Divisione Acceleratori LNF-INFN Come esplorare l'infinitamente piccolo: un viaggio nel mondo degli acceleratori di particelle David Alesini Divisione Acceleratori LNF-INFN D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004 Sommario A cosa servono gli acceleratori di particelle Principio di funzionamento di un acceleratore di particelle e principali tipologie Lineari (Elettrostatici…Futuri Collisori Lineari) Circolari (Ciclotroni…Anelli di accumulazione e sincrotroni) DAФNE (LNF) Applicazioni (oltre alla ricerca fondamentale…) Medicina: radioterapia e adroterapia Analisi molecolare, cellulare, cristallografica Industria: impiantazione ionica, produzione di isotopi, smaltimento scorie radioattive FEL Alcuni Acceleratori attualmente in funzione nel mondo… …e progetti futuri D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

A cosa servono gli acceleratori di particelle I primi acceleratori di particelle furono realizzati per studiare i costituenti più piccoli della materia. Un fascio di particelle (elettroni, positroni, protoni, ioni,…) che colpisce una targhetta o collide con un altro fascio produce reazioni nucleari, annichilazioni e crea nuove particelle. Lo studio di questi fenomeni con i rivelatori… …fornisce informazioni sui costituenti ultimi del nostro universo e sulle leggi che li governano …consente di capire l’origine dell’Universo che ci circonda e di studiarne l’evoluzione D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004 I primi fasci di particelle per gli studi di fisica nucleare e subnucleare erano sorgenti naturali: particelle alfa, raggi cosmici. La capacità di rompere le barriere elettrostatiche intorno ai nuclei aumenta con l’energia: per esempio l’energia massima delle particelle alfa è solo 10 MeV mentre i raggi cosmici, anche quando molto energetici, non sono prevedibili. Gli acceleratori di particelle nascono dalla necessità di creare collisioni ad elevata energia e ripetibili in modo da poter effettuare studi sistematici. I primi studi sugli acceleratori risalgono agli anni ’20.. I primi acceleratori agli anni ’30. D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

Diagramma dell’energia degli acceleratori dal 1930 La capacità di “creare” nuove particelle e di “rompere” i legami nucleari aumenta con l’energia e con la quantità di particelle coinvolte nell’ interazione. Lo sviluppo degli acceleratori per la fisica delle alte energie è stato determinato dalla necessità di ottenere energie e intensità di fasci sempre maggiori. Un incremento di 3 ordini di grandezza ogni 20 anni! L’unità di misura dell’energia delle particelle è l’elettronvolt [eV] pari all’energia di un elettrone accelerato da una differenza di potenziale (ddp) elettrostatico di 1 volt: 1 eV=1.6x10-19 J D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

Principio di funzionamento di un acceleratore di particelle GENERAZIONE PARTICELLE DA ACCELERARE (e-,p,ioni) I fasci di particelle cariche devono essere energetici perche’ siano utili, è quindi necessaria una forza (ELETTRICA) che li acceleri. E’ necessaria una forza esterna (MAGNETICA o ELETTRICA) che focheggi il fascio. ACCELERAZIONE In generale i fasci sono costituiti da tanti pacchetti consecutivi, ognuno contenente un numero enorme di particelle di uguale carica. COLLISIONE CON ALTRO FASCIO ACCUMULAZIONE TARGHETTA FISSA ONDULATORE PER FEL D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

Accelerazione = aumento di energia La variazione di velocità è trascurabile al di sopra di una certa energia!  Velocità delle particelle normalizzata alla velocità della luce in funzione dell’energia β= v/c e- relativistici ( ) a E> 1MeV p relativistici a E> 1000 MeV D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

Equazione che descrive il moto di una particella in un acceleratore ACCELERAZIONE CURVATURA E FOCHEGGIAMENTO fascio Campo elettrico D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

Tipologia degli acceleratori di particelle I diversi tipi di acceleratori si suddividono in base al processo di accelerazione in: Ciclotrone 1930 Betatrone 1940 Sincrotrone 1945 Microtrone 1946 Lineari Circolari Lo sviluppo degli acceleratori è avvenuto lungo due binari paralleli Anche gli acceleratori utilizzati negli esperimenti di Fisica delle alte energie (Collisori o Collider) si distinguono in: COLLIDER LINEARI SINCROTRONI, ANELLI DI ACCUMULAZIONE D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

