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Progetti per le scuole

Il Dipartimento propone alle scuole superiori conferenze per approfondire tematiche di Fisica fondamentale e applicata. Le Scuole interessate sono invitate a contattare via mail i docenti relatori delle conferenze proposte:

proposta da Gianluca Alimonti, gianluca.alimonti@unimi.it

Nel corso della conferenza verrà introdotta la domanda mondiale di energia e con quali fonti questa viene oggi soddisfatta: l’attuale sistema ha dei limiti dovuti all'inquinamento ed all'esaurimento delle risorse. Come poter garantire l’energia per uno sviluppo sostenibile della società, limitando l’impatto ambientale? Verranno quindi presentate possibili soluzioni che si pensa di adottare nell’immediato futuro, coi loro vantaggi ma anche con gli attuali limiti tecnologici.

proposta da Fabrizio Castelli, fabrizio.castelli@unimi.it

In questa conferenza si presentano alcune nozioni essenziali delle Teorie della Relatività di Einstein (speciale e generale), e della gravità come curvatura dello spazio-tempo. Si arriva quindi fino alla soprendente scoperta delle onde gravitazionali e alla nascita della nuova astronomia gravitazionale.

proposta da Maurizio Maugeri, DESP UNIMI (Dipartimento di Scienze e Politiche Ambientali dell'Università degli Studi di Milano), maurizio.maugeri@unimi.it

proposta da Fabrizio Castelli, fabrizio.castelli@unimi.it

In questa conferenza viene presentato il percorso storico delle idee sulla della natura della luce e dei suoi fenomeni, e in particolare sulla natura dei colori. Il percorso parte dal mondo antico, passa attraverso la controversia tra natura particellare e ondulatoria della luce, fino ad arrivare alle discussioni sull'esistenza dell'etere e alla quantizzazione della luce.

proposta da Giancarlo Maero, giancarlo.maero@unimi.it

Alchimisti prima, e scienziati poi sono stati spesso rappresentati nelle arti antiche e moderne come figure un po’ particolari, tra l’immagine dello scienziato pazzo, il personaggio curioso e il tipo misterioso, per non dire diabolico. Una rappresentazione non sempre da prendere sul serio, ma talora associata a una certa diffidenza e a credenze popolari antiscientifiche.
Tra il serio e il faceto, mostrerò alcuni esempi artistici e letterari di questo fenomeno e
divagherò sul perché lo scienziato, con il modus operandi del metodo scientifico, le sue domande e le sue aspirazioni, finisca per apparire più simile a un diavolo che a un angelo.

proposta da Maurizio Tomasi, maurizio.tomasi@unimi.it

La lezione spiega in che modo sia stato possibile fotografare i buchi neri della galassia M87 e della Via Lattea, e cosa questo ci abbia rivelato. È una conferenza divulgativa che può essere adattata a un pubblico generico.

proposta da Giancarlo Maero, giancarlo.maero@unimi.it

Il problema dell’energia è cruciale nello sviluppo dell’umanità, e il fabbisogno energetico continua a crescere senza sosta, mentre le risorse tradizionali sono necessariamente limitate.
Anche per questo motivo, le recenti notizie sui progressi della ricerca nel campo della fusione termonucleare hanno avuto grande eco sui mezzi di informazione. Ma cos’è la fusione?
Cercherò di spiegarne le basi, e di mostrare come questa possibilità rappresenti da un lato una grande sfida che impegna la ricerca scientifico-tecnologica e la società da decenni, e dall’altro un campo di ricerca affascinante che ha le sue radici nella fisica dei plasmi, ovvero dei gas ionizzati. Un campo che non si esaurisce con la fusione, ma che copre lo studio di una vastità di fenomeni naturali e artificiali, dalla turbolenza nei fluidi allo spazio, fino all’antimateria.

proposta da Aniello Mennella, aniello.mennella@unimi.it

Il nero del cielo notturno è un'illusione. Sono i nostri occhi che, evoluti in sintonia con la luce solare, hanno imparato a vedere solo una piccola parte dei colori della natura. Se avessimo degli occhi perfetti vedremmo il cielo brillare anche di notte, brillare di colori che non hanno nome se non quello freddo e matematico della scienza: radio, microonde, infrarosso, raggi ultravioletti, X, gamma.
Una famiglia di arcobaleni che raccontano storie cosmiche che i nostri occhi non possono vedere, ma che i telescopi, aiutati dagli occhi della mente umana possono capire e raccontare.
Nella conferenza parleremo di molti fenomeni che avvengono nel cosmo e mostreremo come questi lasciano una traccia nel cielo alle varie lunghezze d'onda dello spettro
elettromagnetico.

