{"id":627,"date":"2022-05-28T00:15:21","date_gmt":"2022-05-27T22:15:21","guid":{"rendered":"https:\/\/www.df.unipi.it\/ricerca\/?page_id=627"},"modified":"2023-06-10T11:24:30","modified_gmt":"2023-06-10T09:24:30","slug":"condensed-matter-physics","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.df.unipi.it\/ricerca\/aree-di-ricerca\/condensed-matter-physics\/","title":{"rendered":"Fisica della Materia"},"content":{"rendered":"\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1110\" height=\"666\" src=\"https:\/\/www.df.unipi.it\/ricerca\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2023\/03\/02-1110x666.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-1505\" srcset=\"https:\/\/www.df.unipi.it\/ricerca\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2023\/03\/02-1110x666.jpg 1110w, https:\/\/www.df.unipi.it\/ricerca\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2023\/03\/02-720x432.jpg 720w, https:\/\/www.df.unipi.it\/ricerca\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2023\/03\/02-768x461.jpg 768w, https:\/\/www.df.unipi.it\/ricerca\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2023\/03\/02-1536x922.jpg 1536w, https:\/\/www.df.unipi.it\/ricerca\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2023\/03\/02.jpg 1920w\" sizes=\"auto, (max-width: 1110px) 100vw, 1110px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p>L\u2019area di Fisica della Materia \u00e8 andata incontro negli ultimi anni ad un significativo <strong>rinnovamento dei laboratori e alla riorganizzazione delle attivit\u00e0 di ricerca<\/strong>, coincisi con un\u2019importante politica di reclutamento. Gli obiettivi scientifici del Dipartimento di Fisica dell&#8217;Universit\u00e0 di Pisa coprono le direzioni pi\u00f9 attuali della ricerca sia fondamentale sia di alto valore tecnologico, sfruttando un approccio multidisciplinare fortemente integrato tra teoria ed esperimento, e basato sulle sinergie tra i vari gruppi e con gli enti di ricerca del territorio, in particolare CNR e INFN.<\/p>\n\n\n\n<p>Le attivit\u00e0 principali possono essere articolate in cinque linee generali, con forti interazioni e intersezioni trasversali:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>tecnologie quantistiche;<\/li>\n\n\n\n<li>plasmi;<\/li>\n\n\n\n<li>fotonica ed elettronica di frontiera;<\/li>\n\n\n\n<li>nanomateriali;<\/li>\n\n\n\n<li>soft-matter, biosistemi e complessit\u00e0.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>La scelta di queste direttrici si basa anche sulle competenze storicamente presenti nel Dipartimento, che vanta esperienze pluri-decennali nell\u2019ambito dell\u2019ottica (classica e quantistica) di sistemi atomici, molecolari e solidi, della fisica dei laser in tutte le loro declinazioni e dei plasmi, dello studio dei gas di atomi freddi in regimi quantistici, delle spettroscopie dielettriche e magnetiche applicate anche a materiali polimerici, delle microscopie atomiche e di campo prossimo.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Tecnologie quantistiche<\/h3>\n\n\n\n<p>Individuate a livello europeo e nazionale come la strada maestra per la prossima rivoluzione tecnologica, le tecnologie quantistiche vedono l\u2019area di Fisica della Materia impegnata in importanti direzioni che comprendono: le metodologie di controllo, simulazione e manipolazione dell\u2019informazione quantistica in sistemi coerenti sia atomici sia a stato solido; lo studio di sistemi per batterie quantistiche nonch\u00e9 dell\u2019irreversibilit\u00e0 e dei fenomeni di invecchiamento nei cicli di carica e scarica; la teoria degli interferometri atomici e pi\u00f9 in generale di fenomeni fondamentali e sistemi metrologici, la \u201cgamification\u201d di problemi quantistici, i sistemi hamiltoniani a basso rumore per sensori e orologi quantistici; lo sviluppo di standard elettrici riconfigurabili; l\u2019indagine degli effetti del campo di vuoto su reazioni chimiche e trasporto di carica\/energia.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1920\" height=\"999\" src=\"https:\/\/www.df.unipi.it\/ricerca\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2023\/05\/09-1-3.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-1996\"\/><figcaption class=\"wp-element-caption\">(a) Conduction band diagram and Wannier-Stark states for a quantum well design. (b) Reciprocal space map. (c) Comparison of measured and simulated (004) XRD data. (d, e) Electron micrographs of the heterostructure. <a href=\"https:\/\/doi.org\/10.1063\/5.0041327\">Appl. Phys. Lett. 118, 101101 (2021).