Ricerca tecnologica ed interdisciplinare con sorgenti di radiazione: attività LNF nello scenario SuperB Mariangela Cestelli Guidi Responsabile Beamline Sinbad Da  ne CL 5-6/7/2011

Laboratorio Dafne Luce LabX LAMP TeraSparc Servizio tecnico LDS SuperB (IIT - E. Di Fabrizio et al)

Da  ne Light Super-B … Xlab LAMPS Ricerca tecnologica ed

Laboratori esistenti Proposte di attività Iniziative da discutere

Caratterizzazione dei materiali di interesse INFN (es. coating di cavità) Spettroscopie risolte in spazio e in tempo (UV, IR, …) Imaging

IMAGING Imaging IR con LDS e con sorgenti convenzionali su sistemi biologici (Linea Imaging micro-XRF (laboratorio XLAB) Proposta Sparc Proposta X-ray phase contrast su SuperB

Linea Dafne Imaging IR di tessuti di colon sano ed affetto da tumore Linea Dafne Imaging IR di tessuti di colon sano ed affetto da tumore (M.C.G., C. Mirri, A. Marcelli)

Sinbad IR Dafne

Laboratorio XLAB X-ray Spectroscopy - Mapping - μXRF μXRF Mapping – 200x200 μm 2 spot 4x4 mm 2 measured area 2 minutes for each spot Fe Mn

SDD Detector Laser Prophilometer (Spot size ~ 100 μm, Resolution ~ 10 μm) ‏ First Lens: Polycapillary Optics Focal Spot ~ 100x100 μm Trasmission ~ 40% Secon Lens: Polycapillary Optics Focal Spot ~ 100x100 μm Trasmission ~ 50% XLAB Experimental Equipment: (S. Dabagov, G. Cappuccio, D. Hampai)

Near-field x y z piezoelectric scanner avalanche photo diode FILTER objective PMT Ar + topography fluorescence transmission Proposal for SNOM-visible and SPARC for fluorescence investigations (Vanderbilt FEL) Excitation 488 nm Detection of fluorescence above 530 nm Proposal for SNOM-visible and SPARC for fluorescence investigations (Vanderbilt FEL) Excitation 488 nm Detection of fluorescence above 530 nm Neuron cell + Fluorescence dye

LiF radiography of a butterfly wing SNOM topographies Fluorescence images: even the smallest details of the wing hairs can be defined A butterfly wing has been placed on a LiF crystal and soft X-rays irradiated. With such treatment, color centers are produced in the non-masked areas. Removing the butterfly wing, the crystal has been characterized using a SNOM and a radiography images can be collected. Optical image of the butterfly wing Appl. Phys. Lett. 88, (2006) (A. Cricenti et al)

Imaging in the SuperB scenario

X-ray Phase-contrast imaging (E. di Fabrizio, IIT)

Particella interplanetaria – sonda DUST Progetto PRIN 2008 Univ. Napoli Univ. Firenze / Osservatorio Arcetri Univ. Roma 3 INFN

Spettroscopie e Scienze dei materiali Laboratorio di fisica delle superfici sulle linee UV e XUV (Esperimento IMCA-NTA) Laboratorio di caratterizzazione di specchi ed ottiche per lo spazio, caratterizzazione di materiali e dispositivi (Esperimento SOURCE) Laboratorio di magnetismo e magneto-ottica ad alte pressioni (LAMP) Laboratorio di spettroscopia IR per lo studio delle proprietà ottiche dei materiali (Linea Dafne) Proposta VUV per la realizzazione di un laboratorio di spettroscopia UV su Sparc

Caratterizzazione delle proprietà ottiche di sistemi Spin Cross Over vs pressione e temperatura (IR

LA LAMPS (LAboratory of Magnetism and high Pressure and Spectroscopy) the LNF The laboratory located inside the Capannone LEGNARO building is now operative - PRESS-MAG-O cryostat - DAC SQUID gradiometer cryostat - 8 T He cryostat

DAFNE-L 2. VUV monochromatic radiation source ( nm) 1. Upgraded UV-VIS monochromatic radiation source ( nm) 3. UV-VIS radiation source ( nm). This channel will be used to measure the performance of large and very large optical systems (up to 4 meters). Branchlines in 1000-class cleanroom The 3 lines can be also operated with high-power UV lamps but at lower fluxes

DAFNE-L Caratterizzazione di materiali e dispositivi Uso della radiazione UV per esperimenti di: Calibrazione assoluta di rivelatori e sorgenti VIS-UV Caratterizzazione di dispositivi elettro-ottici Caratterizzazione di materiali e dispositivi per la fotonica Caratterizzazione delle proprietà ottiche di nuovi materiali Invecchiamento (ageing) UV di materiali e dispositivi Sviluppo e caratterizzazione di rivelatori ultra-veloci

DAFNE-L Esperimenti di fotobiologia e esobiologia La radiazione UV con alto flusso è cruciale per esperimenti di frontiera nel campo della fotobiologia e dell’esobiologia: Resistenza al danno radiativo da fotoni UV su batteri “Radiodurans”. Irraggiamenti di materiale organico e inorganico extra-terrestre primitivo per lo studio di processi evolutivi. Irraggiamenti di materiali organici in presenza di catalizzatori inorganici per studiare la formazione di molecole organiche complesse in ambiente spaziale Irraggiamento UV e analisi FTIR in tempo reale di materiali organici di interesse astrobiologico per valutare l’evoluzione del danno radiativo.

Area pulita disponibile per la calibrazione e la misura delle prestazioni ottiche di componenti e sistemi ottici integrati fino a 4 metri di diametro dello specchio primario per esperimenti a terra (ad esempio concentratori solari) e nello spazio. Caratterizzazione nell’UV e nel VIS nella banda spettrale nm. Progetto di sviluppo di un sistema per la simulazione di tracce UV ultra veloci in atmosfera per simulare passaggio di meteoriti e raggi cosmici di altissima energia Analisi del danno da radiazione UV in componenti e materiali ottici per lo spazio. DAFNE-L Sistemi ottici per lo spazio

SPARC FEL source seeding results confirm the possibility to work with harmonics in the UV/VUV domain: MeV repetition rate: 1-10 Hz radiation spectrum slightly tunable higher harmonics linearly polarized sources of high temporal and spatial coherence pulse duration: 100 fs

High-resolution High-spectral purity 5m McPherson Normal Incidence UV-VUV monochromator 5–35 eV ( nm) resolution of 2 meV (0.005 nm) from SRS-Daresbury, beamline 3.2 Monochromator

Collaborazioni esterne ed interesse nella realizzazione di una facility interdisciplinare ai LNF Università CNR ENEA ASI Programmi EU