Buongiorno in coda alla presentazione professor Parola mi fa piacere spendere alcune parole a riguardo dello studio della complessità, della fisica dei sistemi complessi presso la nostra facoltà. Questo perché le tecniche sviluppate per lo studio dei fenomeni cooperativi in materia condensata negli ultimi decenni sono state applicate con grande successo e crescente interesse a tutta una serie di problemi e di sistemi che vanno al di fuori del perimetro più tradizionale della fisica a cui siamo abituati Si tratta in generale dei sistemi complessi, sistemi composti da un gran numero di componenti elementari tra loro interagenti e che possono dare luogo a comportamenti su una scala più macroscopica che sono assolutamente non triviali e in qualche modo inaspettato. Chiaramente tra gli esempi che possiamo citare ci sono esempi di materie condensata, di materia animata e inanimata come lo studio dei mezzi granulari che ad esempio possono dare luogo a fenomeni naturali quali le valanghe o la fisica dei cristalli liquidi che è un tipo di materia soffice che ha trovato grandissime applicazioni di carattere pratico di carattere industriale ad esempio lo schermo da cui state osservando questa presentazione è quasi sicuramente basato sulla fisica nei cristalli liquidi, i vostri telefoni cellulari i vostri schermi di computer visualizzano le immagini e i filmati esattamente grazie ai cristalli liquidi contenuti all'interno. Però come vi ho detto la complessità va oltre l'ambito più tradizionale della materia inanimata e ha trovato un fertile campo di applicazione nello studio di fenomeni biologici quali per esempio il trasporto su scala sub cellulare, il ripiegamento di proteine o lo studio di fenomeni di sviluppo embrionale del primo stadio della vita dei sistemi biologici. Qui per esempio avete un filmato dello sviluppo embrionale di un pesce zebra. Un altro ambito di grande interesse per applicazioni di sistemi complessi è lo studio del clima terrestre che è determinato dall'interazione di un grande numero di fenomeni fisici su scale anche radicalmente differenti che danno luogo in modo emergente al comportamento climatico globale del pianeta terra. Un altro campo di grandissimo fascino è lo studio del cervello umano che sapete essere composto da un grandissimo numero di singoli neuroni, si parla di un centinaio di miliardi circa, ma ognuno di questi neuroni ha in media un migliaio di sinapsi che lo connettono ad altri neuroni quindi parliamo di un numero superiore a 10 alla 14 interazioni sinattiche, un grandissimo numero che ovviamente deve dar luogo all'enorme complessità del pensiero e della conoscenza umana e che stiamo solo iniziando a scalfire o cercare di comprendere con tecniche e sistemi e complessi. Un esempio a me molto caro è lo studio dei moti collettivi in biologia in particolare dei moti animali: qui vi mostro uno stormo di storni sottoposto a predazione da parte di un falcone e un gruppo di pecore riprese con un drone. Lo studio di questi sistemi con tecniche sviluppate nell'ambito della caratterizzazione dei sistemi magnetici o dei fluidi e materia inanimata ha dato luogo a risultati particolarmente interessanti e in modo inaspettato negli ultimi due decenni. Poi veniamo all'ambito dei network, lo studio delle reti di interazioni sociali tra individui, delle reti di distribuzione per esempio di energia elettrica, reti di trasporto e di comunicazione, reti economiche e in generale lo studio delle reti riveste un'importanza fondamentale nella tecnologia computazionale che è tanto salito alla ribalta ovviamente in questi ultimi mesi. Forse quello che non sapete è che tipicamente gli epidemiologi computazionali hanno una formazione fisica, sono fisici dei sistemi complessi. Quindi molto della modellizzazione matematica dello sviluppo epidemiologico viene fatta da scienziati da studiosi che hanno una formazione di fisica dei sistemi complessi. Un altro campo di grande interesse di grande sviluppo recente è chiaramente il campo dell'intelligenza artificiale, del machine learning e in generale il campo dei big data dove molte tecniche di sistemi dinamici di fisica statistica hanno trovato interessantissima applicazione. Questi sono tutti i sistemi che hanno delle caratteristiche comuni nonostante il grande ventaglio dei nostri esempi. Tutti questi sistemi mostrano tipicamente la coesistenza di diverse scale temporali e spaziali, una forte interdipendenza tra le componenti microscopiche dei sistemi che danno luogo a fenomeni emergenti su scale macroscopiche. Il fatto molto interessante per un fisico è il grado di universalità macroscopica per cui sistemi anche apparentemente molto diversi tra loro danno luogo a fenomeni analoghi su scala macroscopica. I metodi che vengono utilizzati per lo studio della complessità da parte dei fisici sono i metodi spesso tradizionale anche della fisica della materia quindi la fisica statistica di un equilibrio, lo studio della dinamica non lineare del caos, lo studio dei processi stocastici e tutto l'ambito dello studio delle reti complesse. Come questo si coniuga nel nostro corso di laurea magistrale? Abbiamo come avete visto due esami di fisica statistica, statistical physics 1 tenuto dal professor Artuso e il corso statistical physics 2 per il proseguo di questo primo corso che invece tengo io. Abbiamo un corso di fisica dei sistemi dinamici e un corso di quantum information theory tenuto dal professor Casati, corso di grande interesse e a partire dall'anno accademico 2021-2022 quindi tra due anni abbiamo in preparazione un altro corso di fisica dei sistemi complessi che dovrebbe introdurre altre tecniche quali lo studio del network complessi e lo studio dei fenomeni stocastici. Quindi se vi iscrivete voi avrete occasione anche di seguire questo ulteriore corso che probabilmente terrò io o il professor Artuso. Altri corsi complementari includono per esempio il corso di proprietà collettive nei sistemi di materia condensata tenuto dal professor Parola, corsi più formali tenuti dal professor Mantica o corsi di modellizzazione dei sistemi biologici sono offerti a informatica. Sono tutte scelte che potete fare tra i corsi complementari. In conclusione vi ho presentato un tipo diverso di fisica teorica che studia i fenomeni di ogni giorno che ci circondano che determinano la nostra vita. Non è fondazionale come per esempio lo studio della fisica delle alte energie ma con un carattere fondamentale dovuto all'universalità e all'emergenza del nuovo livello di realtà. Non studiamo una storia del tutto ma piuttosto studiamo molte teorie che cercano descrivere tutto quello che abbiamo intorno e che determina le nostre vite. Concludo con un tributo al grande Phil Andreson, premio nobel, uno dei fisici più importanti del ventesimo secolo che ha coniato per l'appunto la frase more is different. Quando mettendo insieme un grandissimo numero di componenti elementari potete ottenere potete avere un comportamento emergente assolutamente non triviale e completamente affascinante. Con questo quindi vi saluto e spero di ritrovarvi l'anno prossimo nei nostri laboratori e nelle nostre aule. Buona giornata.