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Il gruppo è coinvolto in due tipologie di attività, che vengono svolte nel Laboratorio di Ottica Quantistica e in quello di Fotofisica e Biomolecole. Inoltre, il gruppo di ricerca è ampiamente coinvolto nella Didattica della Fisica. La linea di ricerca portata avanti nel Laboratorio di Ottica Quantistica riguarda alcuni importanti aspetti dell’interazione radiazione materia, quali l’ottica non lineare, l’informazione quantistica e la caratterizzazione di diverse classi di fotorivelatori. Grazie alla disponibilità di diverse sorgenti laser e differenti sistemi di acquisizione, la ricerca viene svolta in diversi regimi di intensità, che vanno dal cosiddetto regime di singolo fotone al dominio macroscopico, passando attraverso il poco esplorato regime mesoscopico. In tale dominio, gli stati ottici prodotti possono contenere alcuni fotoni per impulso e la loro rivelazione richiede l’utilizzo di rivelatori in grado di distinguere e contare i fotoni. Nello specifico, gli ambiti di ricerca attuali sono: generazione e caratterizzazione di stati ottici sia classici che quantistici per applicazioni all’Informazione quantistica e alla Comunicazione quantistica; protocolli di imaging basati sull’esistenza di correlazioni classiche e quantistiche tra stati ottici per la verifica dei fondamenti della Meccanica quantistica e per applicazioni all’Informazione quantistica; nuovi schemi di rivelazione basati sull’uso di rivelatori in grado di distinguere e contare fotoni, come ad esempio fotorivelatori ibridi o fotorivelatori al silicio, per investigare la natura dualistica (onda-corpuscolo) della luce. L'attività di ricerca svolta nel Laboratorio di Fotofisica e Biomolecole si basa su tecniche avanzate di fluorescenza, quali i cosiddetti time-correlated single-photon counting, fluorescence-resonance energy transfer e fluorescence fluctuation spectroscopy. Gli ambiti di applicazione possono essere di natura chimica, biologica e medica. Per esempio, si vuole investigare la struttura di biomolecole e la loro relazione con la regolazione metabolica, il livello di aggregazione di proteine la cui deposizione nel tessuto cerebrale è causa di malattie neuro-degenerative e le proprietà spettroscopiche di complessi metallo-organici per applicazioni tecnologiche.