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Thermodynamics and Statistical Mechanics of Small Systems Workshop

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September 18-20, 2017
Venue University of Rome “La Sapienza” Physics Department, Marconi building I floor
Website
A challenging frontier in statistical physics concerns systems with a small number N of degrees of freedom, far from the thermodynamic limit: such an interest is motivated by the recent increase of resolution in the observation and in the manipulation of the micro-nano world. The peculiar feature of small systems is the relevance of fluctuations, which cannot be neglected.… Read the rest

MULTILIPO

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Antitubercular drug-loaded multi-liposomes vectors as innovative combinatorial therapy for pulmonary tuberculosis

Founding Body: Phospholipid Research Center, Heidelberg
Total grant: € k
Principal Investigator: Simona Sennato
Other participants:
Project duration: 2017-2018
Website:

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The LANER: optical networks as complex lasers

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Complex Active Optical Networks as a New Laser Concept by Stefano Lepri, Cosimo Trono and Giovanni Giacomelli has been published in Physical Review Letters.

The introduction of one or more active sections in a complex network may lead to laser emission. We call this system LANER (lasing network). As in the usual laser, when the gains are sufficiently high coherent emission is produced; in this case, the full network becomes a complicated, multipath and multigain cavity for the optical field.… Read the rest

Bando di selezione n° 04_2017 ADR ISC RMSAP

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É indetta una selezione pubblica, per titoli e colloquio, per il conferimento di n. 1 (uno) Assegno Post Dottorale per lo svolgimento di attività di ricerca sul tema di ricerca “Crescita e caratterizzazione di strati bidimensionali di MoS2 e composti affini cresciuti su substrati patternati: studio delle proprietà di anisotropia” nell’ambito del Progetto di Ricerca MIUR-PRIN (2015WTW7J3) HotPlasMoS2 “Hot-electrons in self-organised plasmonic metasurfaces coupled to semiconducting MoS2 nanosheets: photon harvesting in 2D materials” – Responsabili Scientifici: Dott.… Read the rest

Review on Spatio-temporal phenomena in complex systems with time delays

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Serhiy Yanchuk and Giovanni Giacomelli published a topical review in Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical.

Real-world systems can be strongly influenced by time delays occurring in self-coupling interactions, due to unavoidable finite signal propagation velocities. When the delays become significantly long, complicated high-dimensional phenomena appear and a simple extension of the methods employed in low-dimensional dynamical systems is not feasible.… Read the rest

The soft side of hard matter

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Soft condensed matter is characterized by gigantic responses to  external perturbations which is the reason why these systems are extremely useful for applications, like liquid crystals in our cell phones displays. In contrast, hard condensed matter a.k.a. solids respond more weakly to external perturbations but present an enormous richness of interesting phases like metallic, insulating,  magnetic, superconducting, ferroelectric,  charge order, etc.  … Read the rest

CRIB

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Collective Response from Individual Behaviour in Groups and Ecosystems

Founding Body: ERANET
Total grant: € 70k
Principal Investigator: Andrea Cavagna
Other participants:
Project duration: 2017-2019
Website:

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Report on ISC @Sapienza

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The scientific mission of the Institute of Complex Systems (ISC) of the Research National Council (CNR) is the study of the science of complexity, from fundamental issues to applications. Complex systems are composed by interacting elements which exhibit some emergent properties, ranging from simple particles to entire communities and networks and their study has profound implications in modern physics.
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Complessità@ISC-Sapienza

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La Fisica della Complessità@ISC-Sapienza
6 Dicembre 2016, ore 16:00
Sapienza Università,
Dipartimento di Fisica,
Aula Conversi
L’Istituto dei Sistemi Complessi (ISC) del Consiglio Nazionale delle Ricerche, la cui attività si svolge da vari anni in stretta collaborazione con i ricercatori del Dipartimento di Fisica, dedica un pomeriggio tematico alla presentazione delle sue attuali linee di ricerca. Le presentazioni avranno carattere generale, sono rivolte ai colleghi di tutti gli ambiti disciplinari e agli studenti interessati a svolgere tesi in collaborazione con il personale dell’Istituto.… Read the rest

Nature Communications: Raman spectroscopy and neutron diffraction reveal ice XVII

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New porous water ice metastable at atmospheric pressure obtained by emptying a hydrogen-filled ice
Leonardo Del Rosso, Milva Celli & Lorenzo Ulivi
The properties of some forms of water ice reserve still intriguing surprises. Besides the several stable or metastable phases of pure ice, solid mixtures of water with gases are precursors of other ices, as in some cases they may be emptied, leaving a metastable hydrogen-bound water structure.… Read the rest

Differential and absolute negative mobility in steady laminar flows

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  Nonlinear response in out-of-equilibrium systems can show counter-intuitive behaviors, for instance cases where the force increases but the response decreases (negative differential mobility). Sometimes the response crosses zero and changes sign with respect to the force (absolute negative mobility). In classical physics this is usually observed within complicate models with obstacles and traps. We have demonstrated such complex non-linear phenomena in a much simpler and realistic system, ie.… Read the rest

Thermal convection in granular gases with dissipative lateral walls

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Convection in molecular fluids is provided by the competition between gravity and an adverse temperature gradient (two thermostats, the hotter below, the colder above). In a granular gas it can be achieved by a single thermostat at the base, for instance a vibrating piston. Energy dissipation provides the “second thermostat” which spontaneously forms gradient and may stabilize a convective state. Here we have demonstrated that even the simple dissipation in the collision between grains and lateral walls is sufficient to trigger convection, without any critical threshold.… Read the rest

Heat, temperature and Clausius inequality in a model for active brownian particles

