Giuseppe Antonio NISTICO'
Professori Associati
Fisica matematica (MATH-04/A)
Contacts
- Dipartimento di Matematica e Informatica
- Dipartimento di Matematica e Informatica
- giuseppe.nistico@unical.it
- 0984/496413
No items here
CURRICULUM VITAE et STUDIORUM di NISTICO' GIUSEPPE ANTONIO.
==========================================================
==========================================================
Nato a Monasterace il 01.08.1956, consegue la laurea in Fisica presso
l'Università della Calabria il 10.11.1980, con voti 110 su 110 e Lode.
Inizia l'attività di ricerca su temi di Fisica Teorica e Fisica Matematica
in collaborazione col Prof. Gianpiero Cattaneo.
Nel 1983 è vincitore al concorso per 1 posto di ricercatore di
Fisica Teorica presso l'Università della Calabria.
Nel 1994 si trasferisce sul SSD Fisica Matematica.
Nel 2002 risulta idoneo al concorso per 1 posto di Professore di seconda
fascia di Fisica Matematica presso la Facoltà di SMFN dell'Università
della Calabria. Prende servizio in seguito alla chiamata della stessa
Facoltà il 2 aprile 2002.
Viene confermato in ruolo a decorrere dal 2.11.2005.
RICERCA SCIENTIFICA
===================
L'attività di ricerca si sviluppa prevalentemente nell'ambito della
teoria quantistica; parte dalle problematiche logico-concettuale-formali
dei fondamenti e della interpretazione e articola l'indagine agli sviluppi
della teoria in relazione ai dati empirici e ai principi fisici generali.
Affronta con i metodi rigorosi della matematica e della fisica teorica
le problematiche di carattere concettuale, fenomenologico ed epistemologico
della Meccanica Quantistica e dei suoi sviluppi.
LA LOCALITA' DELLA MECCANICA QUANTISTICA
----------------------------------------
Dalla pubblicazione del famoso teorema di Bell (i) diversi teoremi
sono stati proposti nel corso degli anni, con lo scopo di dimostrare
che la meccanica quantistica non è consistente con il Principio di
Località.
In realtà, la Meccanica Quantistica 'per se' non implica alcuna
violazione del principio di località. La contraddizione derivata
nei cosiddetti teoremi di non-località nasce solo
se ulteriori condizioni vengono aggiunte ai postulati standard della
Meccanica Quantistica. Il teorema di Bell è l'archetipo della classe
di teoremi che raggiungono la contraddizine aggiungendo alla Meccanica
Quantistica Standard l'ulteriore assunzione di poter assegnare valori
pre-esistenti (variabili nascoste) anche a osservabili non effettivamente
misurate . La motivazione di questa ulteriore assunzione è riconducibile
al criterio di realtà assunto da Einstein, Podolsky e Rosen (iii).
Più recenti teoremi (ii) di questa classe non fanno uso delle diseguaglianze
tipiche di Bell, e per questo hanno una maggiore efficacia logica.
Si è provato [3] che le implicazioni effettivamente deducibili dal criterio
di realtà mediante le metodologie logico-matematciche proprie dell'indagine
scientifica, non sono sufficienti a rendere valide le dimostrazioni di
questa classe di teoremi.
Un teorema di non località metodologicamente diverso è stato
proposto da Stapp (iv). Il metodo di Stapp rifiuta le ipotesi di
variabili nascoste necessarie alle dimostrazioni della prima
classe di teoremi, in quanto assegnare valori pre-esistenti a
osservabili non misurate "contraddice la filosofia quantistica
ortodossa". Pertanto lo scopo di Stapp è ottenere una
contraddizione tra Principio di Località e Meccanica Quantistica
senza far intervenire variabili nascoste o criteri di realtà, ma
introducendo nuove assunzioni. In [1] il teorema di Stapp è
stato analizzato all'interno del suo stesso schema teorico,
dimostrando che la dimostrazione cade in un tranello logico che le fa
perdere validità.
