Il laboratorio di Esperimentazioni di Fisica Nucleare e Subnucleare è un insegnamento del terzo anno del corso di laurea triennale in Fisica che consente agli studenti di avvicinarsi in modo pratico al metodo sperimentale nel campo delle interazioni fondamentali. L'attività si
svolge in piccoli gruppi (2-3 persone) su un’esperienza scelta tra varie proposte (per un totale di 8), che coprono ambiti dalla fisica nucleare a quella delle particelle, dalla fisica medica a quella ambientale.
Ogni gruppo lavora per l’intero semestre a un singolo esperimento, imparando a utilizzare e caratterizzare rivelatori di particelle tipicamente utilizzati nell’ambito della ricerca scientifica (es. rivelatori a semiconduttore, scintillatori inorganici e organici, SiPM), ottimizzare catene elettroniche, analizzare dati sperimentali e confrontarli con aspettative teoriche.
Le misure includono, ad esempio, la diffusione Rutherford e misure spettroscopiche con particelle α, la spettroscopia γ, misure Compton e PET, fino alla misura del flusso dei muoni cosmici.

Il laboratorio è organizzato su due turni identici, ciascuno svolto in uno dei due semestri e preceduto da 12 ore di lezioni introduttive, che includono un corso obbligatorio di radioprotezione, e si conclude con la stesura di una relazione tecnica e un esame orale.
Oltre a fornire competenze tecniche fondamentali per chi intende proseguire nel campo della fisica delle particelle, il laboratorio offre un’opportunità unica per mettere alla prova e coltivare le proprie attitudini scientifiche a tutto tondo. Dalla progettazione e gestione dell’hardware alla raccolta e analisi dei dati, fino all’inquadramento teorico dei fenomeni osservati, ogni fase dell’esperienza è un’occasione concreta per allenare il metodo scientifico nella sua completezza.
Allo stesso tempo, il laboratorio è un terreno fertile per affinare competenze trasversali fondamentali non solo nella ricerca, ma in ogni contesto professionale ad alta complessità: dalla collaborazione in team alla risoluzione creativa di problemi, dalla capacità di pensare in modo critico fino all’arte di comunicare con rigore ed efficacia risultati complessi. Non meno importante, è l’occasione per allenare la
perseveranza e lo spirito di iniziativa, imparando a non scoraggiarsi di fronte agli insuccessi e a trasformarli in opportunità di crescita e comprensione.
Per chi è pronto ad affrontare la sfida, questo laboratorio prepara concretamente al lavoro sperimentale, alla ricerca e a qualsiasi contesto ad alta complessità.

Il laboratorio di Data Acquisition, attivo presso il corso di laurea magistrale in Astrophysics and Space Physics, si propone di fornire agli studenti un’esperienza immersiva e competenze per affrontare le sfide dell’astronomia osservativa moderna. Sfruttando il Telescopio Ottico Bicocca TOBi, uno strumento professionale installato nel campus di Milano, gli studenti prendono parte in prima persona alla progettazione di una campagna osservativa, alla sua esecuzione con osservazioni dirette del cielo notturno e alle successive fasi di calibrazione e analisi dei dati raccolti. Il laboratorio fornisce conoscenze e competenze riguardanti le più moderne tecniche di acquisizione e analisi di immagini e dati spettroscopici di oggetti celesti. Gli studenti progettano osservazioni di ammassi stellari, nebulose, e galassie al fine di ricavare, tramite le osservazioni, parametri fisici fondamentali a comprendere la formazione e lo sviluppo del nostro Universo. L’esperienza diretta, con un telescopio dedicato al corso, rende questa attività di laboratorio unica e particolarmente coinvolgente per gli studenti che vengono formati a diventare astrofisici e scienziati competenti di moderne metodologie di analisi dati.

Le attività dei corsi di “Esperimentazioni di Fisica Computazionale” (terzo anno, triennale in Fisica), “Laboratorio di Fisica Teorica Computazionale” (magistrale in Fisica) e “High Performance Computing for Artificial Intelligence applications in Physics” (magistrale in Artificial Intelligence for Science and Technology) si svolgono nel Laboratorio di High-Performance Computing (HPC) “Marco Comi” situato al secondo piano dell’edificio U2/Quantum (stanza 2026). Tali attività consistono nell'implementare algoritmi numerici su un calcolatore per risolvere problemi di interesse fisico, utilizzando l’infrastruttura di calcolo ad alte prestazioni (HPC) situata nel Dipartimento di Fisica.