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Living matter at the microscale, many kinds of cells, bacteria and other organisms, self-propel through a viscous fluid which acts as a thermal bath, dissipating the energy provided by the internal motor (pseudopoda, flagella, etc.). This energetic balance is ruled by non-equilibrium thermodynamics, as for heat engines. In this theoretical work we have given a mesoscopic description of this process, which allows to measure a local heat dissipation and a local non-equilibrium temperature (associated to self-propulsion and to the forces driving the active particle) which together provide a definition of active entropy production which satisfies the Clausius inequality.… Read the rest

Mechanism of self-propulsion in 3D-printed active granular particles

in

 

 

 We have reproduced the self propulsion of bacteria and animals with 3d-printed “active granular particles”. Those small artificial insects walk on a rough vibrated plate because of a subtle interplay between material elastic properties and solid-on-solid friction. The advantage of 3d-printed objects is in the possibility to tune certain features (here the inclination of “legs”) in order to verify theoretical predictions and establish an optimal shape for running.… Read the rest

ISC meeting – Diffusion Processes

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An ISC-meeting on diffusion processes took place in Sesto Fiorentino (Florence) on Sept. 27th and 28th.
It was the occasion to highlight the variety of ISC research fields where diffusion plays a relevant role:

If brownian motion has been a milestone to understand the atomistic nature of matter, diffusion processes are so widespread because diffusion is one of the main “way of transport”, as we learn from the kinetic theory.… Read the rest

PALMA

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Piattaforma Apprendimento: Laboratorio Machine learning per le Antichità

Founding Body: Sm@rtINFRA – Sshch – Infrastrutture Integrate Intelligenti per l’ecosistema dei dati delle Scienze Sociali, Umane e del Patrimonio Culturale
Total grant: € k
Principal Investigator: Francis Allen Farrelly
Other participants:
Project duration: 2016
Website:

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ISC researcher Dr. Mario Mulansky recruited by Apple

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Mario Mulansky was hired in 2014 to work at ISC as an experienced researcher (ER) within the Marie Curie Initial Training Network NETT (Neural Engineering Transformative Technologies). He joined the Computational Neuroscience lab at the Sesto Fiorentino node to work under the supervision of Thomas Kreuz (Data Analysis) and Alessandro Torcini (Network theory).

During his time at ISC Mario developed measures to estimate the synchrony within a set of neuronal spike trains (sequences of electrical action potentials emitted by neurons).… Read the rest

Giornate Didattiche SISN 2016

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La Società Italiana di Spettroscopia Neutronica (SISN) organizza le Giornate Didattiche SISN 2016.

Introduzione alle tecniche neutroniche per lo studio microscopico della materia, con applicazioni alla Fisica, Chimica, Biologia e Geologia

Le Giornate Didattiche sono indirizzate a studenti delle lauree triennali e magistrali, dottorandi e giovani ricercatori interessati ad acquisire gli elementi di base delle tecniche neutroniche. La Scuola si svolgerà in due parti, come segue.… Read the rest

Emanuela Zaccarelli has been awarded an ERC Consolidator Grant

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Congratulations to Emanuela Zaccarelli for having been awarded an ERC Consolidator Grant.
Modeling microgels: from microscopic design to macroscopic description (MIMIC)
Soft matter provides the ideal playground for exploring physical phenomena that have no counterpart in atomic and molecular systems. A continuous progress in particle synthesis has provided a rich variety of soft, polymeric colloids, which are highly interpenetrable and thus can reach ultra-dense, jammed states.… Read the rest

International Workshop SUPERHYDRIDES

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Towards Room Temperature Superconductivity:
Hydrides and More
Rome, 9-10 May, Aula Marconi, CNR Headquarters
The recent discovery of superconductivity at 200 K in sulfur hydrides under pressure opens exciting perspectives in the search for superconductivity at room temperature and room pressure. Joint cooperative efforts in this direction, experimental and theoretical, from all the scientific community, are essential and welcome.

The workshop aims to summon the widest range of the scientific community in the field and to provide a first common space for exchange and discussion for both experienced and young researchers interested in the subject.… Read the rest

Conference of the European Colloid and Interface Society, ECIS 2016 4-9 September 2016, Rome, Italy

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The 30th Conference of the European Colloid and Interface Society (ECIS 2016) will be held from 4th to 9th September 2016, in the campus of the University of Rome “La Sapienza”. The aim of the conference is to bring together experts from the interdisciplinary field of colloidal and interface science. ECIS 2016 covers fundamental and applied advances in the fields of Interfaces, dispersed systems, complex fluids, micro- and nano-engineered materials and devices formed by naturally occurring or synthesized elements: surfactants, polymers, proteins, particles.… Read the rest

GUPP

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Generalized Uncertainty Principle and the Photons

Founding Body: Templeton Foundation
Total grant: € 188k
Principal Investigator: Claudio Conti
Other participants:
Project duration: 2016-2018
Website:

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Workshop: Tinkering with Android

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CNR ISC – Via Taurini 19
Jan 12th-15th 2016
As part of the Alternanza Scuola Lavoro program in which Junior High School students are given work experience, a 4 day workshop on Android programming was held involving around 50 students working in groups in the library at Via Taurini. Eleven PC kindly lent by the CNR Servizi di Reti where turned into diskless kubuntu workstations set up around CNR-IASI servers.… Read the rest

MIMIC

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Modeling microgels: from microscopic design to macroscopic description

Founding Body: European Research Council – ERC Consolidator Grant
Total grant: € 1300k
Principal Investigator: Emanuela Zaccarelli
Other participants:
Project duration: 2016-2021
Website:

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PROCEEDS

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Probing Complex Dynamical Structures in Three Dimensions

Founding Body: European Research Council – ERC Proof of Concept
Total grant: € 150k
Principal Investigator: Irene Giardina
Other participants:
Project duration: 2016-2018
Website:

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Physical realization of the Glauber quantum oscillator

