I processi che portano alla formazione di eventi estremi sono di grande interesse in molti contesti fisici, come onde d'acqua, ottica, condensati di Bose-Einstein, geofisica, ecc. Negli ultimi anni un grande sforzo da parte della comunità scientifica è stato dedicato alla loro comprensione. Nel caso specifico dei sistemi di onde non lineari e dispersive (argomento della presente proposta), in letteratura sono stati discussi numerosi meccanismi. Il più semplice è il meccanismo di sovrapposizione che vale per ogni sistema di onde lineari. Da un punto di vista statistico, un tale meccanismo è ben compreso e può essere calcolata la probabilità di comparsa di onde estreme. Tuttavia, più recentemente, nel campo delle onde oceaniche e dell'ottica non lineare, è stato stabilito che la presenza di non linearità oltre alla dispersione può portare a cambiamenti nella coda della funzione di densità di probabilità dell'ampiezza dell'onda. Questo risultato, stabilito per la propagazione unidimensionale (1D+1), è stato associato all'esistenza di soluzioni esatte, note come breathers, di equazioni integrabili come l'equazione di Schrodinger non lineare. Sono apparsi numerosi articoli sperimentali e teorici sull'argomento che stabiliscono molte proprietà interessanti di questi breathers, come ad esempio il loro comportamento di ricorrenza. Nonostante molti dettagli debbano ancora essere studiati, la fisica delle onde estreme nella propagazione unidimensionale è ben compresa da un punto di vista teorico e i risultati previsti sono ben riprodotti negli esperimenti idrodinamici e fibra ottica.
Per molti sistemi fisici, la propagazione unidimensionale è un'approssimazione di una dinamica più complicata che avviene in due o più dimensioni. L'esistenza di onde estreme in queste condizioni è molto meno compresa da un punto di vista teorico e sono stati eseguiti pochissimi esperimenti. La nostra proposta mira ad affrontare questo problema da un punto di vista deterministico, statistico e sperimentale. In passato, le collaborazioni tra ricercatori di diversi campi sono state molto fruttuose per stabilire un background comune per affrontare il problema unidimensionale; a tal proposito, il nostro team è composto da esperti nel campo delle onde oceaniche, dell'ottica non lineare e della fisica teorica con competenze sia su aspetti statistici, deterministici e sperimentali.