Il risultato complessivo di questo lavoro di ricerca indica che le
violazioni del Principio di Località paventate dai diversi
teoremi di non località non possono essere considerate definitive.
In relazione ai teoremi senza diseguaglianze (ii) si è provata
l'impossibilità di estendere la dimostrazione di tali teoremi per
coppie di particelle di spin 1/2 [17].
(i) J.S. Bell, Physics, Vol.1, p.195
(ii) D. M. Greenberger, M.A. Horne, A, Shimony. A. Zeilinger
Am.J.Phys., Vol. 58, p.1131
(iii) A. Einstein, B. Podolsky, N. Rosen, Phys.Rev. Vol.47, p.777
(iv) H.P. Stapp, Am.J.Phys., Vol. 72, p. 30
INTERFEROMETRIA QUANTISTICA E COMPLEMENTARITA'
---------------------------------------------
L'efficacia dell'esperimento della doppia fenditura nell'evidenziare
l'intrigo concettuale della Meccanica Quantistica è riconosciuta sin
dall'avvento della teoria quantistica. Più recentemente l'esperimento è stato
utilizzato come modello per la determinazione di relazioni di dualità
che legano le misure di intermedi comportamenti corpuscolari e
ondulatori dei sistemi quantistici (i),(ii).
Esso si è anche rivelato un efficace modello di problemi generali di
inferenza simultanea di valori di osservabili che non commutano [12][9][8][6].
Precisamente, si è affrontato il problema teorico della possibiltà di stabilire,
in un tipico esperimento alla Young con particelle, da quale fenditura la
particella passa insieme ad altre proprietà non commutanti con quest'ultima.
Si sono stabilite le condizioni teoriche per cui soluzioni a tale problema
esistono, e si sono determinati dei metodi matematici per ottenere soluzioni
concrete. Si sono anche fornite prescrizioni per predisporre esperimenti,
realizzabili in linea di principio, corrispondenti alle soluzioni
ottenute [9][8][7][6][4][2].
Si è scoperto che in tali esperimenti emergono situazioni fisiche in cui
le nozioni note di interferometria quantistica per la misura dell'interferenza
non si applicano [2], e pertanto si perde la validità delle relazioni di dualità.
Si sono individuate nozioni più generali, che applicate a tali situazioni risultano
obbedire alle relazioni di dualità.
Le conoscenze acquisite in questo lavoro di ricerca si combinano con i risultati
ottenuti relativamente alla località. Abbiamo potuto così dimostrare (iii)
che è possibile attribuire valori simultanei oggettivi a più osservabili di un
sistema quantistico che non commutano, senza incorrere nelle inconsistenze con il
principio di località dimostrate dal teorema di Bell, indicando un possibile
esperimento per determinare tali valori.
(i) W.K. Wooters, W.H. Zurek, Phys.Rev. D., VOL.19, p.473
(ii) B.-G. Englert, Phys.Rev.Lett., Vol.77, p.2154
(iii) G. Nistico', A, Sestito, AIP CONFERENCE PROCEEDINGS (in press)
https://www.mat.unical.it/~nistico/Varie/41AIP2012.pdf
ESTENSIONE DEL FORMALISMO DELLA TEORIA QUANTISTICA:
RELAZIONI TRA OSSERVABILI 'SHARP' E 'UNSHARP'.
--------------------------------------------------
I risultati delle ricerche relative ai fondamenti logico-matematici
della meccanica quantistica hanno confermato la necessità, emersa
tra gli anni sessanta e settanta, di estendere il formalismo quantistico
con l'introduzione della nozione di osservabile unsharp ('fuzzy').
Le proprietà strutturali del formalismo quantistico così esteso sono
state studiate da diversi punti di vista, quali la teoria dei semigruppi,
dei 'BZ-posets', la logica formale, la teoria degli operatori [43][35][38].