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More than 30 years ago, Glauber theorized the existence of quantum systems to explain the link between the reversible microscopic and irreversible macroscopic scale. The formulation of such model is based on the so-called “rigged Hilbert space” and include irreversibility as a fundamental principle through the introduction of an inverted harmonic oscillator describing quantum amplifier.
The standard quantum mechanics does not forbid time-travel.… Read the rest

2nd International Workshop on Brillouin Scattering

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University of Rome “La Sapienza” – Physics Department Feb. 3rd – 5th 2016
The general subjects to be discussed during the three days are:

  • THz excitations in disordered condensed matter and in biological and magnetic systems
  • Neutron and photon inelastic scattering at low Q
  • Simulation and Modelling
  • Instrumentation
  • Perspectives in Brillouin scattering

Please visit http://brillouin2016.iom.cnr.it for info and registration.… Read the rest

Presentazione @Sapienza – 1 Dicembre 2015

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Martedì 1 Dicembre ore 14:00
Università di Roma La Sapienza – Dipartimento di Fisica
Aula Amaldi – Edificio Marconi 1° piano
ISC presentation booklet Nov 2015 (pdf)

14:00-14:15 Claudio Conti, introduzione

14:15-15:45 Presentazioni

Silvia Capuani: Misura del grado di disordine e della complessità strutturale con metodi NMR di diffusione anomala.

Claudio Castellano: Processi epidemici su reti complesse

Valentina Mussi: Spettroscopia e mappatura raman per la bioanalitica e la diagnostica

Massimo Materassi: Formalismo metriplettico e algebrizzazione di sistemi non-Hamiltoniani

Silvia Gentilini: Fotonica nei sistemi complessi

Matthieu Cristelli: La complessità oltre le scienze naturali: network, finanza, economia.… Read the rest

Aging di biopolimeri: esperimenti e teoria

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Tesi di Laurea magistrale e Dottorato in Fisica.
Proposta da Mauro Missori
Sede di attività Sapienza e Artov
Studio mediante spettroscopia ultravioletto-visibile-infrarossa e al THz delle proprietà ottiche e strutturali di sistemi non omogenei formati da fibre biologiche e di interesse biomedico. In particolare, il lavoro vertera’ sui fenomeni di degradazione di questi materiali causati da aging. L’interpretazione dei risultati sperimentali sara’ ottenuta tramite calcoli ab-initio della materia condensata (teoria del funzionale densita’).… Read the rest

Arresto dinamico in “smart” microgel: studio tramite scattering della luce, dei raggi X e dei neutroni

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Tesi di Dottorato in Fisica.
Proposta da Roberta Angelini e Barbara Ruzicka
Sede di attività Sapienza
Il comportamento non convenzionale della materia soffice è spesso sorprendente e rimane tuttora una sfida fondamentale comprenderne e controllarne il complesso comportamento. Tra i vari sistemi che vi appartengono, i colloidi, sono sistemi modello per studiare su scala nanoscopica e microscopica i fenomeni tipici di sistemi atomici e molecolari.… Read the rest

Controllare sperimentalmente il potenziale di interazione in sistemi colloidali: il caso colloide-polimero

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Tesi rivolta agli studenti di Laurea magistrale in Fisica.
Proposta da Roberta Angelini e Barbara Ruzicka
Sede di attività Sapienza
La comprensione dell’arresto dinamico è un argomento di grande interesse per le sue implicazioni teoriche e tecnologiche. I sistemi colloidali hanno dimostrato di essere degli ottimi candidati per lo studio di tale fenomeno mostrando una maggiore flessibilità rispetto ai sistemi atomici e molecolari.… Read the rest

Meccanismi di arresto dinamico in sistemi colloidali

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Tesi di Dottorato in Fisica.
Proposta da Roberta Angelini e Barbara Ruzicka
Sede di attività Sapienza

Lo studio dell’arresto dinamico è stato e continua ad essere un argomento di studio di notevole interesse nella fisica della materia condensata e della materia soffice. Accanto ai liquidi atomici e molecolari comunemente studiati, in cui l’arresto dinamico porta alla ben nota transizione vetrosa, nei sistemi colloidali la transizione verso stati arrestati può avvenire con diversi meccanismi di arresto e condurre a differenti stati come gel, gel di equilibrio, vetri attrattivi e vetri repulsivi.… Read the rest

Studio del diagramma di fase di colloidi soffici attraverso diffusione della luce e calorimetria

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Tesi rivolta agli studenti di Laurea magistrale in Fisica.
Proposta da Roberta Angelini e Barbara Ruzicka
Sede di attività Sapienza
Lo studio dei colloidi soffici ha recentemente attratto notevole interesse nell’ambito della materia soffice grazie alle peculiarità intrinseche di questi sistemi che, a differenza dei colloidi comunemente studiati (duri), sono caratterizzati da particelle parzialmente interpenetrabili e danno luogo a fenomeni fisici e a diagrammi di fase inusuali.… Read the rest

Milky Way archeology – Archeologia della Via Lattea

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Tesi di Laurea magistrale e Dottorato in Fisica.
Proposta da Marco Montuori
Sede di attività Sapienza

Alla scoperta del passato della Via Lattea per mezzo di grandi cataloghi spettroscopici e primi dati Gaia

Le grandi campagne osservative spettroscopiche in corso stanno raccogliendo una quantità di dati senza precedenti nella storia della’astronomia, fornendo velocità radiali e composizioni chimiche per centinaia di migliaia di stelle dalle regioni più interne fino e alla periferia della Via Lattea a 15 kpc dal centro.… Read the rest

Misura del grado di disordine mediante tecniche NMR di diffusione anomala

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Tesi di Laurea magistrale in Fisica.
Proposta da Silvia Capuani
Sede di attività Sapienza
Le tecniche NMR di diffusione anomala consentono di misurare il grado di disordine globale di un sistema ( nel range della mesoscala) attraverso la misura del parametro alfa, che quantifica la subdiffusione dell’acqua ( o altri liquidi) diffondente nel sistema. Considerando come base un recente lavoro ( M.… Read the rest

