Laurea Magistrale
Pier Francesco Bortignon
Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano e INFN
Introduzione
Le Laurea Magistrale in Fisica della Facoltà di Scienze Matematiche Fisiche e
Naturali sono attivate in ottemperanza a quanto disposto dall’art. 11, comma 2, della
legge 19 novembre 1990, n. 341, dall’art. 12 del D.M. 22 ottobre 2004, n. 270 e dalle
linee guida definite con D.M. 26 luglio 2007, n. 386. Il loro Regolamento che
specifica, nel rispetto della libertà di insegnamento e dei diritti doveri dei docenti e
degli studenti, gli aspetti organizzativi del corso di laurea deve essere conforme al
relativo Ordinamento didattico, nel rispetto della classe LM-17, di cui al D.M. 16
marzo 2007, alla quale il corso afferisce.
LM-17 Classe delle lauree magistrali in FISICA
Gli OBIETTIVI FORMATIVI QUALIFICANTI delle lauree magistrali (LM) della classe sono
così descritti nei documenti sopra citati:
I laureati devono:
• possedere una formazione approfondita e flessibile, attenta agli sviluppi più recenti della
ricerca scientifica e della tecnologia;
• avere una solida preparazione culturale nei vari settori della fisica moderna e nei suoi
aspetti teorici, sperimentali e applicativi, nonché una solida padronanza del metodo
scientifico di indagine;
• avere un'elevata preparazione scientifica ed operativa nelle discipline che
caratterizzano la classe;
• avere un'approfondita conoscenza delle strumentazioni di misura e delle tecniche di
analisi dei dati;
• avere un'approfondita conoscenza di strumenti matematici ed informatici di supporto;
• essere in grado di operare con ampia autonomia, anche assumendo responsabilità di
progetti e strutture, nel campo della ricerca e dell'innovazione scientifica e tecnologica;
• essere in grado di utilizzare le conoscenze specifiche acquisite, a seconda del
curriculum, o per l'utilizzazione e la progettazione di sofisticate strumentazioni di misura o
per la modellizzazione di sistemi complessi nei diversi campi delle scienze ed anche in
ambiti diversi da quello scientifico;
• essere in grado di utilizzare fluentemente, in forma scritta e orale, almeno una lingua
dell'Unione Europea oltre l'italiano, con riferimento anche ai lessici disciplinari e tecnici.
In funzione delle competenze acquisite i laureati della classe potranno svolgere, con
funzioni di responsabilità, attività professionali in tutti gli ambiti che richiedono padronanza
del metodo scientifico, specifiche competenze tecnico-scientifiche e capacità di
modellizzare fenomeni complessi. In particolare, tra le attività che i laureati della classe
svolgeranno, si indicano: la promozione e sviluppo dell'innovazione scientifica e
tecnologica, la partecipazione, anche a livello gestionale, alle attività di enti di ricerca
pubblici e privati, nonché la gestione e progettazione delle tecnologie in ambiti
occupazionali ad alto contenuto scientifico, tecnologico e culturale, correlati con le
discipline fisiche, nei settori dell'industria, dell'ambiente, della SANITA’, dei beni culturali e
della pubblica amministrazione; la divulgazione ad alto livello della cultura scientifica, con
particolare riferimento agli aspetti teorici, sperimentali ed applicativi dei più recenti sviluppi
della ricerca scientifica.
Ai fini indicati, in relazione agli obiettivi specifici dei curricula, i corsi di laurea magistrale
della classe :
• comprendono attività finalizzate all'acquisizione di conoscenze approfondite della
meccanica quantistica, della struttura della materia, della fisica nucleare e subnucleare,
dell'astronomia e astrofisica, dei processi che coinvolgono il sistema terra nei loro aspetti
teorici e sperimentali e di altri aspetti della fisica moderna;
• prevedono sufficienti attività di laboratorio, in particolare dedicate alla conoscenza
operativa delle più recenti e sofisticate metodiche sperimentali, alla misura e all'analisi ed
elaborazione dei dati e alla conoscenza di tecniche di calcolo numerico e simbolico;
• possono prevedere attività esterne come tirocini formativi presso laboratori di enti di
ricerca, industrie, aziende, strutture della pubblica amministrazione, oltre a soggiorni di
studio presso altre università italiane ed estere, anche nel quadro di accordi
internazionali.
