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Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Info
National Institute for Nuclear Physics

Progetto ESFRI

Coordinatore: CARLO PAGANI

Breve descrizione
L’Italia è uno dei partner internazionali nella realizzazione della infrastruttura ESFRI European XFEL, volta alla realizzazione di una sorgente di radiazione di sincrotrone di quarta generazione, basata sul processo FEL (Free Electron Laser), nella regione degli Angstrom. La radiazione ultra-brillante di fotoni X coerenti è generata dal fascio di elettroni da 17.5 GeV, prodotto da un acceleratore lineare superconduttivo, sviluppato a partire dalla tecnologia “TESLA” di cui l’INFN è uno dei principali artefici. L’INFN quindi dispone del necessario know-how e in Italia esistono significative realtà aziendali leader di settore. I fasci di raggi X ultra brillanti prodotti dallo European XFEL (http://www.xfel.eu) apriranno nuove aree di ricerca finora inaccessibili dalle sorgenti esistenti e consentiranno tra l’altro di mappare i dettagli atomici dei virus, di decifrare la composizione molecolare delle cellule, scattare immagini tridimensionali del nanomondo, filmare le reazioni chimiche e studiare i processi in condizioni di pressioni e temperatura estreme (simili a quelle all’interno dei pianeti). Lo European XFEL è attualmente in avanzata fase di costruzione, l’operazione dei primi componenti dell’acceleratore è prevista per la fine del 2014 e l’operazione dei primi esperimenti sulle linee di luce per il 2016. L’INFN partecipa a vari WorkPackage della realizzazione dell’acceleratore, tra i quali i più significativi riguardano la realizzazione con l’industria nazionale di metà delle 800 cavità superconduttive di accelerazione e una buona parte dei 100 criomoduli che le contengono, nonché lo sviluppo e la realizzazione del sistema di terza armonica che linearizza lo spazio-fasi longitudinale del fascio di elettroni all’uscita dell’iniettore. Il contributo totale già sottoscritto dal Governo Italiano per la realizzazione dell’European XFEL è di 33 Milioni (indicizzati 2005) e riguarda la partecipazione, attraverso l’INFN, alla costruzione dell’acceleratore superconduttivo. Questo contributo, totalmente in-kind, copre solo parzialmente il ben maggiore ritorno sull’industria nazionale generato dall’INFN attraverso il trasferimento tecnologico operato a partire dallo sviluppo della tecnologia TESLA. La comunità scientifica italiana, futura utilizzatrice della radiazione di X-FEL per esperimenti di imaging di singole particelle e spettroscopia, sta sviluppando i primi studi di fattibilità e prototipi per strumentazione di misura nel quadro di futuri ulteriori contributi in-kind (Progetti PIK gestiti da Elettra-Sincrotrone Trieste) o partecipazione a consorzi internazionali per la realizzazione delle beamlines e/o end-stations. In ambito universitario si preparano progetti PRIN per l’utilizzo di radiazione FEL e la preparazione all’utilizzo di X-FEL.