Vai al contenuto| Home page|

   Ti trovi in: HOME »Programmi, progetti e risultati »I progetti »PRIN - Programmi di ricerca di Rilevante Interesse Nazionale»Programma di ricerca
INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2006

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
  • ELECTRICITY
  • PHYSICS
    • MEASURING (counting G06M); TESTING
      • MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRA-RED, VISIBLE OR ULTRA-VIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY (light sources F21, H01J, H01K, H05B; investigating properties of materials by optical means G01N)
      • MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR (means structurally associated with lightning or other over-voltage discharging apparatus for recording the operation thereof G01R; displaying information in general G09F; recording in a way which requires playback through a transducer G11B) [C0411]
Classificazione geografica
Bibliografia
Akhiezer, A. I., Berestetsky, V. B. 1965, Quantum Electrodynamics, Interscience, New York

Azzam, R. M. A., Bashara, N. M. 1977, Ellipsometry and polarized light, North Holland Publishing Company, Amsterdam

Born, M., Wolf, E. 1980, Principles of Optics, Pergamon Press, New York

Brandi, F., Polacco, E., Ruoso, G., 2001 Stress-optic modulator: a novel device for high sensitivity linear birefringence measurements, Meas. Sci. Technol., 12, 1503

Bialolenker, G., Polacco, E., Rizzo, C., Ruoso, G. 1999 First evidence of the linear magnetic birefringence of the reflecting surface of interferential mirrors, Appl. Phys. B68, 703

Bregant, M., Cantatore, G., Carusotto, S., Della Valle, F., Gastaldi, U., Karuza, M., Milotti, E., Polacco, E., Ruoso, G., Zavattini, E., Zavattini, G., 2002, Particle Laser Production at PVLAS: Recent Developments, Proceedings of the Fourth International Workshop on the Identification of Dark Matter, N.J.C. Spooner and V. Kudryavtsev eds., World Scientific, Singapore

Bregant, M., Cantatore, G., Della Valle, F., Ruoso, G., Zavattini, G. 2002 Frequency locking to a high-finesse Fabry-Perot cavity of a frequency doubled Nd:Yag laser used as the optical phase modulator, Rev. of Sci. Inst. 73, 4142


M. BREGANT, CANTATORE G., S. CARUSOTTO, G. DI DOMENICO, R. CIMINO, F. DELLA VALLE, G. DI DOMANICO, U. GASTALDI, M. KARUZA, E. MILOTTI, E. POLACCO, G. RUOSO, E. ZAVATTINI, G. ZAVATTINI. (2004). Measurement of the Cotton–Mouton effect in krypton and xenon at 1064 nm with the PVLAS apparatus. CHEMICAL PHYSICS LETTERS. vol. 392, pp. 276-280 ISSN: 0009-2614.

BREGANT M., CANTATORE G., S. CARUSOTTO, R. CIMINO, F. DELLA VALLE, G. DI DOMENICO, U. GASTALDI, M. KARUZA, E. MILOTTI, E. POLACCO, G. RUOSO, E. ZAVATTINI, G. ZAVATTINI (2005). A precise measurement of the Cotton–Mouton effect in neon. CHEMICAL PHYSICS LETTERS. vol. 410 pp. 288-292 ISSN: 0009-2614

Cameron, R., Cantatore, G., Melissinos, A. C., Ruoso, G., Semertzidis, Y., Halama, H.J., Lazarus, D.M., Prodell, A.G., Nezrick, F., Zavattini, E., Rizzo, C., 1993, Search for nearly massless, weakly coupled particles by optical techniques, Phys. Rev. D 47, 3707

R. CAMERON, CANTATORE G., A.C. MELISSINOS, J.T. ROGERS, Y.K. SEMERTZIDIS, H.J. HALAMA, A.G. PRODELL, F.A. NEZRICK, C. RIZZO, E. ZAVATTINI. (1991). Measurement of the Magnetic Birefringence of Neon Gas. JOURNAL OF THE OPTICAL SOCIETY OF AMERICA. B, OPTICAL PHYSICS. vol. 8, pp. 520 ISSN: 0740-3224.

