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Giorgio Parisi

fisico italiano

Giorgio Parisi (Roma, 4 agosto 1948) è un fisico italiano, premio Nobel per la fisica nel 2021 per i suoi studi sui sistemi complessi[1].

Giorgio Parisi
Presidente dell'Accademia Nazionale dei Lincei
Durata mandato1º agosto 2018 –
31 luglio 2021
PredecessoreAlberto Quadrio Curzio
SuccessoreRoberto Antonelli
Sito istituzionale
Medaglia del Premio Nobel Premio Nobel per la fisica 2021
Premio Wolf Premio Wolf per la fisica 2021

Fisico teorico dagli interessi di ricerca molto variegati, è noto per i suoi studi in teoria quantistica dei campi (soprattutto nell'ambito della cromodinamica quantistica), in meccanica statistica (in particolare, ma non soltanto, per i suoi studi sui vetri di spin) e per l'applicazione di quest'ultima a vari ambiti della teoria dei sistemi complessi.[2][3]

Biografia

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Nato a Roma, ha origini per un quarto umbre, un quarto piemontesi, un quarto siciliane e un quarto romane da sette generazioni.[4] Ha ottenuto la maturità scientifica presso il Liceo "San Gabriele" di Roma nel 1966 per poi laurearsi in fisica all'Università "La Sapienza" di Roma nel 1970, sotto la guida di Nicola Cabibbo, con una tesi sul bosone di Higgs.

È stato quindi ricercatore prima del CNR, poi dell'Istituto nazionale di fisica nucleare (INFN) presso i Laboratori nazionali di Frascati dal 1971 al 1981, quando ha conseguito l'ordinariato in fisica teorica. Presentato da Sidney David Drell[5] a Tsung-Dao Lee, ha anche lavorato presso la Università Columbia (1973-1974) e, in seguito, presso l'Institut des Hautes Études Scientifiques (1976-1977) e l'École normale supérieure di Parigi (1977-1978), quindi è ritornato in Italia in qualità di ricercatore dell'INFN.

Docente ordinario di fisica teorica dal 1982 all'Università di Roma "Tor Vergata", nel 1992 è passato alla stessa cattedra della "Sapienza" di Roma, dove ha tenuto diversi insegnamenti, fra cui fisica teorica, teorie quantistiche, fisica statistica, probabilità. Ha partecipato anche al progetto APE100 per lo studio delle teorie di gauge su reticolo.

Nel 2008 è stato tra i docenti che si sono opposti all'iniziativa di far intervenire papa Benedetto XVI all'inaugurazione dell'anno accademico de La Sapienza, in difesa della laicità delle istituzioni pubbliche.[6]

Andato in quiescenza nel 2018, nello stesso anno è stato eletto presidente dell'Accademia Nazionale dei Lincei, della quale era socio dal 1988, mantenendo la presidenza fino a luglio 2021.[7]

È socio del Gruppo 2003 per la ricerca scientifica.

Nel febbraio 2021 ha vinto il Premio Wolf[8] e nell'ottobre dello stesso anno si è aggiudicato il premio Nobel per la fisica.[9]

Vita privata

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Sposato con Daniella, è padre di due figli, Lorenza, docente universitaria di Internet Studies e Social Media Management, e Leonardo, ricercatore presso l'Istituto dei Sistemi Complessi del CNR.[10]

È uno dei principali promotori della campagna "Salviamo la ricerca italiana",[11] volta a far aumentare i fondi a disposizione della ricerca scientifica in Italia.

Contributi

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Nel corso dei decenni, Giorgio Parisi si è occupato di argomenti molto disparati della fisica teorica, che vanno dalla teoria delle stringhe alla fisica delle particelle elementari, dai fenomeni critici in meccanica statistica alla teoria del caos, dai processi di accrescimento al moto collettivo degli animali. Secondo il database scientifico Scopus, al 2022 ha pubblicato più di 700 lavori con oltre 400 coautori diversi.[12]

