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Ricerca tecnologica

cns5Per la costruzione di nuovi acceleratori e rivelatori di particelle è necessario il continuo sviluppo di tecnologie sempre più avanzate in diversi campi applicativi, dell’elettronica, del calcolo e delle reti informatiche.
I Laboratori Nazionali di Frascati sono impegnati in numerosi progetti che riguardano lo sviluppo di nuovi acceleratori, rivelatori e in altri campi interdisciplinari.

Gli sviluppi delle ricerche tecnologiche avanzate in fisica nucleare e subnucleare hanno riguardato vari campi di interesse pubblico e principalmente la medicina e il campo artistico.

La necessità di realizzare macchine acceleratrici con caratteristiche tali da permettere lo studio delle proprietà più intime della materia, ha stimolato lo sviluppo di tecnologie superconduttive e di meccanica ultra spinta che permettono di realizzare cavità acceleratrici, magneti e cavi superconduttori. La principale applicazione dei magneti superconduttori negli acceleratori di particelle consiste nella realizzazione di dipoli curvanti il fascio di particelle cariche il più efficacemente possibile e nel minor spazio possibile. A questo scopo servono intensità del campo magnetico e di velocità di salita dello stesso, impossibili da ottenere con tecnologie non superconduttrici.

Prototipo di un dipolo superconduttore sviluppato tra INFN (Ge, Mi, LNF) GSI (Germania) e Ansaldo Superconductors (Genova) da utilizzarsi al SIS300 della facility FAIR in costruzione al GSI, Darmstadt. Il dipolo ha un campo massimo di 4.5 T, una velocità di rampa pari ad 1 T/s, un raggio di curvatura di 66.6 m, un’apertura di 100 mm ed una lunghezza magnetica di 3.8m.
Prototipo di un dipolo superconduttore sviluppato tra INFN, GSI (Germania) e Ansaldo Superconductors (Genova).

Nei futuri acceleratori, inoltre, l’elevata intensità dei fasci richiesti insieme alle piccolissime dimensioni del fascio, richiede anche uno sviluppo di analisi dei materiali con cui vengono realizzati gli acceleratori stessi e delle superfici a contatto con il fascio circolante.

I LNF sono all’avanguardia in questo tipo di ricerche tecnologiche di scienza dei materiali e di fisica delle superfici in connessione con la fisica degli acceleratori, potendo disporre non solo di competenze specifiche nei vari campi, ma anche della possibilità di utilizzo della radiazione di Luce di Sincrotrone emessa da Dafne.

Di estremo interesse per i recenti studi e applicazioni degli acceleratori lineari è l’attività di ricerca e sviluppo per realizzare cavità acceleranti sempre più compatte e potenti. Lo studio di queste cavità in banda X  cioè a 11.424 GHz, e non a circa 3 GHz, (come attualmente utilizzato) permette di promuovere l’acquisizione di tecnologie innovative in alta frequenza nell’ambito delle strutture dell’INFN. Tale ricerca non solo ha come finalità quella di migliorare le prestazioni dei futuri collisori lineari ma riguarda anche la realizzazione di strutture relativamente semplici e compatte per la produzione di fasci di elettroni ad elevata brillanza per applicazioni scientifiche ed biomedicali.

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Realizzazione della sezione lineare operante nel modo in banda X.

 

I Laboratori Nazionali di Frascati hanno anche alcune attività di ricerca tecnologica avanzata di rilevanza per la fisica spaziale. Nei laboratori, infatti e’ stato sviluppato un apparato sperimentale e una procedura innovativa per la qualifica spaziale di specchi retroriflettori per il tracciamento laser di satelliti da stazioni di Terra. Questo “inseguimento laser” fornisce una misura diretta e assoluta della posizione dei satelliti rispetto al centro di massa della Terra; la più precisa e, al tempo stesso, la meno costosa.

 

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Ultima modifica: 5 maggio 2016