La fisica dei motori molecolari

Abstract

La nostra intuizione, basata sull’osservazione quotidiana di grandi macchine, fallisce nel descrivere appieno il mondo dell’infinitamente piccolo. È un mondo bizzarro, governato da fluttuazioni termiche oltre che quanto-meccaniche. Questo comportamento è tipico, in particolare, dei motori molecolari che regolano i meccanismi cellulari: il loro funzionamento, che apparentemente viola il II Principio della Termodinamica, ha interrogato e spiazzato per decenni i fisici che si occupano di meccanica statistica. Nell’incontro si discuteranno le condizioni per cui le fluttuazioni termiche possano essere sfruttate per estrarre del lavoro meccanico utile in sistemi sia biologici sia artificiali, cioè la rottura delle simmetrie spazio-temporali che regolano i processi dinamici alle micro e nano-scale. Questo meccanismo è noto in letteratura come “motore Browniano” o “noise rectification”. Il ruolo costruttivo delle fluttuazioni termiche viene esemplificato nel caso del trasporto in canali unidimensionali. Nel corso del seminario si presentano i principi base e le caratteristiche dei motori Browniani che possono essere realizzati sperimentalmente per ottimizzare e controllare selettivamente un’ampia gamma di fenomeni di trasporto.

Presentation

Speaker

Fabio Marchesoni
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Biography

Laureato all’Università di Pisa nel 1983 Fabio Marchesoni è specializzato in vari campi della fisica statistica dei sistemi di non-equilibrio fra i quali: processi stocastici, risonanza stocastica, motori Browniani, criticità auto-organizzata, statistica dei solitoni. È cofondatore del progetto Virgo, la collaborazione italo-francese per il rilevamento di onde gravitazionali attraverso tecniche d’interferometria. Come esperto in nanotecnologie ispirate a modelli biologici Marchesoni collabora con i centri di ricerca RIKEN, in Giappone, e KIAS in Sud Corea. È membro eletto dell’American Physical Society (2003), dell’Istitute of Physics (IoP, 2004) e della AAAS (American Association for Advancement of Science, 2008) è stato nominato RIKEN Eminent Scientist nel 2002, APS Outstanding Referee nel 2007, e Professore Onorario della University of Loughborough - UK nel 2007. Nel 2006 ha vinto il premio von Humboldt e nel 2008 gli è stato conferito il titolo di Commendatore Ordine al Merito della Repubblica per i suoi meriti e risultati scientifici. Fabio Marchesoni è attualmente professore di Fisica presso l’Università di Camerino, è stato Visiting Professor nel 1996-1997 presso l’Università dell’Illinois e del Michigan nel 1998-1999, nonché dell’Università di Augsburg in Germania nel 2006-2007.