Consiglio Nazionale delle RicercheProgetto COORDINATO - AGENZIA2001
codice: CNRC012FF2_001

1. Progetto di ricerca Coordinato

Coordinatore del progetto VINCENZO MARINARI  
Titolo del progetto Transizioni di fase nella fisica dei sistemi disordinati : un approccio statistico e di ottimizzazione.  


2. Dati registrati

Cognome MARINARI  
Nome VINCENZO  
Sesso M  
Data di nascita 07/07/1957  
Luogo di nascita avellino  
Nazionalitą ITALY  
Istituzione di
appartenenza
dipartimento di fisica, universita' di roma "la sapienza"  
Qualifica Professore ordinario  
Matricola CNR
(se dipendente)
 
Codice Fiscale MRNVCN57L07A509N  


3. TITOLO della ricerca


Testo italiano

Fenomeni critici statici e dinamici in sistemi disordinati e vetrosi:
dai vetri di spin alla fisica biologica di RNA e DNA.


Testo inglese
Statical and Dynamical Critical Phenomena in Disordered and Glassy
Systems: from Spin Glasses to the Biological Physics of RNA and DNA.


4. Descrizione del programma e dei compiti della unita' di ricerca


Testo italiano

Per quel che riguarda sistemi con disordine quenched abbiamo
intenzione di chiarire vari aspetti.

In primo luogo ci interessa ottenere maggiori dettagli sulla
struttura delle fasi nella regione di bassa temperatura in modelli
finito-dimensionali, con particolare riguardo alle relazioni di
ultrametricita'. Abbiamo anche intenzione di utilizzare a questo scopo
nuove tecniche per trovare lo stato fondamentale di sistemi con un
gran numero di gradi di liberta' (qualche migliaio). Questo
riguardera' anche e soprattutto lo studio di funzioni di correlazione
e l'approfondimento dello studio di sistemi in campo magnetico non
nullo.

Pensiamo inoltre di studiare in gran dettaglio, sia dal punto di
vista numerico che dal punto di vista analitico, il problema della K
soddisfabilita', problema di estremo interesse sia teorico che
pratico, ottenendo risultati esatti per la termodinamica e per la
transizione di fase, risultati che saranno comfrontati con quelli di
simulazioni numeriche.

L'applicazione di idee di rottura spontanea di simmetria allo
studio di sistemi vetrosi e' un altro dei punti cruciali del nostro
programma. Lo studio dei processi attivati termicamente nella regione
di bassa temperatura (vicino alla transizione vetrosa) sara'
perseguito sia per mezzo di simulazioni numeriche e del loro confronto
il quadro teorico generale, sia dallo sviluppo di metodi analitici
basati sulla teoria delle repliche.

Vogliamo inoltre confrontare i risultati ottenuti per vetri fragili
con le proprieta' di vetri duri (tipo silica). Un'altro punto sul
quale ci aspettiamo di fare progressi sostanziali e' il calcolo dello
spettro dei modi normali istantanei e delle funzioni di struttura
dinamiche. Intendiamo inoltre continuare lo studio dei processi
dinamici, e delle violazioni del teorema di fluttuazione e
dissipazione, nei sistemi disordinati cercando di evidenziare le
caratteristiche che piu' si prestano ad un possibile confronto con i
futuri dati sperimentali.

Un esempio del nostro approccio e dei risultati che vogliamo
ottenere e' dato dalle simulazioni numeriche, di tipo dinamica
molecolare e tipo Monte Carlo, di sistemi Lennard Jones: l'analisi
delle proprieta' fuori dall'equilibrio ed all'equilibrio e' uno dei
punti chiave.

Un altro esempio, fra tanti, riguarda lo studio di sistemi tipo
Ising con diluzione di sito o di legame: ci interessa studiare i casi
usuali di disordine indipendente e casi in cui il disordine e'
correlato.