I nuovi concetti hanno trovato applicazione [22][21] relativamente al
problema della non-localizzabilità del fotone come particella, consentendo un
progresso rispetto alla teoria proposta da Jauch e Piron nel 1967.
Si sono individuate le condizioni affinchè un'osservabile
unsharp possa essere interpretata come il risultato di una
diffusione stocastica di un'osservabile standard, indipendentemente
dalla natura della diffusione. E' stato messo a punto una procedura
matematica generale per risalire, data un'osservabile unsharp,
all'osservabile sharp ``ripulita'' dalle diffusioni stocastiche,
ricostruendola concretamente [21][18] e individuando i nuclei
della diffusione, risolvendo i problemi di consistenza matematica
e concettuale [28].
La procedura fornisce, inoltre, una ridimostrazione costruttiva
dell'importante teorema di Von Neumann che prova la possibilità di
risolvere una qualunque famiglia di operatori autoaggiunti commutanti
con un'unica misura spettrale.
IMPLICAZIONI EMPIRICO-CONCETTUALI DELLA TEORIA DEL MIRROR PROJECTION.
--------------------------------------------------------------------
Uno dei problemi concettuali della Teoria Quantistica maggiormente
dibattuti è quello dell'oggettività delle proprietà fisiche dei sistemi
in relazione al principio di località. Negli argomenti che
evidenziano tali problemi, un ruolo cruciale è svolto dalla
possibilità di inferire valori simultanei di osservabili che non
commutano (i,ii). G. Nisticò ha introdotto e sviluppato la teoria dei
'mirror projection' in spazi di Hilbert [28][25], che permette di
individuare le condizioni e le procedure per ottenere questo tipo di
conoscenza simultanea, mostrando che le correlazioni che entrano
nell'argomento di Einstein-Podolsky e Rosen sulla completezza
della Meccanica Quantistica o nell'argomento di Bell sulla
non-località della meccanica quantistica, sono descrivibili nei
termini di tale teoria. Essa consente inoltre una consistente
interpretazione controfattuale del processo di misurazione
quantistico [23].
La teoria dei mirror projection è stata estesa [24] per
stabilire e studiare relazioni empiriche tra osservabili che non
commutano, relazioni dotate di un chiaro contenuto operazionale;
si è dimostrato che esse permettono di interpretare le relazioni
introdotte da Hardegree (iii) a livello essenzialmente logico-formale.
(i) A. Einstein, B. Podolsky, N. Rosen, Phys.Rev. Vol.47, p.777
(ii) J.S. Bell, Physics, Vol.1, p.195
(iii) G. Hardegree, Synthese, Vol. 29, p.63
CONTRIBUTI ALLA TEORIA DELLA DECOERENZA
---------------------------------------
Una difficoltà interpretativa evidenziata nei primi anni dalla
nascita della teoria quantistica, è la sua incapacità di
descrivere l'oggettificazione delle proprietà fisiche di
un sistema: il problema dell'emergenza della decorenza o problema
della misurazione. La teoria delle 'Storie Consistenti Quantistiche'
(SCQ), formulata da Griffiths (i), ha suscitato molto interesse
perchè si propone di spiegare l'emergenza della decoerenza per
un sistema che evolve, in accordo all'equazione di Schroedinger,
come un sistema isolato. Per questo motivo questa teoria
trova ad esempio applicazione, ad opera tra gli altri di Gell-Mann,
Hartle, Halliwell, in Cosmologia Quantistica. Per far ciò
la teoria SCQ estende l'interpretazione del formalismo quantistico
standard, in maniera consistente con l'usuale interpretazione
statistica, introducendo il concetto di 'storia' (sequenza temporale
di eventi elementari).
G. Nisticò ha dimostrato che applicando la teoria SCQ è possibile
descrivere relazioni logiche tra osservabili che la teoria standard
non è in grado di descrivere [13].
