including isolated black holes, stellar populations and extrasolar planets in regimes not covered by any other methods. In this course, we will discuss the most relevant results of the theory and the astrophysical milestones achieved by gravitational lensing.

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DOCENTE: dott. Carlo Barone (Dipartimento di Fisica “E.R. Caianiello” – Università degli Studi di Salerno)

TITOLO: Italiano: La spettroscopia di rumore: una finestra nelle proprietà della materia

Inglese: Noise spectroscopy: a window on the properties of matter

DURATA: 10 ore

DESCRIZIONE: Italiano: La spettroscopia di rumore è una tecnica sperimentale che analizza le fluttuazioni elettriche generate dai materiali conduttori in conseguenza di differenti meccanismi fisici interni. Tale tecnica ha dimostrato di possedere delle grandi potenzialità nell'individuazione dei processi cinetici e dei comportamenti dinamici dei portatori di carica, suscitando notevole interesse nell'ambito della Fisica della Materia Condensata. L'analisi delle proprietà di fluttuazione delle cariche elettriche consente di interpretare fenomeni complessi di trasporto molto interessanti sia dal punto di vista della ricerca di base che di quella applicativa. Proprio da quest’ultimo punto di vista, l'individuazione di possibili strategie per ridurre il rumore elettrico intrinseco risulta essere un requisito fondamentale per lo sviluppo di dispositivi tecnologici avanzati. In tal senso, l'utilizzo della tecnica di spettroscopia di rumore ha il notevole vantaggio di essere molto sensibile e non-distruttiva, e dunque applicabile su vasta scala.

Le lezioni forniranno una introduzione alla teoria del rumore, alle tecniche sperimentali per la sua caratterizzazione, ed esempi di svariati sistemi fisici dove questa tecnica permette di mettere in luce i meccanismi microscopici alla base del trasporto elettrico. In particolare, manganiti, gas elettronici bidimensionali, celle solari tradizionali e di ultima generazione, superconduttori, materiali a dimensionalità ridotta, e nanotubi di carbonio miscelati in matrici polimeriche saranno presi in considerazione per lo studio dei processi di fluttuazione.

Inglese: The electric noise spectroscopy is an experimental technique focused on the analysis of electric fluctuations produced by physical mechanisms intrinsic of conductor materials. This technique has shown its high potentials in identifying the kinetic processes and the dynamic behaviors of the charge carriers, arousing great interest in the field of Condensed Matter Physics. The study of the fluctuation properties allows the interpretation of very complex electrical transport phenomena, giving interesting information both from the point of view of the basic research and of the physics of applications. In this respect, the identification of possible strategies to reduce the intrinsic noise response is a mandatory request for the development of innovative and advanced technological devices. The success of such goal takes also advantage from the fact that the noise spectroscopy is a very sensitive and non-destructive experimental technique, having a large-scale applicability.

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DOCENTE: Federico Corberi

TITOLO (italiano/inglese): Sistemi disordinati, repliche e complessità – Disordered systems, replica method and complexity

DURATA: 10 ore

DESCRIZIONE:

A seguito del premio Nobel per la Fisica attribuito quest’anno a Giorgio Parisi questo ciclo di lezioni si incentra su alcuni degli argomenti che riguardano le motivazioni del premio sui sistemi disordinati e la complessità.

