Politecnico di Torino

MSc in Physics of Complex Systems

Internationale Route

Jahr 1

• Fortgeschrittene Quantenmechanik und fortgeschrittene numerische Methoden
• Wahlfach (gesamten Lehrplan anzeigen)
• Wahrscheinlichkeits- und Informationstheorie
• Biophysik oder
• Einführung in die Datenwissenschaft
• Fortgeschrittene Experimentalphysik
• Algorithmen für Optimierung, Inferenz und Lernen
• Quantentheorie der kondensierten Materie
• Statistische Physik

Jahr 2

• Komplexe Systeme: Computergestützte Aspekte und interdisziplinäre Anwendungen
• Nichtlineare Physik, dynamische Systeme und Computerwissenschaften
• Statistische Feldtheorie
• Stochastische Prozesse
• Abschließende Projektarbeit

Nationale Route

Jahr 1

• Fortgeschrittene Quantenmechanik und Quantenstatistik
• Flüssigkeitsdynamik
• Stochastische Simulationsmethoden in der Physik
• Fortgeschrittene Experimentalphysik oder
• Materialien und Charakterisierungen für Mikro- und Nanotechnologien oder
• Statistische Modelle
• Algorithmen für Optimierung, Inferenz und Lernen
• Quantentheorie der kondensierten Materie
• Statistische Physik und Biophysik

Jahr 2

• Feldtheorie und kritische Phänomene
• Inferenz in biologischen Systemen
• Dynamik in Netzwerken oder
• Modelle physiologischer Systeme oder
• Optimierung für maschinelles Lernen
• Optimale Steuerung und Spieltheorie
• Physik außerhalb des Gleichgewichts
• Abschließende Projektarbeit

Magisterarbeit

• Die Masterarbeit in Physik komplexer Systeme muss in englischer Sprache verfasst werden.
• Auf der Titelseite sind der Titel, der Name der einreichenden Studierenden sowie die Namen der Betreuer/-innen und Korbetreuer/-innen anzugeben.
• Es gibt keine Einschränkungen hinsichtlich Länge oder Seitenzahl
• Die Präsentation der Masterarbeit dauert in der Regel 15 Minuten, gefolgt von 5-minütigen Fragen des Bewertungsausschusses.

Was wirst du lernen?

Der Masterstudiengang befasst sich mit dem Studium von vier Disziplinen :

• Statistische und Quantenphysik: Sie entwickeln solide Grundlagen zu Konzepten und Methoden der statistischen und Quantenphysik, mit besonderem Schwerpunkt auf Systemen mit vielen Freiheitsgraden und deren Anwendung auf neuartige und künstliche Materialien, und Sie erhalten einen Überblick über die fortschrittlichsten Techniken der Experimentalphysik und Datenanalyse .
• Anwendungen im Ingenieurwesen: Sie studieren die Dynamik von Systemen, insbesondere nichtlineare und fluiddynamische Probleme. Sie lernen auch die Phänomene Chaos und Turbulenz kennen, die wichtigsten physikalisch-chemischen Phänomene weicher Materie in Flüssigkristallen, Polymeren, Membranen, Gelen und körnigen Materialien.
• Informationstechnologie: Sie lernen die Komplexität von Berechnungen kennen und studieren numerische Methoden und Simulationen, sowohl deterministische als auch stochastische, sowie die wichtigsten Algorithmen für kombinatorische Optimierung, statistische Inferenz, maschinelles Lernen und deren Anwendungen.
• Biologische Systeme: Sie lernen die Modellierung und Analyse komplexer Probleme der Biologie im Rahmen der computergestützten statistischen Physik kennen. Sie erwerben die notwendigen Fähigkeiten und Kenntnisse in den Bereichen Neurowissenschaften, molekulare und zelluläre Biophysik sowie Bioinformatik.

Es gibt zwei mögliche Karrierewege: Sie können Ihr Studium mit einem Ph.D.-Programm oder einem spezialisierten Masterprogramm der zweiten Stufe in Physik oder Ingenieurwissenschaften sowohl in Italien als auch im Ausland fortsetzen.

Alternativ können Sie als Spezialist für die Modellierung und Simulation komplexer Systeme arbeiten. Ihnen stehen vielfältige Karrieremöglichkeiten in führenden Unternehmen und Forschungszentren in multidisziplinären Bereichen zur Verfügung, beispielsweise:

• Modellierung und Simulation neuartiger Materialien: Sie tragen zur Entdeckung neuer fundamentaler physikalischer Effekte in neuartigen Materialien bei. Gemeinsam mit Experten entwerfen Sie Modelle für Materialien, simulieren ihr Verhalten und optimieren ihre Eigenschaften für moderne Anwendungen.
• Inferenz- und Optimierungsprobleme: Sie werden daran arbeiten, optimale und/oder suboptimale Lösungen für Probleme zu ermitteln, die aus der Sicht der Rechenkomplexität als „unlösbar“ gelten, weil sie eine große Anzahl von Einschränkungen oder Interaktionen aufweisen, die oft miteinander konkurrieren und so ein frustrierendes Problem schaffen.
• Modellierung und Simulation biologischer Systeme: Sie tragen zur Analyse biologischer Daten und zur Entwicklung neuer Medikamente bei (rationales Arzneimitteldesign).
• Modellierung und Simulation stochastischer Prozesse: Sie arbeiten an der Lösung dynamischer Probleme mit großen zufälligen Schwankungen, wie sie beispielsweise bei der Analyse von Finanzmärkten oder der Dynamik turbulenter Flüssigkeiten auftreten können.

Wie werden Sie es lernen?

Sie nehmen an Präsenzvorlesungen , praktischen Übungen im Klassenzimmer sowie experimentellen und rechnergestützten Aktivitäten in den in Studentengruppen organisierten Laboren teil.

Das Programm besteht aus zwei parallelen Teilen mit gleichen Zielen und gleicher Struktur, aber unterschiedlichen Merkmalen:

Internationaler Studiengang. Teilweise in Italien, teilweise in Frankreich: an der International School of Advanced Studies (SISSA) und dem International Centre for Theoretical Physics (ICTP) in Triest, am Politecnico di Torino sowie einem Konsortium aus Sorbonne Université, Université Paris-Cité und Université Paris-Saclay im Großraum Paris. Die Zulassung erfolgt kompetitiv, und es steht nur eine begrenzte Anzahl (ca. 20) an Stipendien zur Verfügung, um die Mobilität der ausgewählten Studierenden zu fördern. Alle Lehrveranstaltungen werden auf Englisch abgehalten. Im vierten Semester besuchen Sie ein multidisziplinäres Frühjahrskolleg zur Physik komplexer Systeme. Am Ende des Programms erhalten Sie einen doppelten Master of Science (italienisch: Laurea Magistrale am Politecnico di Torino & französisch: M2 an einer der Pariser Universitäten).

Nationaler Studiengang. Vollständig auf Politecnico di Torino basierend, ohne Beschränkung der Zahl der zugelassenen Studenten. Die meisten Kurse werden auf Englisch angeboten, einige wenige auf Italienisch. Ein Semester ist mit dem internationalen Studiengang gemeinsam. Studenten erhalten einen Master of Science-Abschluss (Laurea Magistrale am Politecnico di Torino ).

Im letzten Semester jedes Tracks arbeiten Sie an einem Abschlussprojekt in einer Forschungsgruppe an einer Institution Ihrer Wahl.