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Il dr. Giorgio Federico Signorini svolge attività di ricerca nel campo della chimica fisica dal 1985, pubblicando su riviste scientifiche internazionali e collaborando con gruppi di ricerca italiani ed esteri.
Si è dedicato inizialmente allo studio, mediante calcoli di dinamica reticolare anarmonica, di larghezze di righe vibrazionali in cristalli molecolari e ionico-molecolari. In questo campo ha messo a punto il primo programma di calcolo di dinamica reticolare in coordinate molecolari per cristalli ionico-molecolari. L'uso di queste coordinate semplifica molto la trattazione di cristalli complessi, permettendo di escludere dal calcolo gradi di libertà interni non desiderati. Il programma è stato utilizzato per interpretare dati spettroscopici relativi a numerosi sistemi ionico-molecolari, ottenuti con tecniche risolte in frequenza e in tempo.
Gli effetti dell'anarmonicità del potenziale sulla larghezza di righe fononiche
sono generalmente studiati con un approccio perturbativo, basato sul formalismo
delle funzioni di Green. Tuttavia, le formule per il calcolo di quantità osservabili
come l'allargamento di riga non sono utilizzabili in pratica, dato l'altissimo
numero di somme sulla zona di Brillouin che esse coinvolgono. Solo i termini
cubico e quartico possono essere calcolati esattamente a partire da una forma
analitica di potenziale. Il dr. Signorini ha contribuito a mettere a punto un
metodo di calcolo approssimato che include contributi anche da alti ordini perturbativi,
ovvero da termini anarmonici ad alto ordine del potenziale, corrispondenti alla
serie dei diagrammi di accoppiamento fononico a doppio vertice. Questo metodo
è stato applicato inizialmente a molecole semplici, ma ha dato risultati interessanti
anche su sistemi sufficientemente complessi come i cristalli di 
o di p-dialogeno benzeni. L'importanza di questo approccio risiede
nel fatto che esso consente di separare le costanti medie di accoppiamento dal
fattore dovuto alla densità di stati. Queste possono essere calcolate a
priori, oppure ottenute da un fit di opportune funzioni delle densità di stati
multifononiche su dati di larghezza di riga in funzione della temperatura.
Un altro campo di indagine riguarda l'interpretazione di alcune proprietà spettroscopiche
di sistemi ad alta pressione. Con studi a sistemi moelcolari sufficientemente
diversi quali il 
e l'antracene, il dr. Signorini ha potuto mostrare
che dipendenze ``anomale'' della larghezza di bande vibrazionali dalla
pressione sono preferenzialmente legate al numero dei percorsi di decadimento
disponibili, a sua volta controllato dalla variazione di volume, piuttosto che
all' effetto di questa variazione sulle costanti di forza anarmoniche medie.
In uno studio successivo ha invece provato che spostamenti in frequenza di bande vibroniche di azoto diluito in gas rari possono essere spiegate in base ad un modello misto che include sia effetti di volume, legati alla struttura e alle interazioni del complesso soluto-gabbia, sia effetti di polarizzabilità, dovuti al solvente.
Il dr. Signorini si è, inoltre, occupato della caratterizzazione della transizione liquido-vetro mediante simulazioni di dinamica molecolare. Indagini di questo tipo hanno permesso, da un lato, di mettere in relazione le proprietà statiche e dinamiche osservate sperimentalmente con i processi microscopici che ne costituiscono la base; dall'altro, si sono rivelate un utile banco di prova per la verifica della teoria di accoppiamento di modi, una teoria idrodinamica che mette in relazione le fluttuazioni della densità del sistema con le grandezze che caratterizzano il moto molecolare.
Sempre con simulazioni di dinamica molecolare, ha affrontato lo studio di una sostanza di uso molto comune quale il dimetilsolfossido (DMSO). Ha messo a punto il primo potenziale a molecola flessibile per questa sostanza, con l' inclusione di centri di forza situati sugli idrogeni. In tale modo è stato possibile studiare la dinamica dei gradi librazionali dei due gruppi metile discutendo i dati sperimentali disponibili sulla base di un modello realistico.
Un'attività collaterale del dr. Signorini ha riguardato il coordinamento di
un gruppo di ricerca interdisciplinare per l'applicazione di metodi di analisi
spettroscopici, non distruttivi, per la caratterizzazione di pigmenti in campioni
di pitture rupestri.