Impatto tecnologico Francesco Forti, Università e INFN, Pisa SuperB Mini Workshop LNF 24 settembre 2009

F.Forti - Impatto Tecnologico Introduzione Argomento Esplorare il possibile impatto tecnologico del progetto SuperB su: ricerca, industria, società civile. Tecniche di punta utilizzate nel progetto Identificazione dei possibili campi di applicazione “at large” delle tecniche il cui miglioramento è stimolato da SuperB Disclaimer E’ un campo vasto che richiederà lavoro per essere esplorato e definito Oggi solo una lista della spesa, con argomenti potenziali, idee abbozzate Nessuna valutazione tecnica dettagliata 24 settembre 2009 F.Forti - Impatto Tecnologico

F.Forti - Impatto Tecnologico Impatto di SuperB Oltre alla fisica… Impatto socio-economico nelle aree coinvolte Commesse industriali per la costruzione Impatto tecnologico in altri campi di ricerca Technology transfer verso l’industria e la società Mantenimento e sviluppo dell’eccellenza Uso e affinamento di tecniche esistenti Sviluppo di tecniche innovative Formazione dei giovani Know-how per affrontare problemi alla frontiera della tecnologia Vision Polo tecnologico collegato al progetto SuperB – con IIT Knowledge and Technology Transfer parte integrante del progetto 24 settembre 2009 F.Forti - Impatto Tecnologico

F.Forti - Impatto Tecnologico 24 settembre 2009 F.Forti - Impatto Tecnologico

Ciclotrone di Lawrence 1930 24 settembre 2009 F.Forti - Impatto Tecnologico

F.Forti - Impatto Tecnologico ADA 1963 24 settembre 2009 F.Forti - Impatto Tecnologico

F.Forti - Impatto Tecnologico ADONE 1969-1990 24 settembre 2009 F.Forti - Impatto Tecnologico

F.Forti - Impatto Tecnologico DAΦNE 1999 - 24 settembre 2009 F.Forti - Impatto Tecnologico

F.Forti - Impatto Tecnologico 2 “SLAC type buildings” (20x35m) housing 6 klystrons each plus magnet power supplies 2 areas for 6+6 Klystron power supplies (4x35m) Collider Hall (12x30m) area for cooling towers about 20x35 m Electrical Substation upgradable up to 2x63MVA transformers SuperB ? 24 settembre 2009 F.Forti - Impatto Tecnologico 9

F.Forti - Impatto Tecnologico Acceleratore Tecniche di punta Tecniche di progettazione campi magnetici e magneti superconduttori Tecniche di simulazione di fasci Sistemi di radiofrequenza ad alta potenza Fasci di elettroni polarizzati Monitoraggio e controllo del fascio a livello nanometrico Criogenia Tecniche di feedback ultra rapido di ultima generazione per il controllo dei fasci Nano-beams: fasci estremamente compatti Coils SuperB Super-KEKB 40 nm 24 settembre 2009 F.Forti - Impatto Tecnologico

F.Forti - Impatto Tecnologico Acceleratore Applicazioni delle tecniche e delle competenze Luce di sincrotrone, free electron laser Litografia a fascio elettronico e raggi X Impiantazione ionica Analisi di materiali magnetici e spintronica Acceleratori compatti per diagnostica e terapia Acceleratori ad alta intensità di ioni pesanti e protoni. Sorgenti di neutroni a spallazione Analisi microchimica per la protezione dell’ambiente e per i beni culturali Test non distruttivo di strutture 24 settembre 2009 F.Forti - Impatto Tecnologico

Electron beam lithography Produzione di circuiti integrati senza maschere Nano strutture http://www.aph.uni-karlsruhe.de/wegener/?action=switch_language&language=en&id=31 http://en.wikipedia.org/wiki/Electron_beam_lithography 24 settembre 2009 F.Forti - Impatto Tecnologico

Medicina, beni culturali 24 settembre 2009 F.Forti - Impatto Tecnologico

F.Forti - Impatto Tecnologico Rivelatore Tecniche di punta Pixel (attivi monolitici) ad alta velocità e elevata risoluzione spaziale, con integrazione verticale Micromachining per raffreddamenteo ad alta efficienza Rivelatori di particelle su grande area Sviluppo di cristalli ad alte prestazioni (LYSO) Sviluppo di rivelatori di fotoni veloci ed economici (SiPM) Architetture ad alto rate dei chip di lettura Link ultraveloci e radiation hard 24 settembre 2009 F.Forti - Impatto Tecnologico