Le predizioni della teoria SCQ dipendono dall'assegnazione della
probabilità di accadimento alle singole storie consistenti; il
criterio adottato da Griffiths per operare tale assegnazione è
stata criticato da Goldstein and Page (ii). G. Nisticò ha mostrato
che i criteri di Goldstein e Page conducono a una non-unicità
della probabilità di accadimento; ha introdotto dei criteri fisicamente
stringenti e dimostrato che la probabilità adottata da Griffiths è
l'unica che soddisfa tali criteri [20][19].
Ha dimostrato che l'interpretazione di Ludwig delle matrici
densità descriventi gli stati quantistici implica una condizione,
detta di 'ereditarietà', per il criterio di consistenza della teoria.
La teoria SCQ di Griffiths non soddisfa tale condizione. In [27] G. Nisticò
ha introdotto un criterio di consistenza fisicamente significativo e
che soddisfa la condizione di ereditarietà, ottenendo una teoria di
Storie Quantistiche coerente con l'interpretazione di Ludwig.
Il problema concettuale della teoria SCQ più dibattuto (iii) nasce dalla
scoperta che essa permette di ottenere 'inferenze contrarie'
dalle stesse condizioni iniziali. In [15][11] si dimostra che il problema
è conseguenza di una difettosa formalizzazione della base concettuale della
teoria. Se il formalismo viene coerentemente esteso e sviluppato, per
comprendere più ampiamente i concetti di base, la difficoltà viene rimossa.
(i) R. Griffiths, J.Stat.Phys., Vol. 36, p. 219
(ii) s. Goldstein and D.N. Page, (Phys.Rev.Lett., Vol. 74, p. 3715
(iii) A. Kent, Phys.Rev.Lett., Vol. 78, p. 2874
PROBLEMI FONDAZIONALI DELLA MECCANICA QUANTISTICA.
-------------------------------------------------
I Postulati di base delle formulazioni sistematiche della teoria
quantistica correntemente accettate e praticate (riconducibili a
quelle di Von Neumann, Dirac, Feynman, Haag e Kastler,
Wightmann, etc.), richiedono, in maniera essenziale e ineliminabile,
l'introduzione di termini e relazioni non tutti corrispondenti a concetti
fisici e relazioni tra concetti fisici. Questa caratteristica distingue
radicalmente le teorie quantistiche dalle teorie fisiche classiche,
ne costituisce la fondamentale difficoltà epistemologica e genera gravi
difficoltà interpretative in relazione, ad esempio, ai principi di causalità
e località. La strategia perseguita da diversi gruppi e scuole di ricercatori
(e.g., la scuola di Ginevra (i), la scuola di Marburgo (ii), l'approccio
di Mackey (iii), per superare questa difficoltà consiste, in sintesi, nel
riformulare la teoria partendo da una base assiomatica concettualmente
trasparente, in cui tutti i termini e le relazioni utilizzate per enunciare
le assunzioni di partenza corrispondono a concetti e relazioni tra concetti fisici
formalizzati, e nell'individuare e analizzare le condizioni che permettono
di derivare il formalismo della teoria quantistica standard.
In questo ambito G.Nisticò, con altri ricercatori, ha definito e studiato
[38][41][42][35] strutture matematiche per realizzare una rigorosa formalizzazione
dei diversi approcci, successivamente sviluppate e studiate come linguaggi formali
[34][36][31]. Nelle strutture, abbastanza generali da poter descrivere sia teorie
classiche che quantistiche, vengono individuate le caratterizzazioni matematiche
dei due tipi di teorie; si sono evidenziate relazioni e differenze tra i vari
approcci [42][29][27] e studiate le implicazioni fisiche [30][26][27].
Questo tipo di studi rimuove, per costruzione, le ambiguità interpretative;
ciò ha consentito di superare serie critiche sulla validità e sulla
consistenza degli approcci [43],[34],[36],[31].
