Di Zhou Zheng

È quasi finita l’estate, fra poche settimane ci saranno una miriade di studenti che inizieranno la quinta superiore, questo vuol dire due cose: esame di maturità e scelta dell’università.

Se per la maturità noi non possiamo fare più di tanto per aiutarvi, possiamo invece aiutarvi nella scelta dell’università, in particolare in questo articolo vi racconterò di ingegneria fisica e delle sue differenze rispetto a fisica pura.

Premessa: quando parlo dei corsi, mi rifaccio alla mia esperienza al Politecnico di Milano, anche i nomi che uso sono quelli che usano al PoliMi.

Che cos’è ingegneria fisica?

Ingegneria fisica è un corso della facoltà di ingegneria che in Italia viene erogato solamente dal Politecnico di Milano e dal Politecnico di Torino. Il corso nasce per formare ingegneri con una solida conoscenza della fisica applicata, permettendo quindi al laureato di lavorare in campi di alta tecnologia. 

Come dice il nome, il corso è un corso di ingegneria, quindi eccetto i corsi di base, si ha un approccio prettamente applicativo, si cerca di sfruttare le conoscenze acquisite per applicazioni di alta tecnologia, la mentalità e il modo di ragionare è prettamente da ingegnere, non da fisico. Se tuttavia un normale corso di ingegneria si focalizza molto sul suo campo di interesse, il corso di ingegneria fisica ha una formazione di base molto vasta e abbastanza approfondita, rendendo quindi il laureato una figura molto versatile, infatti un laureato triennale in ingegneria fisica può tranquillamente proseguire la sua formazione con una vasta gamma di lauree magistrali (sempre di ingegneria ovviamente) senza grosse lacune (non è il caso però di corsi molto settoriali, come ad esempio ingegneria aerospaziale).

Al Politecnico di Milano si hanno due lauree magistrali che sono il naturale proseguimento di ingegneria fisica: Nuclear Engineering e Engineering Physics. Quest’ultimo corso ha due piani di studi: Photonics and Nano Optics e Nanophysics and Nanotechnology.

Anche il Politecnico di Torino offre due corsi di laurea magistrali: Nanotechnologies for the ICTs e Physics of Complex Systems.

Quanta fisica si studia ad ingegneria fisica?

La fisica che si studia ad ingegneria fisica è tanta, i corsi di base vengono trattati come alla facoltà di fisica; ovviamente per motivi di tempo la formazione sarà più povera, ma tuttavia completa, le lacune sono facilmente recuperabili dato che la formazione è comunque di alto livello. Rispetto alle altre ingegnerie, ingegneria fisica ha anche più corsi di fisica avanzata, come per esempio struttura della materia (che si fa anche alla facoltà di fisica).

Quanta matematica si studia ad ingegneria fisica?

La matematica che si studia ad ingegneria fisica è quasi tanta quanta la matematica si studia alla facoltà di fisica dato che altrimenti non si riuscirebbero ad affrontare i corsi di meccanica quantistica, l’approccio all’insegnamento e all’apprendimento è molto simile, tuttavia ci sono molte meno dimostrazioni da sapere dato che non c’è il tempo materiale per farle tutte: i corsi semestrali di matematica ad ingegneria fisica sono annuali alla facoltà di fisica, questo comporta che si debbano sapere una decina/ventina di dimostrazioni per corso di matematica ad ingegneria fisica e una novantina di dimostrazioni alla facoltà di fisica.

Quali sono le differenze con fisica pura?

La prima differenza che mi rattrista è che ad ingegneria fisica non si studiano né relatività ristretta (quindi non si studiano nemmeno i fondamenti della meccanica quantistica relativistica), né teoria classica dei campi.

Un’altra differenza è che al terzo anno ad ingegneria fisica si fanno corsi più attinenti alle applicazioni tecnologiche, quindi se i corsi di base sono più o meno gli stessi, i corsi avanzati sono diversi. Alla facoltà di fisica inoltre ci sono i corsi di laboratorio in cui si studia statistica e misure, si effettuano esperimenti, lo studente impara così a raccogliere dati, analizzarli rigorosamente e correttamente, quindi il corso di laboratorio è in pratica un corso di statistica applicato ad esperimenti di laboratorio. Ad ingegneria fisica, i corsi di fisica 1 e 2 hanno sì laboratori, ma sono solo 2 per corso, la raccolta dati viene fatta bene, l’analisi molto meno, infatti non si applica molto la statistica e si va molto ad occhio, tuttavia i metodi di analisi dati vengono insegnati in corsi differenti, ovvero dal corso di statistica e dal corso di misure; non c’è quindi applicazione diretta delle conoscenze di statistica e di misura.

