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
  • PHYSICS
    • MEASURING (counting G06M); TESTING
      • MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS (measuring human body, see the relevant places, where such exist, e.g. A41H1/00, A43D1/02, A61B5/103; measuring appliances combined with walking-sticks A45B3/08; sorting according to dimensions B07; tool-setting or drawing instruments not specially modified for measuring B23B49/00, B23Q15/00 to B23Q17/00, B43L; combinations of measuring devices with writing-appliances B43K29/08; geodetical, nautical or aeronautical measuring, surveying, rangefinding G01C; photogrammetry G01C11/00; measuring force or stress, in general G01L1/00; investigating or analysing particle size, investigating or analysing surface area of porous material G01N; measuring position, distance or direction, in general, by reception or emission of radiowaves or other waves and based on propagation effects, e.g. Doppler effect, propagation time, direction of propagation G01S; geophysical measuring G01V; measuring length or roll diameter of film in cameras or projectors G03B1/60; combinations of measuring devices with means for controlling or regulating G05; methods or arrangements for converting the position of a manually-operated writing or tracing member into an electrical signal G06K11/00; measuring elapsed travel of recording medium in recording and playback equipment, sensing diameter of record in autochange gramophones G11B; means structurally associated with electric rotary current collectors for indicating brush wear H01R39/58; indicating consumption of electrodes in arc lamps H05B31/34)
    • NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
      • TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR ELECTROMAGNETIC RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA- OR X-RAY MICROSCOPES (x-ray technique H05G; plasma technique H05H)
Classificazione geografica
Bibliografia
[Bir1] V.M. Biryukov, Yu.A. Chesnokov, V.I. Kotov Crystal Channeling and its Application at High Energy Accelerators. (Springer, Berlin: 1997) 219 pages

[Alt] X. Altuna et al., Phys. Lett. B 357 (1995) 671

[Bau] Baurichter, et al. Nucl.Instrum.Meth.B 164-165 (2000) 27-43

[Bir2] V. Biryukov. Nucl. Instr. and Meth. B 117 (1996) 463. V. Biryukov. Proceedings of EPAC 94, pp. 2391-2393. "Simulation of the CERN-SPS Crystal Extraction Experiment". V. Biryukov. EPAC 1998 Proceedings (Stockholm), p.2091. "Analytical Theory of Crystal Extraction".

[Car1] R.A. Carrigan et al. Phys. Rev. ST Accel. Beams 5 (2002) 043501.

[Car2] R. A. Carrigan et al., FERMILAB-PUB-99-186-E, 1999.

[Car3] R. A. Carrigan et al., Phys. Rev. ST Accel. Beams 1 (1998) 022801

[Bir3] V. Biryukov, Phys. Rev. E 5, 6818 (1995).

[Bir4] V. Biryukov, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B 53, 202 (1991). A. Taratin et al., Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B 58, 103 (1991).

[Afo1] A.G. Afonin et al. Phys. Lett. B 435 (1998) 240-244.

[Afo2] A.G. Afonin et al. JETP Lett. 68 (1998) 568-572. A.G. Afonin et al. JETP Lett. 67 (1998) 781-785. A.G.
Afonin et al. PAC 1999 (New York). Proceedings, pp.53-55. CERN-LHC-99-002-MMS. "New Projects of Crystal Extraction at IHEP 70 GeV Accelerator".

[Kot1] V.I.Kotov et al. EPAC 2000 Proceedings (Vienna), p.364. CERN-LHC-2000-007-MMS. "Application of Bent Crystals at IHEP 70 GeV Accelerator To Enhance The Efficiency of Its Usage".

[Ark] A.A. Arkhipenko et al. Instrum. Exp. Tech. 43 (2000) 11-15. Yu.A. Chesnokov et al. CERN LHC-Project-Note-248 (2001). A.G. Afonin et al. JETP Lett. 74 (2001) 55-58. A.G. Afonin et al. Instrum. Exp. Tech. 45 (2002) 476

[RSI] V.M. Biryukov, Yu.A. Chesnokov, V. Guidi, V.I. Kotov et al. Rev. Sci. Instrum. 73 (2002) 3170-3173

[Bir6] V.M.Biryukov, A.I.Drozhdin, N.V.Mokhov. PAC 1999 Proceedings (New York), pp. 1234-1236. FERMILAB-Conf-99-072 (1999). "On Possible Use of Bent Crystal to Improve Tevatron Beam Scraping".

[APL] S. Baricordi, V.M. Biryukov, A. Carnera, Yu.A. Chesnokov, G. Della Mea, V. Guidi, Yu.M. Ivanov, G. Martinelli, E. Milan, S. Restello, A. Sambo, W. Scandale, A. Vomiero, Appl. Phys. Lett. 87, (2005) 094102-094104.
[NIMB] V. Guidi, A. Antonini, S. Baricordi, F. Logallo, C. Malagù, E. Milan, A. Ronzoni, M. Stefancich, G. Martinelli, A. Vomiero, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B, 234 (2005) 40-46.