Si tratta di lezioni a taglio principalmente teorico, dove però non mancherò di menzionare anche alcuni risultati sperimentali con i quali la teoria deve riscontrarsi. Le lezioni sono pensate come autosufficienti, dunque a parte una discreta preparazione matematica di base non sono richieste conoscenze pregresse, tutto ciò che dovesse servire verrà presentato nel corso. Per questo motivo il ciclo si rivolge a studenti di Fisica, Matematica e di altre discipline scientifiche nonché a ricercatori in vari ambiti che siano interessati a conoscere e approfondire questi temi. Nel corso verranno richiamati alcuni semplici concetti relativi alla Termodinamica e alla Meccanica Statistica, quali la teoria degli ensemble statistici, il fenomeno delle transizioni di fase, la rottura spontanea di simmetria e di ergodicità, gli stati puri, le teorie di campo medio, l’universalità. Si passerà poi a generalizzare alcuni di questi concetti al regno dei sistemi disordinati, con particolare riferimento a quelli frustrati, ovvero la classe dei modelli di vetri di spin, in particolare il modello p-spin. In seguito verrà derivata la soluzione di campo medio per questo modello, ottenuta all’interno del cosiddetto metodo delle repliche. Verrà considerata la soluzione replica-simmetrica e quelle con vari passi di rottura della simmetria di replica, fino alla soluzione di Parisi. Verranno anche toccati alcuni modelli strettamente imparentati, come il modello a energie casuali (random energy model (REM)) e alcuni problemi di ottimizzazione complessa. After this year Nobel prize in Physics to Giorgio Parisi this series of lessons regards some of the arguments mostly touched by the prize motivations, namely disordered systems and complexity.

These lessons will have a theoretical nature, but I will also mention some experimental results the theory has to account for. Lessons are thought as being self-contained, therefore there is no need of any previous knowledge of the matter, besides a sufficient mathematical background; everything needed will be developed during the course. For this reason, the lessons are addressed to Mathematics and Physics students (but also students coming from different scientific disciplines) as well as to researchers of various areas which are interested in such themes. In these lessons I will recall some basic concepts of Thermodynamics and Statistical Mechanics, such as the statistical ensembles, the phenomenon of phase transitions, spontaneous symmetry breaking, broken ergodicity, pure states, mean-field theories and universality. These concepts will be generalized to the realm of disordered systems, particularly the frustrated ones, namely the class of spin-glass systems, particularly the p-spin model. This model will be solved in mean-field using the replica method. The replica symmetric solution will be worked out and the solutions with different replica symmetry breakings, up to the Parisi solution. I will also discuss some other models close to spin-glasses, like the random energy model (REM) and some complex optimization problems.

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DOCENTE: dott. Claudio Guarcello, prof. Sergio Pagano

TITOLO (italiano/inglese): Effetto Josephson, dispositivi superconduttori, qubit superconduttivi per le tecnologie quantistiche/Josephson effect, superconductive devices, superconducting qubit for quantum technologies

DURATA: 20 ore

DESCRIZIONE:

Parte 1: Effetto Josephson e Dinamica non lineare nelle tecnologie quantistiche/Josephson effect and non-linear dynamics in quantum technologies

L’effetto Josephson descrive il passaggio di coppie di Cooper fra due superconduttori separati da uno strato non superconduttivo. Nel corso si studieranno le proprietà del singolo elemento Josephson, delle linee di trasmissione Josephson e dei fenomeni squisitamente non lineari che si manifestano: i solitoni, il caos e la sincronizzazione coerente delle oscillazioni. Infine, saranno illustrati i principi di funzionamento e le potenziali applicazioni di uno SQUID.

Parte 2: Elettronica superconduttiva

Si porrà l'attenzione sulle applicazioni più squisitamente “elettroniche” dei superconduttori, che si basano in gran parte sullo sfruttamento di proprietà quantistiche su scala macroscopica. Verranno analizzati in dettaglio esempi di applicazioni dei superconduttori come sensori magnetici, rivelatori di radiazione e come circuiti digitali. Verranno anche illustrate le principali applicazioni nei campi delle telecomunicazioni (classica e quantistica), astronomia, medicina e scienza dei materiali.

Parte 3: qubit superconduttivi

I qubit superconduttivi sono basati sulle giunzioni tunnel di Josephson, l’unico circuito non-dissipativo, fortemente non-lineare disponibile a basse temperature. Essi tendono ad essere accoppiati facilmente ad altri circuiti, il che li rende accessibili per l’implementazione delle operazioni di lettura ed delle porte logiche. Nelle lezioni discuteremo la teoria di base dei circuiti quantistici, i principali modelli di qubit superconduttivi ed infine accenneremo al problema della decoerenza con applicazioni alle tecnologie quantistiche.