In questo campo le simulazioni numeriche giocano, per alcuni
versi, anche un ruolo integrativo e qualche volta sostitutivo degli
esperimenti, che possono esser molto difficili a realizzare. L'aspetto
che ci preme sottolineare e' quello guida, in cui simulazioni
numeriche anticipano ed strutturano la preparazione e la realizzazione
di veri esperimenti. Questo e' gia' avvenuto di recente, ad esempio,
con la misura di lunghezze di correlazione in cui una divergenza come
funzione del tempo e' stata notata prima numericamente e poi misurata
in esperimenti. Una possibilita' auspicabile e' che lo stesso
meccanismo si verifichi per le misure delle violazioni del teorema di
fluttuazione e dissipazione che possono esser messe sotto un ottimo
controllo teorico e numerico e per le quali sono in corso di
preparazione raffinati esperimenti.

Intendiamo anche dare un'enfasi particolare allo studio di
fenomeni connessi a problemi biofisici. E' di enorme interesse,
secondo noi, il fatto che la meccanica statistica e la complessita'
giochino un ruolo tanto importante nella comprensione di sistemi
biologici fondamentali. Abbiamo in programma di continuare la nostra
ricerca suul'RNA (esistenza di una fase vetrosa, sue caratteristiche e
possibili rilevanze biologiche) con metodi che abbiamo gia'
sperimentato con successo nello studio di sistemi vetrosi piu'
classici. Abbiamo anche intenzione di continuare nello studio di
problemi come l'analisi di esperimenti di "unzipping" del DNA e di
riconoscimento di sequenze: in questi problemi le dinamiche lente
giocano un ruolo cruciale, e l'identificazione di comportamenti
vetrosi e' di grande importanza.



Testo inglese

As far as disordered systems with quenched disorder are concerned
we plan to clarify in the next two years a large number of issues.

First we are interested to clarify more details on the phase
structure in the low temperature region in finite dimensional
models. Among other things we are very interested to ultrametricity
relations. We also want to use in this respect new techniques that
allow to determine the ground state of systems with a large number of
degrees of freedom (a few thousands).
This will also and mainly concern the study of correlation functions
and of systems in a non-zero magnetic field.

We also plan to study in
good detail, both from a numerical and an analytical point of view,
the problem of K-satisfability. This problem has large interest, both
from the theoretical and the practical point of view. We hope to get
exact results for the thermodynamical behavior of the system and for
the features of the phase transition, and to compare them to the
results of numerical simulations.

Applying ideas of spontaneous
replica symmetry breaking to the study of glassy systems is one other
of the crucial points of our program. We will study numerically
activated processes in the low T region (close to the glassy
transition), and we will compare to the general theoretical framework:
we will also develop analytical computations based on replica theory
methods.

We also want to compare results obtained for fragile
glasses with the properties of strong glasses (silica like). One more
point on which we hope to obtain substantial progresses is the
computation of the spectrum of instantaneous normal modes and of the
dynamical structure functions. we also want to continue the study of
dynamical processes, and of violations of the fluctuation-dissipation
theorem in disordered systems, trying to make clear the features that
could be more useful to compare the theoretical resulta with
experimental data.

A typical example of our approach and of
the results we want to obtain is given by the numerical simulations
(molecular dynamics and optimized Monte Carlo) of Lennard-Jones
systems. The analysis of out of equilibrium properties is one of the
key points.

One more example, among many, concerns the study of
Ising like systems with site or link dilution: we are interested in
the study of then usual cases of indipendent disorder, and of
cases with correlated disorder.

In this field numerical
simulations play, in some sense, also a role of integration and
sometimes even of replacement for experiments that are very difficult
to realize. We want to stress the driving role of numerical
simulations, where they anticipate and organize the preparation and
the realization of different experiments. This has happened recently,
for example, with measurements of correlation lengths where a
divergence as a function of time has been noticed first numerically
and then in experiments. A possibility that we would like is that the
same mechanism will be at work for measurements of the violations of
the fluctuation-dissipation theorem, that can be put under very good
numerical and theoretical control, and for which are already under
preparation very sophisticated experiments.

We will also want to give a strong emphasis to the study of
phenomena connected to biophysical problems. We believe that the fact
that Statistical Mechanics and Complexity play such an important role
in the understanding of fundamental biological problems is of very
large interest. We plan to continue our research on the behavior of
RNA like systems (existence of a glassy phase, its features and
possible biological relevance) with methods that we have already used
succesfully during the study of more classical glassy systems. We also
want to continue ih the study of problems like the analysis of DNA
unzipping experiments and the sequence recognition and alignment: in
these problems slow dynamics play a crucial role, and indentifying
glassy behvior is of great importance.