Le ATTIVITÀ FORMATIVE CARATTERIZZANTI, indispensabili a raggiungere tali obiettivi, si
suddividono nei seguenti Ambiti Disciplinari:
Sperimentale applicativo (Fisica sperimentale, Fisica applicata (a beni culturali,
ambientali, biologia e medicina));
Teorico e dei fondamenti della fisica (Fisica teorica, modelli e metodi
Matematici, Didattica e storia della fisica);
Microfisico e della struttura della materia (Fisica della materia, Fisica nucleare e
subnucleare);
Astrofisico, geofisico e spaziale (Astronomia e astrofisica, Fisica per il sistema terra e per il
mezzo circumterrestre, Geofisica della terra solida, Geofisica applicata, Oceanografia e fisica
dell'atmosfera).
Lo studente deve acquisire un minimo di 40 crediti formativi (CFU) seguendo corsi in almeno
tre degli ambiti sopra riportati. Almeno 12 CFU sono riservati ad
attività formative affini ed integrative, mentre almeno 8 CFU sono a libera scelta dello
studente. Gli Ordinamenti possono indicare numeri maggiori, mentre i Regolamenti riportano
le tabelle dei corsi, esclusi i liberi.
La prova finale consiste nella presentazione e discussione di una tesi elaborata dallo
studente in forma originale sotto la guida di un relatore.
Tale tesi deve essere relativa ad una attività di ricerca di carattere teorico o sperimentale
rivolta alla soluzione di un problema fisico e svolta in autonomia presso gruppi di ricerca, enti
o imprese.
La tesi dovrà documentare gli aspetti progettuali e realizzativi della ricerca svolta, nonché le
sue relazioni con lo stato corrente della conoscenza nel settore.
La complessità di questo lavoro comporta spesso l'attribuzione ad esso di un elevato numero
di crediti (qualche decina di CFU).
I corsi di LM contemplano spesso diversi curricula, indirizzi ecc. che chiamerò “percorsi”.
In quanto segue, descriverò un tipico percorso di nostro interesse nell’occasione odierna:
Percorso di Fisica Medica
Il percorso di Fisica Medica e Sanitaria si inserisce, con la sua offerta formativa,
proprio in quei settori di ricerca, sviluppo e applicazioni della Fisica che possono
dare contributi per una migliore qualità della vita e dell'ambiente, per la salute e
la sicurezza nell'ambiente lavorativo (si pensi a titolo d’esempio a tutta la serie di
applicazioni delle radiazioni ionizzanti e non ionizzanti in ambito medico). Tali
settori riguardano studi per lo sviluppo di tecniche diagnostiche, terapeutiche,
radiofarmaceutiche, analitiche e dosimetriche, la radiobiologia, la tossicologia e
l'impiego di tecniche alternative nel controllo dei processi industriali. Riguardano
inoltre, la radioprotezione operativa e problematiche di più ampio raggio che,
anche sulla base dell'analisi di aspetti sociali, etici ed economici, forniscono il
supporto per gli aspetti decisionali relativi alla valutazione dei rischi e alla stesura
di linee guida nella gestione dei problemi di radioecologia, gestione rifiuti,
sicurezza nel settore alimentare e in quello della produzione di energia.
I corsi proposti devono: i) introdurre le metodiche fisiche e matematiche necessarie
per sviluppare ricerche nel settore della fisica applicata alla MEDICINA,
all'ambiente, all'industria; ii) approfondire le conoscenze dell' interazione della
radiazione con la materia e rendere lo studente autonomo nell' uso della
strumentazione e delle tecniche di rivelazione e del loro impiego per scopi
dosimetrici e radioprotezionistici; iii) fornire le conoscenze di base biologiche,
fisiologiche e morfologiche dell'organismo umano e le conoscenze degli effetti
dell'interazione della radiazione con strutture biologiche; iv) applicare tecniche di
calcolo per la valutazione del trasferimento energetico delle radiazioni alla materia;
v) introdurre le conoscenze relative alla chimica dei radioelementi e composti
radioattivi, le metodiche per la produzione, mediante acceleratori e reattori, di
radionuclidi e radiofarmaci e le relative applicazioni; vi) utilizzare modelli per la
descrizione della diffusione degli inquinanti nell'ambiente e il loro metabolismo
nell'uomo; vii) presentare le raccomandazioni delle istituzioni internazionali e la
normativa vigente nel settore delle radiazioni ionizzanti e non ionizzanti e la gestione
delle contaminazioni dell'ambiente.
