Saper definire le sorgenti fisiche che generano potenziali gravitazionali e magnetici; conoscenza dei metodi di calcolo dei campi e delle implementazioni numeriche per modellare i campi per una data sorgente statica e variabile nel tempo. Conoscenza della strumentazione classica e di tecnologia quantistica utilizzata per misurare i campi. Applicazioni nello studio della terra e dei parametri rilevanti ai cambiamenti climatici.

Conoscenze di base di Fisica

Concetti fondamentali dei campi potenziali. Acquisizione dei campi gravità e magnetici con tecnologia classica e quantum. Missioni satellitari campo gravità e magnetico. Modellazione diretta.

Hinze, von Frese, Saad, 2013, Gravity and Magnetic Exploration,
Cambridge University Press
Torge, Wolfgang, Müller, Jürgen and Pail, Roland. Geodesy, Berlin, Boston: De Gruyter Oldenbourg, 2023. https://doi.org/10.1515/9783110723304

Testo per studenti interessati ad
approfondire gli aspetti teorici dei campi potenziali: Blakely, R. (1996) Potential
Theory in Gravity and Magnetic Applications, Cambridge University Press,
New York

1-Introduzione
2-Teoria dello sviluppo in armoniche sferiche del potenziale
3-Sistemi di riferimento Sistema delle quote, ellissoide internazionale
WGS84, quota ellissoidica e normale, geoide, superfici equipotenziali,
Potenziale di disturbo e relazione con disturbo ed anomalia di gravità.
Campo gravità da altimetria satellitare. Missioni satellitari campo gravità
e magnetico. Obiettivi delle missioni CHAMP, GRACE-FO, GOCE, Next Generation Gravity Mission, Quantum Gravity mission.
4-Variazioni temporali di massa come indicatori climatici. Deglaciazione e variazioni di massa. Densità dei materiali e delle rocce e loro relazioni ad altri parametri fisici
5-Osservazione e misure sperimentali dei campi di gravità e magnetici
Strumentazione di tecnologia quantistica per misure di gravità e gradiente. Revisione della strumentazione sperimentale quantistica esistente. Vantaggi della strumentazione quantistica rispetto alla strumentazione classica. Principio di equivalenza di Einstein. Rumore strumentale e caratteristiche della risposta in frequenza. Gravimetro superconduttore. Gravimetro assoluto. Misure delle differenze di potenziale con orologi.
6-Campo magnetico. Campo di origine esterna ed interna e variazioni temporali secolari, sviluppo in
armoniche sferiche, Campo internazionale di riferimento ( IGRF), variazioni temporali del
campo magnetico per attività del sole, tempeste magnetiche. Space weather.
7-Modellazione integrata del campo di gravità e magnetico per alcuni esempi di largo interesse.Utilizzo dell’insieme di routines General Mapping Tools GMT

Lezioni frontali e applicazioni pratiche allo scopo di misurare, rappresentare,
interpretare e modellare il campo di gravita’ e magnetico.

Esame orale con discussione di esercizi assegnati a lezione. L'esame
orale punta a valutare sia la conoscenza acquisita dallo studente sugli
argomenti di teoria che la sua abilità nel definire ambiti applicativi dei campi gravitazionali e magnetici. La valutazione finale positiva sarà espressa con un voto di esame compreso tra il 18 e il 30 con lode.

Questo insegnamento approfondisce argomenti strettamente connessi a uno o più obiettivi dell’Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile delle Nazioni Unite