Progetto formativo e obiettivi
Il Dottorato di Ricerca in Fisica è organizzato in maniera da fornire a dottorande/i gli strumenti necessari a svolgere attività di ricerca sia in ambito accademico che industriale. Allo stesso tempo crea le condizioni affinché le competenze acquisite durante il percorso formativo possano essere spese anche in ambiti differenti da quelli prettamente di ricerca, quali la terza missione e la didattica a vari livelli. A questo scopo, il progetto si basa su una programmazione di attività specifiche, ma anche multidisciplinari e transdisciplinari, riportate nelle tabelle seguenti (per visualizzare lo storico dell’offerta didattica, si veda la pagina dedicata: DIDATTICA):
Insegnamenti previsti (distinti da quelli impartiti in insegnamenti relativi ai corsi di studio di primo e secondo livello)
| Denominazione dell’insegnamento | Numero di ore totali sull’intero ciclo | Distribuzione durante il ciclo di dottorato (anni in cui l’insegnamento è attivo) | Descrizione del corso | Eventuale curriculum di riferimento | Per i dottorati nazionali: percorso formativo di elevata qualificazione | Verifica finale | Note |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Horizon Europe - how to get funds for your research and innovation projects | 20 | II-III anno | Il corso ha lo scopo di introdurre ai programmi quadro della Comunità Europea e in particolare al programma Horizon Europe, alla sua struttura, ai suoi programmi di lavoro, ai suoi bandi. Fornisce informazioni sul come inquadrare la propria attività di ricerca in questo contesto, gli strumenti per presentare una proposta, i criteri di valutazione, partendo da esempi pratici. Prevede la descrizione in dettaglio della modalità di scrittura di una proposta di successo, approfondendo le tre parti principali: eccellenza, impatto, implementazione. Ogni lezione ha una parte teorica e una parte pratica di esercitazione che consiste nel lavoro in autonomia su proposte di progetto. È prevista l’esposizione di buone pratiche e suggerimenti da parte di ricercatori e ricercatrici dell’Università di Cagliari che hanno ottenuto finanziamenti in questo campo. | Filosofia e storia dei concetti, Logica ed epistemologia, Scienze pedagogiche e psicologiche. | NO | SI | Luigi Raffo, in collaborazione con Federica Guerrini, Silvia Loddo, Daniela Loi, Monica Marini, Emanuela Porru, Simona Scalas |
| Gender Equity in Academia and Research: Policy Tools and Strategies | 20 | I-II-III anno | Il corso ha lo scopo di promuovere tra i dottorandi e le dottorande di qualsiasi area scientifica un'analisi critica dei fenomeni di segregazione orizzontale e verticale che continuano a definire profonde asimmetrie nella distribuzione disciplinare e nei percorsi di carriera tra uomini e donne nel contesto accademico e di ricerca d'eccellenza. Il focus dell'attività formativa prenderà le mosse da quest'analisi di contesto per evidenziare le pratiche e i meccanismi sociali, culturali e organizzativi che producono tali asimmetrie e per esplorare gli strumenti e le strategie di policy attivate su scala locale, nazionale e internazionale, in prospettiva comparata, per contrastare ogni forma di discriminazione basata sul genere e sull'identità di genere e per promuovere la parità, l'inclusione e la valorizzazione delle diversità, in un'ottica intersezionale (es. Gender Equality Plan, Diversity Plan, Bilancio di Genere). Le aree tematiche prioritarie su cui le lezioni verteranno saranno: 1. Equilibrio tra vita privata/familiare/lavorativa e cultura organizzativa 2. Equilibrio di genere nelle posizioni apicali e negli organi decisionali 3. Promozione dell'uguaglianza di Genere nei processi di reclutamento e nelle progressioni di carriera 4. Integrazione della dimensione di genere nella ricerca e nella formazione scientifica 5. Strategie per il contrasto di ogni forma di discriminazione e di ogni espressione della violenza di genere in ambito accademico 6. Promozione di un linguaggio e di una comunicazione gender-sensitive nei contesti universitari e di ricerca | Filosofia e storia dei concetti, Logica ed epistemologia, Scienze pedagogiche e psicologiche | NO | SI | Ester Cois |
