Anche la fisica quantistica dei sistemi complessi giunge in aiuto per la comprensione dei meccanismi di diffusione del contagio da coronavirus e della efficacia delle misure di contenimento.
Pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica internazionale “Condensed Matter”, un lavoro di ricerca dal titolo “Ostwald Growth Rate in Controlled Covid-19 Epidemic Spreading as in Arrested Growth in Quantum Complex Matter”, relativo allo studio dell’efficacia delle misure di contenimento del coronavirus focalizzato sui tempi di raddoppio del numero dei contagi, prendendo in esame i dati ufficiali disponibili di Italia, Cina e Corea del Sud, che vede tra gli autori anche il prof. Andrea Perali, docente di Fisica alla Scuola di Scienze del Farmaco e dei Prodotti della Salute di Unicam.

L’estensione di questo lavoro ad altri Paesi, realizzato in collaborazione con i ricercatori dell’INFN, del CNR e della onlus RICMASS, è stato sottoposto alla revisione per una possibile pubblicazione su un’altra prestigiosa rivista scientifica internazionale, PNAS - Proceedings of the National Academy of Sciences degli Stati Uniti d’America.

Il risultato principale del lavoro di ricerca è stato quello di introdurre il "fattore di successo s" delle azioni di contenimento, che ci indica come stanno funzionando tali azioni. E’ stato provato che valori del fattore di successo s più piccoli indicano una crescita rapida del tempo di raddoppio del numero dei contagi, e quindi un progressivo rallentamento dei contagi stessi, mostrando così l’alta efficacia delle misure di contenimento.

Altro importante risultato è stato quello di  aver individuato per la diffusione del virus una curva dell’andamento temporale dei contagi caratterizzata da 4 fasi: una fase sotto-critica, in cui il numero dei contagi è contenuto ed ha forte oscillazioni casuali; una fase subito dopo soglia critica, con crescita esponenziale violenta, con tempi di raddoppio dei contagi molto breve, intorno ai 2-3 giorni; una fase di crescita rallentata dove il tempo di raddoppio aumenta in conseguenza delle azioni di contenimento (nel nostro Paese siamo ora in questa fase); una ultima fase di crescita arrestata o frustrata che segue il regime di crescita alla Ostwald, tipica dei processi di diffusione in sistemi quantistici complessi disordinati, fase raggiunta in Cina e Corea del Nord dove è stato applicato forti azioni di contenimento supportate dal metodo di tracciamento delle persone tramite App.

“Siamo molto soddisfatti – ha affermato il prof. Andrea Perali – per questo importante risultato, realizzato grazie ad un eccellente partenariato con competenze multidisciplinari. Vorrei sottolineare che si tratta di uno studio prettamente fisico, quindi finalizzato alla ricerca di leggi e comportamenti universali, meno sensibile a differenze nazionali nella raccolta dei dati ed a fluttuazioni statistiche. Analizzando i dati, abbiamo mostrato che in Cina e Corea del Sud i valori del fattore di successo sono molto bassi e confermano l’efficacia delle misure di contenimento adottate; in Italia il fattore s è leggermente più alto e ci colloca in una posizione intermedia rispetto alle situazioni molto più difficili di altri paesi, quale per esempio gli Stati Uniti”. “Abbiamo quindi introdotto – ha concluso il prof. Perali – un metodo di analisi tipico della fisica ed un parametro quantitativo che permette di confrontare i dati delle diverse nazioni, metodo che si può quindi affiancare alle analisi statistiche e biologiche, per aumentare ancora di più le conoscenze su questa problematica”.

“Sono ancora una volta a complimentarmi, anche a nome dell’intera comunità universitaria – ha sottolineato il Rettore Unicam Claudio Pettinari – con i nostri ricercatori, in questo caso in particolare con il prof. Perali, che stanno mettendo in campo tutte le proprie competenze nei diversi ambiti disciplinari scientifici, con l’obiettivo primario di fornire un contributo, un piccolo tassello che possa andare a comporre il puzzle che ci consentirà di comprendere a fondo questo virus e di adottare le misure di contenimento, di cura oppure preventive migliori e più efficaci, a beneficio di tutti noi e della salute pubblica”.
C.C.

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Il dott. Luca Marconi, laureato Unicam in Fisica, ha discusso stamattina in Ateneo la tesi di

dottorato di ricerca su “Disaster-proof Satellite Communication” (Comunicazioni satellitari a

prova di catastrofe).