In quanto studente di Nicola Cabibbo, Parisi nasce come particellare e fra i suoi primi articoli si trovano sia lavori di fisica delle particelle in senso stretto,[13] sia lavori legati ad argomenti più fondamentali di teoria dei campi,[14] in cui è possibile già individuare un interesse verso aspetti in comune con la meccanica statistica (come le teorie di campo conformi). È nel 1977, all'età di 29 anni, che Parisi ottiene il primo risultato notevole: assieme a Guido Altarelli introduce delle equazioni, oggi note come equazioni DGLAP, che descrivono, nell'ambito della cromodinamica quantistica, le distribuzioni di probabilità partoniche nello scattering anelastico profondo, fornendo delle correzioni di ordine superiore alla libertà asintotica.[15]

 
Esempio di frustrazione geometrica in un sistema di spin: l'interazione antiferromagnetica spinge atomi vicini ad avere sempre spin opposto, ma in un reticolo triangolare tale condizione è impossibile da realizzarsi, perché almeno due spin adiacenti avranno necessariamente lo stesso orientamento. Lo stato di equilibrio si dice quindi frustrato.

La teoria dei campi continuerà ad attrarre l'attenzione di Parisi nel corso degli anni,[16][17] con risultati importanti come lo sviluppo della quantizzazione stocastica assieme a Ying-Sheung Wu,[18] portandolo in seguito anche a lavorare sulla teoria delle stringhe,[19][20] ma ben presto Parisi sarebbe diventato famoso per i suoi contributi alla meccanica statistica. Verso la fine del 1978 incomincia infatti ad interessarsi al cosiddetto metodo delle repliche (introdotto alcuni anni prima da Sam Edwards[21] nel contesto della fisica dei polimeri), come strumento di risoluzione di un problema sempre di teoria dei campi.[3] Viene però a sapere del fatto che tale metodo portava a risultati inconsistenti se applicato a una particolare classe di sistemi disordinati, i vetri di spin.[22][23] L'idea iniziale di Parisi[3] è dunque quella di capire meglio il metodo delle repliche, prima di applicarlo al suo problema iniziale. Da lì a poco avrebbe pubblicato una serie di articoli che avrebbero rivoluzionato la meccanica statistica,[2] in cui riesce ad applicare correttamente il metodo delle repliche per ottenere una teoria di campo medio consistente dei vetri di spin.[24][25][26][27] L'importanza di tale risultato sta nel fatto che i vetri di spin sono un archetipo di sistema disordinato: mentre in modelli come quello di Ising la simmetria si rompe spontaneamente in uno stato di equilibrio ordinato, nei vetri di spin esistono infiniti stati di equilibrio a causa della frustrazione degli spin, causata dalla loro posizione geometrica disordinata.[2][3] Parisi ha poi continuato a lavorare sui vetri di spin e su altri tipi di sistemi disordinati (come l'impacchettamento casuale di sfere rigide[28]), sia da solo che con vari collaboratori, fra cui Marc Mézard, Miguel Angel Virasoro, Enzo Marinari, Jorge Kurchan e Leticia Cugliandolo.[29][30][31][32][33][34] Il lavoro di Parisi sui sistemi disordinati è riconosciuto di grande importanza, perché lungi da essere limitato al solo contesto della fisica della materia condensata da cui proviene il modello dei vetri di spin, il carattere di universalità in esso presente è stato applicato nel tempo, sia da Parisi stesso che da altri scienziati, a una grande varietà di sistemi complessi,[2][3] come materiali vetrosi in senso stretto,[35][36][37] materia granulare, proteine, mercati finanziari, tecniche di ottimizzazione[38] e reti neurali.[39]

