Dipartimento di Fisica

Con l’Unità d’Italia inizia di fatto l’insegnamento della fisica moderna nella capitale.
Quintino Sella, che vuole per la nuova Roma un ruolo di capitale scientifica oltre che politica, fonda la nuova università e chiama nel 1872 Pietro Blaserna a ricoprire la cattedra di Fisica Sperimentale.
Nel 1881 viene inaugurato il nuovo Istituto di Fisica a via Panisperna, edificato su progetto dello stesso Blaserna, primo in Italia per la moderna concezione degli spazi destinati ai laboratori di ricerca e all’insegnamento.

All’insegnamento della Fisica Matematica è chiamato nel 1900 Vito Volterra, e nel 1899 viene istituita la cattedra di Fisica Complementare (che più tardi diventerà Fisica Superiore), su cui vengono chiamati prima Alfonso Sella e poi, dal 1908, Orso Mario Corbino, che nel 1918 succede a Blaserna nella direzione dell’Istituto.
Corbino (nominato senatore del Regno nel 1920, e ministro della pubblica istruzione nel 1920-1921) svolge una funzione cruciale nel contribuire alla crescita della fisica come settore disciplinare e nel sostenere la diffusione della “nuova fisica” in Italia.
Grazie a lui viene istituita la prima cattedra in Italia di Fisica Teorica, vinta nel 1926 da Enrico Fermi che viene poi affiancato nel 1930 da Franco Rasetti su una nuova cattedra di Spettroscopia.
Intorno a Fermi si raccolgono i giovani Edoardo Amaldi, Emilio Segrè, Ettore Majorana.

Del vecchio gruppo rimane a Roma, a tenere le fila della ricerca all’Istituto Fisico, il solo Amaldi, insieme a  Bruno Ferretti, Mario Ageno, Gian Carlo Wick, e ai giovani neolaureati Oreste Piccioni e Marcello Conversi.
Nel 1946, Conversi, Ettore Pancini e Piccioni portano a termine a Roma un esperimento che viene spesso indicato come l’inizio della fisica delle particelle elementari, dimostrando che le particelle penetranti dei raggi cosmici (oggi detti “muoni”) non sono le particelle ipotizzate da Yukawa.
Nel 1945 viene costituito presso l’Istituto un “gruppo di studio per la fisica dei nuclei e delle particelle elementari” del CNR, che sarà il primo nucleo dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), fondato nel 1951.
Primo presidente dell’INFN è Gilberto Bernardini, professore a Roma dal 1946 al 1964, cui succederà nella carica Amaldi dal 1960 al 1965. Amaldi è anche, nei primi anni del dopoguerra, tra i principali protagonisti della nascita del CERN di Ginevra, di cui è segretario generale dal 1952 al 1954. Nei nuovi Laboratori nazionali di Frascati dell’INFN viene completato nel 1959 l’elettrosincrotrone da 1100 MeV, sotto la direzione di Giorgio Salvini, passato dall’Istituto di Fisica di Pisa a Roma nel 1955.
 

Il lavoro teorico per la progettazione della macchina è diretto dall’antico compagno di studi di Fermi Enrico Persico, a Roma dal 1949 sulla cattedra di Fisica Superiore.
Nel 1960 viene realizzato a Frascati AdA, il primo anello di accumulazione a fasci collidenti per elettroni e positroni ideato da Bruno Touschek, docente dell’Istituto di Fisica: una macchina a cui si sono ispirati tutti i grandi collisori costruiti poi nel mondo.
Nel 1962 Amaldi promuove la creazione della European Space Research Organization (ESRO), da cui nascerà successivamente l’ESA (European Space Agency).