proposta da Maurizio Tomasi, maurizio.tomasi@unimi.it

Si tratta di una lezione che spiega in maniera qualitativa e intuitiva i princìpi della relatività generale. È una lezione adatta a studenti delle classi quinte di un liceo scientifico.

proposta da Maurizio Tomasi, maurizio.tomasi@unimi.it

Partendo dal caso del sistema TRAPPIST, la lezione spiega perché sia interessante andare a cercare pianeti extrasolari e come si possano individuare. È una conferenza divulgativa che può essere adattata a un pubblico generico.

proposta da Simone Iovenitti, INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica), simone.iovenitti@inaf.it

A gennaio 2020 sono usciti i primi risultati di Parker Solar Probe: la prima missione spaziale diretta verso una stella, la nostra stella. Sfrecciando a una velocità mai raggiunta prima d’ora, la Parker sta sfiorando il Sole, protetta da scudi termici, per svelare i misteri celati al suo interno. Quali sono di preciso i quesiti di cui cerchiamo risposta? Con questo incontro scopriremo i segreti che il Sole ancora racchiude ed esploreremo i fenomeni fisici che già abbiamo invece compreso. Reazioni nucleari, attività solari, teorie stellari ma anche molte curiosità: smetteremo di credere che il Sole sia giallo!

proposta da Maurizio Tomasi, maurizio.tomasi@unimi.it

Una spiegazione di cosa siano le onde gravitazionali, e come sia stato possibile misurarle con gli interferometri LIGO e VIRGO. È una conferenza divulgativa che può essere adattata a un pubblico generico.

proposta da Fabrizio Castelli, fabrizio.castelli@unimi.it

L'idea di simmetria è al centro di questa conferenza. Dopo aver discusso della presenza della simmetria in vari aspetti della geometria e della scienza, ci si concentra in particolare sulla simmetria delle leggi di conservazione fondamentali in Fisica e sulle possibili violazioni e rotture di simmetria nel mondo delle particelle e in generale in Natura.

proposta da Simone Iovenitti, INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica), simone.iovenitti@inaf.it

La straordinaria immagine dell’orizzonte degli eventi di un buco nero ottenuta dalla
collaborazione EHT, ha dimostrato la correttezza della descrizione di questi fenomeni, sino ad ora ottenuta solamente per via matematica. La comprensione dei fenomeni fisici è strettamente legata alla loro formulazione matematica, ma capita spesso che le equazioni “vere” non vengano mostrate alle conferenze, come se la loro intrinseca complessità fosse una colpa per cui debbano essere tenute nascoste.
Lo scopo di questo incontro sarà tirarle fuori dai libri, guardarle, discuterle e,
definitivamente, apprezzarle. Nessuna formula sarà ricavata o dimostrata, non ci saranno calcoli, ma già soltanto guardando queste equazioni capiremo più a fondo alcuni concetti legati ai fenomeni fisici che esse descrivono. Inizieremo dalla Relatività Generale (1915) fino all’esperimento LISA (2032), passando per affascinanti fenomeni quali la deflessione luminosa, le onde gravitazionali, i dischi di accrescimento, la dilatazione dei tempi e la deformazione mareale durante la caduta in un buco nero.

Dopo una illustrazione delle conoscenze attuali su materia e particelle elementari, si illustra la nascita dell'idea di antimateria, la sua scoperta e la sua produzione negli acceleratori.
Si analizza poi l'enigma della sua apparente assenza dall'Universo conosciuto, e se ne
discutono le possibili cause, in particolare analizzando la rottura della simmetria CP nella forza nucleare debole.

proposta da Simone Iovenitti, INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica), simone.iovenitti@inaf.it

Siamo interessati ai mondi lontani ma siamo informati su ciò che riguarda i nostri diretti vicini di orbita? Abbiamo capito com’è successo che si formasse una stella, con attorno dei pianeti, di cui uno abitato da piccoli esseri bipedi curiosi su tutto ciò che li circonda? La nostra mente non è abituata ad immaginare nemmeno l’estensione del Sistema Solare, ma con questo incontro scoprirete molto di più sul nostro angolo di universo e sulla sua esplorazione, sia passata che futura.

