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Dottorato nazionale in Tecnologie per la ricerca fondamentale in Fisica e Astrofisica

L'Università di Padova, in collaborazione con il Politecnico e altri nove Atenei, con l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e con l'Istituto Nazionale di Astrofisica, propone il corso di dottorato nazionale 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.

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 dai cinque curricula nei quali è articolato il Dottorato. Fornirà inoltre 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.
Il percorso di dottorato si sviluppa 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.
All'interno del Dottorato, il Politecnico ospiterà una borsa sul tema “La fotonica integrata per lo sviluppo di nuovi strumenti per osservazioni astronomiche”.

Descrizione

L'attività di ricerca proposta riguarda la fotonica integrata e la sua applicazione nell'ambito delle misure astrofisiche, combinando assieme aspetti di fotonica, astrofisica, e tecnologia spaziale. La fotonica integrata e in particolare la "silicon photonics" offre la possibilità di rivoluzionare l'astronomia osservativa. Integrando diversi componenti fotonici (guide d'onda, modulatori, rivelatori, filtri) in un singolo chip, le dimensioni, il peso, e il consumo di potenza degli strumenti di osservazione possono essere significativamente ridotti, rendendo queste tecnologie più efficienti per missioni spaziali. Il progetto di ricerca include investigazioni teoriche, simulazioni numeriche, e caratterizzazioni sperimentali con l'obiettivo di progettare dispositivi fotonici integrati per applicazioni di spettroscopia ad alta risoluzione, "wide-field imaging", polarimetria, e metrologia della frequenza.