Scheda RAD

A.A. 2012/13
Corso di Laurea Magistrale in FISICA DEI SISTEMI COMPLESSI (PHYSICS OF COMPLEX SYSTEMS)

Universita: Politecnico di Torino
Collegio: Collegio di Ingegneria Elettronica, delle Telecomunicazioni e Fisica
Dipartimento: DISAT
Classe: LM-44 - MODELLISTICA MATEMATICO-FISICA PER L'INGEGNERIA
Esiste nella forma attuale dall'anno accademico: 2011/12

Quadro A1a - Consultazione con le organizzazioni rappresentative a livello nazionale e internazionale - della produzione di beni e servizi e delle professioni - istituzione del corso

Il profilo professionale che il CdS intende formare

Principali funzioni e competenze della figura professionale

Esperto in modellizzazione e simulazione di sistemi complessi

Funzioni

Si tratta di un laureato magistrale che, tipicamente nel contesto di un laboratorio di ricerca e sviluppo, o un centro di calcolo, pubblico o privato, deve analizzare un sistema complesso, ovvero un sistema costituito da molti gradi di libertà tra loro interagenti, formularne un modello e studiarne il comportamento mediante tecniche analitiche e computazionali. I problemi studiati possono appartenere a domini molto diversi tra loro, dalla fisica dei materiali alla teoria dell'informazione, dall'ingegneria alla biologia molecolare e cellulare, all'economia e alla finanza. Sono spesso di natura interdisciplinare, a cavallo tra due o più discipline. Gli approcci metodologici sono però comuni, basati sugli strumenti della fisica moderna (statistica e quantistica) e sulle sue applicazioni a problemi di ottimizzazione e di inferenza statistica. Anche il contesto è tipicamente interdisciplinare, e comporta ad esempio lavorare a contatto con degli ingegneri su problemi di reti, con dei biologi su problemi di genomica, proteomica o neuroscienze, oppure con dei medici per sviluppare strumenti automatici di supporto alla diagnostica, o ancora con degli economisti per analizzare grandi masse di dati nell'economia del web.

Competenze

- Saper modellizzare, in particolare saper formulare un modello, tipicamente utilizzando gli strumenti della fisica statistica e quantistica e della teoria dell'informazione, di un sistema con molti gradi di libertà tra loro interagenti.

- Saper stimare (inferire) i parametri di un modello analizzando una grande massa di dati sperimentali.

- Saper analizzare (risolvere) un modello, utilizzando approssimazioni analitiche e strumenti numerici (simulazioni).

- Saper interagire con specialisti di settori affini (ad esempio biologi, teorici dell'informazione, ingegneri, economisti)

Codici ISTAT
2.1.1.1.1	Fisici

Quadro A3a - Conoscenze richieste per l'accesso

Quadro A3a - Conoscenze richieste per l'accesso (Dettaglio)

Quadro A4a - Obiettivi formativi specifici del Corso e descrizione del percorso formativo

Il corso di studi, interamente in lingua inglese, è articolato su tre semestri di lezioni, rispettivamente a Trieste presso la SISSA (Scuola Internazionale di Studi Superiori Avanzati), a Torino presso il Politecnico, e a Parigi presso il consorzio delle Università 6, 7, 11 e l'École Normale Supérieure di Cachan. Infine, il quarto semestre è dedicato ad una scuola multidisciplinare (Spring School europea) costituita da vari moduli tra cui gli studenti possono scegliere, e al lavoro di tesi.

Il corso prevede un numero massimo di iscritti sulle tre sedi.

Il percorso formativo si caratterizza per una natura prettamente metodologica, una solida formazione nelle discipline della fisica statistica e quantistica e dell'ingegneria dell'informazione, e una forte componente computazionale, e si svolge in un contesto internazionale.