Metodi NMR di diffusione anomala per lo studio di sistemi porosi (materiali o tessuti)

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Tesi di Dottorato in Fisica.
Proposta da Silvia Capuani
Sede di attività Sapienza
Nel 2011 il gruppo della dott.ssa Silvia Capuani ha dimostrato che è possibile monitorare la diffusione anomala dell’acqua in sistemi porosi eterogenei e/o complessi mediante tecniche di Risonanza Magnetica Nucleare (vedi M. Palombo et al. JCP 2011). Grazie alla versatilità e alla non invasività di questa tecnica è possibile ricavare informazioni topologiche e strutturali che normalmente definiscono sistemi complessi, ma che difficilmente possono essere misurate (vedi Palombo et al.… Read the rest

Transizioni di fase, difetti ed invecchiamento in perovskiti ferroelettriche

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Tesi di Laurea triennale e Dottorato in Fisica.
Proposta da Francesco Cordero
Sede di attività Artov
Misure anelastiche (modulo elastico dinamico in funzione di temperatura e frequenza) ed eventualmente dielettriche su perovskiti ferroelettriche ed antiferroelettriche, allo scopo di studiarne: 1) meccanismi di aumento della risposta piezoelettrica in corrispondenza con i bordi di fase morfotropica fra fasi ferroelettriche con diverse orientazioni della polarizzazione; 2) meccanismi di invecchiamento ed insofficimento col tempo e con i cicli di trasformazione strutturale; 3) ruolo di difetti, probabilmente vacanze di ossigeno, e del drogaggio nel causare o prevenire tali fenomeni di invecchiamento.… Read the rest

Materiali 2D: crescita, funzionalizzazione e processing.

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Tesi di Laurea magistrale e Dottorato in Fisica.
Proposta da Rosanna Larciprete
Sede di attività Artov
I materiali bidimensionali, i più famoso dei quali è il grafene, hanno spessore dell’ordine del nanometro e costituiscono una classe di sistemi con enormi potenzialità per applicazioni che spaziano dalla nanoelettronica, alla produzione di energia ed alla nanomedicina. Il lavoro di tesi consisterà nello studio della crescita in ultra alto vuoto di materiali bidimensionali su metalli di transizione e nella caratterizzazione delle proprietà elettroniche, chimiche e strutturali mediante spettroscopia di fotoemissione con sorgenti convenzionali e con luce di sincrotrone.… Read the rest

Analisi di esprimenti di effetto Raman impulsivo risolto in tempo mediante modelli semplificati e tecniche numeriche avanzate

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Tesi rivolta agli studenti di Laurea magistrale in Fisica.
Proposta da José Lorenzana
Sede di attività Sapienza
Negli ultimi anni sperimenti di effetto Raman stimolato impulsivo risolto in tempo hanno permesso di studiare la fisica fuori dal equilibrio di sistemi elettronici come gli superconduttori di alta temperatura critica [1,2] o materiali con transizioni metallo isolanti [3]. Durante la tessi si useranno modelli semplificati della interazione radiazione materia per studiare questi effetti.… Read the rest

Teoria del Funzionale Densità in Sistemi Fortemente Correlati

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Tesi di Dottorato in Fisica.
Proposta da José Lorenzana
Sede di attività Sapienza
La teoria del funzionale densità è alla base della comprensione della materia che ci circonda, tuttavia fallisce in una classe di materiali dove l’effetto dalla correlazione elettronica e`cruciale. In questa tesi verranno sviluppati dei metodi che combinano la soluzione del modello nel reticolo e le soluzioni convenzionali del problema elettronico nel continuo per arrivare a una descrizione dei sistemi elettronici correlati basata su principi primi.… Read the rest

Spettroscopia e Imaging Raman per L’analisi Label-free

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Tesi rivolta agli studenti di Laurea triennale e Laurea magistrale in Fisica.
Proposta da Valentina Mussi
Sede di attività Artov
Nei processi di scattering della luce da parte della materia la maggior parte della radiazione viene diffusa in maniera elastica e riemessa esattamente alla stessa frequenza della radiazione incidente. Tuttavia una piccola parte può essere diffusa anelasticamente, cioè riemessa ad una frequenza diversa.… Read the rest

Dissipazione e fluidodinamica in reti cardiovascolari

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Tesi di Laurea magistrale e Dottorato in Fisica.
Proposta da Simone Melchionna
Sede di attività Sapienza
Una rete cardiovascolare e’ costituita da vasi ramificati che conducono il sangue ai tessuti. E’ di grande importanza prevedere le cadute di pressione sulla rete per la fisiologia e la diagnostica di importanti malattie. In questo progetto si studiera’ come includere gli effetti fluidodinamici dissipativi dovuti a stenosi e aneurismi tramite trattamento analitico efficace.… Read the rest

Dinamica di scorrimento dei mezzi granulari

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Tesi rivolta agli studenti di Laurea triennale e Laurea magistrale e Dottorato in Fisica.
Proposta da Alberto Petri
Sede di attività Sapienza
La materia si presenta spesso in forma di grani, sia in natura che nei prodotti industriali ma la sua fisica è ancora molto poco compresa. Si tratta infatti di sistemi dissipativi, non lineari e a molte particelle. Oltre alla loro rilevanza pratica costituiscono anche utili modelli di sistemi fuori equilibrio, su cui studiare l’effetto delle proprietà suddette e validare ipotesi e modelli teorici.… Read the rest

Flow Networks – Teoria e modelli per reti di distribuzione catatterizzate da flussi di prodotti

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Tesi di dottorato in Fisica.
Proposta da Antonio Scala
Sede di attività Sapienza
Molte delle reti infrastrutturali, come quelle che distribuiscono energia elettrica, gas o acqua, sono caratterizzate da flussi che soddisfano equazioni di continuita’ analoghe alle relazione di Kirchoff per i circuiti.

