Tecnologie per la ricerca fondamentale in Fisica e Astrofisica

Corso di dottorato in

Tecnologie per la ricerca fondamentale in Fisica e Astrofisica

Area tematica Scienze matematiche, fisiche, naturali e ingegneristiche

Durata 3 anni

Lingua Inglese

Coordinatore del corso Mosè Mariotti

Sito web

Collegio docenti

L'Università di Padova propone il corso di dottorato in “Tecnologie per la ricerca fondamentale in Fisica e Astrofisica”, un corso di dottorato a carattere fortemente multidisciplinare che mira allo sviluppo di competenze ed abilità tecnologiche ed ingegneristiche che sono parte integrante della ricerca fondamentale sperimentale in Fisica e Astrofisica.

Approfondimento

Obiettivi del corso

Il corso di dottorato di ricerca “Tecnologie per la ricerca fondamentale in Fisica e Astrofisica” ha come obiettivo quello di offrire un percorso multidisciplinare su tecnologie necessarie alla ricerca di base. La realizzazione di grandi progetti scientifici nel campo della Fisica e dell'Astrofisica ha potuto sempre contare in una feconda collaborazione fra enti di ricerca e università, che ha travalicato i confini dei dipartimenti di Fisica. Gli sviluppi tecnologici hanno infatti stimolato l'interazione con dipartimenti universitari di Ingegneria e di altre discipline tecnologiche che hanno fornito contributi preziosi mettendo in gioco le proprie competenze specifiche e hanno nello stesso tempo beneficiato del coinvolgimento in sviluppi di frontiera promossi da comunità scientifiche di ampio respiro a livello nazionale e internazionale.

L'importanza delle competenze tecnologiche ha portato gli enti ad introdurre già da tempo, accanto a quella dei ricercatori, la figura dei tecnologi che lavorano a stretto contatto con i primi e ne condividono le stesse prospettive di carriera. Recentemente, con la legge 79/2022, si introduce e disciplina la figura del tecnologo a tempo indeterminato anche nell'università. Tuttavia, mentre la formazione dei ricercatori avviene nell'ambito dei relativi dottorati disciplinari, la formazione di tecnologi per progetti scientifici non di Ingegneria, richiede percorsi che affiancano alla specializzazione e alla ricerca tecnologica l'applicazione a settori e problematiche del tutto nuovi per lo studente.

La domanda sempre crescente, da parte del panorama industriale, di figure competenti in grado di seguire sia lo sviluppo tecnologico delle industrie colto a supportare le richieste sempre più complesse della strumentazione tecnologica, che il successivo trasferimento industriale per applicazioni “civili”, impone la creazione di una figura di riferimento in grado di comunicare a pari livello sia col mondo della ricerca che con quello industriale.

Per colmare tale lacuna, l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e l'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) stanno promuovendo l'istituzione del corso di dottorato in “Tecnologie per la ricerca fondamentale in Fisica e Astrofisica”. La proposta si rivolge principalmente a neolaureati ingegneri o informatici con un'offerta formativa multidisciplinare che mira alla formazione di giovani e qualificati ricercatori e tecnologi, con competenze ed abilità tecnologiche ed ingegneristiche che sono parte fondamentale ed integrante della ricerca fondamentale sperimentale. Tali competenze sono essenziali per dare una risposta alla continua necessità di trovare soluzioni innovative ed efficaci che permettano alla ricerca in Fisica e Astrofisica di avanzare.

Il percorso di dottorato proposto, organizzato su cinque curricula, permette quindi una formazione complementare e multidisciplinare su tutti gli ambiti su cui la ricerca sperimentale in Fisica e Astrofisica si appoggia.

L'obiettivo primario del corso è pertanto quello di formare futuri professionisti in ambito tecnologico con una visione multidisciplinare, pronti ad affrontare le sfide degli esperimenti alla frontiera della conoscenza con soluzioni innovative ed efficaci. I dottori di ricerca così formati potranno quindi agire da protagonisti e, in stretta collaborazione con i fisici e astronomi, guidare l'avanzamento della tecnologia con ruoli di sviluppo, coordinamento e di dirigenza, sia nell'ambito accademico che in quello industriale.

Il carattere fortemente trans- e multidisciplinare del percorso dottorale, nonché l'interazione tra dottorandi con bagagli culturali e formazione diversificate, contribuirà a formare futuri professionisti ed operatori in grado di affrontare con un approccio integrale e versatile le sfide, anche di natura metodologica e procedurale, poste dalle problematiche della ricerca di frontiera.

Infine, ulteriore obiettivo del dottorato di ricerca è quello di fortificare le sinergie già esistenti tra gli atenei e gli enti di ricerca partecipanti al dottorato per aumentare la competitività a livello internazionale e per diventare punto di riferimento e di attrazione per studenti dell'ambito tecnologico a livello mondiale.

Attività formative

Il progetto formativo si basa sullo sviluppo di un programma di ricerca originale e rilevante per l'avanzamento delle conoscenze nel settore delle tecnologie per la ricerca fondamentale in Fisica e Astrofisica e si sviluppa su varie tematiche previste in uno dei cinque curricula nei quali è articolato il Dottorato.

Lo sviluppo del progetto di ricerca da parte dell'allievo o dell'allieva dovrà avere caratteristiche di elevata interdisciplinarità, in linea con gli obiettivi formativi del corso di dottorato. Il dottorando o la dottoranda, oltre a seguire corsi di formazione di elevata qualificazione, avrà come supervisore un docente del curriculum di appartenenza e come co-supervisore un docente dell'ambito di ricerca in Fisica o Astrofisica al quale appartiene il progetto di ricerca.