I laureati saranno così portati ad un livello di qualificazione tale che consentirà
loro di lavorare in condizione di ampia autonomia, assumendo responsabilità di
progetti e strutture nel campo della sanità, della ricerca, della promozione e
sviluppo dell'innovazione scientifica e tecnologica, anche in ambito
interdisciplinare. Questa preparazione consente il proseguimento degli studi nel
Dottorato di Ricerca ed è particolarmente consigliata per coloro che intendano
accedere alla carriera di Fisico Sanitario presso aziende ospedaliere e che
pertanto dovranno conseguire la Specializzazione post-laurea in Fisica Medica.
Consente inoltre l'inserimento in qualificate attività lavorative, nel campo della
ricerca, sviluppo e produzione industriale, nell'Università, negli Istituti di Ricerca,
nella Sanità pubblica e privata, nelle Agenzie per la protezione e il controllo
ambientale
Conclusioni
Quanto sopra riportato costituisce il quadro legislativo e dei contenuti fisici che
saranno sviluppati nella relazione, con riferimento ad esempi concreti ad indirizzi
o simili di Fisica Medica o assimilabili presso Università italiane.
Ringraziamenti
Un grazie particolare al gruppo di Fisica Medica e Sanitaria dell’Università degli
Studi di Milano, a cui si deve essenzialmente la seconda parte di questo scritto.
Fisica Medica e Sanitaria a MILANO
PRIMO ANNO
PRIMO SEMESTRE
TAF CFU
SECONDO SEMESTRE
TAF CFU
Elettrodinamica Classica (*)
b
6
Fisica Sanitaria 2
b
6
Metodi Matematici della Fisica:
equazioni differenziali
b
6
Radiobiologia
b
6
Interazione e rivelazione della
radiazione nucleare
b
6
Laboratorio di Fisica Sanitaria
c
6
Fisica Sanitaria 1
b
6
Corso della Tabella A
c
6
Elementi di Fisica dei Continui
b
6
Corso a scelta (°)
d
6
30
TOTALE CFU
TOTALE CFU
30
(*) Obbligatorio
(°) A libera scelta tra tutti quelli proposti dall’Ateneo. Sono particolarmente coerenti con il
progetto formativo del percorso di Fisica Medica e Sanitaria tutti i corsi di Tabella A ed inoltre
Fisica nucleare e Fisica degli acceleratori.
Le tipologie di attività formative (TAF) sono le seguenti:
b) Caratterizzanti c) Affini o integrative
d) A scelta dello studente e) Prova finale f) Altre attività
SECONDO ANNO
PRIMO SEMESTRE
Tesi di Laurea
Corso della Tabella A
Corso a scelta (°)
TOTALE CFU
TAF CFU
e
c
d
SECONDO SEMESTRE
18
6
6
Tesi di Laurea
Preparazione tesi
30
TOTALE CFU
TAF CFU
e
f
27
3
30
(*) Obbligatorio
(°) A libera scelta tra tutti quelli proposti dall’Ateneo. Sono particolarmente coerenti con il
progetto formativo del percorso di Fisica Medica e Sanitaria tutti i corsi di Tabella A ed inoltre
Fisica nucleare e Fisica degli acceleratori.
Le tipologie di attività formative (TAF) sono le seguenti:
b) Caratterizzanti c) Affini o integrative
d) A scelta dello studente e) Prova finale f) Altre attività
TABELLA A ( TAF c , 6 CFU / Corso)
PRIMO SEMESTRE
SECONDO SEMESTRE
Fisica Medica
Laboratorio di radiotraccianti
Strumentazione per medicina
Dosimetria di fasci e di radioisotopi incorporati
Laboratorio di Fisica Sanitaria
Radiochimica
Tecniche fisiche di diagnostica medica
A Pavia:
Nell'ambito della laurea specialistica esiste un curriculum di fisica biosanitaria che si
avvale essenzialmente della presenza a Pavia del reattore LENA, tuttora operante, e
impegnato nella BCNT (terapia con neutroni) e dello CNAO (adroterapia) in avanzata
fase di completamento. Curriculum proposto secondo la 270***.
***Per ogni corso il primo numero si riferisce ai CFU, il secondo al semestre, M
significa magistrale e T indica che il corso può essere seguito anche nella laurea
triennale.
