Springer Verlag: Fisica e astronomia

Il libro intende fornire le conoscenze teoriche e fenomenologiche di base della struttura della materia a livello subatomico, presentando in maniera coordinata concetti e caratteristiche della fisica nucleare e della fisica delle particelle elementari. Partendo da un livello di base (nomenclatura, classificazione, tecniche di accelerazione e di rivelazione delle particelle elementari), si passano in rassegna le proprietà delle interazioni fondamentali (elettromagnetica, debole e forte). Vengono descritti poi i risultati che confermano il Modello Standard del microcosmo, per terminare con i problemi ancora aperti. Ad esempio, la violazione di CP attualmente misurata non spiega l'asimmetria materia-antimateria dell'Universo osservata; le oscillazioni dei neutrini e la quantità di materia oscura prevista dalla cosmologia sembrano richiedere qualcosa oltre il Modello Standard. Il libro è organizzato in modo da coprire gli argomenti dei corsi di Fisica Nucleare e Subnucleare della Laurea in Fisica, e dei corsi di Fisica delle Particelle della Laurea Magistrale.

Il volume è un'introduzione alla Fisica solare che si propone di illustrare alla persona che intende avvicinarsi a questa disciplina (studenti, dottori di ricerca, ricercatori) i meccanismi fisici che stanno alla base della complessa fenomenologia osservata sulla stella a noi più vicina. Il volume non ha la pretesa di essere esaurire la trattazione della materia (la fisica solare spazia su un gran numero di discipline, quali la fisica nucleare, la termodinamica, l'elettrodinamica, la fisica atomica e molecolare, la spettroscopia in tutte le bande dello spettro elettromagnetico, la magnetoidrodinamica, la fisica del plasma, lo sviluppo di nuova strumentazione, l'ottica). Piuttosto, sono stati scelti un numero di argomenti di rilevanza fondamentale nello studio presente del Sole (soprattutto nei riguardi delle osservazioni da terra con grandi telescopi) e su tali argomenti si è cercato di dare una panoramica generale, inclusiva dell'evoluzione storica. Poiché la Fisica solare è a buon diritto considerata la "Stele di Rosetta" di tutta l'astrofisica, il volume può anche servire come una valida introduzione a questa materia.

Esistono ormai da tempo molti articoli, in particolar modo su riviste di biomatematica, di (bio)fisica e di biologia, che presentano proposte e risultati di modellistica matematica relativi direttamente ed indirettamente alla teoria dell'evoluzione. Sicuramente questi studi sono da considerarsi cruciali per l'istituzione della biologia teorica. I temi da prendere in esame sono dapprima le convinzioni che i biologi hanno in merito. Quindi un'analisi dei precedenti tentativi di formulare una teoria matematica dell'evoluzione, nonché i relativi sviluppi e insuccessi a cui abbiamo assistito nell'ambito della "teoria della complessità". La nostra proposta consiste dunque nel realizzare una teoria matematicamente formulata e biologicamente ben fondata dell'evoluzione con specifico e giustificato riferimento a quella fenotipica. Quindi su questa base costruiamo sia un modello geometrico sia un modello dinamico stocastico. In questo modo, pur tenendo presente l'intrinseca insufficienza dell'approccio riduzionista in biologia, si tenta di dare alcune risposte che hanno una corrispondenza biologica significativa.

I metodi probabilistici e statistici giocano un ruolo di primo piano sia nella scienza teorica e sperimentale che nelle applicazioni ingegneristiche, costituendo pertanto un elemento essenziale del bagaglio culturale che uno studente deve acquisire fin dai primi anni di apprendimento universitario. Questo libro, che nasce dall'esperienza didattica accumulata dall'autore nell'insegnamento dei metodi sperimentali, si propone di fornire un'introduzione al calcolo delle probabilità e alla teoria degli errori facendo uso di uno stile di presentazione volutamente informale e traendo spunto da concrete applicazioni sperimentali, spesso attraverso esempi di notevole importanza storica. Così, ad esempio, argomenti quali il moto browniano, la diffusione di luce, il decadimento radioattivo, la fisiologia della visione, le statistiche quantistiche e di fotorivelazione, vengono utilizzati per delucidare concetti chiave dell'analisi statistica e probabilistica. Un enfasi particolare è posta sull'origine e la natura fisica delle distribuzioni di probabilità di maggior interesse nella ricerca scientifica. La trattazione dei dati sperimentali e l'analisi delle incertezze di misura viene fatta a partire da un analisi concreta delle caratteristiche generali della strumentazione utilizzata nei laboratori di ricerca.

Il volume si propone lo scopo di fornire al lettore i concetti fisici fondamentali che stanno alla base della spettroscopia atomica e dei processi di emissione e assorbimento della radiazione nei plasmi di laboratorio e astrofisici, coprendo argomenti fondamentali quali gli spettri atomici di atomi a uno o più elettroni, la quantizzazione del campo elettromagnetico, l'interazione fra materia e radiazione (trattata sia dal punto di vista classico che quantistico), le transizioni radiative, i fenomeni di equilibrio e non-equilibrio nei plasmi, la teoria del trasporto radiativo, l'emissione della radiazione di ciclotrone, di sincrotrone e di frenamento, e la diffusione Compton relativistica (trattata col formalismo della seconda quantizzazione). Il contenuto del volume e la sua impostazione generale, basata sui principi fisici, ne fanno un testo ideale per un insegnamento monografico semestrale, annuale o biennale (a seconda degli argomenti scelti) in un Corso di Laurea Specialistica o in una Scuola di Dottorato, nonché una buona base di riferimento per ricercatori attivi in varie discipline quali la Fisica Atomica, la Spettroscopia Ottica e UV, l'Astrofisica e la Fisica dello Spazio.

La meccanica dei solidi rappresenta un corpus di conoscenze di formidabile robustezza concettuale, di raffinata eleganza matematico-formale e di grandissima utilità applicativa. Come tale ha una valenza formativa molto forte in diversi campi delle scienze naturali (fisica della materia, scienza dei materiali), ingegneristiche (scienza delle costruzioni, ingegneria strutturale e meccanica) e matematiche (matematica applicata). La teoria della elasticità costituisce inoltre uno dei punti-cardine su cui si articola il moderno paradigma di ricerca detto "modellazione multi-scala dei materiali", secondo il quale le proprietà di un materiale sono descritte tramite la concorrenza di metodi teorici affatto diversi: mentre alla nanoscala opera la meccanica quantistica, alla micro e meso-scala opera il continuo. La conoscenza del continuo elastico abilita lo studente di Fisica, di Scienza dei Materiali, di Matematica o l'allievo Ingegnere a confrontarsi con questo moderno e affascinate strumento di ricerca sui materiali. Questa opera introduce lo studente alla teoria della elasticità attraverso la scelta di un numero selezionato di argomenti di paradigmatica importanza concettuale e tramite lo svolgimento di numerosi esercizi e problemi di approfondimento.