La dimensione internazionale del corso di studi permette agli studenti di approfondire la conoscenza della lingua inglese, nella quale vengono svolti tutti gli insegnamenti, e di praticarla, in altre sedi universitarie e a contatto con studenti e docenti di altre nazionalità e con le modalità didattiche di un altro sistema universitario.
Il percorso di studi è strutturato in modo da fornire conoscenze e competenze nelle seguenti aree disciplinari:
- fisica moderna: ad una solida formazione sui più moderni concetti e metodi della fisica statistica, e sulle sue connessioni con la teoria dell'informazione e con la biofisica, si affianca lo studio della fisica quantistica, in particolare dello stato solido, e delle tecniche sperimentali per la fisica della materia;
- ingegneria dell'informazione: vengono descritti e applicati (a) i più moderni metodi numerici e di simulazione, deterministici e stocastici, evidenziando le loro relazioni con la fisica statistica e (b) i principali algoritmi per l'ottimizzazione combinatoria e l'inferenza statistica, e le loro applicazioni alla bioinformatica;
- applicazioni della fisica e della chimica all'ingegneria: utilizzando i metodi della fisica moderna, in particolare statistica, vengono studiati problemi di dinamica non lineare e dei fluidi e modelli di materia soffice (cristalli liquidi, polimeri, membrane, gel, materiali granulari);
- sistemi biologici: vengono analizzati problemi complessi negli ambiti delle neuroscienze e della biologia molecolare e cellulare, inquadrandoli alla luce delle metodologie fisico-statistiche e computazionali.

Tutti i corsi saranno caratterizzati da una sostanziale trattazione di metodi matematici avanzati, per i quali sono anche previsti corsi specifici.

Pagina web del corso: http://www.polito.it/pcs

Quadro A4a - Obiettivi formativi specifici del Corso e descrizione del percorso formativo (Dettaglio)

Risultati di apprendimento attesi

Autonomia di giudizio

Gli studenti acquisiscono autonomia di giudizio e capacità critica a vari livelli, in particolare:

- imparando a formulare un modello di un sistema complesso, attività che richiede di individuare i gradi di libertà rilevanti e le interazioni tra di essi;

- imparando a scegliere le tecniche, analitiche e/o computazionali, più adatte a risolvere, in maniera esatta o approssimata, il modello formulato;

- imparando ad interpretare i risultati ottenuti attraverso la soluzione del modello.

Lo sviluppo di queste abilità avviene certamente durante la rielaborazione individuale del materiale presentato a lezione, ma il corso multidisciplinare e il lavoro di tesi rivestono un'importanza particolare, per il maggior grado di autonomia richiesta allo studente in queste attività. Il livello di acquisizione dell'autonomia di giudizio viene quindi verificato durante gli esami di ciascun insegnamento, ma in particolare durante il corso multidisciplinare e il lavoro di tesi.

Abilità comunicative

Lezioni, esercitazioni ed esami si svolgono interamente in lingua inglese, il che permette agli studenti di praticare e approfondire questa lingua, per quanto riguarda sia la lettura e la scrittura che la conversazione. Inoltre la natura internazionale del corso, che prevede la compresenza di studenti di varie nazionalità (principalmente italiana e francese) e la permanenza in diverse sedi (Trieste, Torino, Parigi) stimola il confronto tra realtà differenti e lo sviluppo di relazioni in un contesto almeno europeo.

Le attività di laboratorio, sperimentali e computazionali, offrono la possibilità di migliorare la capacità di lavorare in gruppo.

Anche gli esami e la tesi si svolgono interamente in lingua inglese.

Capacità di apprendimento

La formazione ha un'impronta prettamente metodologica e multidisciplinare, il che permette agli studenti di maturare la capacità di continuare a formarsi autonomamente, anche una volta terminato il corso di studi, sugli sviluppi scientifici e tecnologici più recenti. La tesi di laurea magistrale è un momento particolarmente importante nello sviluppo di queste capacità. In particolare, gli studenti sono messi in condizione di affrontare un percorso di dottorato di ricerca, o un master di secondo livello, in discipline fisiche o ingegneristiche, in Italia o all'estero.
Il livello di acquisizione di questa capacità viene naturalmente verificato durante gli esami di ciascun insegnamento, e in modo particolare durante il lavoro di tesi.