Una parte delle attività consiste nel seguire lezioni di teoria alla lavagna e sul proiettore, dove vengono spiegati i metodi numerici e gli algoritmi, che poi gli studenti implementano al calcolatore, sotto la supervisione del docente. Per farlo lavorano dalle postazioni situate nel laboratorio Comi, che sono a loro volta collegate ad un cluster di calcolo HPC situato al V piano dell’edificio U2/Quantum.

I corsi di Laboratorio di Elettronica I e II offrono un’esperienza formativa avanzata, integrando in modo sinergico Teoria dei Circuiti, Analog Design e Caratterizzazione Sperimentale di Dispositivi e Circuiti Integrati. Gli studenti acquisiscono competenze nell’uso di strumenti CAD/EDA (Computer-Aided Design / Electronic Design Automation) di livello professionale, come Matlab e Cadence, affiancati da strumentazione hardware all’avanguardia – tra cui alimentatori di precisione, generatori di funzione, oscilloscopi digitali e analizzatori di spettro – comunemente impiegati nella ricerca accademica (Fisica delle Alte Energie (LHC), Strumentazione Elettronica Aerospaziale, Fisica Medica) e nell’industria elettronica (Telecomunicazioni, Automotive, Sensori).

Nel Laboratorio di Elettronica I, l’attività si concentra sulla progettazione e simulazione di stadi analogici su tecnologia CMOS in scala nanometrica: amplificatori a singolo transistor, specchi di corrente, amplificatori operazionali e filtri attivi. Attraverso l’impiego di tool professionali, gli studenti analizzano il comportamento dinamico dei circuiti, verificandone le prestazioni attraverso simulazioni e misure sperimentali.

Il Laboratorio di Elettronica II approfondisce queste competenze, estendendo l’analisi a sistemi elettronici più complessi (Amplificatori Operazionali, Filtri Attivi) con particolare enfasi sul ruolo della retroazione (feedback) nei circuiti di amplificazione lineare e introducendo metodologie di caratterizzazione circuitale avanzata. Gli studenti imparano a progettare e validare setup di misura accurati, applicando tecniche di validazione utilizzate nei moderni laboratori di micro e nano elettronica.

L’approccio integrato tra teoria e pratica consente agli studenti di sviluppare una comprensione solida e applicata della progettazione elettronica, formando profili tecnici altamente qualificati e pronti ad affrontare le sfide dell’innovazione tecnologica.

Il laboratorio didattico di Fisica dei Plasmi, sito in U2-2025, ospita le attività relative al corso di “Esperimentazioni di Plasmi”, uno dei corsi di laboratorio tematici a scelta disponibili per gli studenti del terzo anno. Il laboratorio è dotato di diversi apparati sperimentali, che consentono lo studio di svariate metodologie di generazione e diagnostica di plasmi sia a bassa pressione che a pressione atmosferica.
Per ciò che riguarda i plasmi a bassa pressione, è disponibile una macchina a catodo caldo per la produzione di un beam-driven plasma, in elio o argon, generato da un fascio di elettroni emesso da un filamento incandescente e confinato da un campo magnetico assiale. La macchina, dotata di un sistema di pompaggio costituito da una pompa rotativa ed una pompa turbomolecolare, consente lo studio della generazione di questo tipo di plasmi, ed anche l’apprendimento della diagnostica mediante sonda di Langmuir.
Sempre nell’ambito dei plasmi a bassa pressione sono disponibili due tubi, connessi a pompe rotative, per lo studio rispettivamente dell’innesco di plasmi in corrente continua, con la costruzione delle curve di Paschen in diversi gas, e per lo
studio della formazione di plasmi a radiofrequenza ad accoppiamento capacitivo. I plasmi prodotti in questi due
apparati vengono anche diagnosticati mediante l’uso di spettrometri che analizzano la radiazione visibile emessa.
Nell’ambito dei plasmi a pressione atmosferica è disponibile un apparato per lo studio delle scariche a barriera dielettrica (DBD), in cui è possibile apprendere la modalità di generazione di questi plasmi, la loro diagnostica spettroscopica ed è possibile misurare gli effetti sulla chimica dell’aria tramite sensori di ozono.
Infine, è disponibile un apparato per lo studio delle scariche a effetto corona e della produzione di vento ionico, che permette di valutare la dipendenza della velocità del flusso di aria e della spinta prodotta al variare dei parametri della scarica.
Un’altra attività che viene realizzata in questo laboratorio è anche quella di apprendimento dei principi di funzionamento degli spettrometri, attraverso una esperienza di costruzione e calibrazione di tale strumento.