Ha dimostrato [33],[32] che la formulazione (iv) della teoria di un
sistema composto da due entità separate, ottenuta da D. Aerts seguendo
l'approccio assiomatico della scuola di Ginevra, conduce a un
risultato empiricamente inefficace. Sulla base di tale risultato,
Aerts che negli anni successivi ha riformulato la sua teoria
(Found.Phys., Vol. 24, p.1227).
(i) C.Piron, "Foundations of Quantum Physics", Benjamin, Reading 1976.
(ii) G. Ludwig, "Foundations of Quantum Mechanics", Vol. I, Springer-Verlag,
New York 1983.
(iii) G.W. Mackey, "The Mathematical Foundations of Quantum Mechanics",
Benjamin, New York 1963.
(iv) Found.Phys.,Vol.12, p.1131, J.Math. Phys., Vol.24, p.2441
-------------------------------------------------------------------------------------
I risultati delle ricerche sono stati presentati in workshops, convegni e conferenze
soprattutto internazionali.
-------------------------------------------------------------------------------------
Promotore dell'International Quantum Structures Association,
associazione scientifica internazionale per lo sviluppo dele strutture basate
sulla meccanica quantistica negli aspetti fisici, matematici, epistemologici e
applicativi, è tra gli organizzatori, tra altre, della 1.a conferenza internazionale
dell'Associazione (Castiglioncello 1992).
INCARICHI DI RICERCA DA ENTI ESTERNI
====================================
Dal 01/01/2003 è Incaricato di Ricerca da parte dell'INFN,
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare - Laboratori Nazionale di Frascati.
(Dal 24/7/1992 era stato associato ai Laboratori Nazionali di Frascati)
COLLABORAZIONE CON RIVISTE SCIENTIFICHE
=======================================
Svolge le funzioni di Referee per prestigiose riviste scientifiche
internazionali di Fisica Matematica e di Fisica Teorica.
DIDATTICA
=========
E' autore [10], (i) di una derivazione delle trasformazioni di Lorentz che
non fa uso dell'invarianza della velocità della luce e di assunzioni
di regolarità delle trasformazioni.
(i) https://www.mat.unical.it/~nistico/dispense/TR1.pdf
LIBRI PER LA DIDATTICA
================================
1. Ha collaborato alla stesura del Corso di Istituzioni di Matematica per
il Diploma Universitario di Informatica [40][39].
2. E' co-autore di un libro di analisi complessa
indirizzato agli studenti di Fisica [38].
ATTIVITA' DIDATTICA
===================
L'attività didattica di G. Nisticò è stata interamente svolta presso la Facoltà
di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali dell'Università della Calabria.
ESERCITAZIONI
-------------
Nei 13 A.A. 1983/84/85/86/87/88/89/90/91/92/93/94/95/96 ha svolto
le esercitazioni ai corsi
-- Metodi Matematici della Fisica
-- Istituzioni di Fisica Teorica
Negli A.A. 1994/95/96/97/98/99/2000/2001 ha svolto le esercitazioni al corso
-- Meccanica Razionale.
DOCENZA
-------
Ha tenuto i seguenti corsi:
-- Metodi Matematici della Fisica (C.L. Fisica, V.O.)
A.A. 1990/91/92/93/94/95/96/97 e 1998/99/2000/01
-- Istituzioni di Fisica Matematica (C.L:Matematica V.O.)
A.A. 1991/92/93 e 2000/01/02
-- Meccanica Razionale (C.L. Matematica N.O.)
A.A. 2001/02/03
-- Meccanica Analitica (C.L. Matematica N.O.)
A.A. 2002/03 e 2005/06/07
-- Metodi Matematici (C.L. Fisica N.O.)
A.A. 2001/02/03/04/05/06/07/08/09/10
-- Teorie Relativistiche (C.L. Matematica N.O.)
A.A. 2001/02/03/04/05/06/07/08/09/10/11
-- Meccanica dei Continui (C.L. Matematica N.O.)
