Ricerca tecnologica ed interdisciplinare con sorgenti di radiazione: attività LNF nello scenario SuperB Mariangela Cestelli Guidi Responsabile Beamline.

Presentazione sul tema: "Ricerca tecnologica ed interdisciplinare con sorgenti di radiazione: attività LNF nello scenario SuperB Mariangela Cestelli Guidi Responsabile Beamline."— Transcript della presentazione:

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

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

3 Da  ne Light VUV@SparcSNOM@Sparc Super-B … Xlab LAMPS Ricerca tecnologica ed interdisciplinare @LNF

4 Laboratori esistenti Proposte di attività Iniziative da discutere

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

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

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

8 Sinbad IR beamline @ Dafne

9 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

10 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)

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

12 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, 141107-9 (2006) (A. Cricenti et al)

13 Imaging in the SuperB scenario

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

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

16

17

18 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 Sinbad @ Dafne) Proposta VUV per la realizzazione di un laboratorio di spettroscopia UV su Sparc

19 Caratterizzazione delle proprietà ottiche di sistemi Spin Cross Over vs pressione e temperatura (IR beamline@Dafne)

20 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

21 SOURCE @ DAFNE-L 2. VUV monochromatic radiation source (120-250 nm) 1. Upgraded UV-VIS monochromatic radiation source (180-650 nm) 3. UV-VIS radiation source (200-650 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

22 SOURCE @ 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

23 SOURCE @ 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.

24 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 120-650 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. SOURCE @ DAFNE-L Sistemi ottici per lo spazio

25

26 SPARC FEL source seeding results confirm the possibility to work with harmonics in the UV/VUV domain: 400-66 nm @ 178 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

27 High-resolution High-spectral purity 5m McPherson Normal Incidence UV-VUV monochromator 5–35 eV (250 - 35 nm) resolution of 2 meV (0.005 nm) from SRS-Daresbury, beamline 3.2 Monochromator

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