Processi di trasporto

Il comportamento dei sistemi a molte particelle classici e quantici fuori dall'equilibrio è tra i problemi più importanti della moderna meccanica statistica. Il suo studio e' al centro dell'interesse di fisici statistici e matematici e, nonostante i molti progressi, ci sono ancora molti problemi aperti. Oltre al suo interesse teorico per i fondamenti della termodinamica irreversibile, questo argomento è anche rilevante per lo sviluppo di idee innovative per il controllo degli scambi di energia su piccole scale, con possibili applicazioni future alle nanotecnologie e all'ottimizzazione delle risorse energetiche. Un altro campo rilevante riguarda la materia vivente, che è invariabilmente in uno stato fuori dall'equilibrio a causa delle fluttuazioni e lo scambio di energia con l'ambiente.

Il nostro programma di ricerca si concentra su trasporto e diffusione di energia nei sistemi caratterizzati da diverse fonti di complessità: non linearità, bassa dimensionalità, interazioni a lungo raggio e disordine. Quest'ultimo emerge sia dalle interazioni che dalle topologie random. In generale, l'obiettivo è caratterizzare le dinamiche di tali sistemi guidati fuori dall'equilibrio da forze non-conservative e/o da diversi bagni termici diversi in grado di scambiare energia, quantità di moto e massa con il sistema.

Lo scopo di questa vasta ricerca interdisciplinare e' illustrare caratteristiche generiche e universali partendo da semplici modelli paradigmatici nel spirito tipico della meccanica statistica. Tra questi, sistemi di gli oscillatori accoppiati classici sono di particolare interesse in quanto rappresentano una grande varietà di diversi problemi fisici come le vibrazioni atomiche in cristalli e molecole o modi di campo in ottica o acustica. Metodologicamente, gli strumenti di indagine coivolgono sia simulazioni numeriche che soluzioni analitiche di modelli semplificati.