Ricercatori e ricercatrici degli enti di ricerca coinvolti potranno svolgere il ruolo di supervisore. Particolare attenzione sarà data al coinvolgimento di candidate donne.

Il programma formativo fornirà un bagaglio di strumenti e competenze che permetteranno di svolgere un ruolo da protagonista dell'innovazione nell'ambito delle tecnologie di punta utilizzate nella ricerca sia pubblica che privata e nel trasferimento di tali tecnologie verso la filiera produttiva nazionale.

Linee di ricerca

Il percorso di dottorato si svilupperà su cinque curricula, con l’obiettivo di coprire tutte le aree tematiche di interesse:

Meccanica, riguarda l'impiego e lo sviluppo di metodologie e tecnologie avanzate nei settori della produzione additiva, dei materiali, della criogenia, dell'ultra-alto vuoto, della metrologia, della meccatronica e delle simulazioni ed analisi multi-fisiche.
Elettronica, si focalizza su tematiche di microelettronica analogica e digitale per lettura di rivelatori, reti di sensori e rivelatori, elettrodinamica, magnetismo, elettronica resistente alle radiazioni, elettronica a radiofrequenza per rivelatori, elettronica di potenza per rivelatori, elettronica per sistemi di controllo, diagnostica e sicurezza di acceleratori e rivelatori, sistemi di radiocomunicazione.
Sistemi di Calcolo e Informatica, verte sull'implementazione di tecnologie di calcolo e reti, metodi e applicazioni di supercomputing, Big Data, archivi e uso di AI.
Rivelatori, Laser e Ottica raccoglie le tecnologie per i rivelatori di radiazione, per rivelatori ottici, infrarossi e ad alte energie, tecnologie laser, ottiche e optomeccaniche.
Elettrotecnica ed Elettrotecnica per acceleratori, incentrato sulle tecnologie applicate alla realizzazione di campi elettromagnetici di estrema intensità per gli acceleratori, che comprendono elettromagneti, cavità a radiofrequenza e sistemi di trasmissione, operanti in particolare in regime di superconduttività, magneti permanenti e sistemi di alimentazione ad alte prestazioni.

Profilo professionale

Il dottorato di ricerca in “Tecnologie per la ricerca fondamentale in Fisica e Astrofisica” adotta un approccio spiccatamente trans- e multidisciplinare per introdurre, per la prima volta nel panorama nazionale, un percorso formativo post-laurea per le figure professionali che possano garantire lo sviluppo di frontiera delle tecnologie per la ricerca sperimentale. Gli esperti così formati avranno tutte le conoscenze e competenze necessarie per affrontare, con versatilità e con approccio integrale e interdisciplinare, gli aspetti della progressione tecnologica della ricerca di base.

L'obiettivo, pertanto, è quello di preparare dottori di ricerca che possano accompagnare da protagonisti, a livelli quadro e/o dirigenziali, lo sviluppo della ricerca fondamentale in Fisica e Astrofisica alla frontiera della conoscenza, sia nel mondo accademico che in quello industriale.

Va evidenziato che l'innovatività della proposta non si limita al contesto nazionale ma significa un importante passo avanti anche per la ricerca in Fisica e Astrofisica a livello internazionale. Infatti, la grande maggioranza degli esperimenti dell'ambito scientifico di riferimento si svolge in collaborazioni internazionali e i siti sperimentali si trovano in tutte le parti del mondo. Così ci sono molteplici sbocchi professionali dei profili formati in questo corso di dottorato di ricerca anche a livello internazionale.

L'erogazione in lingua inglese di tutti i corsi proposti all'interno del percorso permette l'accesso al corso non solo per laureati italiani ma attirerà laureati da tutto il mondo. La struttura del corso di dottorato prevede che lo studente venga inserito in uno dei cinque curricula, in base al progetto di ricerca presentato e approvato dal collegio dei docenti, all'interno del quale egli acquisirà e approfondirà le competenze e conoscenze di pertinenza dell'indirizzo scelto. Tuttavia, proprio per soddisfare le esigenze di carattere spiccatamente interdisciplinare, conseguire gli obiettivi formativi prefissati e formare una figura professionale con competenze sia tecnologiche che dell'ambito sperimentale di riferimento, è previsto che lo studente di dottorato segua ore formative anche su argomenti di Fisica e Astrofisica.

Inoltre, il coinvolgimento di docenza internazionale, previsto durante le scuole programmate per i dottorandi, garantirà una formazione di ampio respiro e permetterà ai dottorandi di formare competenze e abilità complementari e diversificate per affrontare tutti gli aspetti tecnologici della ricerca di base nei più svariati campi di applicazione.

La preparazione dei dottori di ricerca del corso in “Tecnologie per la ricerca fondamentale in Fisica e Astrofisica” aprirà loro prospettive concrete di sbocco professionale prima di tutto presso enti e istituzioni di ricerca sia nazionali che a livello internazionale, data la forte visibilità di cui potranno godere i dottorandi presso i maggiori centri di ricerca europei attraverso la partecipazione in collaborazioni scientifiche internazionali. L'acquisizione di competenze in applicazioni tecnologiche di frontiera, tipiche delle attività di ricerca che competono a livello internazionale, e l'esperienza acquisita in attività di sviluppo svolte in collaborazione con l'industria, creerà poi opportunità interessanti di impiego presso le aziende e costituirà un elemento di valorizzazione professionale di notevole importanza per la loro carriera professionale. Avrà anche una funzione strategica per il paese, creando figure nuove e dinamiche in grado - in modo naturale e diretto - di favorire il trasferimento di conoscenze e tecnologie dagli enti pubblici vigilati e dalle università verso la filiera produttiva nazionale.