Nel caso della rete elettrica e’ noto che tali relazioni inducono correlazioni a lungo raggio: tale proprieta’ va derivata e verificata anche per le altre reti, in modo da poter sviluppare modelli semplificati che permettano di comprendere i fenomeni emergenti / i comportamenti sistemici presenti sulle reti infrastrutturali.… Read the rest

Modelli di reti infrastrutturali – Models for infrastructural networks

in

Tesi rivolta agli studenti di Laurea magistrale in Fisica.
Proposta da Antonio Scala
Sede di attività Sapienza
Le tesi riguarderanno partiranno dalla modellistica dal punto di vista fisico e delle reti complesse di una o piu’ fra le seguenti infrastrutture:
– reti elettriche
– reti di trasporto e distribuzione del gas
– reti idriche
– reti di telecomunicazione / internet
ed analizzeranno le vulnerabilita’, la robustezza e la resilienza dei sistemi studiati… Read the rest

Special mention from Italian Physical Society to S. Capuani & M. Missori

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Silvia Capuani received a special mention for her presentation delivered in the Biophysics and medical physics session of the 2015 edition the Italian Physical Society’s (Società Italiana di Fisica) National Congress.
Mauro Missori received a special mention for his presentation in the session dedicated to Applied Physics, Accelerators and Cultural heritage.

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Cages and anomalous diffusion in vibrated dense granular media

in


Caging is the typical microscopic phenomenon that “traps” molecules in a liquid at low temperature. The usual Brownian Motion of a tracer experiences a temporary “dynamical arrest” which eventually is broken restoring normal diffusion. In this work we have shown that at intermediate densities and temperature the same phenomenon occurs in granular liquids. At large densities and lower temperatures the late normal diffusion is replaced with superdiffusion.… Read the rest

Studio delle proprietà dinamiche e dell’arresto strutturale di materia soffice e biologica attraverso scattering della luce dinamico

in

Tirocinio rivolto agli studenti di Laurea magistrale in Fisica.
Proposta da Barbara Ruzicka
Sede di attività Sapienza
La nostra attività di ricerca è focalizzata sulla fisica della materia soffice, in particolare sullo studio delle proprietà dinamiche e strutturali di sistemi quali sospensioni colloidali, polimeri e materiali biologici, caratterizzati da un elevato grado di complessità. Per comprendere la varia e complessa fenomenologia di questi sistemi è necessario l’uso combinato di differenti tecniche sperimentali.… Read the rest

Spettroscopia infrarossa e analisi multivariata dei dati multidimensionali

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Tirocinio rivolto agli studenti di Laurea triennale e Laurea magistrale in Fisica.
Proposta da Valentina Mussi
Sede di attività Tor Vergata
La spettroscopia IR studia le risonanze molecolari corrispondenti alle transizioni tra stati quantizzati roto-vibrazionali causate dall’assorbimento di radiazione proveniente da una sorgente infrarossa a banda larga. Consente di identificare nei campioni la presenza di gruppi funzionali caratteristici, ed è impiegata in molti campi diversi, dallo screening farmaceutico al settore della conservazione e del restauro dei beni culturali.… Read the rest

Spettroscopia di fotoemissione

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Tirocinio rivolto agli studenti di Laurea triennale e Laurea magistrale in Fisica.
Proposta da Rosanna Larciprete
Sede di attività Tor Vergata
Il tirocinio sarà basato sull’analisi dati acquisiti durante un esperimento di fotoemissione con luce di sincrotrone. Dopo un’introduzione alla spettroscopia di fotoemissione ed al particolare esperimento di fisica delle superfici a cui i dati si riferiscono, lo studente acquisterà familiarità con le procedure di analisi dati che consentono di derivare informazioni fisiche e chimiche sul sistema oggetto di studio.… Read the rest

Studio compilativo della risposta fuori dal equilibrio in sistemi fortemente correlati

in

Tirocinio rivolto agli studenti di Laurea triennale e  Laurea magistrale in Fisica.
Proposta da José Lorenzana
Sede di attività Sapienza
La spettroscopia risolta in tempo di sistemi fortemente correlati ha fatti grandi progressi negli ultimi anni che hanno permesso una migliore caratterizzazione della risposta fuori del equilibrio. Tuttavia rimangono vari problemi aperti che richiedono un lavoro di rassegna dei risultati esperimentali, raccogliendo risultati di gruppi diversi sotto una visione unificata.… Read the rest

Studio delle proprietà termiche e delle transizioni di fase di materia soffice e biologica attraverso calorimetria a scansione differenziale

in

Tirocinio rivolto agli studenti di Laurea magistrale in Fisica.
Proposta da Roberta Angelini
Sede di attività Sapienza
Le proprietà termiche di differenti materiali soffici e biologici verranno esaminate attraverso la calorimetria a scansione differenziale. Saranno analizzate caratteristiche come: presenza di transizioni di fase (gel, vetro …), entalpia coinvolta, temperature di transizione, presenza di isteresi, al variare di parametri come la concentrazione, il pH, la velocità di riscaldamento e raffreddamento ed eventuali parametri specifici del sistema sotto esame.… Read the rest

Studio numerico di miscele di proteine

in

Tirocinio rivolto agli studenti di Laurea magistrale in Fisica.
Proposta da Nicoletta Gnan e Emanuela Zaccarelli
Sede di attività Sapienza
Le particelle patchy sono dette tali in quanto l’interazione tra di esse è anisotropa e ciò è dovuto alla presenza sulla loro superficie di siti attrattivi (patches) attraverso i quali le particelle si legano [1]. Per la loro grande versatilita’ le particelle patchy rappresentano un potente arsenale per descrivere la natura che ci circonda alle scale nanometriche e micrometriche come nel caso dei sistemi colloidali [2-4], le argille [5], ma anche per descrivere l’autoassemblamento del DNA, le proteine [6-8],etc…