Negli anni successivi la tradizione romana di ricerca nel campo della fisica delle particelle elementari ha continuato a produrre risultati di eccellenza, sia in campo teorico (basti ricordare i contributi di Nicola Cabibbo e di Luciano Maiani) che in quello sperimentale, con la partecipazione di gruppi di ricercatori romani alle fondamentali attività del CERN. Ma l’attività di ricerca si è molto sviluppata e differenziata, estendendosi ad altri importanti settori.
Sotto lo stimolo iniziale di docenti come Giorgio Careri e Franco Bassani, è fortemente cresciuto tutto il campo della fisica dello stato solido e più in generale della fisica della materia, sia sul piano della ricerca sperimentale che negli ambiti più teorici della meccanica statistica, con risultati di eccellenza testimoniati, tra l’altro, dalle tre medaglie Boltzmann assegnate a docenti del nostro Istituto (Giorgio Parisi nel 1992, Giovanni Gallavotti nel 2007 e Gianni Jona-Lasinio nel 2013). 

Nel Dipartimento di Fisica viene condotta un’intensa attività di ricerca nei maggiori settori della Fisica Moderna, sia fondamentale che applicata: Fisica delle Particelle, Fisica della Materia, Astrofisica e Cosmologia, Fisica Teorica, Fisica Matematica e Statistica, Fotonica e Informazione Quantistica, Biofisica, Fisica Medica, Fisica dell’Atmosfera, Fisica e Beni Culturali, con un numero di linee di ricerca superiore a 100.
Il Dipartimento ospita numerosi laboratori con competenze differenziate, tra le quali ricordiamo quelle in Fisica delle Particelle, Astrofisica, Fisica Computazionale, Fisica della Materia, Fotonica, classica e quantistica.
Negli ultimi anni, il Dipartimento è stato protagonista in alcuni dei più importanti risultati scientifici raggiunti negli ultimi anni nei diversi ambiti della Fisica. Ricordiamo tra gli altri l’esperimento BOOMERanG, che ha permesso la misura della radiazione cosmica di fondo di una porzione di spazio, la realizzazione del teletrasporto quantistico, la scoperta del bosone di Higgs da parte degli esperimenti ATLAS e CMS e la rivelazione delle onde gravitazionali da parte degli esperimenti LIGO e Virgo.
I docenti e ricercatori del Dipartimento conducono le proprie attività di ricerca all’interno di un’ampia rete di relazioni internazionali, anche in sinergia con istituzioni nazionali e internazionali come INFN, CNR, INAF, ASI, INGV, in Italia, e, tra le altre, CERN, KEK, PSI, SLAC, GSI, CNRS, BIFI, a livello internazionale.
Molti altri tra i nostri docenti hanno dato contributi significativi alla disciplina e hanno inoltre rivestito importanti incarichi istituzionali. Tra questi Giorgio Salvini, primo direttore dei Laboratori Nazionali di Frascati, presidente dell’INFN dal 1966 al 1970, e ministro dell’Università e della Ricerca scientifica nel 1995, Nicola Cabibbo, presidente dell’INFN dal 1983 al 1993 e successivamente presidente dell’ENEA dal 1993 al 1998; Luciano Maiani, presidente dell’INFN dal 1993 al 1997 e successivamente direttore Generale del CERN dal 1999 al 2003 e presidente del CNR dal 2008 al 2011; Giorgio Fiocco, presidente dell’Agenzia Spaziale Italiana dal 1994 al 1995; Giovanni Ciccotti, direttore del Centro Europeo di Calcolo Atomico e Molecolare (CECAM) dal 1990 al 1994; Miguel A. Virasoro, direttore del Centro Internazionale di Fisica di Trieste dal 1995 al 2002; Guido Martinelli, direttore della Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA) di Trieste dal 2010 al 2015; Fernando Ferroni, presidente dell’INFN dal 2011; fino alla recente nomina (2018) di Giorgio Parisi alla carica di presidente dell’Accademia Nazionale dei Lincei.
Nei dieci anni di vita dell'European Research Council (ERC) 14 grants e 4 ERC Proof of Concept hanno avuto, o hanno, come Principal Investigator un membro dal nostro Dipartimento.
All’inizio del 2018 il Dipartimento di Fisica è stato selezionato dal MIUR come uno dei 180 “Dipartimenti di Eccellenza” italiani sulla base di un progetto che consiste nella creazione di un Centro Interdisciplinare di Fisica e Astrofisica della Gravitazione dedicato ad Edoardo Amaldi.