Presentazione

Il Dipartimento di Fisica e Astronomia (DIFA)) – intitolato alla memoria di Augusto Righi in occasione delle Celebrazioni Righi100 tenutesi nel 2020 –   si è formato nel 2012 a seguito della fusione dei Dipartimenti di Fisica e Astronomia della Università di Bologna. Alle sedi storiche di Via Irnerio n.46 (Dip. di Fisica) e della Torre della Specola (Dip. Di Astronomia) si sono aggiunte la grande sede di Viale Berti Pichat (civici 6/2 e 8), che ospita numerosi laboratori nonché la direzione ed i servizi amministrativi, e la nuova sede del Navile, che ospita il settore di astrofisica.

Il DIFA è una grande struttura integrata di quasi 500 ricercatori, tecnologi e tecnici che raggiunge un eccellente livello nella Ricerca e nella Didattica attraverso la condivisione di personale, progetti e obiettivi con gli Enti Nazionali di Ricerca.

Nei suoi spazi sono ospitati ricercatori, laboratori ed infrastrutture dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (sezione di Bologna dell’INFN), del CNAF (Centro nazionale tecnologie informatiche dell’INFN), dell'Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (sezione di Bologna dell’INGV) e del Centro Mediterraneo dei Cambiamenti Climatici (sezione di Bologna del CMCC). Inoltre, presso il nuovo insediamento del Navile, il settore di Astrofisica del DIFA condivide la sede con due strutture dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF: Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna - OAS, Istituto di Radioastronomia - IRA) e con gli headquarters del Cerenkov Telescope Array (CTA) observatory, dando luogo ad uno dei principali centri europei di ricerca nel campo dell’astrofisica e della cosmologia.

Storia del dipartimento di Fisica

La fisica a Bologna affonda le sue radici in un passato che intreccia le attività di studio e ricerca di numerose istituzioni pubbliche e private con quella dell'antico Studium bolognese.

Nella seconda metà del Seicento, periodo in cui fioriscono i primi importanti studi sulla luce ad opera di Isaac Newton e Christian Huygens, il gesuita Francesco Maria Grimaldi del Collegio di S. Lucia, eseguirà il primo studio quantitativo sulla “diffrazione”, termine da lui coniato per indicare una nuova proprietà della luce distinta dalla riflessione, rifrazione e propagazione rettilinea. La fruttuosa collaborazione scientifica di Grimaldi con l'astronomo Giovanni Battista Riccioli, aprirà la fisica bolognese all’altro tema centrale delle ricerche di quel periodo, ovvero lo studio dei fenomeni meccanici che troveranno una importante conferma con la verifica della legge galileiana di caduta dei gravi dalla Torre degli Asinelli.

La straordinaria personalità del nobile bolognese, militare e scienziato Luigi Ferdinando Marsili, sostenuta dal Senato con l’acquisizione di Palazzo Poggi, condurrà nel 1711 alla fondazione dell’Istituto delle Scienze, un istituto autonomo e complementare allo Studium, fortemente ispirato dalle nuove teorie di Newton, e che darà fortissimo impulso allo sviluppo delle discipline scientifiche. È infatti all’interno dell’Istituto che viene creata la prima cattedra di fisica della città per il fisico e chimico Jacopo Bartolomeo Beccari, principalmente noto per la scoperta del glutine.

Presso l'Istituto, nel 1728, lo scienziato Francesco Maria Zanotti e lo studente Francesco Algarotti, realizzeranno la prima replica fatta in Italia degli esperimenti sulla luce descritti da Newton nell'Opticks mentre, nel 1791, Luigi Galvani elaborerà la rivoluzionaria nozione di "elettricità animale". Ancora nel Settecento, operando tra Istituto delle Scienze e Studium, all'epoca sito nel Palazzo dell'Archiginnasio, Laura Bassi diverrà la prima donna ad ottenere una cattedra universitaria in filosofia e fisica, acquisendo fama internazionale con le sue celebri lezioni di fisica sperimentale.

Agli inizi dell'Ottocento, le radicali riforme napoleoniche trasferiranno lo Studium dell’Archiginnasio presso i locali dell'Istituto delle Scienze di Palazzo Poggi dando origine alla moderna Università di Bologna. Il nuovo Gabinetto di Fisica orienterà le proprie attività verso lo studio dei fenomeni elettrici e magnetici che allora dominavano la ricerca internazionale. Il secolo si aprirà con gli importanti contributi di Giovanni Aldini, impegnato a diffondere e sostenere le teorie di Galvani sull'esistenza dell'elettricità animale nella polemica con Alessandro Volta. Si chiuderà invece con Augusto Righi, che darà contributi fondamentali alla fondazione sperimentale della teoria elettromagnetica di Maxwell e porrà le basi della moderna telegrafia senza filo, aprendo la strada alle scoperte di Guglielmo Marconi.