Queste ultime possono essere considerate come particelle patchy in quanto l’esposizione al solvente degli aminoacidi crea delle regioni idrofobiche (le patches) sulla superficie della proteina e conseguentemente un’anisotropia nell’interazione tra di esse.… Read the rest

Transizione vetrosa in sistemi repulsivi colloidali

in

Tirocinio rivolto agli studenti di Laurea magistrale in Fisica.
Proposta da Emanuela Zaccarelli
Sede di attività Sapienza
I sistemi con interazione repulsiva a gradino (square shoulder) si sono recentemente rivelati di grande interesse in quanto possono autorganizzarsi in fasi del tutto inaspettate come quasicristalli [1], formazioni (stringhe o cristalli di aggregati) simile a quell che si trovano nei superconduttori[2], fasi solide disordinate multiple (vetri)[3-5].… Read the rest

Spettroscopia infrarossa di liquidi ionici

in

Tirocinio rivolto agli studenti di Laurea triennale in Fisica.
Proposta da Annalisa Paolone
Sede di attività Sapienza
I liquidi ionici sono composti ionici con basso punto di fusione, tipicamente T < 100°C. Per le loro proprietà, quali alta conducibilità ionica, stabilità termica e persistenza della fase liquida in un ampio intervallo di temperatura, attraggono grande interesse in diversi campi applicativi tra cui l’accumulo di energia in dispositivi come batterie e supercapacitori.… Read the rest

Materiali nanofasici per l’immagazzinamento di idrogeno

in

Tirocinio rivolto agli studenti di Laurea magistrale in Fisica.
Proposta da Annalisa Paolone
Sede di attività Sapienza
Il metodo più promettente per l’immagazzinamento di idrogeno consiste nell’accumularlo all’interno di materiali solidi. Tuttavia la realizzazione di serbatoi a stato solido che siano compatibili con le attuali richieste applicative necessita ancora di un grande lavoro di ricerca di base. I materiali più promettenti sono idruri metallici e idruri complessi, ma le loro capacità cinetiche e di accumulo possono essere fortemente migliorate tramite manipolazione artificiale come la nano strutturazione e l’utilizzo di catalizzatori nanofasici.… Read the rest

Liquidi ionici per l’accumulo di energia

in

Tirocinio rivolto agli studenti di Laurea magistrale in Fisica.
Proposta da Oriele Palumbo
Sede di attività Sapienza
I liquidi ionici sono composti ionici con basso punto di fusione, tipicamente T < 100°C. Per le loro proprietà, quali alta conducibilità ionica, bassa pressione di vapore, grande stabilità termica e elettrochimica, persistenza della fase liquida in un ampio intervallo di temperatura, attraggono grande interesse in diversi campi applicativi tra cui l’accumulo di energia in dispositivi come batterie e supercapacitori.… Read the rest

Diffusione molecolare NMR per lo studio di microstrutture tissutali

in

Tirocinio rivolto agli studenti di Laurea magistrale in Fisica.
Proposta da Silvia Capuani
Sede di attività Sapienza
Le tecniche NMR di diffusione molecolare, consentono di ottenere informazioni microstrutturali, sia in vivo che in vitro, indipendentemente dalla risoluzione determinata dall’apparato sperimentale. Questo è dovuto al fatto che la risoluzione intrinseca delle indagini NMR in diffusione sono legate alla lunghezza intrinseca di diffusione Ld mediante la quale il tessuto, o il materiale viene sondato.… Read the rest

Applicazioni delle rete complesse

in

Tirocinio rivolto agli studenti di Laurea magistrale in Fisica.
Proposta da Antonio Scala
Sede di attività Sapienza
Il campo delle reti complesse nasce dall’incontro della meccanica statistica con la teoria dei grafi. Ultimamente ci si è accorti che le reti complesse permettono un approccio a problemi reali per i quali fino ad ora mancavano strumenti adeguati, come la propagazione delle epidemie o le crisi finanziarie.… Read the rest

Analisi di esprimenti di ottica ultraveloce mediante tecniche numeriche avanzate

in

Tirocinio rivolto agli studenti di Laurea magistrale in Fisica.
Proposta da José Lorenzana
Sede di attività Sapienza
Negli ultimi anni sperimenti di ottica ultraveloce hanno permesso di studiare la fisica fuori dal equilibrio di sistemi elettronici come gli superconduttori di alta temperatura critica[1,2] o materiali con transizioni metallo isolanti[3]. Durante il tirocinio si userà una tecnica di algebra lineare nota come Singular Value Decomposition per analizzare dati reali prodotti dal gruppo di Fabrizio Carbone al EPFL (Losanna) con cui abbiamo una collaborazione.… Read the rest

Review paper on epidemic processes in complex networks published in Reviews of Modern Physics
in

Claudio Castellano together with Romualdo Pastor-Satorras, Piet Van Mieghem, and Alessandro Vespignani have published a review of studies on contagion-like processes in Reviews of Modern Physics.
Epidemic processes in complex networks Rev. Mod. Phys. 87, 925 – Published 31 August 2015… Read the rest

Olfactory Navigation

in

Pelagic seabirds rely on olfactory maps for oceanic navigation

Seabirds can fly for days across featureless oceans to their preferred feeding locations and then fly back to their nests without getting lost. How they do this has long been a mystery. Now through a careful analysis of their flight patterns, researchers have shown that seabirds navigate using an “odour map”. It seems likely that such maps are common place in the animal kingdom having a role in movements like migrations and finding food.… Read the rest

Spiky reviewed on CNR’s Science Almanac
in

An article in CNR’s almanac presents Spiky a product developed at ISC’s Computational Neuroscience Lab in Sesto Fiorentino. … Read the rest

GROWTHCOM Project Summer School

in ,

Lipari (September 6-12, 2015)
GROWTHCOM Project Summer School: Socio-Economic Complex Systems
Target audience: PhD students, postdocs, young and senior researchers interested in Socio-Economic Complex Systems.
The deadline for application is July 20, 2015. The official language is English.