A.A. 2005/2006
-- Matematica Avanzata per la Fisica, (C.L. Spec. e Mag. in Fisica N.O.)
A.A. 2003/04/05/06/07/08/09/10/11/12
-- Fisica Matematica Avanzata (C.L. Spec. e Mag. in Matematica N.O.)
A.A. 2006/07/08/09/10/11/12
-- Teorie Fisico Matematiche (C.L. Matematica N.O.)
A.A. 2011/12.
TESI DI LAUREA
--------------
E' stato relatore di numerose tesi di laurea in Fisica e in Matematica,
e di 1 tesi di Laurea in Geologia.
ATTIVITA' NELL'AMBITO DEL DOTTORATO DI RICERCA
==============================================
Dall'anno 2001 è Membro del Collegio dei Docenti del Dottorato di Ricerca
in Matematica e Informatica dell'Università della Calabria.
E' stato membro della commissione del concorso d'ammissione al
Dottorato di Ricerca in Matematica e Informatica per il XVI, XX, XXIII,
XXV e XXVII ciclo.
SUPERVISIONE DELL'ATTIVITA' DI STUDENTI DI DOTTORATO
-------------------------------------
1. E' stato supervisore della Dottoressa (PHD) Angela Sestito, già studentessa
del XX ciclo del Dottorato di Ricerca in MATEMATICA E INFORMATICA
dell'Università della Calabria.
Titolo della Tesi:
"Outflanking Quantum Complementarity: Detection of incompatible properties in
Double-slit Experiment."
Pubblicazione scaturita dalla tesi:
[A. Sestito, Detection of incompatible properties in a Double-slit Experiment,
FOUND.PHYS., Vol.38, p.935]
2. E' stato supervisore del Dottor (PHD) Gianluigi Filippelli, già studente
del XVIII ciclo del Dottorato di Ricerca in FISICA
dell'Università della Calabria.
Titolo della Tesi:
"Rappresentazioni Proiettive: Applicazioni nella Teoria Quantistica"
Pubblicazione scaturita dalla tesi:
[G.Filippelli, Time dependent Quantum Generators for the Galilei group
J.MATH.PHYS:, Vol.52, 083510
DOCENZA NEL DOTTORATO DI RICERCA
--------------------------------
Ha tenuto per 2 anni accademici, 2005/2006 e 2006/2007, il corso
"Teorie Quantistiche" (24 ore) del Dottorato di Ricerca in
Matematica e Informatica
RESPONSABILITA' ISTITUZIONALI
==============================
1. DELEGA ALLA FIRMA DEL DIRETTORE DI DIPARTIMENTO
-----------------------------------------------
Dal 20/01/2003nal 13/10/2008 ha avuto la delega alla firma del Direttorre del
Dipartimento di Matematica dell'Università della Calabria.
2. VICE PRESIDENZA DEL CONSIGLIO DI CORSO DI STUDI
-----------------------------------------------
Dal 14/12/2011 è Vice Presidente del Consiglio di Corso di Studi in
Matematica dell'Università dell Calabria
3. PARTECIPAZIONE ALLA GIUNTA DI SIPARTIMENTO
------------------------------------------
Dal 2002 è membro della giunta del Dipartimento di Matematica dell'Università
della Calabria.
4. E' stato membro della commissione giudicatrice della valutazione
comparativa a 1 posto di ricercatore di Fisica-Matematica presso
l'Università di Messina (GU N. 72 del 10/9/1999).
5. Dal 2006 è' responsabile del Progetto di Ricerca (ex 60%)
"Equazioni a Derivate Parziali non lineari e Fisica Moderna"
del Dipartimento di Matematica dell'Unversità della Calabria
Loading data
No items here
Back to previous page
Contacts
- Dipartimento di Matematica e Informatica
- Dipartimento di Matematica e Informatica
- giuseppe.nistico@unical.it
- 0984/496413