5. Area Scientifica/Settore

Area Scientifica Scienze di base  
Settore FIS/02 - Fisica teorica, modelli e metodi matematici  


6. Codici NABS

Ricerche non orientate - Scienze fisiche


7. Parole chiave


Testo italiano

Parola chiave 1 VETRI DI SPIN 
Parola chiave 2 RNA 
Parola chiave 3 MECCANICA STATISTICA 
Parola chiave 4 AMORFI 
Parola chiave 5 COMPLESSITA' 


Testo inglese
Parola chiave 1 SPIN GLASSES 
Parola chiave 2 RNA 
Parola chiave 3 STATISTICAL MECHANICS 
Parola chiave 4 AMORPHOUS SYSTEMS 
Parola chiave 5 COMPLEXITY 


8. Curriculum e/o l'elenco delle proprie pubblicazioni






Curriculum Vitae - Enzo Marinari




Curriculum Vitae - Enzo Marinari




























Data di nascita 7 luglio 1957
Cittadinanza Italiana
Indirizzo Professionale Dipartimento di Fisica,
Universita` di Roma La Sapienza,
  P. A. Moro 2, I-00185 Roma (Italia).
telefono +39-0649914363
fax +39-0649914387
e-mail enzo.marinari@roma1.infn.it
WWW http://chimera.roma1.infn.it/ENZO
























































Educazione e Posizioni
Nov. 99 - oggi Professore Ordinario di
Fisica Teorica,
  Dipartimento di Fisica, Universita` di Roma
La Sapienza (Italia).
Nov. 94 - Nov. 99 Professore Ordinario di
Fisica Teorica,
  Departmento di Fisica, Universita` di
Cagliari (Italia).
Nov. 88 - Nov. 94 Professore Associato di
Fisica Teorica,
  Departimento di Fisica, Universita` di Roma
Tor Vergata (Italia).
Nov. 92 - Nov. 94 Professore Visitatre e
Direttore Associato per la Fisica
  di NPAC (Northeast Parallel
Architecture Center,
  diretto da G. C. Fox),
Syracuse University, NY (USA).
Nov. 84 - Nov. 88 Ricercatore in
Fisica Teorica,
  Dipartimento di Fisica, Universita` di Roma
Tor Vergata (Italia).
Nov. 82 - Nov. 84 Postdoctoral fellow, CEA, Saclay (France).
Primavera 82 SERC fellow, Physics Department,
  Edinburgh University (Scotland, UK).
Jan. 81 Dottore in Fisica (cum laude),
  Universita` di Roma
La Sapienza (Italia).




Premi ed Onori





  • 2001-2002: "IUP Visiting Professorship" a Parigi-Orsay (un mese).
  • 1999-2000: "IUP Visiting Professorship" a Parigi-Orsay (un mese).
  • 1989: Premio dell'Accademia dei Lincei per il miglior fisico
    sotto i 35 anni.prize for the best physicist


Contratti/Finanziamenti


"Senior Investigator" nel Centro di Eccellenza
SMC (Roma, Italia, finanziato dall'INFM nel 2001);

Finanziamenti MURST per progetti di rete su
"Sistemi Complessi" (2000, 1996, 1993);

Finanziamenti INFN, ogni anno fino ad oggi;

Borse per tempo su super-computers (Julich e Berlino);

rete EEC (1996).



Insegnamento


Fisica 1 per Informatici;


Elettrodinamica Quantistica;


Teoria Quantistica dei Campi (Laurea e Dottorato);


Teoria Euclidea dei Campi (Dottorato);


Fisica dei Sistemi Disordinati (Laurea e Dottorato).



Argomenti di Ricerca


Fisica Statistica, Sistemi Disordinati, Vetri di Spin, Crescita di
Superfici ed Equazione KPZ, Processi Stocastici, Simulazioni
Numeriche, Metodi Monte Carlo, Annealing, Ottimizzazione, Gruppo di
Rinormalizzazione, Fenomeni Critici, Superfici Aleatorie, Teorie di
Gauge Reticolari.