The school is organized within the Project Growthcom “Growth and Innovation Policy-Modelling: Applying next Generation Tools, Data and Economic Complexity Ideas” financed by the European Commission within the FP7 Framework Programme.… Read the rest

Key Enabling Tecnologies at CNR: brochures by DSCTM
in

Two brochures on Key Enabling Tecnologies at CNR with contributors from ISC
have been published by the Dipartimento Scienze Chimiche e Tecnologie dei Materiali.

  1. Advanced Materials
  2. Photonics

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Replica Symmetry Breaking

in

Experimental evidence of replica symmetry breaking in random lasers

Spin-glass theory is one of the leading paradigms of complex physics and describes condensed matter, neural networks and biological systems, ultracold atoms, random photonics and many other research fields.

According to this theory, identical systems under identical conditions may reach different states. This effect is known as replica symmetry breaking and is revealed by the shape of the probability distribution function of an order parameter named the Parisi overlap.… Read the rest

Dynamic Coarsening

in

Crystal surfaces led out of equilibrium by a growth or erosion process may undergo morphological instabilities and develop distinct structures: ondulations, mounds or pyramids, bunches of steps, ripples.

Emergent pattern may increase in size with time by means of a coarsening process which may continue forever or stop at some relevant length scale.

Paolo Politi’s group has studied the dynamics for three different types of instabilities, stressing the main physical ingredients: kinetic, energetic and athermal instabilities.… Read the rest

Silent Flocks

in

A paper on the collective behaviour of bird flocks, in which a spin wave model is brought to the continuous limit as in fluid elements of a large hydrodynamic system, has been published in Physical Review Letters and it has been the subject of a synopsis in the APS magazine Physics.

Both spin and density waves can propagate throughout flocks, but in some cases their contributions are quickly damped.… Read the rest

In the news: “Il ruolo della risonanza magnetica nella diagnosi di osteoporosi”
in

CARE online
Costi della Assistenza e Risorse
has published an article on ISC’s Silvia Capuani work on diagnostics magnetic resonance in osteoporosi. … Read the rest

International Conference on System Level Approaches to Neural Engineering (ICSLANE)
in

Barcelona Biomedical Research Park, Barcelona, Spain
September 21st – 23rd, 2015

The aim of this interdisciplinary conference is to bring together
theoretical and experimental neuroscientists, roboticists and
microfluidics experts to present and discuss the state of the art in
the field of neural engineering.

It is designed to provide fertile grounds for establishing
collaborations between classical neuroscientists and leaders in the
up-and-coming robotics and microfluidics fields to develop novel
neural engineering techniques and

promote the understanding of the brain.… Read the rest

GROWTHCOM

in

Growth And Innovation Policy-modelling: Applying Next Generation Tools, Data, And Economic Complexity Ideas

Founding Body: European Commission FP7-ICT-2013-10 (Challenge 5.4 for Governance and Policy Modelling)
Total grant: € 2000k
Principal Investigator: Luciano Pietronero & Andrea Gabrielli
Other participants: Université de Fribourg (CH), London Institute for Mathematical Sciences – LIMS (London, UK), Institute for the New Economic Thinking -INET- at the Oxford Martin School (UK), Hangzhou Normal University (Cina).

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CRISISLAB

in

Crisis Lab, a novel strategic research project financed by Italian Government (Progetti di Interesse CNR)

Founding Body: Italian Government (Progetti di Interesse CNR)
Total grant: € k
Principal Investigator: Luciano Pietronero
Other participants: IMT – Institute for Advanced Studies Lucca (Italy)
Project duration: 2012-2015
Website: www.crisislab.it

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Outstanding colleagues join ISC
in

Welcome
Luca Angelani, Roberta Angelini, Silvia Capuani, Neda Ghofraniha, Simone Melchionna, Tommaso Rizzo and Barbara Ruzicka.… Read the rest

Ionic liquids: a spectroscopic investigation

in

Ionic liquids (IL) are salts formed by organic cations, like imidazolium, pyrrolidinium, ammonium or alkyl phosphonium, and organic/inorganic anions, like hexafluorophosphate, tetrafluoroborate, triflate, dicyanamide, tetracyanamethanide or bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (TFSI). The presence of such bulky and asymmetric ions decreases the ion-ion interactions and lowers the melting point with respect to more classical salts, reaching values as low as -20°C.



ILs posses many peculiar properties, such as an extremely low vapor pressure, a high ionic conductivity, a high thermal, chemical and electrochemical stability, a high thermal capacity and a good solvent capability.… Read the rest

Solid state hydrogen storage

in

Hydrogen is attracting renewed interest as an energy carrier, due to the necessity of finding ecological energy media which may decrease the environmental pollution from fossil fuels. Hydrogen storage represents a nodal point for the development of a hydrogen economy.

