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Gruppo V Attivita’ 2010

Gruppo V Attivita’ 2010. Esperimenti in corso : ENVIRAD-SPLASH Resp. Loc. M. Budinich (Resp. Naz. V. Rocca) FACTOR (in chiusura) Resp. Loc. & Naz. V. Bonvicini (FACTOR-DTZ UD) Resp. Loc. D. Cauz NOE2 (in chiusura) Resp. Loc. G. Giannini (Resp. Naz. A. Zanini)

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Gruppo V Attivita’ 2010

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  1. Gruppo VAttivita’ 2010 • Esperimenti in corso: • ENVIRAD-SPLASH Resp. Loc. M. Budinich (Resp. Naz. V. Rocca) • FACTOR (in chiusura)Resp. Loc. & Naz. V. Bonvicini • (FACTOR-DTZ UD) Resp. Loc. D. Cauz • NOE2 (in chiusura)Resp. Loc. G. Giannini (Resp. Naz. A. Zanini) • VBL-RAD (→ nuova sigla!)Resp. E Milotti • XDXL Resp. Loc. G. Zampa (Resp. Naz. A. Vacchi) Nella dotazioni di gruppo: • BARBE-LT Resp. G. Cantatore • CNL- MUH (in chiusura)Resp. A Vacchi • PICASSO (in chiusura)Resp. E. Castelli • NEUTRA (in chiusura)Resp. Loc.F. Della Valle (Resp. Naz. G. Carugno) • TRIDEASResp. Loc.L. Bosisio (Resp. Naz. G.F. Dalla Betta) • VIPIXResp. Loc.L. Bosisio L. Lanceri (Resp. Naz. V. Re) V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  2. Gruppo VAttivita’ 2010 • Nuove proposte 2011 • BEATS 2 (Resp. Naz. M. Gambaccini, Resp. Loc. R. Longo) • (presentazione di R. Longo) • PSIHO (Resp. Naz A. Zanini, Resp. Loc. G. Giannini) • (presentazione di G. Giannini) • eBON (Resp. Naz. E loc. E. Milotti) • (“eredita” VBL-RAD, presentazione di E. Milotti) • TWICE (Resp. Naz. & Loc. V. Bonvicini) • (breve introduzione alla fine di questa presentazione) V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  3. BARBE_LT – stato dell’arte • Quadro generale Conteggio del singolo fotone (1-10 eV) a basso fondo per esperimenti di fisica delle particelle: • - Ricerca di ALPs solari (esperimento CAST al CERN) • - Ricerca di WISPs con rigeneratore risonante (ALPS a DESY) • Attivita’ recente - studio del fondo di rumore e del rate massimo di funzionamento di dispositivi tipo SPAD raffreddati alla temperatura dell'azoto liquido - validazione "su fascio" di un sistema di rivelazione del singolo fotone a basso fondo, anche basato sui detti sensori raffreddati. Risultati su banco Risultati su “fascio” Sistema BaRBE in misura permanente sull’elioscopio magnetico CAST Riduzione del fondo di ~104 alla temperatura dell’azoto liquido Criostato per azoto liquido V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  4. BaRBE_LT nuovi sviluppi TES: principio di funzionamento • Quadro generale • i contatori di singolo fotone a bassa energia (1-10 eV) con fondo il più basso possibile sono essenziali in molti campi che spaziano dalla ricerca sperimentale di particelle tipo WISPs (esperimenti CAST al CERN ed ALPS al DESY), al remote sensing, alla crittografia quantistica • i rivelatori tipo TES sembrano i dispositivi ideali per questo tipo di applicazioni • Obiettivi di BaRBE_LT • acquisire, equipaggiare e caratterizzare sensori TES sensibili ad energie 1-10 eV (inizialmente 1 eV) • accoppiare otticamente i sensori con sorgenti e misurare l’efficienza di raccolta della luce ed il fondo di buio su lunghi periodi • validare su fascio il sistema sensore TES-accoppiamento ottico • Participanti e compiti • Sezioni di Trieste e LNF - specifica e acquisizione dei TES (prodotti da INFN Genova), esecuzione dei bonding e studio degli accoppiamenti ottici; test di caratterizzazione dei rivelatori e misura del fondo • Sezione di Perugia (Camerino) - acquisizione e montaggio dell’elettronica criogenica (SQUID a 100 mK), operazione del refrigeratore a diluizione; test di caratterizzazione dei rivelatori e misura del fondo TES: campione con bonding TES: lettura con SQUID V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  5. BaRBE_LT: richieste 2011 e piano finanziario • Durata progetto: 2 anni • Partecipanti Sezione di Trieste • G. Cantatore (PA) - 100% R.N. • A. Rashevsky - 10 % • Richieste di servizi 2011 • Alte Tecnologie - 2 m.u. • Officina meccanica - 2 m.u. • Lab. Elettronica - 2 m.u. Piano finanziario 2011-2012 V. Bonvicini - Consiglio di Sezione 5

