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CNR: Alamanacco della Scienza

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N. 6 - 26 mag 2010
ISSN 2037-4801

Focus - 50 anni di laser  

Tecnologia

Extreme light infrastructure, al via nel 2015

Inserita nella road-map delle grandi infrastrutture di ricerca europee, Extreme light infrastructure (Eli), la cui realizzazione è prevista per il 2015, si basa su quattro elementi portanti: la costruzione di una sorgente laser di potenza estrema nella scala di frazioni di exawatt (1 exawatt = 1018 watt); l'accelerazione laser di elettroni e ioni; la generazione di radiazione X e gamma per esperimenti in fisica nucleare; la generazione di impulsi di luce estremamente brevi, attosecondi (1 attosecondo = 10-18 secondi), di elevata energia.

Eli sarà un'infrastruttura distribuita su tre siti localizzati a Praga (Repubblica Ceca), Szeged (Ungheria) e Magurele (Romania), con un investimento dell'ordine di settecento milioni di euro e una gestione centralizzata. "Avrà certamente un forte impatto", spiega Sandro De Silvestri dell'Istituto di fotonica e nanotecnologie Cnr, "sia sulla ricerca di base, in fisica atomica, molecolare e nelle teorie relative alle non-linearità del vuoto. Ma anche nel sociale, come ad esempio lo sviluppo di strumentazione per terapie oncologiche basate sull'uso di fasci di particelle energetiche, o il trattamento selettivo delle scorie nucleari".

Eli si trova attualmente nella fase preparatoria relativa alla definizione del progetto tecnico e delle strutture di gestione. L'Italia partecipa a questa fase attraverso il Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr) e l'Istituto nazionale di fisica nucleare (Infn) con il contributo di diverse università.

Le attività di ricerca condotte in campo italiano sull'accelerazione laser di particelle da plasma, le sorgenti di radiazione X accordabile, la generazione e applicazione di impulsi ad attosecondi ben si inquadrano in questo progetto europeo. "In particolare, nel laboratorio Ilil (Intense laser irradiation laboratory) dell'Istituto nazionale di ottica (Inoa) del Cnr di Pisa, in stretta collaborazione con i Laboratori nazionali di Frascati dell'Infn, nell'ambito del progetto comune Plasmonx, si progettano schemi di accelerazione laser e si conducono esperimenti pilota di accelerazione.

"Il progetto Plasmonx", precisa De Silvestri, "prevede l'uso di una sorgente laser della potenza di 0,3 Petawatt (1 petawatt=1015 watt) per accelerare elettroni a velocità relativistiche in pochi centimetri, realizzando così acceleratori più compatti rispetto a quelli esistenti". Nell'Istituto di fotonica e nanotecnologie (Ifn) del Cnr di Milano si conducono esperimenti sulla generazione e applicazione di impulsi laser ad attosecondi, la scala dei tempi in cui avviene il moto degli elettroni negli atomi e molecole. L'attività prevede lo studio di dinamiche ultrarapide, in molecole di interesse biologico con lo scopo di poter iniziare e controllare i primi stadi di una reazione chimica. La ricerca, multidisciplinare, comprende diversi settori quali la tecnologia laser, le tecnologie ottiche nella regione dei raggi X, la fisica atomica, molecolare e la biofisica".

Gli enti di ricerca italiani e le università possono fornire notevole contributi alla realizzazione di Eli partendo da esperimenti effettuati su scala ridotta, al fine di identificare e risolvere gli elementi di criticità del progetto: dallo sviluppo di una specifica strumentazione da installare nelle infrastrutture alla preparazione di personale qualificato, quali ingegneri e ricercatori, per la costruzione, l'operatività e l'uso delle infrastrutture.

 

Marco Cirilli

Fonte: Sandro De Silvestri, Istituto di fotonica e nanotecnologie, Milano, tel. 02/23996151 , email sandro.desilvestri@fisi.polimi.it -