Part 1: Josephson effect and non-linear dynamics.

The Josephson effect describes the passage of Cooper pairs between two superconductors separated by a non-superconducting layer. The course will focus on the properties of the single Josephson element, Josephson transmission lines and the non-linear phenomena that occur: solitons, chaos and coherent synchronization of oscillations. Finally, the operating principles and applications of a SQUID will be illustrated.

Part 2: Superconducting electronics

The focus will be on the "electronic" applications of superconductors, which are largely based on the exploitation of quantum properties on a macroscopic scale. Examples of applications of superconductors as magnetic sensors, radiation detectors, and as digital circuits will be analyzed in detail. The application fields of telecommunications (classical and quantum), astronomy, medicine, and materials science will be also illustrated.

Part 3: Superconducting qubits

Superconducting qubits are based on Josephson tunnel junctions, the only non-dissipative and highly non-linear circuit available at low temperatures. They can be easily coupled to other circuits, which makes them feasible for the implementation of reading operations and logic gates. In the lessons we will discuss the basic theory of quantum circuits, the main superconducting qubit models, and finally we will mention the decoherence problem with applications in quantum technologies.

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DOCENTE: Canio Noce

TITOLO (italiano/inglese): Fondamenti e basi concettuali della meccanica quantistica/Conceptual and physical foundations of quantum mechanics

DURATA: 10 ore

BREVE DESCRIZIONE:

The Second Quantum Revolution refers to a contemporary wave of advancements and breakthroughs in the field of quantum physics that extends beyond the early developments of Quantum Mechanics.

One crucial aspect of this revolution is the deeper exploration and practical application of quantum entanglement. Entanglement serves as a cornerstone in the ongoing revolution, contributing to quantum computing, communication, and advanced sensing technologies. Here, we present and discuss some of the recent applications of entanglement, exploring its philosophical implications and non-locality beyond Bell’s theorem, thereby critically examining the foundations of Quantum Mechanics. Besides, trying to clarify the state-of-the-art on the above-mentioned enigmatic topics, the lectures elucidate other basic concepts of quantum mechanics such as nonlocality, reality of the wavefunction and the measurement problem.

Content of the lectures

1. de Broglie hypothesis and its deeper meaning
2. The postulates of quantum mechanics
3. On the reality and completeness of quantum mechanics
4. EPR paradox and its relevance
5. Locality and realism of quantum mechanics
6. No-go theorems
7. Towards a modern quantum mechanics: quantum computing and quantum technologies

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DOCENTE: Amata Mercurio (INAF-OAC)

TITOLO: Formazione ed evoluzione delle galassie

DURATA: 10

DESCRIZIONE: (in italiano ed inglese)

• Large scale structures, clustering. Formation and structure of dark matter halos. Baryonic matter and dark matter. Gravitational lensing. Sub-halo mass function. 4h
• Classification of galaxies. Stellar populations and chemical evolution. Statistical properties of falaxies. Scaling laws. Interactions of galaxies and physical mechanisms in the transformation and evolution of galaxies (internal and environmental mechanisms). 6h

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DOCENTE: Alfonso Romano

TITOLO (italiano/inglese): Introduzione alla fisica dei sistemi con correlazioni elettroniche forti / Introduction to strongly correlated electron systems

DURATA: 10 ore

BREVE DESCRIZIONE:

Il corso introduce alle proprietà dei materiali il cui comportamento è dominato dalle interazioni elettrone-elettrone, spesso manifestando un comportamento di tipo isolante laddove il modello a bande ne prevede uno di tipo metallico. Vengono innanzitutto forniti esempi di classi di sistemi che manifestano tale caratteristica (nichelati, vanadati, ecc.), ponendo particolare attenzione ai vari tipi di transizione che per effetto delle correlazioni elettroniche segnano il passaggio da una fase metallica a una isolante. Viene poi introdotto il cosiddetto modello di Hubbard, che è il più semplice dei modelli che tengono esplicitamente conto dell'interazione coulombiana tra elettroni dello stesso atomo. Di tale modello viene anche analizzata la rilevanza in relazione alla fisica dei superconduttori ad alta temperatura critica.