Primi Acceleratori Lineari Elettrostatici Il primo acceleratore fu un apparecchio, realizzato da Roentgen (Premio Nobel), costituito da un’ampolla a vuoto con dentro un catodo connesso al polo negativo di un generatore di tensione. Riscaldato, il catodo, emetteva elettroni che fluivano accelerati dal campo elettrico verso l’anodo (a tensione positiva). Dall’urto con l’anodo gli e- producevano raggi X. Gli elettroni sono estratti dal catodo e, viaggiando verso l’anodo positivo, acquistano un’energia uguale alla loro carica moltiplicata per la differenza di potenziale applicata tra catodo e anodo X catodo anodo L’esempio più semplice di generatore di e- è un filamento caldo, come quello di una lampadina e- - + PRINCIPIO: La differenza di potenziale tra due elettrodi viene usata per accelerare le particelle. L’energia massima raggiungibile è data dal limite di d.d.p. Oltre tale limite si possono avere scariche elettriche D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004 Per aumentare l’energia massima delle particelle accelerate Van de Graaff pensò realizzare un generatore elettrostatico nel quale le cariche, per mezzo di una cinghia non conduttrice, venivano trasportate ad un terminale isolato nel quale veniva posta la sorgente di particelle. Pressurizzando il contenitore dell’acceleratore si possono ottenere differenze di potenziale fino a 15 MV e quindi energie fino a E ~ 15MeV. APPLICAZIONI Ad oggi ce ne sono ~350 nel mondo e, tipicamente, V<5MV I<100mA. Sono usati per: Analisi dei materiali: ad es. Controllo struttura semiconduttori; emissione raggi X; Modifica dei materiali: impiantazione ionica per l’industria dei semiconduttori D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

Moderni Acceleratori Lineari L’idea di Ising (1924) fu applicata da Wideroe (1927) che applicò una tensione variabile nel tempo (sinusoidale) ad una sequenza di tubi di drift. In questo caso le particelle non sentono campo accelerante quando si muovono all’interno di ciascun tubo di drift (regione di spazio equipotenziale) e vengono accelerate in corrispondenza dei gaps. Tali strutture si chiamano LINAC a Tubi di Drift (DTL). PRINCIPIO: Le particelle emesse da un filamento vengono accelerate dal campo elettrico longitudinale generato da elettrodi susseguenti. gap Se la lunghezza dei tubi cresce con la velocità delle particelle in modo tale che il tempo di attraversamento di ciascun tubo sia sempre uguale a mezzo periodo del generatore di tensione, è possibile sincronizzare la tensione accelerante col moto delle particelle ed ottenere un guadagno di energia ∆E=q∆V ad ogni attraversamento di un gap. D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004 DA WIDEROE... ...AL LINAC DI ALVAREZ La struttura di Alvarez è molto utilizzata nell’accelerazione di protoni e ioni di medio-bassa energia. Essa può essere descritta come uno speciale DTL in cui gli elettrodi sono parte di una macrostruttura risonante. Nasce il concetto di accelerazione con cavità RF D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

Accelerazione con campi elettrici a radiofrequenza Dall’idea di Wideroe (1927) di applicare, al posto di un campo elettrico statico, un campo oscillante con frequenza opportuna tale che la fase cambi di π durante il tempo di volo fra due gap successivi si è progressivamente passati al concetto di accelerazione con campi a radiofrequenza. fascio Campo elettrico La struttura accelerante consiste in una cavità risonante in cui viene accumulata l’energia di campi elettromagnetici RF. Similmente ai DTL, la struttura deve essere tale che il campo elettrico oscillante sia sincronizzato con fascio. D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004 Principio di stabilità di fase in caso di accelerazione con campi RF Il campo accelerante è una sinusoide. Le particelle che arrivano in anticipo rispetto alla “posizione ideale” (detta fase sincrona) verranno accelerate di meno mentre quelle in ritardo vedranno un campo più intenso. Le particelle oscilleranno quindi attorno alla fase corretta raggruppandosi longitudinalmente in pacchetti (bunches) Strutture a onda viaggiante D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

IL LINAC DI STANFORD (SLAC) D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

Sincrotroni e anelli di Accumulazione PRINCIPIO: Campi magnetici usati per guidare la particelle cariche lungo un’orbita chiusa. E.O.Lawrence (1930) ebbe la brillante idea di curvare le particelle su una traiettoria circolare, facendole ripassare molte volte nello stesso sistema di elettrodi. Se una particella relativistica di energia E0 attraversa una zona di campo magnetico B perpendicolare alla sua traiettoria il raggio di curvatura R è: Particelle che viaggiano in un acceleratore lineare attraversano una sola volta la struttura accelerante mentre in un acceleratore circolare attraversano più volte la stessa cavità. Ad ogni giro tali pacchetti acquistano energia grazie al campo elettrico accelerante (a radiofrequenza) ma ne perdono a causa della RADIAZIONE DI SINCROTRONE EMESSA nei magneti curvanti. v = c = 300.000.000 m/s DAΦNE: L=96 m: To ≈ 3.2 x 10-7 s -> in 1 secondo 3 milioni di giri LEP: L=27 Km: To ≈ 1 x 10-4 s -> in 1 secondo 10000 giri D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