R. CAMERON, CANTATORE G., H.J. HALAMA, D. LAZARUS, A.C. MELISSINOS, P. MICOSSI, A.G. PRODELL, C. RIZZO, G. RUOSO, Y.K. SEMERTZIDIS, E. ZAVATTINI. (1991). First Measurement of the Magnetic Birefringence of Helium Gas. PHYSICS LETTERS A. vol. 157, pp. 125 ISSN: 0375-9601.

Cantatore, G., Bregant, M., Della Valle, F., Ruoso, G., Zavattini, G. 2002, PVLAS Developments on Fabry-Perot Resonators Locked to CW Lasers and Suitable for Laser Assisted Lorentz Stripping of H Beams, High Intensity and High Brightness Hadron Beams: 20th ICFA Advanced Beam Dynamics Workshop on High Intensity and High Brightness Hadron Beams, ed. By W.Chou, Y. Mori, D. Neuffer and J.-F. Ostiguy, American Institute of Physics, Batavia, Illinois

Drever, R.W.P., Hall, J.L., Kowalski, F.V., Hough, J., Ford, G.M., Munley, A.J., Ward, H. 1983, Laser phase and frequency stabilization using an optical resonator, Appl. Phys. B 31, 97 ?
Itzykson, C., Zuber, J. 1980, Quantum Field Theory, McGraw-Hill, New York Jackson,

Kim, J. E. 1987, Light pseudoscalars, particle physics and cosmology, Phys. Rep. 150, 1

Kogelnik, H., Li, T. 1966, Laser Beams and Resonators, Appl. Opt. 5, 1550

Maiani, L., Petronzio, R., Zavattini, E. 1986, Effects of nearly massless, spin-zero particles on light propagation in a magnetic field, Phys. Lett. B 175, 359

Massò, E., Toldrà, R. 1995, Light spinless particle coupled to photons, Phys. Rev. D 52, 1755

Peccei, R. D., Quinn, H. R. 1977 CP Conservation in the Presence of Pseudoparticles, Phys. Rev. Lett. 38, 1440

Pengo, R., Petrucci, G., Marigo, S. 1998 An original rotating cryostat for the experiment PVLAS, ICEC17, Seventeenth International Cryogenic Conference, Bournemouth (UK), 14 – 17 July 1998, Ed. By D.Dew Hughes, RG. Scurlock, JHP Watson, IOP (1998) pag.851

Pound, R.V.1946, Electronic Frequency Stabilisation of Microwave Oscillators, Rev. Sci. Instr. 17, 460

Rizzo C., Rizzo A. and Bishop D.M., The Cotton-Mouton effect in gases: experiment and theory, Int. Rev. in Phys. Chem. 16,81(1997)

Rempe, G., Thomson, R.J., Kimble, H.J., Lalezari, R. 1992, Measurement of ultralow losses in an optical interferometer, Opt. Letters 17, 363

Ruoso, G. 1994, Realizzazione di una cavità risonante ad alta finezza per la misura della birifrangenza magnetica del vuoto con tecniche ellissometriche, Tesi di Dottorato, Università degli Studi di Padova

Y.K. SEMERTZIDIS, R. CAMERON, CANTATORE G., A.C. MELISSINOS, J.T. ROGERS, H.J. HALAMA, A.G. PRODELL, F.A. NEZRICK, C. RIZZO, E. ZAVATTINI. (1990). Limits on the Production of Light Scalar and Pseudoscalar Particles. PHYSICAL REVIEW LETTERS. vol. 64, pp. 2988-2991 ISSN: 0031-9007.

Siegman, A.E. 1986, Lasers, University Science Books, Mill Valley, California

Svelto, O. 1989, Principles of Lasers, 3rd ed., Plenum Press, New York, M., 1997

E. ZAVATTINI, G. ZAVATTINI, G. RUOSO, E. POLACCO, E. MILOTTI, M. KARUZA, U. GASTALDI, G. DI DOMENICO, F. DELLA VALLE, R. CIMINO, S. CARUSOTTO, CANTATORE G., M. BREGANT (2006). Experimental Observation of Optical Rotation Generated in Vacuum by a Magnetic Field. PHYSICAL REVIEW LETTERS. vol. 96 ISSN: 0031-9007
Parole Chiave
ELLISSOMETRIA, BIRIFRANGENZA, DICROISMO, FABRY-PEROT, ETERODINA, COTTON-MOUTON, VUOTO QUANTISTICO, BOSONI DI GOLDSTONE, MATERIA OSCURA