Contemporaneamente allo studio dei sistemi disordinati, Parisi inizia ad interessarsi anche di altre tematiche facenti parte della fisica statistica e non lineare.[40] In seguito all'ascolto di un seminario di Alfonso Sutera sul tema della ciclicità dei periodi glaciali,[41] insieme al già menzionato Sutera e ai due giovani fisici romani Roberto Benzi e Angelo Vulpiani propone il meccanismo della risonanza stocastica come spiegazione del fatto che piccole oscillazioni dell'orbita terrestre (i Cicli di Milanković) siano in grado di far transire il clima terrestre da periodi glaciali a interglaciali (e viceversa).[42][43] Sempre negli anni '80, assieme al francese Uriel Frisch propone i modelli multifrattali per descrivere il fenomeno dell'intermittenza nei flussi turbolenti,[44][45] sviluppandoli ulteriormente poco dopo assieme ai già menzionati Benzi e Vulpiani e a Giovanni Paladin, generalizzandoli a sistemi caotici generici.[46][47] Nel 1986 invece propone un modello di aggregazione stocastica, noto oggi come modello di Kardar-Parisi-Zhang,[48] che in seguito avrebbe avuto grande influenza in meccanica statistica[49] e che è stato dimostrato essere il limite continuo di molti modelli di crescita delle superfici.[50] In precedenza, nel 1979, aveva pubblicato assieme a Nicolas Sourlas un lavoro pionieristico in cui il concetto della supersimmetria (proveniente dalla teoria quantistica dei campi) veniva applicata alle equazioni differenziali stocastiche tipiche della meccanica statistica,[51][52] risultato oggi noto come supersimmetria di Parisi-Sourlas.[53]

 
Evoluzione di uno stormo di storni

Nel corso degli anni '80, come già accennato, Parisi non abbandona comunque mai completamente lo studio della cromodinamica quantistica (QCD): a partire dal già menzionato lavoro sulla quantizzazione stocastica,[18] con la quale un sistema quantistico in   dimensioni è reso formalmente equivalente ad un sistema classico con fluttuazioni in   dimensioni, è uno pionieri delle teorie di gauge su reticolo[54][55] e, assieme ad altri ricercatori fra cui il suo mentore Nicola Cabibbo, è uno dei partecipanti al progetto dell'INFN APE (e successive versioni, come APE100), volto alla progettazione di supercomputer finalizzati proprio a compiere simulazioni di cromodinamica quantistica su reticolo e altre forme di calcolo scientifico. Oltre che essere parte della storia del supercomputing (nel 1991 APE100 era fra i supercomputer più potenti al mondo),[56] la collaborazione APE porta effettivamente a importanti risultati in QCD.[57] Questo approccio numerico viene applicato da Parisi e collaboratori anche per lo studio dei sistemi disordinati. Infatti, i sistemi fisici ordinari, quando vengono forzati lontano dall'equilibrio tendono a rilassare ad esso molto rapidamente, mentre i sistemi vetrosi rilassano in modo così lento che in pratica rimangono sempre fuori dallo stato di equilibrio. Le simulazioni numeriche hanno permesso di elucidare meglio questa dinamica lenta, chiarendo diverse proprietà termodinamiche fuori dall'equilibrio.


Nel corso degli anni 2000, l'attenzione di Parisi viene attirata, oltre che da argomenti della fisica statistica strettamente correlati a quelli già citati, anche da una tematica apparentemente non correlata dal suo campo di ricerca: quella del comportamento collettivo degli animali, in particolare degli stormi di uccelli. In realtà lo studio di tali sistemi con gli strumenti della fisica statistica (in cui vengono definiti materia attiva) era stato proposto già da alcuni anni, con un punto di vista teorico-computazionale.[58][59] Parisi decide però di compiere degli studi che comprendano anche osservazioni sperimentali dirette: mette quindi su un folto gruppo di lavoro (che comprendeva anche un ormai anziano Nicola Cabibbo) che si occupa di ricostruire, a partire da migliaia di fotografie, la traiettoria delle centinaia, se non migliaia, di esemplari che costituiscono gli stormi di storni (Sturnus vulgaris) nei cieli di Roma, riuscendo quindi a ottenere per la prima volta una ricostruzione tridimensionale completa di tali stormi.[60][61] Tali studi hanno portato, fra le altre cose, alla scoperta del fatto che gli storni seguano interazioni di tipo topologico e non metrico,[62] e che gli stormi siano dotati (approssimativamente) di invarianza di scala (e quindi che possano essere considerati dei sistemi al punto critico).[63]

Indirettamente, gli studi di Parisi hanno avuto un impatto rilevante in molti altri campi del sapere, quali l'antropologia, le scienze cognitive, la finanza, la biologia e le scienze sociali in genere, la qual cosa lo rende di fatto una delle personalità più influenti del panorama scientifico internazionale.

