Il progetto dell’acceleratore SuperB, che sarà
realizzato entro cinque anni nell’area di Tor Vergata, si arricchisce di un
competitivo FEL (Free Electron Laser). Le caratteristiche uniche della luce del
FEL di SuperB potranno servire obiettivi di fisica della materia, biologia e
medicina, in sinergia con gli obiettivi di fisica fondamentale di SuperB, senza
compromettere le prestazioni dell’acceleratore.
Cuore del Cabibbolab i- l centro internazionale di fisica fondamentale e
applicata promosso dall'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e dall'Università
di Roma Tor Vergata - SuperB sarà così in grado di mettere da subito a
disposizione della comunità scientifica internazionale un’infrastruttura
multidisciplinare di altissimo livello.
“Questa idea nasce dalla volontà di allargare l’offerta scientifica del
Cabobbolab - ha dichiarato Roberto Petronzio, direttore del Cabibbolab - Il
Linac (LINear ACcelerator) di SuperB è progettato per iniettare elettroni
nell’anello dell’acceleratore a un’energia di 6 GeV e il suo disegno è
perfettamente compatibile con un FEL ad alta prestazione, capace di produrre
radiazione monocromatica nella regione dei raggi X “duri”, particolarmente
indicata per lo studio della materia biologica e delle nanostrutture”.
Oltre a esplorare i segreti della materia sub-nucleare, con SuperB sarà così
possibile utilizzare nuove tecniche di indagine basate sulla formazione
d’immagini a raggi X. Sarà possibile “radiografare” la materia con una
risoluzione inferiore a 1 milione di volte il diametro di un capello e
investigare la dinamica di fenomeni ultra-veloci, impossibili da fotografare
con tradizionali strumenti di imaging. Le straordinarie potenzialità di questa
tecnologia trovano applicazione nella scienza dei nuovi materiali, nello
sviluppo delle nano-tecnologie, della biofisica delle cellule e della
cristallografia delle proteine, con ricadute di grande portata anche in campo
farmacologico e medico.
“L’opportunità di realizzare un FEL che lavori in sinergia con l’acceleratore
SuperB è resa possibile dall’altissimo livello dei ricercatori dell’Infn
– ha dichiarato Fernando Ferroni, presidente dell’Istituto Nazionale di Fisica
Nucleare – e grazie all’esperienza maturata nella realizzazione del complesso
Sparc (Sorgente Pulsata Auto-amplificata di Radiazione Coerente, ndr.) ai
Laboratori di Frascati, dove si studiano le tecniche di accelerazione alla
frontiera della tecnologia”.
Il FEL consiste di un lungo magnete “ondulatore” formato da una successione di
un gran numero di magneti con polarità alternata, in modo che l’elettrone sia
costretto a percorrere una sorta di slalom. A ogni curva, la “frenata” degli
elettroni si manifesta con l’emissione di una radiazione che opportunamente
collimata e amplificata ha preziose caratteristiche di monocromaticità e
coerenza, proprie della luce laser. La lunghezza d’onda della radiazione emessa
dagli elettroni ha una lunghezza d’onda che dipende dalla loro energia: proprio
questa caratteristica dei FEL consente di modificare il tipo di luce emessa,
dall’infrarosso ai raggi X, semplicemente modificando l’energia del fascio di
elettroni iniettati. Una seconda caratteristica rende i FEL unici nel panorama
delle sorgenti di luce di sincrotrone: la possibilità di produrre impulsi di
radiazione ultra-corti, sulla scala dei femto-secondi, utili a “filmare” la
dinamica di processi estremamente veloci.
La realizzazione del FEL non compromette in alcun modo le prestazioni del
Linac, già progettato per accelerare e iniettare gli elettroni nell’anello di
SuperB. Sebbene avvenga con continuità, l’iniezione dei pacchetti di elettroni
nel FEL è pulsata a una frequenza molto diversa da quella con la quale gli
elettroni sono iniettati nell’anello di SuperB, senza limitazione alcuna delle
prestazioni di quest’ultimo.
Fonte: INFN - Cabibbolab