Focheggiamento trasverso Il confinamento dei fasci all’interno della camera da vuoto è realizzato attraverso delle “lenti magnetiche” dette QUADRUPOLI. Similmente a quanto accade nelle lenti ottiche una particella è tanto più focheggiata quanto maggiore è la sua distanza dall’asse. Il campo magnetico in un quadrupolo ha una intensità proporzionale allo spostamento dall’asse La traiettoria trasversa descritta da ogni particella all’interno del pacchetto è una pseudo-sinusoide. L’ inviluppo all’interno del quale sono confinate tutte le particelle del pacchetto è detto funzione β. Un quadrupolo focheggia il fascio in un piano e lo defocheggia nell’altro. Il focheggiamento complessivo del fascio è realizzato facendo seguire a una lente focheggiante una defocheggiante. D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

Magneti in un acceleratore circolare QUADRUPOLO Particelle con diversa energia vengono focalizzate in modo diverso: aberrazione cromatica I sestupoli correggono l’effetto cromatico dei quadrupoli fascio Campo elettrico DIPOLI – determinano la traiettoria di riferimento QUADRUPOLI – mantengono le oscillazioni di tutte le particelle intorno alla traiettoria di riferimento SESTUPOLI – correggono l’effetto cromatico dei quadrupoli D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

Spazio delle fasi delle particelle Le particelle di un fascio in un acceleratore non hanno tutte la stessa energia, posizione, divergenza L’energia, la posizione e il momento trasverso hanno distribuzioni tipo “gaussiane” Generalizzando, il pacchetto di particelle è, nello spazio delle dimensioni (x,x’,y,y’,s,E), una gaussiana a 6 dimensioni distribuzione Direzione di propagazione del fascio s Coordinata s y s x Ogni piano del tipo (x,x’) oppure (y,y’) viene detto SPAZIO DELLE FASI L’area occupata dalle particelle in ogni spazio delle fasi è detta EMITTANZA D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

Radiazione di sincrotrone Raggio di curvatura della traiettoria Una particella carica che viaggia lungo una traiettoria curva emette fotoni, la cui energia dipende dalla massa, dall’energia della particella e dal raggio di curvatura della traiettoria Radiazione ben collimata 1/(E/m0c2) In un anello di accumulazione l’energia persa viene compensata dalle Cavità a RF Una particella carica che viaggia lungo una traiettoria curva perde energia. Energia persa per giro Energia Massa Raggio di curvatura della traiettoria D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

Emissione di luce di sincrotrone Campo magnetico r (m) E (GeV) DE/giro (GeV) Energia della particella DAΦNE e+ e- 1 0.51 .000006 PEP e+ e- 14 165 3.1 9.0 .0006 .0035 LEP e+ e- 6086 100 1.5 LHC p p 2800 7000 .000007 D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

Fascio di DAΦNE sul monitor di luce di sincrotrone Distribuzione trasversa D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

L’osservazione su “targhetta” Nascita dei moderni Collisori Circolari (Collider) L’osservazione su “targhetta” sincrotrone bersaglio S L rivelatori p+/- e-,e+,p … LINAC p, n, etc La materia è vuota : ciò che non ha interagito viene perduto Energia a disposizione dell’interazione dovuta solo al fascio Il bersaglio è complesso: molte delle particelle prodotte disturbano l’esperimento D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

collisioni materia-antimateria Anello di Accumulazione L’idea di Touschek: collisioni materia-antimateria Frascati La geniale idea di Bruno Touschek fu quella di utilizzare come particelle collidenti particelle ed antiparticelle che, nella loro annichilazione, avrebbero rilasciato tutta la loro energia per creare nuove particelle. Anello di Accumulazione Rivelatore D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004 AdA (Anello di Accumulazione) FRASCATI - 1961-1965 Registrazione dei primi elettroni accumulati in AdA. La vita media era 21 sec, il numero medio 2.3 D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004 I COLLIDERS materia-antimateria: una storia che parte e si sviluppa a Frascati ADONE a Frascati 1969-1993 DAFNE ADA a Frascati 1959 D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