Attivita` di Ricerca


Pubblicazioni: Circa 180 in riviste internazionali con referee
ed atti di conferenze internazionali.

E` uno dei 1000 fisici con piu' citazioni nel periodo 1981-1997 (da
riviste catalogate ISI, lista preparata da
H. Small e D. Pendlebury
del "Institute for Scientific Information").

Ha diretto 8 tesi di dottorato e circa 25 tesi di laurea.



Organizzazione di Conferenze:


LAT 89 Capri (con Cabibbo et al.)


Lincei 93 su "String Theory" (con Bianchi, Fucito e Sagnotti)


Cargese 90 (con Alvarez e Windey)


LAT 99 Pisa (con Di Giacomo et al.)


"Editor" del "Journal of Physics A"


E` regolarmente referee scientifico per le seguenti
riviste:

Phys. Rev., Phys. Rev. Lett.,
Europhysics Letters,
European Physical Journal, Journal of Physics A.


Membro del Comitato per il Supercalcolo Scientifico
PQE2000.


Membro del comitato direttivo del "Consorzio Gran Sasso".


Recenti conferenze ad invito:

Madrid 2001;
Parma 2001; Ciocco 2001; Aachen "CCP 2001" 2001.



Alcune pubblicazioni recenti

(Per una lista completa delle pubblicazioni si veda

http://chimera.roma1.infn.it/ENZO/
):




  1. MARINARI E., PARISI G. (2001). On the Effects of a Bulk Perturbation on the Ground State of 3D Ising Spin Glasse. PHYSICAL REVIEW LETTERS. vol. 86, pp. 3887-3890 cond-mat/0007493.


  2. BILLOIRE A., MARINARI E. (2000). Evidence Against Temperature Chaos in Mean Field and Realistic Spin Glasses. JOURNAL OF PHYSICS A-MATHEMATICAL AND GENERAL. vol. 33, pp. L265-L272 cond-may/9910352.


  3. COLUZZI B., MARINARI E., PARISI G., RIEGER H. (2000). On the Energy Minima of the SK Model. JOURNAL OF PHYSICS A-MATHEMATICAL AND GENERAL. vol. 33, pp. 2851 cond-mat/0003287.


  4. MARINARI E., MARTIN-MAYOR V., PAGNANI A. (2000). SG Ordering in Diluted Magnetic Semiconductors: a MC Study. PHYSICAL REVIEW B. vol. 62, pp. 4999 cond-mat/0002327.


  5. MARINARI E., PAGNANI A., PARISI G. (2000). Critical Exponents of the KPZ Equation via Multi-Surface Coding Numerical Simulations. JOURNAL OF PHYSICS A-MATHEMATICAL AND GENERAL. vol. 33, pp. 8181-8192 cond-mat/0005105.


  6. MARINARI E., PARISI G. (2000). Comment on Triviality of the Ground State Structure in Ising Spin Glasses. PHYSICAL REVIEW LETTERS. vol. 85, pp. 3332 cond-mat/0002457.


  7. MARINARI E., PARISI G. (2000). On the Effects of Changing the Boundary Conditions on the Ground State of Ising Spin Glasses. PHYSICAL REVIEW B. vol. 62, pp. 11677 cond-mat/0005047.


  8. MARINARI E., PARISI G., RICCI-TERSENGHI F., RUIZ-LORENZO J. J. (2000). Off-Equilibrium Dynamics at Very Low T in 3D SG. JOURNAL OF PHYSICS A-MATHEMATICAL AND GENERAL. vol. 33, pp. 2373 cond-mat/9910023.


  9. MARINARI E., PARISI G., RICCI-TERSENGHI F., RUIZ-LORENZO J. J., ZULIANI F. (2000). RSB in Short Range SG: a Review of the Theoretical Foundations and the Numerical Evidence. JOURNAL OF STATISTICAL PHYSICS. vol. 98, pp. 973 cond-mat/9906076.


  10. MARINARI E., PARISI G., RICCI-TERSENGHI F., ZULIANI F. (2000). On the Use of Optimized Monte Carlo Methods for Studying Spin Glasses. JOURNAL OF PHYSICS A-MATHEMATICAL AND GENERAL. vol. 34, pp. 383 cond-mat/0011039.