<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Plasmi<\/h3>\n\n\n\n<p>La fisica dei plasmi studia il comportamento collettivo di sistemi di particelle cariche in cui le collisioni sono deboli o trascurabili. La principale direzione di ricerca riguarda la modellizzazione della dinamica non-lineare di plasmi tramite la comprensione di fenomeni fisici fondamentali (turbolenza, riconnessione magnetica, processi \u201cdissipativi\u201d, effetti cinetici) che sono cruciali nella descrizione dei plasmi spaziali, ma di quelli artificiali da laboratorio (fusione). Vengono inoltre studiate l\u2019interazione dei plasmi con campi elettromagnetici di alta intensit\u00e0, alcune applicazioni (acceleratori laser-plasma, motori al plasma), e le tecniche di fluorescenza per la caratterizzazione sperimentale.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large is-resized\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.df.unipi.it\/ricerca\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2023\/03\/17fin-2-756x1024.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-1577\" width=\"378\" height=\"512\" srcset=\"https:\/\/www.df.unipi.it\/ricerca\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2023\/03\/17fin-2-756x1024.jpg 756w, https:\/\/www.df.unipi.it\/ricerca\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2023\/03\/17fin-2-517x700.jpg 517w, https:\/\/www.df.unipi.it\/ricerca\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2023\/03\/17fin-2-768x1040.jpg 768w, https:\/\/www.df.unipi.it\/ricerca\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2023\/03\/17fin-2.jpg 1012w\" sizes=\"auto, (max-width: 378px) 100vw, 378px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Solar wind interaction with the magnetosphere, 3D rendering of Kelvin-Helmholtz vortices. Blue\/red colors represent the magnetosphere\/solar wind plasma. The colored vertical lines represent the magnetic field. Credit: Silvia Ferro.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Fotonica ed elettronica di frontiera<\/h3>\n\n\n\n<p>In questo settore abilitante per eccellenza del progresso scientifico-tecnologico recente, le ricerche sono finalizzate allo sviluppo di dispositivi innovativi (sorgenti, rivelatori, modulatori, etc.) operanti in regioni spettrali ancora non sfruttate (ad es. Terahertz e sub-mm a cavallo tra elettronica e fotonica), alla crescita e studio di cristalli per il raffreddamento laser e la realizzazione di sorgenti a stato solido anche per applicazioni metrologiche, all\u2019implementazione di sensoristica opto-elettronica avanzata (sensori in fibra, giroscopi, sensori inerziali, etc.), allo studio di micro e nanosistemi optomeccanici classici e quantistici, allo sviluppo di dispositivi ottici\/elettronici organici, flessibili o in sistemi disordinati, all\u2019elettronica in materiali a bassa dimensionalit\u00e0 ed in sistemi ibridi mesoscopici.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1819\" height=\"1920\" src=\"https:\/\/www.df.unipi.it\/ricerca\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2023\/05\/S01-1-2.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-2007\"\/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Top figures: A SNOM probe collects the optical near field at the surface of a laser textured stainless-steel sample. Optomechanics: Mechanical modes of a membrane illuminated upon light illumination. Bottom figures: A micromechanical bolometer based on silicon nitride trampoline membranes as broad-range detector down to sub-THz frequencies. <a href=\"https:\/\/doi.org\/10.1021\/acsphotonics.1c01273\">ACS Photonics 9, 360 (2022).<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Nanomateriali<\/h3>\n\n\n\n<p>La possibilit\u00e0 di progettare e realizzare materiali artificiali con controllo e precisione nanometrica su composizione e dimensioni, e quindi con propriet\u00e0 e funzionalit\u00e0 altrimenti non ottenibili, apre enormi possibilit\u00e0 negli ambiti pi\u00f9 disparati, dall\u2019industria manifatturiera alla sostenibilit\u00e0 energetica e green economy, alla medicina. In questo ambito le ricerche qui condotte comprendono: nanomateriali termoelettrici e piezoelettrici (nanofibre) per l\u2019estrazione di energia dall\u2019ambiente; studio del grafene e di altri materiali 2D per l\u2019ingegnerizzazione delle deformazioni e l\u2019utilizzo come sensori di parametri fisico-chimici; nanocristalli laser, plasmonica e applicazioni delle microscopie di campo prossimo; metasuperfici e metamateriali ottici anche realizzati con tecniche di stampa 3D.