Personale docente

La Dott.ssa Elena Garlatti, laureata in Fisica della Materia all’Università di Parma, ha conseguito il Dottorato di Ricerca in Fisica nel 2014 presso l’Università degli Studi di Milano. E’ stata assegnista di ricerca nel gruppo di Magnetismo Molecolare del Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra “Macedonio Melloni” dell’Università di Parma dal 2014 al 2017. Nel 2018 è stata Visiting Scientist presso la ISIS Neutron and Muon Source (Regno Unito). Dal 2019 è Ricercatrice presso il Dipartimento di Scienze Matematiche, Fisiche e Informatiche dell’Università di Parma.

Nel 2021 ha conseguito l'Abilitazione Scientifica Nazionale al ruolo di Professore di II Fascia per il settore concorsuale 02/B2 - Fisica Teorica della Materia.

La sua attività di ricerca riguarda lo sviluppo di modelli teorici per lo studio delle proprietà statiche e dinamiche di molecole magnetiche. L'obiettivo della ricerca è studiare queste molecole sia come sistemi modello per fenomeni quantistici di interesse fondamentale sia per identificare molecole idonee ad applicazioni tecnologiche, in particolare nell'ambito del quantum information processing. Ha dunque contribuito alla caratterizzazione di diverse molecole, descrivendo le loro proprietà magnetiche e la loro dinamica coerente con il metodo della Hamiltoniana di Spin. Ha inoltre sviluppato un modello teorico, basato sul metodo delle Equazioni Master, per interpretare i dati risonanza magnetica nucleare (NMR) e studiare la dinamica di rilassamento indotta dalle interazioni spin-fonone nelle molecole magnetiche. La comprensione di questi fenomeni è infatti cruciale per applicazioni nell'ambito del  quantum information processing.

E’ stata principal investigator e co-invesitgator di esperimenti di spettroscopia neutronica, raggi X, μRS presso altre large-scale facility quali l'Institut Laue-Langevin ILL (Francia) e il Paul Scherrer Insitut PSI (Svizzera).

Recentemente ha collaborato allo sviluppo di un metodo, testato con la tecnica dello scattering anelastico di neutroni in 4 dimensioni, per misurare e quantificare l'entanglement tra qubit molecolari, utilizzando un dimero supramolecolare di anelli antiferromagnetici Cr₇Ni come sistema modello. Questi anelli sono infatti tra i qubit molecolari più studiati e l'entanglement rappresenta una risorsa fondamentale per il quantum information processing.

Presso la ISIS Neutron and Muon Source ha lavorato al progetto “Unveiling phonons with 4D inelastic neutron scattering: towards a full comprehension of relaxation dynamics in molecular bits”, per il quale ha ottenuto una fellowship dalla Fondazione “Angelo Della Riccia”. Si è occupata sia della progettazione, realizzazione e interpretazione dei dati di innovativi esperimenti di scattering anelastico di neutroni che delle simulazioni ab-initio dei modi fononici, concentrandosi soprattutto sulla nuova generazione di qubit molecolari contenenti ioni vanadile. L’obiettivo di queste ricerche è studiare, direttamente e per la prima volta senza modelli effettivi, i fononi e le interazioni spin-fonone nei nanomagneti molecolari, per comprenderne gli effetti sulla dinamica di rilassamento e sulla decoerenza. Ulteriori sviluppi riguardano invece lo studio delle densità degli stati fononici in Single-molecule magnets a singolo ione Dy. Questi studi sono stati portati avanti anche nel progetto “PRISM – Phonons Role In Spin relaxation of Molecular nanomagnets” finanziato dal “Bando 2019 – Quota incentivante per il finanziamento di progetti di ricerca di Ateneo” e del quale la Dott.ssa Garlatti è stata principal investigator. Ha inoltre progettato esperimenti di scattering anelastico di raggi X presso large-scale facilities quali ESRF (FR) e NSLS-II (USA) per lo studio dei modi fononici e le interazioni spin-fonone in qubit molecolari a base di VO²⁺: questa tecnica, applicata per la prima volta a molecole magnetiche, presenta infatti notevoli vantaggi rispetto allo scattering anelastico di neutroni.

Attualmente la Dott.ssa Garlatti si occupa anche della progettazione e interpretazione di esperimenti di NMR non-convenzionale per la manipolazione coerente di “qudit”. Nell'ambito del progetto NQSTI - National Quantum Science and Technology Insitute (Partenariato esteso in Scienze e Tecnologie Quantistiche) si occupa per esempio della progettazione e simulazione di esperimenti NMR, dove si utilizzano apposite sequenze di impulsi, anche a più frequenze, per l’implementazione di algoritmi quantistici.  La Dott.ssa Garlatti è inoltre Coordinatrtice di Unità del progetto PRIN 2022-CROQUET - moleCular dimeRs fOr QuantUm Error correcTion on the surface, il cui obiettivo è quello di realizzare esperimenti proof-of-principle di schemi per la Quantum-Error-Correction con dimeri molecolari qubit-qudit depositabili su superfici.

Collabora alle attività di ricerca della UdR dell'Università di Parma nell'ambito del progetto ERC-Synergy CASTLE (PI Prof. Stefano Carretta), con l'obiettivo di comprendere ed investigare sperimentalmente il fenomeno della selettività di spin indotta dalla chiralità (CISS).

Questa attività di ricerca è documentata da 34 pubblicazioni, 13 delle quali come primo autore, su importanti riviste scientifiche peer-reviewed. È inoltre referee per diverse riviste internazionali e partecipa regolarmente a conferenze scientifiche, sia nazionali che internazionali, anche come invited speaker.