| Public speaking per la ricerca | 10 | I-II-III anno | Prevede 4 ore introduttive relative ai principi di comunicazione efficace, gestione della progettazione di un discorso, preparazione dei materiali di supporto preparazione ed esposizione di un argomento di ricerca secondo principi di comunicazione efficace. Queste indicazioni teoriche saranno intervallate da esercitazioni in cui i/le dottorandi/e avranno modo di esercitarsi ad esporre contenuti legati alle loro ricerche in corso. | Filosofia e storia dei concetti; Logica ed epistemologia; Scienze pedagogiche e psicologiche. | NO | SI | Elisabetta Gola, Patrizia Mottola |
| La ricerca scientifica: fonti, strumenti e valutazione | 14 | I-II anno | Introduce i temi della comunicazione scientifica, del diritto d’autore, dell’Open Access, della valutazione della ricerca. Presenta anche i principali strumenti per svolgere ricerche bibliografiche efficaci sulle risorse del settore (modulo differenziato in base al settore disciplinare di afferenza del dottorando). Al termine del corso lo studente avrà una migliore comprensione delle infrastrutture elettroniche di ricerca, degli strumenti e dei servizi disponibili per pubblicare, anche ad accesso aperto, e delle modalità di valutazione della produttività scientifica dei ricercatori. | NO | SI | Luciano Colombo, Dott.ssa Giovanna Frigimelica, esperti e bibliotecari SBA | |
| QCD at hadron colliders | 12 | I-II anno | Il corso intende fornire a dottorandi/e teorici e sperimentali di fisica delle alte energie i concetti base di QCD perturbativa necessari a calcolare sezioni d’urto e/o utilizzare con maggiore consapevolezza i diversi codici numerici disponibili. Al termine del corso, il/la dottorando/a sarà in grado di identificare i diversi elementi di un calcolo teorico perturbativo (sia a ordine fissato sia risommato a tutti gli ordini) e conoscerà le principali tecniche numeriche utilizzate per l’implementazione. | Fisica | NO | NO | Giuseppe Bozzi |
| Machine Learning for Physics | 24 | I-II-III anno | In fisica l’utilizzo di algoritmi di machine learning ha portato a scoperte importanti prima di quanto ci si aspettasse ed e’ sempre più presente in molteplici aree di ricerca, dall’analisi dei dati, la progettazione di rivelatori, la rivelazione di anomalie, alla generazione di simulazioni. Il corso si prefigge l’obiettivo di introdurre ai concetti e alle metodologie di machine learning utilizzate in fisica. | Fisica | NO | SI | Pierluigi Bortignon |
| The Unix/Linux OSS | 6 | I-II anno | L'utilizzo del sistema operativo UNIX e del derivato Linux accomuna la ricerca scientifica in svariati ambiti da decenni. Lo scopo di questo corso è quello di fornire una panoramica dei principali comandi e degli esempi di utilizzo di Linux in ambito di ricerca. | Fisica | NO | NO | Giuseppe Bozzi, Attilio Vittorio Vargiu |
| Statistical Methods for Physics Data Analysis | 12 | I-II anno | La statistica riveste un ruolo fondamentale nella ricerca in tutti gli ambiti sperimentali della fisica e nella fisica computazionale. Il fisico sperimentale è chiamato ad analizzare i dati e a verificare i modelli teorici, mentre il fisico computazionale utilizza tecniche statistiche per simulare e analizzare sistemi complessi. Questo corso si prefigge di fornire agli studenti una solida conoscenza dei concetti di base della statistica e di dotarli degli strumenti necessari per applicare l'analisi statistica ai vari ambiti di ricerca. Particolare rilievo verrà dato ai test statistici e ai metodi di regressione non lineare. | Fisica | NO | NO | Alessandro Riggio |