Lo studio viene poi esteso al caso di sistemi contenenti momenti magnetici localizzati provenienti da atomi di terre rare o di attinidi. Tali sistemi presentano anomalie a basse temperature nelle funzioni di risposta per effetto delle correlazioni tra elettroni delle shell di tipo f , nonché delle interazioni tra elettroni di conduzione e momenti localizzati che sono all’origine dell’effetto Kondo e dell’interazione RKKY. Tali sistemi verranno analizzati nell’ambito del cosiddetto modello di Anderson, che rappresenta una generalizzazione del modello di Hubbard al caso di sistemi a due bande ibridizzate.

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The course is an introduction to the properties of materials whose behavior is dominated by electron-electron interactions. These systems often manifest an insulating behavior despite the band model prediction of a metallic ground state. Examples of classes of systems showing this characteristic behavior are given (nickel compounds, vanadium compounds, etc..), with particular attention to those types of metal-insulator transitions specifically driven by electronic correlations. The phenomenon is analyzed within the so-called Hubbard model, which is the simplest model explicitly taking into account the Coulomb interaction between electrons belonging to the same atom. The relevance of this model to the physics of the high critical temperature superconductors is also analyzed.

The study is then extended to the case of systems containing localized magnetic moments which form on rare earth or actinide atoms. Such systems present anomalies at low temperatures in the response functions due to the correlations between f-type shell electrons, as well as to the interaction between conduction electrons and localized moments giving rise to the Kondo effect and the RKKY interaction. The theoretical analysis will be presented in the context of the so-called Anderson model, which represents a generalization of the Hubbard model to the case of a two-band energy spectrum.

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DOCENTE: Antonio Capolupo

TITOLO (italiano/inglese): Teoria quantistica dei campi in spazio-tempo curvo e sue applicazioni / Quantum field theory in curved space time and applications

We introduce the quantum field theory in gravitational backgrounds. The course covers the basic material of quantization of fields on a curved spacetime, including in an expanding universe. We explain particle creation phenomena like the Parker, Unruh and Hawking effects, and introduce the method of effective action used for calculating the backreaction of quantum systems on a classical external gravitational field.

Introduciamo la teoria quantistica dei campi in spazio tempo curvo. Il corso copre gli argomenti di base della quantizzazione dei campi in spazio tempo curvo, incluso in un universo in espansione. Spieghiamo differenti fenomeni di creazione di particelle come gli effetti Parker, Unruh e Hawking e introduciamo il metodo di azione effettiva utilizzato per calcolare la backreaction dei sistemi quantistici su un campo gravitazionale esterno classico.

DURATA: 10 ore

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DOCENTI: Luigi Fusco, Alberto Calivà

TITOLO (italiano/inglese): Metodi avanzati di analisi dati in fisica e astrofisica delle particelle/Advanced methods of data analysis in physics and astrophysics of particles

ll corso si propone di fornire agli studenti una visione approfondita degli approcci statistici utilizzati nell'analisi dei dati in Fisica moderna, con particolare attenzione ai metodi di fit del segnale in presenza di rumore e di incertezze sistematiche. Il programma include un'introduzione teorica alla statistica e alla teoria della probabilità, integrata da numerosi esempi pratici che illustrano l'applicazione delle metodologie di analisi dei dati, sia secondo l'approccio frequentista che quello bayesiano, in vari ambiti della Fisica.

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The objective of this course is to provide students with a comprehensive understanding of statistical methods for data analysis in modern physics. Special emphasis will be placed on signal-extraction techniques and a rigorous treatment of systematic uncertainties. The curriculum includes a theoretical introduction to statistics and probability theory, complemented by practical applications utilizing both frequentist and Bayesian approaches across various areas of physics.