Premi e riconoscimenti

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Il Presidente della Repubblica Sergio Mattarella con Giorgio Parisi, premio Nobel per la fisica 2021

Per i suoi contributi alla fisica, matematica e alla scienza in generale, ha ricevuto numerosi riconoscimenti internazionali, fra cui:

«La medaglia Boltzmann 1992 è assegnata a Giorgio Parisi per i suoi contributi fondamentali alla fisica statistica ed in particolare per aver fornito la soluzione nel campo dei vetri di spin.»
«Per il suo contributo nel campo della cromodinamica quantistica e dei vetri di spin.»
«Il premio, istituito nel 2007, viene conferito agli scienziati che abbiano maggiormente contribuito allo sviluppo della scienza della complessità nei più diversi ambiti della conoscenza.»
«Per i suoi importanti contributi teorici nella fisica delle particelle elementari, nella teoria quantistica dei campi e nella fisica statistica, in particolare nello studio dei sistemi con disordine quenched e dei vetri di spin.»
«Per lo sviluppo di una teoria di campo probabilistica per la dinamica di quark e gluoni, consentendo una comprensione quantitativa di collisioni ad alta energia che coinvolgono adroni.»
«Per il lavoro pionieristico sull'applicazione del concetto di vetro di spin a gruppi di problemi computazionali, fornendo sia una nuova classe di algoritmi efficienti, che nuove prospettive sulla struttura e sulla complessità delle transizioni di fase.»
«Per le sue scoperte pionieristiche nella teoria quantistica dei campi, in meccanica statistica e nei sistemi complessi.»[8]
«Per la scoperta dell'interazione fra disordine e fluttuazioni nei sistemi fisici dalla scala atomica a quella planetaria.»[1]

Nel febbraio 2022 l'asteroide 15803 è stato rinominato 15803 Parisi in suo onore.[72]

Accademie

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Onorificenze

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— Roma, 8 ottobre 2021. Di iniziativa del Presidente della Repubblica.[75]
— Roma, 27 dicembre 2005. Di iniziativa della Presidenza del Consiglio.[76]

