AXIOMA Sviluppo di tecniche spettroscopiche su sistemi freddi per la rivelazione di Assioni Cosmologici Padova, Pisa, Legnaro, Napoli, Ferrara, Palermo,

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1 AXIOMA Sviluppo di tecniche spettroscopiche su sistemi freddi per la rivelazione di Assioni Cosmologici Padova, Pisa, Legnaro, Napoli, Ferrara, Palermo, Cagliari

2 A New Class of Detectors
Rivelatori di bassa energia dal keV al meV basati su Mezzi Attivi: -WP1: Zeeman Type M1 Transition Molecular Crystal -WP2: Bloembergen Type Infrared Quantum Counter

3 WP2: Infrared Quantum Counter Detectors
Pisa: Crystal production and Infrared Emission Characterization under X-ray Irradiation Cagliari: Optical Amplification and Coherent Scintillation Mechanism Implementation Padova / Legnaro: Realization of Infrared Quantum Counter and Measurement of Efficiency

4 Rare earths in crystals
4fn 5p2 5p6 6S2 1 eV = cm-1

5 0.2 eV

6 Rare earths sublevels 25 meV

7 Basic Idea

8 YLF: Er (0.01% e 1%)

9 WP2 - Pisa First year: Second and third year:
Growth of different crystals (YLF, GLF, YAG and LuAG) doped with Nd, Pr, Er and Ho for all partners Evaluation of the material quality by spectroscopic and structural analysis Set-up of catodoluminescence apparatus with a X-ray source (continuous and pulsed) and a crystal target at 4 K Second and third year: Catodoluminescence measurements in the meV range with continuous and chopped X-ray source Evaluation of the best materials and doping level to obtain the best population level excited by X-ray Evaluation of the absorption cross section value of the excited levels

10 Cristalli cresciuti e distribuiti
Nd: YLF 1.5% BYF 1.8% BYF % YVO 0.3% Ho: YLF 0.8% YLF 30% Tm: LLF 8% LLF 12% BYF 5% BYF 12% LuAG 12% Er: KYF % YLF %, 1% BYF % Dy: BYF % Pr: LaF 1% LLF % Yb: YLF 5% YLF 5% cd Eu: KYF % YLF % YLF %

11 Setup catodoluminescenza
Cryocooler K X-Ray Source Crystal sample Modulatore Lens or Fiber Monochromator Cooled Detector Lock-in Amp. + Computer Detection Range : meV

12 X- Ray Tube with Pb-shielded cabinet

13 Progetto

14

15 Cryo-cooler

16 Realizzazione attuale

17 Setup

18 LiYF3: 30% Ho3+, Ho density: ~1023 ions/cm3

19 YLF: Ho 30%

20 YLF: Ho 30%

21 YLF: Ho 30%

22 YLF: Ho 30%

23 BYF: Er 30%

24 BYF: Er 30%

25 BYF: Er 30%

26 BYF: Er 30%

27 BYF: Er 30%

28 People 1.1+1.5 FTE A. DI LIETO (50%) D. NICOLO’ (10%) M. TONELLI (50%)
Azzurra Volpi (PhD) (30%), Giovanni Cittadino (PhD) (30%) Enrico Cataldo (T) (50%) Domenico MANICONE (Laureando) (100%) FTE

29 Richieste alla sezione: …
Aspetto finanziario 2016: Consumo: kE (richiesti 20 kE) Inventario: kE (richiesti 30 kE, s.j.) Apparati: kE (richiesti 5 kE) Totale : kE + 1 kE missioni 2017: Consumo: kE Inventario: kE Totale: kE + missioni 2018: Consumo: kE Inventario: kE Totale: kE + missioni Richieste alla sezione: …