La differenza che secondo me è la più importante è la mentalità che viene insegnata: a fisica si studia cercando di comprendere un fenomeno, comprendere la sua essenza, prendere l’universo e scoprire quanto siamo insignificanti davanti alla maestosità della natura, fisica apre la mente; ingegneria fisica invece, come ho già detto sopra, è un corso di ingegneria, quindi la mentalità è quella di capire un fenomeno, comprenderlo e riuscire a sfruttarlo per avere una applicazione tecnologica.

Porto ora un esempio concreto sulla differenza delle due mentalità, mi perdoni chi è più esperto di me e legge delle imprecisioni, ma cerco di semplificare per rendere capibile un discorso a chi non ha le basi per capirlo. Pensate all’atomo di Bohr, voi sapete che l’elettrone ha vari livelli energetici e quando salta da un livello più alto ad uno più basso, viene emesso un fotone. Il livello energetico più basso si dice stato fondamentale, se un elettrone non si trova nello stato fondamentale, l’elettrone si dice eccitato. Tuttavia, la meccanica quantistica dice che se non succede niente l’elettrone tende a non cambiare di livello, quindi se è eccitato, ci rimane. La meccanica quantistica dice anche che se passa un fotone, l’elettrone scende di livello e passa allo stato fondamentale, quindi se prima del passaggio c’era un fotone e un elettrone eccitato, dopo il passaggio ci sono due fotoni e un elettrone nello stato fondamentale. Questo fenomeno accade per un atomo qualsiasi, solamente i livelli energetici saranno diversi. Ma allora se prendo tanti atomi tutti uguali con ciascuno un elettrone eccitato sullo stesso livello e faccio passare un fotone, tutti gli elettroni eccitati scenderanno insieme, quindi dopo mi troverò con tantissimi fotoni e tutti gli elettroni nello stato fondamentale, se riporto tutti gli elettroni al livello eccitato e faccio ripassare un fotone, avrò un’altra ondata di fotoni. Davanti a questo fenomeno un fisico rimane a bocca aperta dato che ha scoperto un fenomeno nuovo usando solo carta, penna e calcoli, si meraviglia della natura e di come essa ci sveli i suoi segreti attraverso la matematica; un ingegnere comprende il fenomeno, lo sfrutta e crea una tecnologia nuova: il laser.

È possibile fare una magistrale in fisica pura dopo la laurea triennale in ingegneria fisica?

Dipende da università ad università, per esempio UniTo ammette tutti gli studenti laureati in ingegneria fisica provenienti dal PoliTo (non sono informato su quelli provenienti dal PoliMi), UniMiB ammette tutti gli studenti provenienti da qualsiasi ingegneria, purché superino un esame orale per verificare se la preparazione è adatta e sufficiente per proseguire gli studi con profitto, UniPi non ammette gli studenti che non abbiano maturato almeno 90 crediti della classe di fisica (con il PoliMi si arrivano a circa 70/80 crediti). Ogni caso è differente, è meglio chiedere per mail al referente del corso di studi di ogni singola università.

È possibile fare cambio e mollare ingegneria fisica per continuare con fisica pura in triennale?

È possibile, tuttavia può essere che non ti convalidino i crediti, per queste informazioni devi chiedere personalmente al coordinatore del piano di studi dell’università a cui vuoi andare.

Quali sono gli sbocchi lavorativi?

Gli sbocchi lavorativi di un ingegnere fisico sono molto vari e diversificati: passiamo dalla ricerca ad alto profilo tecnologico sia in enti pubblici che in enti privati ad assunzioni nelle industrie tecnologicamente avanzate, ci sono opportunità lavorative in fotonica, industria dei semiconduttori e superconduttori, applicazioni biomedicali, etc. 

Inoltre, grazie alle solide basi in molti campi dell’ingegneria e all’avanzata conoscenza della fisica, l’ingegnere fisico è ricercato anche nei settori di consulenza strategica.

Avete paura di rimanere senza lavoro studiando ingegneria fisica? Guardate l’immagine sotto.

Credits: careerservice.polimi.it