| How to present your results | 8 | I-II anno | Una rappresentazione grafica dei dati scientifici è tanto più incisiva quanto più è chiara, concisa, e adattabile ai dati e ai risultati che si vogliono esporre. L’obiettivo di questo corso è quello di fornire agli studenti una panoramica ed alcuni esempi di applicazione delle librerie di Python maggiormente utilizzate nella ricerca in fisica. | Fisica | NO | NO | Riccardo Dettori |
| Learning, Teaching, and Communicating Physics | 8 | I-II-III anno | Un’educazione efficace in fisica non consiste semplicemente nel trasmettere formule, ma nel comprendere come gli studenti costruiscono significato, come i docenti progettano ambienti di apprendimento e come le idee scientifiche vengono comunicate in contesti diversi. Il corso propone un’esplorazione fondata sulla ricerca dei processi di apprendimento, insegnamento e comunicazione della fisica, con particolare attenzione ai temi della fisica contemporanea. Attraverso l’analisi di contributi scientifici, casi di studio e la progettazione di sequenze didattiche, i partecipanti svilupperanno strumenti critici e operativi per promuovere un apprendimento significativo, inquiry-based e metodologicamente fondato. | Fisica | NO | NO | Matteo Tuveri |
| History of 20th Century Physics | 8 | I-II-III anno | XLa fisica del XX secolo ha trasformato radicalmente la nostra visione del mondo, ridefinendo concetti fondamentali come spazio, tempo, materia ed energia. Comprendere questa trasformazione significa cogliere non solo i risultati scientifici, ma anche i processi storici, culturali e concettuali che li hanno resi possibili. Il corso propone un’analisi storico-critica della nascita e dello sviluppo della fisica contemporanea, dalla relatività alla meccanica quantistica, fino alle sfide attuali in cosmologia, fisica delle particelle e materia condensata. Attraverso un approccio integrato tra contenuti scientifici e prospettiva storica, i partecipanti saranno guidati a ricostruire le traiettorie concettuali che hanno plasmato la fisica moderna e il suo impatto tecnologico e culturale. | Fisica | NO | NO | Matteo Tuveri |
| Numerical codes for High Energy Physics, | 12 | I-II-III anno | L'utilizzo di codici per simulazioni numeriche è ormai di vitale importanza nella ricerca in fisica delle alte energie. L’obiettivo di questo corso è di fornire agli studenti interessati strumenti allo stato dell’arte per affrontare la costruzione di codici numerici e la simulazione di diverse classi di collisioni a LHC e ai futuri collisori elettrone-protone. | Fisica | NO | NO | Carlo Flore |
| Ground based interferometric gravitational-waves search | 8 | I-II-III anno | Il corso si propone di fornire un’introduzione alla fisica degli interferometri terrestri per la rivelazione delle onde gravitazionali. Verranno introdotti gli aspetti teorici fondamentali: derivazione dell’equazione delle onde gravitazionali a partire dalla relatività generale, possibili sorgenti astrofisiche di onde gravitazionali, e morfologia dei segnali previsti. Il corso illustrerà inoltre i principi di funzionamento degli interferometri terrestri, le principali fonti di rumore e le strategie di mitigazione. Verranno discusse le principali metodologie di analisi dei dati e i metodi di rivelazione delle diverse tipologie di segnale. La parte finale del corso offrirà una panoramica dei risultati ottenuti dalle collaborazioni LVK dal 2015 fino ad oggi: dalla prima rivelazione di onde gravitazionali alla nascita dell’astronomia multimessaggera, passando in rassegna gli eventi osservati e le loro implicazioni astrofisiche e fondamentali. | Fisica | NO | SI | Claudia Lazzaro |