Opere principali

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Note

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  1. ^ a b (EN) The Nobel Prize in Physics 2021, su nobelprize.org. URL consultato il 31 luglio 2022 (archiviato dall'url originale il 20 luglio 2022).
  2. ^ a b c d (EN) Michael Schirber, Nobel Prize: Complexity, from Atoms to Atmospheres, in Physics, vol. 14, 5 ottobre 2021. URL consultato il 13 agosto 2022 (archiviato il 7 aprile 2022).
  3. ^ a b c d e (EN) Regina Nuzzo, Profile of Giorgio Parisi, in Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 103, n. 21, 23 maggio 2006, pp. 7945–7947, DOI:10.1073/pnas.0603113103. URL consultato il 22 luglio 2022.
  4. ^ Giorgio Parisi, fisico e ballerino: "La mia doppia vita di accademico", su la Repubblica, 15 febbraio 2021. URL consultato il 5 ottobre 2021.
  5. ^ Laura Bonolis, Intervista a Giorgio Parisi, su Università degli Studi di Roma "La Sapienza". URL consultato il 12 febbraio 2016. ]
  6. ^ Giorgio Parisi, Sapienza: una lettera di Giorgio Parisi, su blog.uaar.it, UAAR, 20 gennaio 2008. URL consultato il 5 ottobre 2021.
  7. ^ Parisi, Giorgio, su lincei.it. URL consultato il 6 ottobre 2021.
  8. ^ a b Wolf Prize per la Fisica 2021, premiato lo scienziato Giorgio Parisi per le scoperte nella teoria quantistica dei campi, su ilfattoquotidiano.it, Il Fatto Quotidiano, 9 febbraio 2021.
  9. ^ Il fisico italiano Giorgio Parisi vince il Nobel per la fisica, su la Repubblica, 5 ottobre 2021. URL consultato il 5 ottobre 2021.
  10. ^ Giorgio Parisi, fisico e ballerino: "La mia doppia vita di accademico", su roma.repubblica.it, 15 febbraio 2021. URL consultato il 5 ottobre 2021.
  11. ^ #salviamolaricerca, Salviamo la ricerca italiana, su salviamolaricerca.it. URL consultato il 5 ottobre 2021.
  12. ^ Parisi, Giorgio, su scopus.com. URL consultato il 21 luglio 2022.
  13. ^ (EN) N. Cabibbo, G. Parisi e M. Testa, Hadron production in e+e− collisions, in Lettere al Nuovo Cimento, vol. 4, n. 1, 1970-07, pp. 35–39, DOI:10.1007/BF02755392. URL consultato il 20 luglio 2022.
  14. ^ (EN) S. Ferrara, A.F. Grillo e G. Parisi, Canonical scaling and conformal invariance, in Physics Letters B, vol. 38, n. 5, 1972-03, pp. 333–334, DOI:10.1016/0370-2693(72)90259-6. URL consultato il 20 luglio 2022.
  15. ^ (EN) G. Altarelli e G. Parisi, Asymptotic freedom in parton language, in Nuclear Physics B, vol. 126, n. 2, 1977-08, pp. 298–318, DOI:10.1016/0550-3213(77)90384-4. URL consultato il 21 luglio 2022.
  16. ^ (EN) E. Brézin, C. Itzykson, G. Parisi, J. B. Zuber, Planar diagrams, in Communications in Mathematical Physics, vol. 59, n. 1, 1978-02, pp. 35–51, DOI:10.1007/BF01614153. URL consultato il 21 luglio 2022.
  17. ^ N. Cabibbo, L. Maiani, G. Parisi, R. Petronzio, Bounds on the fermions and Higgs boson masses in grand unified theories, in Nuclear Physics B, vol. 158, n. 2-3, 1979-10, pp. 295–305, DOI:10.1016/0550-3213(79)90167-6. URL consultato il 21 luglio 2022.
  18. ^ a b G. Parisi e Y.-S. Wu, Perturbation theory without gauge fixing, in Scientia Sinica, vol. 24, n. 483, 1981.
  19. ^ (EN) Giorgio Parisi, On the one dimensional discretized string, in Physics Letters B, vol. 238, n. 2, 5 aprile 1990, pp. 209–212, DOI:10.1016/0370-2693(90)91722-N. URL consultato il 21 luglio 2022.
  20. ^ Enzo Marinari e Giorgio Parisi, The supersymmetric one-dimensional string, WORLD SCIENTIFIC, 1º agosto 1993, pp. 788–793, DOI:10.1142/9789814365802_0054, ISBN 978-981-02-0455-6. URL consultato il 21 luglio 2022.
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  22. ^ David Sherrington e Scott Kirkpatrick, Solvable Model of a Spin-Glass, in Physical Review Letters, vol. 35, n. 26, 29 dicembre 1975, pp. 1792–1796, DOI:10.1103/physrevlett.35.1792. URL consultato il 21 luglio 2022.
  23. ^ S F Edwards e P W Anderson, Theory of spin glasses, in Journal of Physics F: Metal Physics, vol. 5, n. 5, 1975-05, pp. 965–974, DOI:10.1088/0305-4608/5/5/017. URL consultato il 21 luglio 2022.
  24. ^ (EN) G. Parisi, Infinite Number of Order Parameters for Spin-Glasses, in Physical Review Letters, vol. 43, n. 23, 3 dicembre 1979, pp. 1754–1756, DOI:10.1103/PhysRevLett.43.1754. URL consultato il 21 luglio 2022.