Che c'entra il divisionismo con la fisica dei plasmi? E i Metallica con l'antimateria? E le
previsioni del tempo con il fischio devastante che sentono in tutto l'edificio quando collego la macchina con cui faccio gli esperimenti alle casse del computer di controllo? Domande a cui l'umanità non ha risposta... e forse non la vuole, ma io ve lo dico lo stesso.
In altre parole, racconterò brevemente cos'è un plasma, dove lo si trova (cioè ovunque) e di come possa essere la chiave di una grande svolta energetica, e spenderò qualche parola in più per mostrare come in un apparato che copre pochi metri quadrati si possano intrappolare nubi di particelle cariche e con queste studiare la dinamica di fluidi su scala geofisica, generare onde e turbolenza, creare strutture collettive complesse e sintetizzare atomi di antimateria - divertendosi anche parecchio.

proposta da Aniello Mennella, aniello.mennella@unimi.it

Il 98% di quello che esiste non sappiamo cos'è. Il cosiddetto "modello cosmologico standard" che descrive quello che vediamo con una precisione migliore dell'1% si basa sull'esistenza di due forme di energia completamente ignote: la materia oscura e l'energia oscura.
La prima è una forma di materia che, più che essere oscura è perfettamente trasparente. La luce non interagisce, ma che lascia la sua traccia nell'universo nel campo gravitazionale delle galassie e degli ammassi di galassie. Ma che particelle sono? Nessuno lo sa.
La seconda è una forma di energia che sta facendo accelerare l'espansione del nostro
universo, e che lo porterà un giorno, probabilmente, ad essere un luogo molto più freddo e oscuro di ora. Ma che energia è? Nessuno lo sa.
Nella conferenza parleremo dei due più grandi misteri della fisica, di come la loro traccia sia visibile e inequivocabile e di come la loro natura sfugga, ancora, alla nostra comprensione.

proposta da Simone Iovenitti, INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica), simone.iovenitti@inaf.it

Il lato WOW della luna non è quello visibile, né tanto meno quello nascosto. Il lato WOW è un insieme di fenomeni fisici, assai curiosi, che tutti abbiamo forse notato ma che in pochi hanno capito e studiato. Il lato WOW è un’illusione ottica, è contare gli anni ai dinosauri, è pensare un esperimento quattrocento anni prima di poterlo fare. Il lato WOW è dove alluneranno gli uomini in futuro, è come faranno per rimanerci, ma anche cosa hanno fatto i “pionieri” della Luna cinquant’anni fa! C’è molta scienza, tecnologia, astrofisica sul lato WOW, ma anche stupore e fantasia: perché la Luna non ha spigoli ma ha un lato WOW meraviglioso.

proposta da Aniello Mennella, aniello.mennella@unimi.it

Con Aniello Mennella (relatore) e Mariarosa Franchini (attrice).

La vertigine che proviamo contemplando un cielo stellato è lo specchio del nostro
smarrimento di fronte alle domande “ultime” che da secoli stimolano la fantasia e creatività dell’uomo: "Come è fatto l’universo?", "Ha avuto un inizio?", "Avrà una fine?", "Qual è l’origine della vita?", "Che ruolo ha l’uomo nel divenire del cosmo?".
Agli inizi del 1900, alcune scoperte fondamentali ci hanno fornito gli strumenti per affrontare con metodo scientifico molte di queste domande. In questo incontro vengono percorse le tappe principali di un cammino che ha portato ad un modello del cosmo comprovato da numerosi esperimenti e che apre la scena a nuove e formidabili domande. La discussione degli aspetti scientifici si alterna a letture che gettano luce anche sull’esperienza umana degli scienziati che questo cammino hanno tracciato, muovendosi con intuizione, coraggio e passione in terreni spesso inesplorati.
 

proposta da Fabrizio Castelli, fabrizio.castelli@unimi.it

Oggetto di questa conferenza è il passaggio dalla Fisica Classica alla novità della Fisica Quantistica. In particolare si presenta l'esperimento di Fisica "piu' bello di sempre" come paradigma che evidenzia la necessità di introdurre i nuovi concetti delle onde di probabilità e di sovrapposizione degli stati nel mondo microscopico, fino alla nozione di "entanglement". Si presentano anche alcune moderne applicazioni della meccanica quantistica.

