Lo scopo della Fisica Teorica è quello di fornire modelli matematici delle forze fondamentali che governano l’universo. Con lo sviluppo della moderna teoria quantistica dei campi, della relatività generale, delle teorie di gauge, e della teoria delle stringhe è sempre più forte la convinzione che si sia vicini alla costruzione di modelli in grado di unificare in un unico linguaggio e in un’unica teoria unificata le quattro interazioni fondamentali della Natura:forza forte, forza debole, forze elettromagnetica, e attrazione gravitazionale. Si tratta di un programma di enorme interesse sia in Fisica che in Matematica, e che fornisce stimoli continui per studiare processi fisici che potrebbero essere verificati nei futuri esperimenti in programma al collisionatore LHC del CERN e in cui possibile “nuova fisica” deve essere interpretata. Le attività di ricerca teorica che coinvolgono gli studenti del Dottorato in Fisica si svolgono un contesto internazionale, e spesso prevedono periodi di soggiorno all’estero per collaborazioni con ricercatori delle più importanti sedi universitarie europee e statunitensi. I settori di ricerca attualmente studiati sono:

• Fenomenologia del Modello Standard: Fenomenologia delle Interazioni Fondamentali: con l'approssimarsi della partenza di LHC presso il CERN di Ginevra, particolare interesse assumono letematiche della fisica teorica delle interazioni fondamentali, come descritte dal Modello Standard e sue possibili estensioni. Anche al fine di favorire una stretta collaborazione tra fisici teorici e sperimentali, l'attività pavese riguarda in particolare il calcolo di precisione delle sezioni d'urto dei processi di tipo Drell-Yan, nonché dei processi di produzione e decadimento del quark top e del bosone di Higgs, e le relative simulazioni Monte Carlo. Sono anche condotti studi riguardanti tematiche di fisica adronica in collisioni tra ioni pesanti. Parallelamente a tale attività viene svolta ricerca riguardante la fisica alle attuali macchine acceleratrici, sia adroniche che elettrone-positrone, attualmente operanti presso laboratori di ricerca internazionali.

• Fisica Adronica: La fisica nucleare, tradizionalmente considerata come lo studio della struttura e delle proprietà dei nuclei atomici, in anni recenti si è ampliata allo studio più generale della materia adronica, cioè di quella materia costituita da componenti che interagiscono fortemente, nelle più diverse condizioni di densità e di temperatura. L’attività pavese riguarda la comprensione della struttura e delle proprietà della materia adronica in condizioni che vanno dalla ordinaria materia nucleare a quella estremamente densa e/o calda di interesse astrofisica; la descrizione microscopica e quantitativa delle proprietà dei nuclei atomici a partire dalle proprietà delle interazioni forti; la comprensione delle simmetrie fondamentali quali si manifestano nei processi adronici.

Studiosi partecipanti alla Ricerca:S. Boffi, F.D. Pacati, F. Capuzzi, C. Giusti, M. Radici, B. Pasquini.

Studiosi partecipanti alla Ricerca: M. Carfora, A. Marzuoli.