[Tar] A.M.Taratin and S.A.Vorobiev, Phys.Lett. A119 (1987) 425

[Iva] V. Guidi, Yu.M. Ivanov et al. in press in Physics Review Letters.
Parole Chiave
CHANNELING, LARGE HADRON COLLIDER, COLLIMAZIONE, TECNICHE DI CARATTERIZZAZIONE DI SUPERFICI

Esperimenti di channeling di particelle relativistiche in cristalli di silicio per la pulizia dell'alone di fascio in macchine adroniche.

Università degli Studi di Ferrara
Abstract
Nelle macchine adroniche ad alta intensità di nuova generazione quali, per esempio, LHC, la collimazione dell'alone è condizione necessaria per operare l'acceleratore alla massima luminosità possibile e per prevenire il danneggiamento dei magneti superconduttori ad opera delle particelle spurie dell’alone. Il problema della collimazione è tutt’altro che triviale, in quanto l’intensità dell’alone in LHC è paragonabile a quella del fascio primario nel SPS. Il sistema di collimazione attualmente previsto per LHC sfrutta un sistema di collimazione multi-stadio e necessita l’inserzione, in prossimità del fascio, di materiali massivi conduttori in varie locazioni dell’acceleratore, che si traducono in un aumento dell’impedenza della macchina e pertanto nella difficoltà di operazione alla massima intensità prevista.
Il channeling di particelle in cristalli consiste nell’intrappolamento delle particelle fra i piani reticolari di un cristallo. Tale tecnica è stata estensivamente sperimentata nel campo delle macchine circolari ed ha mostrato efficienze di estrazione del fascio di particelle accumulate in un acceleratore pari al 85% per protoni da 70 GeV/c. A fianco di questa tecnica, negli ultimi mesi è stato osservato un nuovo fenomeno di deflessione in cristalli, detto “volume reflection”, intimamente legato al channeling nella fisica di base, ma non caratterizzato dall’incanalamento fra piani cristallini. Sebbene una descrizione qualitativa di tale fenomeno sia >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Pietro Dalpiaz Università degli Studi di FERRARA
Obiettivo del Programma di Ricerca
Un sistema di collimazione efficiente ed affidabile è indispensabile per ogni collisore adronico di nuova generazione, in particolare per LHC, nel quale circolerà un fascio di intensità ed energia senza precedenti. Il compito principale del sistema di collimazione è di evitare la distruzione dei magneti superconduttori a causa del surriscaldamento prodotto dal fascio disperso.
Il sistema di collimazione in fase di sviluppo per LHC è strutturato in stadi successivi: il primo stadio è fornito di collimatori primari corti al fine di intercettare il fascio di disperso (“primary-beam halo”) con una apertura di 6 deviazioni standard della distribuzione delle particelle nel fascio. Si genera in questo modo il cosiddetto fascio disperso secondario (“secondary-beam halo”) che possiede una divergenza maggiore. Il secondo stadio impiega collimatori secondari più lunghi che intercettano il fascio secondario a 7 deviazioni standard. La grande profondità di questi dispositivi riesce a fermare quasi tutte le particelle prima che vengano a contatto con i magneti superconduttori che sono posti ad un’apertura di 10 deviazioni standard. Il flusso che transita egualmente è detto fascio disperso terziario o (“tertiary-beam halo”).
Un collimatore tradizionale è quindi un bersaglio essenzialmente amorfo, in cui le particelle diffondono in tutte le direzioni possibili. Idealmente sarebbe preferibile un "collimatore intelligente", che indirizzasse tutte le particelle in >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Il fenomeno del channeling consiste nell’intrappolamento di particelle cariche (positive e negative) nel potenziale dei piani cristallini quando la velocità della particella è circa parallela ai piani stessi. Questo di traduce nella definizione del cosiddetto angolo critico: le condizioni di channeling sono soddisfatte quando la particella si muove nel cristallo con un angolo inferiore all’angolo critico rispetto ad una direzione o un piano cristallino.
Sebbene il channeling di particelle di bassa energia sia stato estensivamente studiato a partire dagli anni 70, in virtù del suo effetto nell’impiantazione ionica durante il drogaggio di semiconduttori, solo piuttosto recentemente è nata l’idea di utilizzare tale tecnica su particelle relativistiche negli acceleratori. Un compendio aggiornato di tale applicazione è contenuto nel Rif.[Bir1].
In tal senso, un importante successo è stato conseguito al SPS negli anni 90 (progetto RD-22 del CERN), nel quale appartenevano alcuni membri dell'Unita' IV del presente progetto. Un fascio di protoni di impulso 120 GeV/c venne estratto ad un angolo di 8.5 mrad a mezzo di un cristallo meccanicamente curvato, risultando in un’efficienza di estrazione pari a circa 10-20%, ossia almeno un ordine di grandezza più elevata rispetto ai valori precedentemente raggiunti [Alt,Bau,Bir2]. L’efficienza di estrazione è definita come il rapporto fra l’intensità del fascio estratto, misurato nella linea di fascio esterna, e tutte >>>