FISICA BIOSANITARIA
48 CFU acquisiti o acquisibili con i seguenti insegnamenti obbligatori:
Fisica delle radiazioni ionizzanti - FIS/04 - 6 - I - T
Biologia generale, anatomia e fisiologia umana - BIO/06 - 6 - I - M
Tecniche diagnostiche I - FIS/07 - 6 - I - M
Tecniche diagnostiche II - FIS/07 - 6 - I - M
Elementi di radioprotezione - FIS/07 - 6 - II - M
Metodi computazionali della fisica - FIS/02 - 6 - II - M
Radiobiologia - MED/36 - 6 - II - M
Strumentazione fisica biosanitaria - FIS/07 - 6 - II - M
Qualora l’insegnamento di Fisica delle radiazioni ionizzanti sia già stato sostenuto nella
laurea in Fisica deve essere sostituito scegliendo tra gli insegnamenti dell’ultimo
elenco di questo curriculum, appartenenti al settore FIS/04.
6 CFU acquisibili con 1 insegnamento scelto dal seguente elenco:
Tecniche digitali di acquisizione dei dati - FIS/01 - 6 - I - T
Acustica con applicazioni - FIS/07 - 6 - II - M
Metodi statistici della fisica - FIS/01 - 6 - II - M
Procedimenti informatici di simulazione - FIS/01 - 6 - II - M
Rivelatori di particelle - FIS/01 - 6 - II - M
Simulazione in campo biosanitario - FIS/07 - 6 - I - M
6 CFU acquisibili con 1 insegnamento scelto dal seguente elenco:
Macchine acceleratrici - FIS/04 - 6 - I - M
Radioattività I - FIS/04 - 6 - II - M
Radioattività II - FIS/04 - 6 - II - M
12 CFU acquisibili con 2 insegnamenti a scelta libera.
Torino:
è partito nell'A.A. 2002-03 il primo anno della LS in Fisica Ambientale e
Biomedica con intersezione molto piccola tra i due indirizzi in termini di CFU.
Per quanto riguarda l'indirizzo Biomedico, esso era caratterizzato dai seguenti
corsi: Fisica Medica, Laboratorio di Fisica Sanitaria e Reti Neurali tenuti da
fisici, Elementi di Anatomia e Fisiologia, tenuto da biologi con programma
dedicato, Biofisica e Laboratorio di Biofisica mutuati da biologia. Per gli altri
crediti venivano usati corsi delle altre LS in Fisica come:Metodi matematici 2,
Meccanica Quantistica 2, Interazione della radiazione con la materia, Rivelatori
di particelle, Acceleratori, Tecniche del vuoto e biomateriali, Fisica
dell'ambiente, Tecnologie Object Oriented, etc...Con la 270, compatibilmente
con i sui vincoli, sostanzialmente lo stesso piano di studi va a costituire
l'Indirizzo di Fisica Biomedica della LM in Fisica, di cui a breve dovrebbero
essere in rete regolamento ed ordinamento.
Il numero di iscritti dal 2002 ad oggi, e' stato circa 60, buona parte di loro si
sono laureati con una tesi in Fisica medica o, solo alcuni, in Biofisica. Le
tesi sono state svolte nell'Universita' e/o in ospedale, alcune in enti di ricerca
(INFN, CNAO, ENEA, ESR, DKFZ) e nell'industria biomedica (Sorin, Bracco).
Almeno 4 tesi sono state svolte o sono in corso all'estero.Una decina di
laureati ha completato o sta completando la Scuola di Specializzazione in
Fisica Sanitaria di Torino.
ROMA
MODENA e REGGIO EMILIA
Corso di Laurea in Medicina e Chirurgia
Modulo di Fisica e Matematica (Prof. T. Carazzari , docente di Fisica
Applicata alla Medicina in
(www.fisicamedica.unimore.it)
Obiettivi:
collocare le conoscenze acquisite nel contesto di una coniugazione
tra i principi e le metodiche sperimentali di tipo fisico con le
fenomenologie di interesse clinico- medico.
Tra gli argomenti di
Matematica:
…. teorema di Fourier, legge della diffusione secondo Fick,
Divergenza e Laplaciano come operatori per lo studio delle
distribuzioni di cariche cellulari, neurotiche, ecc.
Fisica Medica:
……..legge di Bernoulli, caratterizzazione dettagliata dell’onda
elettromagnetica, fotoni, assorbimento da parte di materiale
biologico, altri elementi di Mecc. Quantistica, laser con indicazioni di
possibili impieghi clinici, “tutto ” su radioattività e radioisotopi in
medicina e scopo diagnostico……