Dove si prende l’antimateria? L’universo, il nostro mondo sono formati da materia: elettroni, protoni, neutroni,… I positroni, predetti nel 1927 da un matematico (Dirac), misurati qualche anno dopo in un esperimento con raggi cosmici (Andersen), adesso si producono in laboratorio. (Così anche gli antiprotoni, l’antimateria dei protoni, anche se la loro produzione e manipolazione è più complessa) LINAC per e- LINAC per e+ Targhetta di Tungsteno Lente focheggiante Alti campi magnetici Sorgente di positroni di DAΦNE D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

Luminosità β [Cm -2 sec -1 ] Numero di particelle per fascio la luminosità L di un collider è una misura di quante interazioni fascio-fascio stiamo producendo Per aumentare la luminosità si aumenta la densità dei fasci [Cm -2 sec -1 ] Dimensioni trasverse dei fasci: Si può arrivare a pochi m (millesimi di mm) β D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

Luminosità β [Cm -2 sec -1 ] Numero di particelle per fascio la luminosità L di un collider è una misura di quante interazioni fascio-fascio stiamo producendo Per aumentare la luminosità si aumenta la densità dei fasci [Cm -2 sec -1 ] Dimensioni trasverse dei fasci: Si può arrivare a pochi m (millesimi di mm) β D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

Luminosità β [Cm -2 sec -1 ] Numero di particelle per fascio la luminosità L di un collider è una misura di quante interazioni fascio-fascio stiamo producendo Per aumentare la luminosità si aumenta la densità dei fasci [Cm -2 sec -1 ] Dimensioni trasverse dei fasci: Si può arrivare a pochi m (millesimi di mm) β D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

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Luminosità β [Cm -2 sec -1 ] Numero di particelle per fascio la luminosità L di un collider è una misura di quante interazioni fascio-fascio stiamo producendo Per aumentare la luminosità si aumenta la densità dei fasci [Cm -2 sec -1 ] Dimensioni trasverse dei fasci: Si può arrivare a pochi m (millesimi di mm) β D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

Luminosità β [Cm -2 sec -1 ] Numero di particelle per fascio la luminosità L di un collider è una misura di quante interazioni fascio-fascio stiamo producendo Per aumentare la luminosità si aumenta la densità dei fasci [Cm -2 sec -1 ] Dimensioni trasverse dei fasci: Si può arrivare a pochi m (millesimi di mm) β D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

Luminosità β [Cm -2 sec -1 ] Numero di particelle per fascio la luminosità L di un collider è una misura di quante interazioni fascio-fascio stiamo producendo Per aumentare la luminosità si aumenta la densità dei fasci [Cm -2 sec -1 ] Dimensioni trasverse dei fasci: Si può arrivare a pochi m (millesimi di mm) β D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

s( ) Sezione d’urto ~2.1010 ~300.000.000 s-1 (100 pacchetti) Due particelle che collidono possono produrre tipi diversi di eventi, alcuni più probabili di altri la sezione d’urto σ di un determinato evento è proporzionale alla probabilità che l’evento avvenga si misura in cm2 Lσ = frequenza con cui accadono gli eventi cercati [si misura in s-1] Esempio: produzione di Ф a DA Ф NE ~2.1010 ~300.000.000 s-1 (100 pacchetti) 1032 cm-2 s-1 1 mm 10 mm frequenza degli eventi L σ =300 eventi/s s( ) ~ 3 ·10-30 cm2 F D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004 Ф factory: DA Ф NE ai LNF D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004 IL complesso di DAΦNE è formato da tre elementi: (1) il LINAC; (2) l’accumulatore; (3) i due anelli principali. (4) tre linee di luce di sincrotrone Le strutture sono state completate nel 1997 e le prime collisioni sono avvenute nel marzo 1998. D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004 DAΦNE FINUDA D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004 Luminosità di DAΦNE D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004 Ecm = 1019 MeV Θ= 33 mrad C = 96.27 m IP2 D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004 Super factories D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

Altre applicazioni Medicina Radioterapia Medicina Adroterapia Analisi molecolare, cellulare, cristallografica (anelli per luce di sincrotrone, FEL) Impiantazione ionica Industria Sterilizzazione di materiali Smaltimento scorie radioattive D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

Acceleratori nel mondo Gli acceleratori usati per la ricerca pura sono costruiti ai limiti della tecnologia attuale e sono anch’essi ricerca tecnologica. Acceleratori nel mondo CATEGORIA NUMERO Impiantazioni ioniche 7000 Altri acceleratori nell’industria 1500 Acceleratori in ricerca non-nucleare 1000 Radioterapia 5000 Produzione di isotopi per medicina 200 Adroterapia 20 Sorgenti di luce di sincrotrone 70 Ricerca nuceare e subnucleare 110 TOTALE 15000 D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