Misura di effetti magneto-ottici in gas ed in vuoto con ellissometria ad alta sensibilità

Università degli Studi di Trieste
Abstract
Lo studio sperimentale di fenomeni che riguardano l'interazione di fotoni a bassa energia con la materia e con i campi elettromagnetici, può essere effettuato misurando piccole variazioni dello stato di polarizzazione dei fotoni stessi, mediante tecniche ellissometriche. Esempi di tali fenomeni sono la birifrangenza magnetica dei gas (effetto Cotton-Mouton) e la diffusione fotone-campo a bassa energia (birifrangenza magnetica del vuoto). Recentemente, inoltre, è stata osservata una rotazione anomala del piano di polarizzazione di luce che si propaga nel vuoto in presenza di un campo magnetico.
In particolare, quest'ultimo fenomeno è importante per la comprensione della struttura del vuoto quantistico e per la possibile produzione e rivelazione di bosoni di Goldstone candidati costituenti della materia oscura. In tutti questi casi si richiede la rivelazione di variazioni nello stato di polarizzazione dei fotoni più piccole di una parte su 1e7.
Il progetto di ricerca, basato su competenze e strumentazione in parte già esistenti nelle sedi coinvolte, intende ottimizzare un ellissometro ottico in vuoto in grado di rivelare variazioni dello stato di polarizzazione di un fascio luminoso dell'ordine di 1e-8 rad/v(Hz).
Lo strumento verrà quindi utilizzato per misure di precisione, alle lunghezze d’onda di 1064 nm e 532 nm, della birifrangenza magnetica di vari gas e del vapore acqueo, per la ricerca di eventuale attività magneto-ottica nei gas e >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Giovanni Cantatore Università degli Studi di TRIESTE
Obiettivo del Programma di Ricerca
Il programma di ricerca proposto intende sviluppare competenze già esistenti presso le singole unità operative con l'obbiettivo di ottimizzare, portandola a 1e-8 rad/v(Hz), la sensibilità di un ellissometro, funzionante sia nel visibile sia nell’infrarosso, e di utilizzare questo strumento per misure di precisione di birifrangenza magnetica e di attività magneto-ottica nei gas, nel vapore acqueo e nel mezzo vuoto. In particolare, si intende realizzare, fra l'altro: sistemi attivi di controreazione per l'aggancio in frequenza di risuonatori ottici e per la riduzione dei rumori, catene elettroniche di rivelazione della luce a basso rumore, rotazione meccanica di magneti permanenti.

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
La polarizzazione dei fotoni gioca un ruolo importante in molti fenomeni che hanno alla base l'interazione dei fotoni stessi con la materia e con altri campi elettromagnetici. In particolare, lo stato di polarizzazione porta informazioni sulle interazioni subite dai fotoni e quindi sulla struttura del mezzo con cui i fotoni hanno interagito. Per fotoni di bassa energia, fenomeni di questo tipo, come la birifrangenza magnetica dei gas (effetto Cotton-Mouton), sono ad esempio ben noti nella fisica atomica. Questo è un effetto dovuto al fatto che le molecole di un gas, sottoposte ad un campo magnetico esterno statico, variano la loro polarizzabilità ed il mezzo gassoso diventa globalmente anisotropo: l'indice di rifrazione per fotoni polarizzati parallelamente al campo magnetico risulta differente da quello per fotoni polarizzati ortogonalmente al campo. In questa situazione, un fascio luminoso linearmente polarizzato che attraversi il mezzo trasversalmente al campo esterno, e con la polarizzazione non allineata al campo stesso, diverrebbe ellitticamente polarizzato. La misura dell'ellitticità acquisita, ovvero del rapporto tra i semiassi minore e maggiore dell'ellisse di polarizzazione, permette di ricavare informazioni sulle caratteristiche fisiche del mezzo, ad esempio la sua polarizzabilità. Al momento attuale, hanno particolare rilevanza misure eseguite a basse pressioni parziali di gas nobili, interessanti perché l'effetto può essere previsto >>>