| Multimessenger Astrophysics and Cosmology | 24 | I-II-III anno | Il corso delinea l’evoluzione del cosmo dai fondamenti teorici alle frontiere osservative. Partendo dalla metrica FLRW e dalla legge di Hubble-Lemaître, si analizza la dinamica dell’Universo tramite le equazioni di Friedmann e i suoi costituenti fondamentali, con particolare attenzione alla natura dell'energia oscura e della materia oscura. Il percorso ripercorre la storia termica — dall'inflazione alla nucleosintesi — e indaga l’origine dei relitti cosmici e l'epoca di uguaglianza tra materia ed energia oscura. Un focus centrale è dedicato alla crescita delle perturbazioni, alle anisotropie del fondo cosmico (CMB) e alla struttura su larga scala. La parte finale affronta le tensioni del modello $\Lambda$CDM e introduce l’astronomia delle onde gravitazionali e l'approccio multimessaggero, esplorando le sinergie tra futuri rivelatori e osservazioni elettromagnetiche per testare la fisica fondamentale. | Fisica | NO | SI | R. Murgia and dr. B. Banerjee (GSSI, Italy) |
Altre attività didattiche (seminari, attività di laboratorio e di ricerca, formazione interdisciplinare, multidisciplinare e transdisciplinare)
| Tipo di attività | Descrizione dell’attività (e delle modalità di accesso alle infrastrutture per i dottorati nazionali) |
|---|---|
| Seminari | Dottorande/i del Dottorato in Fisica hanno la possibilità di partecipare ai cicli di seminari organizzati dai vari gruppi di ricerca e dal Dipartimento stesso quali, ad esempio, gli High Energy Physics Colloquia, i Physics Colloquia di recente istituzione, o i corsi tenuti dai Visiting Professor e Visiting Scientist. I seminari sono organizzati in modo da permettere l'accesso anche in remoto a dottorande/i di altri corsi di Dottorato o impegnati nel soggiorno all'estero. I seminari vengono annunciati tramite l'invio di mail a dottorande/i del Dottorato in Fisica e ai coordinatori degli altri Dottorati. È previsto un attestato di partecipazione nel caso in cui il corso di dottorato preveda una forma di rendicontazione dell'attività. |
| Seminari | Dottorande/i del Dottorato in Fisica possono frequentare i corsi seminariali organizzati dal Corso di Laurea in Fisica. Pur essendo corsi indirizzati a studentesse e studenti della Laurea Magistrale in Fisica, essi trattano tematiche di ricerca avanzata. Esempi sono: Elementi di Meteorologia e Oceanografia, Introduzione alla Cosmologia, Machine Learning, Energie rinnovabili, La Fisica applicata ai beni culturali ed alle indagini forensi, Elettronica di frontiera e fisica fondamentale. I corsi seminariali vengono pubblicizzati sulla pagina web del Corso di Laurea in Fisica e tramite mail a dottorande/i del Dottorato in Fisica e ai coordinatori degli altri Dottorati. Il riconoscimento della frequenza del corso deve essere accompagnato dal superamento di una prova finale concordata con il docente. |
La struttura stessa del Collegio, che copre in maniera completa gli ambiti della fisica sperimentale e teorica delle interazioni fondamentali e della materia, dell’astrofisica e della fisica applicata, permette a dottorande/i di acquisire competenze avanzate nella ricerca di punta in vari settori, insieme alle specifiche modalità di condurre e gestire un progetto di ricerca. Per quanto riguarda attività più specificatamente legate alla didattica in generale e a quella della fisica in particolare, il Dottorato di Ricerca in Fisica si avvale del contributo di insegnamenti tenuti all’interno del Corso di laurea Magistrale in Fisica e, dal XL ciclo, di un’offerta formativa a livello dottorale
Le/i dottorande/i sono inserite/i in collaborazioni nazionali ed internazionali, le quali garantiscono un’interazione ed un confronto continui con altre realtà, in ultimo promuovendo l’acquisizione di capacità di organizzare ed espositive (realizzare presentazioni, redigere report e articoli incentrati sui risultati della ricerca).