DURATA: 10 ore

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DOCENTI: Antonio Di Bartolomeo

TITOLO (italiano/inglese): Transistori alla nanoscala/Nanoscale transistors

DURATA: 10 ore

Metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (mosfet). (2h)

Nanoscale transistor with ballistic transport: from 1d to 2d to bulk mosfet. (2h)

Scaling and the appearance of short channel effects. (1h)

Ultrathin-body and nanowire field effect transistor. (2h)

Metal-source-drain field-effect transistor. schottky barrier mosfet. (2h)

Devices based on 2d materials.(1h)

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DOCENTI: Cristiano Bozza/Chiara Poiré

TITOLO (italiano/inglese): Database relazionali per la ricerca e Big Data/Relation database for research and big data

In questo corso si vogliono dare le conoscenze base sulla progettazione e la gestione di un database relazionale dedicato a scopi di ricerca. Il corso parte dai rudimenti dei database relazionali e di SQL, concetti di transazione e ACID. Si mostrano i principi della rappresentazione dei dati, le prestazioni, l’ottimizzazione dell’inserimento e dell’accesso. Infine si mostra come un database relazionale può immagazzinare metadati e fungere da catalogo per basi dati molto grandi. Il corso si svolgerà tutto in forma teorico-pratica, con sessioni in laboratorio in cui gli studenti realizzeranno un piccolo progetto sotto la guida dei docenti. Il corso prevede inoltre l’utilizzo di Git per la gestione del software. Verranno inoltre date nozioni di Big Data ed esempi degli strumenti di lavoro relativi. Il corso necessita di conoscenze di base in uno dei seguenti linguaggi: C, C++, C#, Java o Python. Le conoscenze acquisite durante il corso saranno utili sia nell’ambito accademico sia in contesti lavorativi industriali/finanziari/di servizi.

DURATA: 10 ore

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DOCENTI: Ortensia Amoroso, Paolo Capuano, Ferdinando Napolitano

TITOLO (italiano/inglese): Un approccio transdisciplinare nell’azzardo naturale e mitigazione/Transdisciplinary approach in natural hazard and mitigation

Il corso ha l’obiettivo di fornire una comprensione transdisciplinare delle metodologie di valutazione e mitigazione dei rischi naturali, favorendo un approccio integrato per rafforzare la resilienza sociale di fronte alle catastrofi. Attraverso un'analisi dei concetti chiave (rischio, pericolosità, disastro e georischio), i partecipanti esploreranno la comunicazione del rischio e l'impatto della percezione pubblica. Il corso approfondisce il rischio sismico, con focus su monitoraggio, mappe di pericolosità e sistemi di early warning, e il rischio vulcanico, analizzando tecniche di monitoraggio e bollettini vulcanici campani. Inoltre, si esaminano i rischi legati ai cambiamenti climatici, come ondate di calore, alluvioni e siccità.

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The course aims to provide a transdisciplinary understanding of methodologies for assessing and mitigating natural hazards, promoting an integrated approach to strengthen societal resilience to disasters. Through an exploration of key concepts (risk, hazard, disaster, and geohazard), participants will examine risk communication and the impact of public perception. The course delves into seismic risk, focusing on monitoring, hazard mapping, and early warning systems, and volcanic risk, analyzing monitoring techniques and Campanian volcano bulletins (INGV). Additionally, it addresses climate change-related risks, such as heatwaves, floods, and droughts.