  11. MARINARI E., PARISI G., ZULIANI F. (2000). Comment on Ising Spin Glasses in a Magnetic Field. PHYSICAL REVIEW LETTERS. vol. 84, pp. 1056 cond-mat/9812401.


  12. MARINARI E. (1999). Numerical Evidence for Continuity of Mean Field and Finite Dimensional Spin Glasses. PHYSICAL REVIEW LETTERS. vol. 82, pp. 5175 cond-mat/9807261.









9. Mesi persona
INDICARE l'impegno del Responsabile dell' Unita' di ricerca 12  


10. Sede Ricerca

Denominazione Dipartimento di Fisica, Universita' di Roma "La Sapienza" 
Via/piazza P. A. Moro 2 
Cap 00185 
Cittą ROMA 
Provincia RM 
Nazione ITALIA 
Telefono +390649914363 
Fax +390649914387 
Posta elettronica enzo.marinari@roma1.infn.it 


11. Collaboratori

Nome Cognome Sesso Data di nascita Luogo di nascita Provincia Codice Fiscale Qualifica Istituzione di appartenenza matricola CNR Funzioni Mesi persona
1. CRISANTI ANDREA   M   16/10/1960   roma   RM CRSNDR60R16H501A   Professore associato universita' di roma la sapienza -   Senior researcher - 4  
2. PARISI GIORGIO   M   04/08/1948   roma   RM PRSGRG48M04H501M   Professore ordinario universita' di roma la sapienza -   Senior researcher - 12  


12. Ripartizione finanziaria

Titolo  Quota 1 anno Quota cofinanziamento Quota 2 anno Quota cofinanziamento
Personale: dipendente e non dipendente 40 
(20658 Euro)
 
40 
(20658 Euro)
 
40 
(20658 Euro)
 
40 
(20658 Euro)
 
Spese generali 10 
(5165 Euro)
 
10 
(5165 Euro)
 
10 
(5165 Euro)
 
10 
(5165 Euro)
 
Attrezzature 20 
(10329 Euro)
 
20 
(10329 Euro)
 
20 
(10329 Euro)
 
20 
(10329 Euro)
 
Viaggi e missioni 15 
(7747 Euro)
 
15 
(7747 Euro)
 
15 
(7747 Euro)
 
15 
(7747 Euro)
 
Prestazioni di terzi 10 
(5165 Euro)
 
10 
(5165 Euro)
 
10 
(5165 Euro)
 
10 
(5165 Euro)
 
Materiali 5 
(2582 Euro)
 
5 
(2582 Euro)
 
5 
(2582 Euro)
 
5 
(2582 Euro)
 
TOTALE 100 
(51646 Euro)
 
100 
(51646 Euro)
 
100 
(51646 Euro)
 
100 
(51646 Euro)
 


13. Note Ripartizione finanziaria

I 40 milioni per anno saranno usati per pagare per un periodo di due
anni un borsista "post-doctoral". I 20 milioni di attrezzatura per
anno serviranno nel primo anno ad acquistare una computer tipo Pentium
per il borsista, ed un computer (da crate) per calcoli numerici. Nel
secondo anno i 20 milioni per attrezzature consentiranno di aggiungere
due ulteriori unita' all'attrezzatura di calcolo. I 15 milioni per
anno di missioni consentiranno collaborazioni, partecipazioni e
comunicazioni a conferenze, partecipazioni a meeting e scuole. I 5
milioni di materiale serviranno all'acquisto di carta, toner, ed in
genere materiale di consumo, software, manuali. Le spese generali (10 milioni per anno) e di personale (10 milioni per anno) sono principalmente legate alle esigenze di gestione e coordinamento del progetto (il nostro gruppo coordina il progetto nazionale).


14. Durata

Durata progetto 2 anni



Firma _________________________________________________



Per la copia da depositare presso il Rappresentante legale dell'Ente di appartenenza. - Se istituto del Cnr, presso il Direttore - per l'assenso alla diffusione via internet dei dati e la loro elaborazione necessaria al processo di Valutazione CL. 675/96 "Tutela dei dati personali" e per la veridicita' delle informazioni fornite.
 

Data 10/09/2001 12:48  
   


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