Dopo la fondazione dell’Istituto di Fisica dell’Università di Bologna nel 1907, Augusto Righi orienterà la fisica bolognese allo studio della struttura della materia dalla quale scaturiranno le principali linee di ricerca del Novecento. Le ricerche in ambito applicativo furono proseguite dal nuovo Direttore Quirino Majorana, che fonderà nel 1931 la Scuola biennale di perfezionamento in radio e telecomunicazioni e avrà un ruolo determinante nell’avvio e sviluppo dei nuovi corsi di laurea in ingegneria elettrotecnica, elettronica e telecomunicazioni presso l'Ateneo bolognese. 

Nell’immediato dopoguerra, la direzione di Giampietro Puppi - che aveva conseguito notorietà internazionale per il suo contributo allo studio delle interazioni deboli – avvierà nell’Istituto di Fisica nuove ed importanti ricerche nell’ambito della fisica nucleare e delle particelle elementari che saranno condotte anche presso le grandi infrastrutture di ricerca internazionali tra cui il CERN di Ginevra. Il rafforzamento della fisica teorica, della struttura della materia e della fisica applicata già intrapreso da Puppi e la successiva creazione del settore della geofisica bolognese, condurranno l’Istituto verso il moderno Dipartimento.

Storia del Dipartimento di Astronomia

La scienza astronomica a Bologna ha una storia che risale agli inizi dello Studium universitario; infatti, la prima testimonianza certa di un insegnamento di astronomia risale al 1297, data di un manoscritto di Bartolomeo da Parma contenente alcune sue lezioni.

Numerosi e famosi astronomi hanno insegnato nello Studio, tra i quali vanno ricordati Girolamo Manfredi, Domenico Maria da Novara e Giacomo Pietramellara nel Quattrocento, Egnazio Danti e Giovanni Magini nel Cinquecento, Bonaventura Cavalieri, Gian Domenico Cassini e Geminiano Montanari nel Seicento, Eustachio Manfredi ed Eustachio Zanotti nel Settecento e Lorenzo Respighi nell’Ottocento, per finire alla prima metà del secolo scorso con Guido Horn d’Arturo.

Altrettanto numerosi e famosi furono gli studenti che affrontarono gli studi astronomici a Bologna e basti qui menzionare Dante Alighieri e Nicolò Copernico, fino a Bruno Rossi.

L’astronomia moderna è praticamente rifiorita a metà del Novecento, grazie alla scuola di Horn d’Arturo che nel 1936 dette origine alla Stazione astronomica di Loiano, con il telescopio riflettore Zeiss da 60 cm (all’epoca il secondo in Italia), e con l’originale progetto del telescopio a tasselli da 1,8 m di diametro, il primo “multi mirror telescope”, realizzato tra gli anni Trenta e Cinquanta all’interno della Specola. È questa la grande torre che, all’inizio del Settecento, il conte Luigi Ferdinando Marsili volle fosse edificata sul Palazzo Poggi che doveva ospitare il famoso Istituto delle Scienze. Proprio a Guido Horn d’Arturo gli astronomi bolognesi hanno voluto dedicare la biblioteca del Dipartimento che contiene una sezione storica con qualche migliaio di volumi, a partire dalla fine del Quattrocento, e un archivio storico con documenti e diari di osservazione che risalgono al Seicento.

Dal Settecento gli astronomi bolognesi hanno avuto la propria sede nella Specola, fino alla fine del Novecento, allorquando il Dipartimento di Astronomia (istituito nel 1982) e l’Osservatorio Astronomico (istituito nel 1985) si sono spostati nell’attuale sede di viale Berti Pichat 6/2, lasciando gli spazi nella torre al Museo della Specola che raccoglie le testimonianze della storia astronomica locale.

Il Dipartimento di Astronomia ha la responsabilità della Stazione astronomica di Loiano, dove al telescopio Zeiss si è aggiunto il telescopio “G. D. Cassini” da 152 cm di diametro che l’Università ha realizzato nel 1975 – attualmente entrambi gestiti dall’INAF-Osservatorio Astronomico di Bologna – e del radiotelescopio “Croce del Nord”, anche questo realizzato dall’Università nel 1964 e gestito dall’INAF-Istituto di Radioastronomia.

Nel 1969 è stato istituito il Corso di Laurea in Astronomia e attualmente le attività didattiche universitarie sono dedicate alla Laurea in Astronomia e alla Laurea Magistrale in Astrofisica e Cosmologia; inoltre, dal 1985 è attivo il Dottorato in Astronomia.

Le ricerche svolte coprono quasi tutti i campi dell’astrofisica e da tempo il Dipartimento di Astronomia è valutato tra i primi dell’Università di Bologna e riconosciuto a livello internazionale, per la qualità della sua produzione scientifica.