Il corso "Superconductivity and Quantum Materials Science" appartiene alle attività formative del curriculum di Quantum Science and Technology del Corso di Laurea Magistrale in Engineering Physics. Questo modulo consente allo studente di acquisire la conoscenza e la comprensione dei concetti fondamentali e applicativi della scienza dei materiali quantistici e della superconduttività.
Gli studenti riceveranno una panoramica su diverse classi di materiali quantistici, materiali con proprietà non convenzionali, che stanno già avendo un impatto significativo sulla nostra vita quotidiana. Ad esempio, i materiali quantistici sono presenti in tecnologie comuni come le risonanze magnetiche ospedaliere, che utilizzano superconduttori, e i dischi rigidi, che impiegano sensori a magnetoresistenza gigante. Tali proprietà non convenzionali sono la diretta manifestazione, su scala macroscopica, degli effetti della meccanica quantistica, senza la quale non è possibile nemmeno modellizzare in modo approssimativo questi materiali.
Tra le proprietà non convenzionali, si darà particolare enfasi alla superconduttività. Tale proprietà della materia presenta enormi potenzialità: si spera che il suo sfruttamento possa portare in un futuro anche prossimo a soluzioni innovative senza precedenti in chiave sostenibilità, che è una delle missioni del Dipartimento di Scienze Molecolari e Nanosistemi. Soltanto a titolo di esempio, la superconduttività consente il trasporto di elettricità senza perdite di energia, potenziando l'efficienza dei sistemi di distribuzione elettrica. Inoltre, ha applicazioni rilevanti nei trasporti, come i treni a levitazione magnetica, che promettono trasporti più veloci e meno inquinanti. La ricerca di materiali superconduttori con temperature critiche più vicine alla temperatura ambiente è una delle frontiere più promettenti per rivoluzionare la tecnologia e ridurre l'impatto ambientale.
Il corso affronta quindi argomenti di punta nella ricerca in corso non solo nel Dipartimento, ma più in generale nella comunità scientifica contemporanea - in primis della fisica della materia condensata - sia di base che applicata. Attraverso questo corso, gli studenti svilupperanno competenze teoriche per comprendere i materiali quantistici e analizzare i modelli fondamentali e le proprietà dei superconduttori. Inoltre, il corso includerà lo studio di alcune moderne tecniche sperimentali comunemente utilizzate per la caratterizzazione e l'analisi di questi materiali.
Alla fine del corso, gli studenti saranno in grado di sviluppare un pensiero critico sulla letteratura scientifica contemporanea e potranno contribuire attivamente all'innovazione tecnologica e scientifica nel campo dei materiali quantistici.
Gli studenti riceveranno una panoramica su diverse classi di materiali quantistici, materiali con proprietà non convenzionali, che stanno già avendo un impatto significativo sulla nostra vita quotidiana. Ad esempio, i materiali quantistici sono presenti in tecnologie comuni come le risonanze magnetiche ospedaliere, che utilizzano superconduttori, e i dischi rigidi, che impiegano sensori a magnetoresistenza gigante. Tali proprietà non convenzionali sono la diretta manifestazione, su scala macroscopica, degli effetti della meccanica quantistica, senza la quale non è possibile nemmeno modellizzare in modo approssimativo questi materiali.
Tra le proprietà non convenzionali, si darà particolare enfasi alla superconduttività. Tale proprietà della materia presenta enormi potenzialità: si spera che il suo sfruttamento possa portare in un futuro anche prossimo a soluzioni innovative senza precedenti in chiave sostenibilità, che è una delle missioni del Dipartimento di Scienze Molecolari e Nanosistemi. Soltanto a titolo di esempio, la superconduttività consente il trasporto di elettricità senza perdite di energia, potenziando l'efficienza dei sistemi di distribuzione elettrica. Inoltre, ha applicazioni rilevanti nei trasporti, come i treni a levitazione magnetica, che promettono trasporti più veloci e meno inquinanti. La ricerca di materiali superconduttori con temperature critiche più vicine alla temperatura ambiente è una delle frontiere più promettenti per rivoluzionare la tecnologia e ridurre l'impatto ambientale.
Il corso affronta quindi argomenti di punta nella ricerca in corso non solo nel Dipartimento, ma più in generale nella comunità scientifica contemporanea - in primis della fisica della materia condensata - sia di base che applicata. Attraverso questo corso, gli studenti svilupperanno competenze teoriche per comprendere i materiali quantistici e analizzare i modelli fondamentali e le proprietà dei superconduttori. Inoltre, il corso includerà lo studio di alcune moderne tecniche sperimentali comunemente utilizzate per la caratterizzazione e l'analisi di questi materiali.
Alla fine del corso, gli studenti saranno in grado di sviluppare un pensiero critico sulla letteratura scientifica contemporanea e potranno contribuire attivamente all'innovazione tecnologica e scientifica nel campo dei materiali quantistici.
- Teacher: Riccardo ARPAIA