physics of complex systems (fisica dei sistemi complessi) Curriculum percorso nazionale

Negli ultimi decenni, i concetti e i metodi (analitici e computazionali) della fisica teorica dei sistemi interagenti a molti gradi di libertà (detti sistemi complessi) hanno dato importanti contributi alla comprensione e alla soluzione di problemi complessi in altre aree disciplinari, che stanno diventando sempre più quantitative, grazie anche al rapido aumento della massa di dati disponibili e delle risorse computazionali. I metodi della fisica statistica dei sistemi disordinati hanno prodotto sviluppi importanti in ottimizzazione combinatoria e inferenza statistica, permettendo di determinare in modo preciso le proprietà di algoritmi esistenti e di svilupparne di nuovi. I metodi di simulazione sviluppati per studiare i fenomeni critici in meccanica statistica permettono oggi di prevedere le proprietà di nuovi materiali, di comprendere le transizioni conformazionali dei biopolimeri e rendono possibile il design di polipeptidi.
Queste nuove applicazioni dei metodi della fisica teorica (insieme a numerose altre in neuroscienze, genomica, scienze sociali ed economiche) hanno aperto nuove opportunità, sia di ricerca interdisciplinare in ambito accademico, sia di ricerca applicata in ambito industriale.

Per formare laureati magistrali in grado di cogliere queste opportunità, nel 2009, un network di fisici teorici basati a Torino, Trieste e Parigi, scientificamente attivi nei settori sopra citati anche attraverso progetti di ricerca comuni, ha iniziato a lavorare al progetto di laurea magistrale internazionale in Fisica dei Sistemi Complessi (Physics of Complex Systems), poi attivata nell'anno accademico 2011/12.

Gli insegnamenti del corso di studi sono organizzati in quattro aree disciplinari:
1. fisica statistica, quantistica e sperimentale;
2. applicazioni della fisica e della chimica all'ingegneria;
3. algoritmi, metodi numerici e di simulazione;
4. sistemi biologici.

Il corso di studi prevede due percorsi di studio: un percorso internazionale, con un programma di mobilità obbligatorio, ed un percorso interamente in sede. Entrambi I percorsi sono articolati in quattro semestri.

Percorso Internazionale

Questo percorso prevede una mobilità obbligatoria tra le sedi di Trieste, presso SISSA (Scuola Internazionale di Studi Superiori Avanzati, una scuola di dottorato a forte vocazione internazionale) e ICTP (The Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics, un'istituzione UNESCO), Torino, presso il Politecnico, e Parigi, presso un consorzio formato dalle Università Sorbonne, Paris-Diderot e Paris-Sud. Infine, il quarto semestre è dedicato ad una scuola primaverile multidisciplinare (Spring College on the Physics of Complex Systems), costituita da vari moduli che introducono temi attuali di ricerca, e al lavoro di tesi. La tesi può essere svolta in uno qualunque degli atenei partner o presso un gruppo di ricerca di un'altra sede proposta dallo studente.
Il percorso di studi si svolge interamente in inglese e permette di conseguire un doppio titolo, erogato dal Politecnico di Torino e da uno degli atenei della sede di Parigi.

Percorso nazionale

Il programma di studi è aderente a quello del percorso internazionale ma è svolto interamente al Politecnico di Torino. In particolare il secondo semestre del primo anno è condiviso dai due percorsi.

Una delle scelte naturali, e certamente la più frequente, per i laureati di questo Corso di Laurea Magistrale, è la prosecuzione degli studi con un dottorato di ricerca, in fisica o in discipline affini alle tematiche approfondite nel corso di studi (biologia, neuroscienze, ecologia, inferenza e ottimizzazione, nuovi materiali, ...). Il dottorato viene tipicamente svolto in una delle istituzioni partner del corso di studi o in altre sedi prestigiose, ad esempio Scuola Normale Superiore (Pisa), École normale supérieure (Parigi), Ecole Supérieure de Physique et Chimie Industrielle (Parigi), Institut Curie (Parigi), École Polytechnique (Parigi), Imperial College (Londra), King's College (Londra), Rice University (Houston), Stanford University, ...
I laureati che intendono orientarsi verso il mondo del lavoro possono invece trovare molteplici collocazioni, in qualità di esperti di problemi di inferenza e ottimizzazione, oppure di simulazione di nuovi materiali, o ancora di modellizzazione e simulazione di sistemi biologici o di processi stocastici, in laboratori di ricerca e sviluppo, o centri di calcolo, pubblici o privati, in particolare in contesti internazionali e interdisciplinari, a contatto con fisici, ingegneri, biologi, medici, economisti.