Il Dipartimento organizza durante tutto l'anno stage e attività di laboratorio rivolti agli studenti delle scuole superiori di secondo grado:

Il Quantum Technology Lab propone dei pomeriggi introduttivi e stage sulla meccanica quantistica, sui suoi fondamenti e sulle applicazioni più recenti (professori Matteo Paris, Stefano Olivares, Claudia Benedetti e Marco Genoni) a classi quinte e quarte presso il Dipartimento, indicativamente nello slot 3pm - 6pm. 
Sono lezioni su: meccanica quantistica, nonlocalità, diseguaglianze di Bell ed applicazioni alla quantum technology con eventuali visite al laboratorio di Quantum Optics del Dipartimento di Fisica. Ulteriori informazioni sul sito dell'Applied Quantum Mechanics group.

L'esperimento ATLAS (gruppo di Milano) propone due appuntamenti annuali per le Masterclass annuale "Hands on Particle Physics" presso il Dipartimento in due giornate nel mese di marzo per due gruppi di studenti delle scuole superiori particolarmente motivati.

Il tema è "La scoperta del mondo delle particelle elementari con i dati dell'esperimento ATLAS" e la Masterclass viene organizzata dal Dipartimento e dalla Sezione di Milano dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare per dare la possibiltà a studenti degli ultimi anni delle scuole superiori particolarmente motivati di partecipare ad un evento internazionale.
Inserita nell'ambito del progetto International Masterclasses, che coinvolge ogni anno circa 10.000 studenti di Scuole Secondarie di 37 differenti Paesi dando loro l'opportunità di avvicinarsi al mondo della fisica delle particelle elementari. I centri di ricerca e le strutture universitarie che partecipano a questo progetto organizzano una giornata full immersion di lezioni ed esercitazioni per introdurre gli studenti ai concetti e ai metodi di lavoro dei fisici delle particelle elementari. 

Sono previsti nella mattinata seminari introduttivi tenuti da ricercatori che operano in questo campo, e nel pomeriggio gli studenti possono effettuare al computer, con l'ausilio di un tutor, una vera analisi dei dati raccolti dall’esperimento ATLAS al CERN di Ginevra, misurando la massa del bosone vettore Z.
I risultati vengono poi discussi in videoconferenza con altri studenti di istituzioni straniere partecipanti allo stesso evento. E' un'occasione unica per toccare con mano l'attività dei fisici delle particelle elementari cercando di estrarre dai dati sperimentali la prova dell'esistenza di una particella.

Agenda della Masterclass del 2024:
Agenda INFN della Masterclass dell'11 e del 25 marzo 2024: informazioni e scuole partecipanti.

Informazioni sulle Masterclass degli anni scorsi:
Edizioni precedenti
Agenda INFN della Masterclass del marzo 2023
Informazioni sulle LHC Masterclass degli anni 2014-2019

Lo SPETTACOLO DELLA FISICA è un'attività di comunicazione della fisica con gli strumenti del teatro, un veicolo ideale per lo stupore e l’incanto e un modo per far immedesimare gli spettatori nel lavoro dei fisici. 
E i fisici per l’occasione sono anche diventati attori che interpretano il loro modo di concepire la fisica, la loro creatività e le loro motivazioni. 
L'originalità del metodo consiste nel fatto che la protagonista delle rappresentazioni è proprio la Fisica messa in scena da veri scienziati, attraverso l’uso di strumentazione di laboratorio per realizzare autentici esperimenti scientifici. Per trasmettere passione e interesse per una materia troppo spesso maltrattata i fisici della Statale di Milano hanno scelto il teatro.

Lo Spettacolo della Fisica è un progetto di comunicazione del Dipartimento di Fisica dell'Università degli Studi di Milano per diffondere tra i giovani e i giovanissimi curiosità e interesse per la Fisica.