DURATA: 20 ore

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DOCENTE: Amata Mercurio

TITOLO (italiano/inglese): L’importanza delle soft skills nella carriera: come migliorare le capacità comunicative/ The importance of soft skills in your career: improving communication skills

Le soft skill sono fondamentali per i ricercatori, come lo sono per lavorare in collaborazione con i colleghi e per relazionarsi con il mondo esterno. Tra queste, una comunicazione efficace è necessaria per presentare i risultati scientifici e avvicinare gli studenti e il grande pubblico alla scienza. Questo corso si pone l’obiettivo di migliorare le capacità comunicative, mostrando come scrivere in modo efficace un articolo scientifico (4 ore), come preparare una presentazione per mostrare i risultati scientifici a un pubblico di esperti (2 ore), come presentare la propria attività di ricerca agli studenti delle scuole secondarie (2 ore), come preparare una conferenza pubblica per il grande pubblico (2 ore). Come esame finale, allo studente verrà chiesto di preparare una presentazione di 15 minuti rivolta agli studenti di scuola secondaria o al pubblico generico.

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Soft skills are crucial for researchers, as well as for working collaboratively with colleagues, and for dealing with the external world. Among these, effective communication is needed to present scientific results and bring students and the general public closer to science.

This course aims to improve communication skills, showing how to effectively write a scientific paper (4 hours), how to prepare a presentation to show the scientific results to an expert audience (2 hours), how to present your research activity to secondary school students (2 hours), how to prepare a public conference for the general public (2 hours).

As a final exam, the student will be asked to prepare a 15-minute presentation addressed to secondary school students or the general public.

DURATA: 10 ore

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DOCENTE: Mario Annunziato

TITOLO (italiano/inglese): Introduzione al controllo ottimo di processi stocastici con l’equazione di Fokker-Planck: tecniche numeriche e teoria /Introduction to optimal control of stochastic processes through the Fokker-Planck equation: theory and numerical methods.

Nel corso viene formulato il problema del controllo ottimo per processi stocastici Markoviani continui tramite l’Equazione di Fokker-Planck ed illustrato un metodo per la risoluzione numerica, con cenni di analisi matematica.

Considerando il cosiddetto moto “browniano”, come esempio fondamentale di processo stocastico, si introducono una funzione di controllo ed un funzionale costo che caratterizzano i problemi di controllo ottimo. Utilizzando la funzione di distribuzione di probabilità, o la sua densità, per rappresentare lo stato statistico di questo moto aleatorio, si arriva alla formulazione del problema di controllo ottimo con l’equazione di Fokker-Planck. Sono forniti dei cenni sui teoremi di esistenza ed unicità delle soluzioni dell’equazione, nonché i metodi numerici per la risoluzione del problema di controllo. Test numerici con metodi di simulazione di Monte Carlo consentono di validare la capacità di controllo ottimo del metodo proposto.

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The course provides the formulation of the optimal control problem for continuous markovian stochastic processes through the Fokker-Planck eqaution, the description of a method for the numerical solution, with hints of mathematical analysis.

As a basic example for the optimal control problem, the “brownian” motion with a control function and cost function is examined. The probability distribution function, or its density, representing the statistical state of this random system allows the formulation of the optimal control problem with the Fokker-Planck equation. Some hints for the existence and uniqueness for the equation solution are given, as well as methods for the numerical solution. Further, Monte Carlo numerical tests validate the ability of the illustrated technique of optimal control for stochastic processes.

DURATA: 10 ore

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DOCENTE: Fabio Madonna

TITOLO (italiano/inglese): Introduzione al telerilevamento dell’atmosfera/Introduction to atmosphere remote sensing

L'insegnamento introdurrà i principi fisici del telerilevamento, la caratterizzazione della risposta dei sensori da satellite in diverse regioni dello spettro elettromagnetico, i concetti di risoluzioni spaziale, spettrale, radiometrica e temporale dei prodotti telerilevati. Saranno trattate le basi matematiche per lo studio dell’interazione tra la radiazione solare e l’atmosfera. Inoltre, saranno introdotte le principali tecniche di osservazione dell'atmosfera terrestre e i relativi algoritmi utilizzati per caratterizzarne le proprietà chimico-fisiche. Saranno infine introdotti esempi pratici di utilizzo dei dati telerilevati.