Il sistema di Dottorato dell’Università degli Studi di Cagliari è integrato nella strategia di Ateneo HRS4R (Human Resources Strategy for Researchers) quale quadro di riferimento strutturale per l’allineamento agli standard europei in materia di formazione alla ricerca e valorizzazione del capitale umano scientifico. In ambito dottorale, l’attuazione dell’Action Plan HRS4R si traduce in azioni specifiche quali l’adozione sistematica di procedure di reclutamento aperte, trasparenti e merit-based (OTM-R), la formalizzazione di criteri di supervisione responsabile e la promozione di ambienti di ricerca improntati a integrità, inclusione, parità di genere e benessere organizzativo.
Obiettivi del corso
Il Dottorato di Ricerca in Fisica si pone i seguenti obiettivi formativi:
1. COMPLETAMENTO DELLA CULTURA DI BASE IN FISICA – obiettivo perseguito attraverso l’istituzione di corsi, cicli di seminari e ulteriori attività didattiche a livello post-lauream.
2. ADDESTRAMENTO AL LAVORO DI RICERCA – obiettivo perseguito attraverso l’assegnazione a ciascun/a dottorando/a di almeno un docente-guida (Tutore) che ne supervisioni regolarmente e puntualmente l’attività di ricerca, indirizzandolo/a verso temi di attualità e curandone il completamento della preparazione professionale (inserimento in collaborazioni nazionali e/o internazionali, partecipazione a scuole scientifiche, workshop e congressi, redazione di rapporti interni e articoli scientifici).
3. SVOLGIMENTO DI UNA ORIGINALE ATTIVITÀ DI RICERCA – obiettivo perseguito attraverso progetti all’interno dei quali collocare l’attività di ricerca di ciascun/a dottorando/a. Essi sono tenuti a: (i) svolgere lavoro di ricerca originale; (ii) pubblicarne i risultati su riviste nazionali ed internazionali; (iii) comunicarne i contenuti, sia attraverso relazioni interne (consuntivi di attività e presentazione di un seminario al termine di ciascun anno) sia esterne (partecipazione a congressi e meeting di collaborazione nazionali o internazionali).
4. ATTITUDINE A GESTIRE UN’ATTIVITÀ DI RICERCA – obiettivo perseguito attraverso l’offerta di corsi specifici per la stesura di progetti di ricerca e la gestione della proprietà intellettuale.
5. ACCESSO A COMPETENZE UTILIZZABILI IN AMBITI DIFFERENTI DA QUELLI SPECIFICI DELLA RICERCA – obiettivo perseguito attraverso incontri periodici con dottori di ricerca attivi in campi legati alla terza missione.
Sbocchi occupazionali e professionali previsti
La realtà italiana prevede per il dottore di ricerca in Fisica lo sbocco naturale nel mondo della ricerca, non avendo il mondo industriale italiano colto appieno, almeno finora, le potenzialità delle suddette figure. Nonostante questa limitazione, le conoscenze e le attitudini dei dottori di ricerca in fisica sono ben riconosciute dal mondo accademico italiano e internazionale, come risulta dalla notevole percentuale, tra loro, di impiegati all’interno di Università, enti e centri di ricerca. Inoltre, il coinvolgimento del Dipartimento e del Dottorato in progetti di ricerca con una forte presenza e valenza industriali comporta una solida connessione con il mondo dell’industria. In questo contesto si vedano i progetti INFN e/o INAF, quali quelli associati ad esperimenti al CERN, all’esperimento ARIA, alla progettazione dell’Einstein Telescope, il SRT-Sardinian Radio Telescope, le iniziative europee, quali il progetto RESET dell’European Innovation Partnership, i progetti IMI-Innovative Medicine Initiative e DN-Marie Curie.
I dottori di ricerca in Fisica dell’Università di Cagliari sono stati e sono inoltre coinvolti in attività di divulgazione ed editoriali di alto livello, a conferma di una notevole predisposizione ad utilizzare le proprie competenze in ambiti differenti dalla ricerca. Esempi sono proprio l’assunzione di dottori di ricerca nella Sezione dedicata alla divulgazione della Fondazione Bruno Kessler e nell’Editorial Office di Nature Communications.