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1110\" height=\"298\" src=\"https:\/\/www.df.unipi.it\/ricerca\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2023\/05\/18-1-1110x298.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-2019\" srcset=\"https:\/\/www.df.unipi.it\/ricerca\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2023\/05\/18-1-1110x298.png 1110w, https:\/\/www.df.unipi.it\/ricerca\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2023\/05\/18-1-720x193.png 720w, https:\/\/www.df.unipi.it\/ricerca\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2023\/05\/18-1-768x206.png 768w, https:\/\/www.df.unipi.it\/ricerca\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2023\/05\/18-1-1536x412.png 1536w, https:\/\/www.df.unipi.it\/ricerca\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2023\/05\/18-1.png 1548w\" sizes=\"auto, (max-width: 1110px) 100vw, 1110px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Left: Scheme of pump\u2212probe experiment on single-layer graphene coupled to electrodes. Right: Interband absorption of a NIR probe pulse (vertical blue arrow) within the graphene Dirac cones populated at equilibrium up to the Fermi energy (EF, gray filling). The three sketches correspond to (a) EF at the Dirac point, (b,c) moderate n-doping with EF (b) below and (c) above the threshold for interband probe absorption. <a href=\"https:\/\/doi.org\/10.1021\/acsnano.1c04937\">ACS Nano 16, 3613 (2022)<\/a>.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1110\" height=\"401\" src=\"https:\/\/www.df.unipi.it\/ricerca\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2023\/05\/Lab2a_v4-1110x401.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-2050\" srcset=\"https:\/\/www.df.unipi.it\/ricerca\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2023\/05\/Lab2a_v4-1110x401.jpg 1110w, https:\/\/www.df.unipi.it\/ricerca\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2023\/05\/Lab2a_v4-720x260.jpg 720w, https:\/\/www.df.unipi.it\/ricerca\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2023\/05\/Lab2a_v4-768x277.jpg 768w, https:\/\/www.df.unipi.it\/ricerca\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2023\/05\/Lab2a_v4-1536x554.jpg 1536w, https:\/\/www.df.unipi.it\/ricerca\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2023\/05\/Lab2a_v4.jpg 2000w\" sizes=\"auto, (max-width: 1110px) 100vw, 1110px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Temperature dependence of supercurrent in a Dayen nanobridge Nb Josephson junction. <a href=\"https:\/\/doi.org\/10.1021\/acs.nanolett.1c03481\">Nano Letters 21, 10309 (2021)<\/a>. Devices are measured in a closed-cycle cryostat equipped with optical access.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Soft-matter, biosistemi e complessit\u00e0<\/h3>\n\n\n\n<p>Lo studio dei sistemi lontani dall\u2019equilibrio, disordinati o che comunque richiedono una trattazione \u201ccollettiva\u201d rappresenta uno degli ambiti pi\u00f9 interdisciplinari e di ampio impatto della fisica recente. In questo ambito le ricerche condotte investono: la fisica di polimeri e hydrogel e applicazioni connesse (micro\/nano-fluidica, invecchiamento dei materiali, etc.), la transizione vetrosa e i fenomeni di cristallizzazione; la dinamica di proteine ed altre molecole di interesse biologico e lo sviluppo\/impiego di microscopia a superrisoluzione; sistemi e network caotici e\/o non-lineari (reti neurali, network sociali ed economici, fisica del clima).<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1920\" height=\"554\" src=\"https:\/\/www.df.unipi.it\/ricerca\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2023\/05\/S02-2.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-2008\"\/><figcaption class=\"wp-element-caption\">3D reconstruction of extracellular vesicles internalized by&nbsp; chondrocytes, imaged by confocal microscopy. <a href=\"https:\/\/doi.org\/10.7150\/thno.77597\">Theranostics 13, 1470-1489 (2023).<\/a><\/figcaption><\/figure>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>L\u2019area di Fisica della Materia \u00e8 andata incontro negli ultimi anni ad un significativo rinnovamento dei laboratori e alla riorganizzazione&hellip;<\/p>\n<p><a class=\"btn btn-dark btn-sm unipi-read-more-link\" href=\"https:\/\/www.df.unipi.it\/ricerca\/aree-di-ricerca\/condensed-matter-physics\/\">Leggi tutto&#8230;<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"parent":622,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"class_list":["post-627","page","type-page","status-publish","hentry"],"acf":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v27.3 - 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