The course will introduce the physical principles of remote sensing, the characterization of the response of satellite sensors in different regions of the electromagnetic spectrum, the concepts of spatial, spectral, radiometric and temporal resolutions of retreved products. The mathematical basis for the study of the interaction between solar radiation and the atmosphere will be covered. Furthermore, the main observation techniques of the Earth's atmosphere and the related algorithms used to characterize its chemical-physical properties will be introduced. Finally, practical examples of the use of remote sensing data will be provided.

DURATA: 10 ore

SHORT EXTRA COURSES/CORSI EXTRA

DOCENTE: Carla Cirillo (CNR SPIN Salerno)

TITOLO (italiano/inglese): Rivelatori di singolo fotone superconduttivi per applicazioni quantistiche/Superconducting single photon detectors for quantum applications

I rilevatori di singolo fotone (SSPDs) sono un esempio di tecnologia che comprende due aspetti del mondo quantistico: luce quantistica (singoli fotoni) e materia quantistica (superconduttori). I contenuti del corso sono sinteticamente:

1. Concetti Base della Superconduttività (2 ore): definizione di coppie di Cooper, lunghezza di coerenza superconduttiva e di penetrazione magnetica, e parametri critici (temperatura di transizione superconduttiva e corrente critica)
2. Principi di Funzionamento (3 ore): principali modelli, esame delle figure di merito che determinano le performance dei SSPDs (efficienza, tempi caratteristici, dark counts).
3. Materiali Superconduttivi (3 ore): rassegna dei materiali superconduttivi utilizzati in letteratura (stato dell’arte, superconduttori emergenti e design innovativi che promettono miglioramenti significativi in particolari regimi).
4. Applicazioni (2 ore): cenni delle principali applicazioni dei SSPDs nel contesto delle tecnologie quantistiche (computazione, crittografia, comunicazione e metrologia quantistiche).

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Single photon detectors (SSPDs) are an example of technology that encompasses two aspects of the quantum world: quantum light (single photons) and quantum matter (superconductors). The contents of the course are briefly:

1. Basic Concepts of Superconductivity (2 hours): definition of Cooper pairs, superconducting coherence and magnetic penetration lengths, and critical parameters (superconducting transition temperature and critical current)
2. Operating Principles (3 hours): main models, examination of the figures of merit that determine the performance of the SSPDs (efficiency, characteristic times, dark counts).
3. Superconducting Materials (3 hours): review of superconducting materials used in the literature (state of the art, emerging superconductors and innovative designs that promise significant improvements in particular regimes).
4. Applications (2 hours): outline of the main applications of SSPDs in the context of quantum technologies (quantum computation, cryptography, communication and metrology).

DURATA: (10 ore)

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DOCENTE: Guerino Avallone (Dipartimento di Fisica Salerno)

TITOLO (italiano/inglese): Metodi di nanofabricazione in fisica mesoscopica/Nanofabrication methods in mesoscopic physics

Nowadays, nano-fabrication techniques are prominently used in modern Physics. Nano-fabrication can be defined as an assembly process to produce a one-dimensional, two-dimensional, or three-dimensional structure at the nanometer scale. It constitutes one of the most significant advances in modern Physics. Indeed, quantum technologies, the basis of modern Physics, are strictly related to nano-technologies and, thus, to nano-fabrication techniques. Moreover, these processes are used not only in physics-based research but also in the microelectronics industry to produce high-end components and devices, or in medicine, biology, and biopharmaceutic disciplines.

In this course, nano-fabrication techniques are reviewed, starting from physical principles. After an introduction to optical and electronic microscopy technologies necessary to create a general understanding of nano-fabrication and the challenge of creating nanometer size reduction, a review new tools and techniques for the production of nano-structures will be analyzed. These are divided into three major parts: thin film, lithography, and engraving. In particular, thin film deposition, optical lithography, Electron Beam Lithography, Focused Ion Beam Lithography, and etching systems will be the principal techniques throughout this course.

Also, the lectures include two guided laboratory experiences, one optical lithography process and one electron beam lithography process, in the cleanroom at the Department of Physics of the University of Salerno.

DURATA: (10 ore)