  25. ^ (EN) G Parisi, The order parameter for spin glasses: a function on the interval 0-1, in Journal of Physics A: Mathematical and General, vol. 13, n. 3, 1º marzo 1980, pp. 1101–1112, DOI:10.1088/0305-4470/13/3/042. URL consultato il 21 luglio 2022.
  26. ^ G Parisi, A sequence of approximated solutions to the S-K model for spin glasses, in Journal of Physics A: Mathematical and General, vol. 13, n. 4, 1º aprile 1980, pp. L115–L121, DOI:10.1088/0305-4470/13/4/009. URL consultato il 21 luglio 2022.
  27. ^ G Parisi, Magnetic properties of spin glasses in a new mean field theory, in Journal of Physics A: Mathematical and General, vol. 13, n. 5, 1º maggio 1980, pp. 1887–1895, DOI:10.1088/0305-4470/13/5/047. URL consultato il 21 luglio 2022.
  28. ^ Giorgio Parisi e Francesco Zamponi, Mean-field theory of hard sphere glasses and jamming, in Reviews of Modern Physics, vol. 82, n. 1, 16 marzo 2010, pp. 789–845, DOI:10.1103/RevModPhys.82.789. URL consultato il 21 luglio 2022.
  29. ^ Giorgio Parisi, Order Parameter for Spin-Glasses, in Physical Review Letters, vol. 50, n. 24, 13 giugno 1983, pp. 1946–1948, DOI:10.1103/PhysRevLett.50.1946. URL consultato il 21 luglio 2022.
  30. ^ M. Mézard, G. Parisi, N. Sourlas, G. Toulose, M. Virasoro, Nature of the Spin-Glass Phase, in Physical Review Letters, vol. 52, n. 13, 26 marzo 1984, pp. 1156–1159, DOI:10.1103/physrevlett.52.1156. URL consultato il 21 luglio 2022.
  31. ^ (EN) M. Mézard, G. Parisi, N. Sourlas, G. Toulose, M. Virasoro, Replica symmetry breaking and the nature of the spin glass phase, in Journal de Physique, vol. 45, n. 5, 1º maggio 1984, pp. 843–854, DOI:10.1051/jphys:01984004505084300. URL consultato il 21 luglio 2022.
  32. ^ E. Marinari, G. Parisi e J. Ruiz-Lorenzo, Numerical Evidence for Spontaneously Broken Replica Symmetry in 3D Spin Glasses, in Physical Review Letters, vol. 76, n. 5, 29 gennaio 1996, pp. 843–846, DOI:10.1103/physrevlett.76.843. URL consultato il 21 luglio 2022.
  33. ^ E Marinari e G Parisi, Simulated Tempering: A New Monte Carlo Scheme, in Europhysics Letters (EPL), vol. 19, n. 6, 15 luglio 1992, pp. 451–458, DOI:10.1209/0295-5075/19/6/002. URL consultato il 21 luglio 2022.
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  40. ^ Manlio De Domenico e Angelo Vulpiani, Capire il clima e la turbolenza: il segno lasciato da Giorgio Parisi, in Nature Italy, 19 ottobre 2021, DOI:10.1038/d43978-021-00129-z. URL consultato il 21 luglio 2022.
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  48. ^ Mehran Kardar, Giorgio Parisi e Yi-Cheng Zhang, Dynamic Scaling of Growing Interfaces, in Physical Review Letters, vol. 56, n. 9, 3 marzo 1986, pp. 889–892, DOI:10.1103/PhysRevLett.56.889. URL consultato il 21 luglio 2022.
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  65. ^ Le motivazioni per la Medaglia Dirac sono state le seguenti: «Giorgio Parisi si è distinto per i suoi contributi originali ed approfonditi in molte aree della fisica che spaziano dallo studio delle scaling violations nei deep inelastic processes (equazioni di Altarelli-Parisi), alla proposta del modello di superconductor's flux confinement come meccanismo per il quark confinement, all'uso della supersimmetria per i sistemi classici statistici, all'introduzione dei multifractals in turbulence, all'equazione differenziale stocastica per i modelli di crescita per la random aggregation (il modello Kardar-Parisi-Zhang) e per la sua analisi innovativa del metodo di replica che ha permesso un importante passo in avanti nella nostra comprensione dei sistemi di vetri (glassy systems) e che ha dimostrato essere strumentale all'intera area dei sistemi disordinati.»
  66. ^ Prof. Giorgio Parisi, su premiogalilei.it. URL consultato il 26 febbraio 2019 (archiviato dall'url originale il 31 luglio 2016).
  67. ^ Conferito a Giorgio Parisi il premio ENS
  68. ^ Premio alla vita. Il Premio viene assegnato ogni anno in un paese diverso dalla rivista scientifica Nature.
  69. ^ Distinciones y Honores — Portal de la UEX - Bienvenido a la Universidad de Extremadura, su unex.es. URL consultato il 9 dicembre 2021.
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Bibliografia

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  • Luisa Bonolis, Maria Grazia Melchionni, Fisici italiani del tempo presente: storie di vita e di pensiero, Venezia, Marsilio, 2003, ISBN 88-317-8228-2.

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