Physics - Fisica

IRENE ROSANA GIARDINA
IRENE ROSANA GIARDINA

OBIETTIVI GENERALI:
L’obiettivo principale del corso di Biofisica Teorica e’ di mostrare come la meccanica statistica sia di importanza fondamentale per una comprensione quantitativa di molti
fenomeni biologici. A tal fine il corso si concentra su due aspetti molto generali presenti in una grande varietà di processi biologici: il ruolo del rumore e il rapporto
segnale/rumore; e l’emergenza di fenomeni collettivi.

OBIETTIVI SPECIFICI:
A - Conoscenza e capacità di comprensione
OF 1) Lo studente acquisira’ conoscenze fondamentali di meccanica statistica, processi stocastici elementari, fenomeni critici e inferenza statistica, atte alla caratterizzazione di fenomeni dinamici in presenza di rumore.
OF 2) Lo studente imparera’ la fenomenologia di vari processi biologici quali chemorecezione e
chemotassi, fotorecezione, proteine e reti neurali, materia attiva vivente e comportamenti di gruppo.
OF 3) Lo studente acquisira’ nozioni di modellizzazione dei fenomeni analizzati
….
B – Capacità applicative
OF 4) Lo studente imparera’ ad applicare concetti e modelli teorici allo studio di fenomeni biologici precedentemente caratterizzati sperimentalmente. Imparera’ altresi’ a come costruire modelli partendo dai dati sperimentali.
…
C - Autonomia di giudizio
OF 5) Lo studente dovra’ essere in grado di declinare approcci teorici astratti derivanti dalla fisica statistica a specifiche fenomenologie di comportamento in sistemi biologici
…
D – Abilità nella comunicazione
…
E - Capacità di apprendere
OF 6) Avere la capacità di consultare e interpretare letteratura scientifica sia di carattere prettamente teorico, sia con analisi sperimentali, in un contesto altamente interdisciplinare.

Lo studente/la studentessa
- imparera' concetti teorici di base di processi stocastici e della fisica dei sistemi interagenti;
- sapra' applicare tali concetti allo studio dei sistemi biologici;
- acquisira' conoscenza fenomenologica e quantitativa di alcuni importanti processi e sistemi biologici quali: chemotassi, fotorecezione, reti neurali, proteine, materia attiva vivente, comportamenti collettivi in aggregazioni biologiche.

Conoscenze di meccanica statistica di base, consistenti con quanto appreso nei corsi della laurea triennale.

Bialek W., Biophysics, searching for principles, Princeton University Press
Nelson PC, Biological Physics, (Freeman & Co., 2004)
Zwanzig, Non-equilibrium statistical mechanics (Oxford University Press, 2001)
H. Berg, Random walks in biology (Princeton UP, 1993)
Huang, Statistical Mechanics, Wiley,
Binney et al, Critical Phenomena, Oxford Science Publications

Lezioni frontali in presenza (presenza non obbligatoria, ma raccomandata)

Lo studente dovra' rispondere a domande sugli argomenti trattati a lezione e dimostrare di conoscere la trattazione matematica e quantitativa dei problemi trattati.