Of the three possible ways to store hydrogen, i.e. as high pressure gas, as a liquid (~20 K at atmospheric pressure), or as hydrides in solids, the latter one appears as the most promising, due to the high mass and volume density and safety.… Read the rest

In the news: Alibaba uses algorithm developed at ISC
in

Il Corriere della sera, a major Italian daily, published an article on Alibaba’s use of Luciano Pietronero’s big data model.
“I fisici del CNR studiano l’algoritmo per Alibaba e Jack Ma va da Renzi”
pil.phys.uniroma1.it… Read the rest

Brownian motion: Presentation at Physics library (Sapienza)
in ,

Thursday, March 19th 2015
The past, present & future of Brownian motion presented by
Andrea Puglisi and others at the Biblioteca di Fisica
Università di Roma, La Sapienza.… Read the rest

In the news: Il Fatto Quotidiano on Economic Complexity
in

An article on Economic Complexity in Il Fatto Quotidiano a major Italian daily newspaper.… Read the rest

Nature Photonics: thinnest beam ever
in

In a paper published in Nature Photonics, E. Del Re, F. Di Mei, J. Parravicini, G. Parravicini, A. J. Agranat, and C. Conti report on the observation of a sub-wavelength spatial solitons propagating in a nano-disordered ferroelectric.

The beam has transverse size of the order of 200nm with wavelength 632nm, and turns out to be the thinnest beam ever observed with a variety of applications!… Read the rest

Biophysics@Rome 2015
in ,

Second Edition of the Biophysics@Rome Conference
with an opening dedicated to “light themes”
underlining the role of advanced optical techniques in
biophysics, bio-analytics and biomedicine.
May 28th & 29th 2015
CNR, Area della Ricerca di Tor Vergata
Via del Fosso del Cavaliere, 100
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In the news: Stefano Boccaletti awarded honoris causa degree in Madrid
in

The Universidad Rey Juan Carlos, en Móstoles (Madrid), has awarded
Stefano Boccaletti (ISC UOS Sesto Fiorentino) an honarary degree.
EL PAÍS… Read the rest

VANGUARD

in

Versatile optomechANical GRaphene Device for bio-tissue engineering

Founding Body: European Research Council – ERC-POC – Proof of Concept Grant
Total grant: € 150k
Principal Investigator: Claudio Conti
Other participants:
Project duration: 2015-2016
Website: cordis

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Officina Meccanica

in

Il Servizio fornisce un’attività di supporto tecnico ai gruppi di ricerca sperimentali di tutte le UOS afferenti all’ISC ed al settore manutenzione degli impianti meccanici e termici dell’Area di Ricerca di Tor Vergata.

L’attività prevalentemente consiste nella progettazione e conseguente realizzazione di componentistica meccanica, apparati sperimentali, prototipi e di attrezzature di supporto alle ricerche.
Gli addetti al servizio sono:

L’ufficio progettazione si avvale di una stazione grafica in ambiente Autocad 2011  per lo studio, la progettazione e la realizzazione dei disegni costruttivi dei vari dispositivi meccanici sperimentali.… Read the rest

Comptes Rendus Physique – special issue on coarsening dynamics

in

Coarsening is a widespread and much studied phenomenon, historically related to phase separation, but also found in other out of equilibrium systems. Coarsening is a common feature of pattern formation, it may accompany the dynamics of driven systems, and it is a natural outcome of kinetic roughening phenomena.

The list of confirmed contributions and the links to papers on arXiv is here.… Read the rest

Rules and Exceptions in Language Dynamics

in

In all languages, rules have exceptions in the form of irregularities. Since rules make a language efficient, the persistence of irregularity is an anomaly. How language systems become rule governed, how and why they sustain exceptions to rules? Frequent words are unlikely to change over time (e.g., frequent verbs tend to maintain an irregular past tense form). What is the role of frequency in maintaining exceptions to rules?… Read the rest

Mixing by degree in signed social networks

in

Social networks have empirically been found to be assortative (i.e., the degree of neighboring nodes are positively correlated), while other networks (e.g., technological, biological) show the opposite pattern (disassortative). Why is that so?
How do these patterns change in signed networks, where relations indicate trust/distrust, friendship/enmity? Do individuals who dislike many others tend to dislike each other, or do they dislike those who dislike only very few others?… Read the rest

Dynamics of Virus-Host interaction

in

In the case of fast mutating viruses (e.g., Influenza virus), the virus-host interaction is driven by cross-immunity: after being infected by a strain, the host acquires immunity to a set of other strains antigenically similar to the infecting one (i.e., triggering the same host immune response). The evolutionary dynamics of viruses is therefore ruled by their relative antigenic distance. Can we understand the non trivial relation between antigenic and genetic distance?… Read the rest

Fractures and crack propagation

in

The intermittent and self-similar fluctuations displayed by a slow crack during the propagation in a heterogeneous medium can be quantitatively described by an extension of a classical statistical model for fracture. The model yields the correct dynamical and morphological scaling, and allows to demonstrate that the scale invariance originates from the presence of a non-equilibrium, reversible, critical transition which, in the presence of dissipation, gives rise to self-organized critical behaviour.… Read the rest

Workshop “Istituto dei Sistemi Complessi” Oct 27
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AULA CONVEGNI – P.LE ALDO MORO, 7 – ROMA

Programma

Inizio 9:30

INTERVENTI
10:00 Luciano Pietronero, Dove va la complessità
10:20 Stefano Ruffo, Fisica delle interazioni a lungo raggio
10:40 Angelo Vulpiani, Leggi senza leggi: “solo” teoremi limite?
11:00 PAUSA CAFFE’
11:30 Francesco Sciortino, Gel di equilibrio e liquidi ultrastabili: fisica interessante con la materia soffice
11:50 Fabio Sciarrino, Complessità quantistica e campionamento bosonico
12:10 Francesco Sylos Labini, Il tramonto della ricerca italiana?… Read the rest

In the news: Tech4bio
in

In September 29th edition of the financial newspaper “Il Sole 24 Ore” there is a supplement dedicated to Biotechnology.

A prominent article describes the activities the Tech4Bio group, formed by a considerable number of CNR researchers, belonging to several institutes in the Rome area (ISC, ISM; IMM, IDASC, IFN), with different expertise but a common aim of promoting the formation of a scientific network in the fields of biophysics, biosensing and biotechnology.… Read the rest