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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 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. Gli ambiti di ricerca attuali sono: generazione e caratterizzazione di stati ottici sia classici sia quantistici per applicazioni all’Informazione quantistica e alla comunicazione quantistica; protocolli di imaging basati su correlazioni classiche e quantistiche per la verifica dei fondamenti della meccanica quantistica e applicazioni all’informazione quantistica; nuovi schemi di rivelazione basati sull’uso di rivelatori in grado di distinguere e contare fotoni per investigare la natura dualistica della luce. L'attività di ricerca svolta nel Laboratorio di Fotofisica e Biomolecole riguarda: - Sistemi biologici: Il gruppo studia sistemi molecolari di interesse biomedico attraverso spettroscopia di fluorescenza avanzata (steady-state, time-resolved, FCS, single molecule FRET). Le ricerche includono l'indagine delle transizioni conformazionali di strutture di DNA (G-quadruplex) e della loro modulazione tramite piccole molecole; lo studio delle prime fasi di aggregazione di proteine amiloidi (Aβ, α-sinucleina) coinvolte in patologie neurodegenerative; la caratterizzazione di fotosensibilizzatori per terapia fotodinamica. Il gruppo sta inoltre sviluppando competenze in spettroscopia Raman (UVRR e imaging) per analisi strutturali e spazialmente risolte. - Materiali funzionali: Parallelamente, il gruppo applica tecniche spettroscopiche allo sviluppo di materiali innovativi per il drug delivery (polimeri di coordinazione, photoswitches, liposomi, peptidi biomimetici). Queste attività si estenderanno alla caratterizzazione Raman di materiali inorganici, ibridi e supramolecolari. Didattica della Fisica La ricerca in quest’ambito mira a individuare nuove strategie didattiche e, in particolare, a incoraggiare e sostenere l'attività sperimentale nelle scuole superiori. L’attività di ricerca si svolge a stretto contatto con studenti e insegnanti. Tra le iniziative in questo ambito menzioniamo: - il progetto “LuNa – La natura della Luce nella luce della Natura” per la realizzazione di esperimenti didattici legati alla luce e alla Fisica Moderna - le “Physics Summer School” dedicate all’ottica, alla robotica e alle tecnologie quantistiche - il Workshop “Officina di didattica e divulgazione della Fisica” organizzato ogni anno su aspetti diversi della fisica e destinato a docenti e studenti della scuola secondaria di secondo grado - il Progetto Lauree Scientifiche (PLS) che include laboratori per studenti (ottica, automazione e meccanica quantistica) e corsi di aggiornamento per insegnanti (progettazione di percorsi didattici sulla fisica di base con approccio laboratoriale e sulla meccanica quantistica) - un corso introduttivo alle Scienze Forensi di natura interdisciplinare.