Il dott. Marconi ha seguito il curriculum di dottorato della School of Advanced Studies di

Unicam in Physics sotto la supervisione del prof. Fabio Marchesoni, docente della sezione di

Fisica della Scuola di Scienze e Tecnologie. Il suo lavoro di tesi si è svolto, invece, presso la

PMB Tecno di Osimo (AN). La PMB opera nel settore delle telecomunicazioni e dei sistemi

avanzati di sicurezza, dove ha conquistato una posizione di

leader(http://www.pmbtecno.com/).

La borsa di dottorato del dott. Marconi è stata finanziata congiuntamente da UNICAM e da PMB

Tecno, nel quadro dei nuovi “dottorati industriali” previsti dalla recente normativa ministeriale

volta a favorire il trasferimento tecnologico tra università e industria.

Il lavoro di ricerca oggetto della tesi tratta una tematica estremamente interessante ed

attuale: l’obiettivo era la progettazione e realizzazione di nuovi sistemi di trasmissione dati tra

veicoli o persone impiegate in operazioni di soccorso e loro tracciamento satellitare, in campo

sia civile sia militare.

Gli attuali sistemi di comunicazione via satellite presentano alcune difficoltà (antenne di

trasmissione di grandi dimensioni o larghezza di banda limitata), che sono invece superate dal

progetto elaborato dal dott. Marconi, che si propone di studiare e implementare un sistema di

localizzazione satellitare a bassa orbita, eliminando la necessità di connessione con una sede

centrale. Tale nuovo prodotto è stato sviluppato in modo da funzionare in connessione con la

rete satellitare IRIDIUM, il che consente una copertura globale, anche quando la normale rete

internet sia messa fuori uso da catastrofi naturali (come i terremoti), eventi bellici o attacchi

terroristici.

“Proprio per poter sfruttare al meglio le caratteristiche della rete IRIDIUM, - ha sottolineato il

dott. Marconi – abbiamo sviluppato un componente hardware, una antenna, ed uno specifico

software per ottimizzare la trasmissione dei dati. Abbiamo quindi realizzato un prototipo di

sistema di comunicazione, per il quale la PMB Tecno ha depositato domanda di brevetto

internazionale negli Stati Uniti”.

Il lavoro seguìto nell’ambito di questa tesi di dottorato rappresenta una ulteriore conferma

dell’impegno da tempo profuso dall’Ateneo in progetti di ricerca che hanno poi una ricaduta

sul territorio, in questo caso su una tematica estremamente importante quale è la

prevenzione sismica.

L’incontro, che si è tenuto presso la sala convegni del Rettorato, si è aperto con i saluti del

Rettore Unicam Flavio Corradini, cui sono seguiti gli interventi del prof. Emanuele Tondi su “I

terremoti dell’estate-autunno 2016: dall’emergenza alla prevenzione”, e del prof. Fabio

Marchesoni su “La previsione dei terremoti: problema scientifico e sfida politica”.

Il dottor Marconi ha poi discusso la tesi davanti alla Commissione, che al termine lo ho

proclamato Dottore di Ricerca in Fisica.

Anche nella Silicon Valley riconoscono la qualità e l’eccellenza della ricerca Unicam.

E’ giunta in questi giorni in Ateneo la conferma dell’ottenimento di un importante finanziamento per un progetto di ricerca nell’ambito della Fisica coordinato dal Prof. Stefano Mancini, docente della sezione di Fisica di Unicam.

Il progetto di ricerca “Quantum Observers in a Relativistic World”, realizzato dal prof. Mancini in collaborazione con l’Università di Vienna e l’Università di York, ha ottenuto un finanziamento di 84 mila dollari (circa 80 mila euro) da parte del programma Physics of the Observer del Foundational Questions Institute (FQXi), che ha selezionato progetti da tutto il mondo ed assegnato i finanziamenti provenienti da un fondo messo a disposizione dalla Silicon Valley Community Foundation.

Obiettivo del Foundational Questions Institute è infatti quello di supportare e diffondere le ricerche relative alla fisica di base, con particolare attenzione a progetti innovativi fondamentali per una profonda comprensione della realtà, ma che difficilmente potrebbero accedere alle più comuni forme di finanziamento, perché risultano essere troppo visionari e senza immediate applicazioni concrete.

Il lavoro di ricerca guidato da Unicam affronterà questioni del tipo: Qual è, in linea di principio, la massima informazione che possiamo estrarre da eventi cosmologici? Possiamo arrivare a conoscere le origini dell’Universo o le leggi fisiche stesse ce lo impediscono?

Il prof. Mancini si occupa da tempo, con eccellenti risultati, di ricerca nel settore della fisica teorica quantistica ed è presente nella speciale classifica dei “Top Italian Scientists” (www.topitalianscientists.org) stilata dall’associazione Via-Academy, associazione che elenca i migliori ricercatori italiani nel mondo.