F.Forti - Impatto Tecnologico Rivelatore Applicazioni Produzione veloce di immagini digitalizzate per applicazioni mediche, test non distruttivi Microscopia elettronica ad alta risoluzione e risolta nel tempo Tecniche di microlavorazione meccanica Applicazioni civili e security, container inspection, sia misurando radioattività dei materiali, sia eccitandoli con fasci Sistemi di trasmissione dati ad alta velocità Sistemi di rivelazione per imaging medico 24 settembre 2009 F.Forti - Impatto Tecnologico

Integrazione verticale NMOS PMOS Standard CMOS Deep N-well structure Buried N-type layer P-well Standard N-well P-substrate Mostly digital CMOS tier Tier interconnection and vias Analog and sensor CMOS (mostly NMOS) tier Integrazione verticale Cu for wafer bond to 3rd layer 12um Aumento della densità di integrazione Isolamento tra parte analogica e digitale Aumento della velocità di operazione 24 settembre 2009 F.Forti - Impatto Tecnologico

Ultrafast electron microscopy http://www.google.it/url?sa=t&source=web&ct=res&cd=5&url=http%3A%2F%2Fjournals.cambridge.org%2Fproduction%2Faction%2FcjoGetFulltext%3Ffulltextid%3D1945096&ei=5_i5SpD6IdPdsgbQ_9CRBA&usg=AFQjCNGOE8j49C3T4bfAgYomVtB0Mi5FIA&sig2=ZG7499rsLgfU5n2YGwKFkw 24 settembre 2009 F.Forti - Impatto Tecnologico

Tecniche di microlavorazione meccanica Microcanali e microfluidi Raffreddamento Applicazioni biologiche http://faculty.washington.edu/afolch/FolchLabResearchProjects.htm# 24 settembre 2009 F.Forti - Impatto Tecnologico

Rivelatori per applicazioni civili Scan su grandi dimensioni Emissione naturale Fascio 24 settembre 2009 F.Forti - Impatto Tecnologico

F.Forti - Impatto Tecnologico Cristalli Miglioramenti nella produzione industriale dei cristalli di LYSO (Ce:Lu2SiO3) di grandi dimensioni e con maggiore resa di luce. Migliore misura di energia. Applicazione per PET 24 settembre 2009 F.Forti - Impatto Tecnologico

Silicon PhotoMultiplier Rivelatore di fotoni sensibile e robusto Applicazione nella PET 24 settembre 2009 F.Forti - Impatto Tecnologico

F.Forti - Impatto Tecnologico Computing Tecniche Calcolo distribuito su GRID Calcolo parallelo per Lattice QCD Network dati locale e geografico alta velocità Sviluppo di tecnologie software per lo sfruttamento di architetture CPU a elevato numero di core computazionali Sistemi di accesso ai dati ad elevatissime prestazioni basati sull'impiego di cache a stato solido Impiego di tecnologie di virtualizzazione per l'uso condiviso di risorse di calcolo distribuite (cloud computing) Tecnologie di progetto di centri di calcolo a bassissimo impatto ambientale 24 settembre 2009 F.Forti - Impatto Tecnologico

F.Forti - Impatto Tecnologico SuperB GRID 24 settembre 2009 F.Forti - Impatto Tecnologico

F.Forti - Impatto Tecnologico Computing Applicazioni Risorse computazionali per ricerca e PMI Architetture computazionali ad alta efficienza Riduzione consumi energetici dei centri di calcolo Simulazioni di processi fisici e biofisici complessi 24 settembre 2009 F.Forti - Impatto Tecnologico

F.Forti - Impatto Tecnologico Conclusioni Il progetto SuperB offre all’INFN ed in particolare a LNF un’occasione di portata storica per mantenere l’attuale eccellenza scientifico tecnologica e riposizionare LNF sul piano internazionale. Un polo tecnologico sarà parte integrante del progetto e permetterà, in collaborazione con gli altri enti di ricerca, un efficace utilizzo degli avanzamenti tecnologici del progetto L’impatto tecnologico della costruzione di una acceleratore sofisticato come SuperB è molto ampio ed investe molte diverse aree della ricerca e della società civile. 24 settembre 2009 F.Forti - Impatto Tecnologico

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