Medicina: Radioterapia Radiazione su cellule tumorali: molto localizzata, dose controllata. I raggi X sono il trattamento per ora più usato. D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

Medicina: Adroterapia Terapia con protoni e ioni pesanti più efficace e più localizzata (risonanza di Bragg) Centri in funzione: PSI a Zurigo, Loma Linda in California, Giappone,… In costruzione con la collaborazione dell’INFN e LNF: CNAO a Pavia D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

Analisi molecolare, cellulare, cristallografica (Anelli per luce di sincrotrone) D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004 Elettra (Trieste) ESRF (Francia) SLS (Svizzera) D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

Acceleratori Lineari e- per i Free Electron Lasers (FEL) I Laser ad Elettroni Liberi sono potenti sorgenti di radiazione elettromagnetica coerente (microonde, UV, raggi X) con alta potenza di picco e alta brillanza (ordini di grandezza superiori agli anelli di luce di sincrotrone). PRINCIPIO del FEL-SASE (=Self Amplified Spontaneous Emission) : Un linac ad e- accelera pacchetti di elettroni di alta qualità (brillanza) che entrando nell’ondulatore generano radiazione EM coerente, con un’amplificazione esponenziale. bassa emittanza piccolo energy spread altissima densità di carica D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

Free Electron Lasers: applicazioni Notevole interesse per il loro sviluppo diminuire la lunghezza d’onda (λ-> raggi X) aumentare potenza media (per λ nell’ IR-UV) Applicazioni mediche e industriali Struttura della materia,ad es. Dinamica delle molecole, reazioni chimiche INFN sta realizzando un progetto in collaborazione con ENEA e CNR per la costruzione di un FEL D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004 Alcuni Acceleratori nel mondo... Il collisore e+e- a più alta energia: ECM=209 GeV, Circonferenza ~ 27 Km LEP al CERN di Ginevra 1988-2001 D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

In fase di costruzione LHC: collisore pp al posto del LEP: ECM=14 TeV D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

IL TEVATRON AL FERMILAB- Chicago Il collisore pp a più alta energia: 2 TeV - IL TEVATRON AL FERMILAB- Chicago D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

Beauty-Factory: Stanford Linear Accelerator Center circonferenza=2.2Km Linac L~ 3Km Due anelli di accumulazione di e+/e- uno sopra l’altro. ECM~ 10 GeV L’annichilazione di e+/e- produce quarks-b, il cui decadimento è di interesse per i fisici sperimentali. D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

…e progetti futuri (per la ricerca fondamentale) Arrivare a energie dell’ordine del TeV per e+e- 10 volte di più del LEP Linear colliders ECM= 1 TeV L=33 Km D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

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Factories Arrivare a luminosità 10 volte maggiori delle presenti Accelerazione di altre particelle p. es. μ D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

FISICA DEGLI ACCELERATORI Fisica della materia: fotoemissione Elettronica: Diagnostica del fascio di particelle, alimentatori Matematica Informatica: controlli Elettromagnetismo: RF, microonde Superconduttività: Cavità, magneti FISICA DEGLI ACCELERATORI Ingegneria Meccanica: Progettazione, allineamenti, raffreddamento Tecnica dell’alto vuoto Dinamica relativistica Lasers Teoria dei segnali Fisica relativistica D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004

D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004 BIBLIOGRAFIA Divulgativi – adatti ai ragazzi http://microcosm.web.cern.ch/Microcosm/ital/accel.html http://www2.slac.stanford.edu/vvc/accelerator.html Livello universitario http://www.fieldp.com/cpa/cpa.html http://cas.web.cern.ch/cas/CAS_Proceedings.html Alcuni Testi Consigliati R.Feynman, “La Fisica di Feynman”, Vol. 2, Addison Wesley, 1970. R.Wilson e R.Littauer, "Acceleratori di particelle", Zanichelli, 1988 E. Wilson, "An introduction to particle accelerators", Oxford University Press (Oxford), 2001 M. Sands, "The Physics of electron Storage Rings: an Introduction", SLAC-0121, Nov 1970. 172pp. (scaricabile dal sito SLAC http://www-library.desy.de/spires/hep/) GRAZIE PER L’ATTENZIONE! D. Alesini - Incontri di Fisica 6-8 Ottobre 2004