  6. ENVIRAD_SPLASH Attività: progetti di orientamento e di diffusione della cultura scientifica “hands on” che si svolgono in collaborazione con il PLS. • Misure di Cesio 137 • Misure di radon • Canestri al Carbone • CR-39 V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  7. Fonte immagine: ARPAF-VG Misure di Cesio 137 Envirad Splash 2010 • ATTIVITÀ SVOLTA 2010 • Hanno preso parte all’iniziativa: • 7 scuole secondarie di secondo grado (2x TS, 3x UD, 2x PN); • ~20 tra docenti e personale tecnico; • ~250 studenti. • Sono state completate di 115 misure su differenti matrici (terreno, vegetazione, selvaggina, ecc.) • Le misure sono state effettuare sia nelle rispettivescuole (rivelatore NaI(Tl), itinerante) che presso ilLaboratorio di Radioattività (rivelatore HPGe). • I risultati ottenuti da alcune delle scuole chehanno partecipato all’iniziativa saranno presentatidagli studenti, il 24 settembre p.v. , nell’ambitodella “Notte dei Ricercatori” (gazebo“I ricercatori del futuro”). V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  8. Fonte immagine: ARPAF-VG Misure di Radon Envirad/Splash 2010 • ATTIVITÀ SVOLTA 2010 • Nel corso del 2010, la maggior parte delle scuole che avevano partecipato alle attività di misura del radon hanno preferito dedicarsi alla misura del Cs-137, è stata coinvolta solo una scuola secondaria di primo grado (misure con i canestri). • E’ proseguita l’attività di misura del radon (CR-39) nelle scuole della Nigeria (attività in collaborazione con il prof. Gianrossano Giannini e con la dott.ssa Rachel Obed dell’Università di Ibadan).Si tratta della prima campagna di misure diquesto genere effettuata in quella nazione.Il tutto è inoltre finalizzato a definire unametodologia di misura del gas radona costi contenuti (misura low-cost) che,pertanto, dovrebbe rendere più accessibilequesto tipo di indagini nei paesi c.d.emergenti. V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  9. Attivita’ in previsione 2011 Envirad Splash 2010 • Misure di Cesio 137 • L’attività viene rilanciata anche per il prossimo anno, con il medesimo format (seminario di presentazione agli insegnanti, seminario di presentazione agli studenti, misura con rivelatore itinerante per le scuole, un mini-congresso scientifico finalizzato ad offrire ai ragazzi l'opportunità di presentare i propri risultati e di confrontarsi con gli esperti del settore, appositamente invitati o, in alternativa, la possibilità di presentare la propria esperienza nell’ambito di altre attività di promozione. • Si prevede di uscire con una pubblicazione a completamento delle attività. • I finanziamenti per questa attività rappresentano, contestualmente, anche il CO-FIN nell’ambito dei finanziamenti che il MIUR “dovrebbe” garantire per le attività connesse al PLS. Misure di Radon L’attività viene riproposta anche per il prossimo anno, con le medesime caratteristiche. Per rilanciare l’attività si ritiene che l’acquisto di un rivelatore di radon in continuo (CRM), itinerante per le scuole, consentirebbe di far vedere agli studenti le fluttuazioni diurne del gas e di confrontarle con le misure effettuate con i canestri al carbone. Si prevede il completamento delle misure di interconfronto con ARPA-FVG relative alle misure di radon e per le quali ci sono state delle difficoltà tecniche che hanno fin qui impedito il completamento di questa attività. Si prevede di uscire con una pubblicazione a completamento delle attività. V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  10. Preventivo 2011 Envirad Splash 2010 Missioni interne 3.00 k€ Materiale consumo 2.00 k€ Materiale inventariabile 10.00 k€ Totale 2011 15.00 k€ Richieste off. meccanica 1 mu Ricercatori: Strutturati: Non strutturati: M.Budinich (P.A. 50%) F.Calligaris (Ass. sen. 30%), A.Gregorio (R. U. 10%) M.Vascotto (DSS 80%) Tot. Ric. 4 FTE 1.7 V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  11. NEUTRA-DTZ V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  12. NEUTRA-DTZ V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  13. NEUTRA-DTZ V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  14. Produzione di neutroni con e-LINAC clinici medianteconvertitore foto-neutronico (γ,n) ex progetto PHONES NOE2 Neutron Capture Therapy per Organi Espiantati Immagini neutroniche di campioni biologici di interesse oncologico su rivelatori a tracce CR-39 mediante neutroni presso “linac” clinici V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  15. NOE2 (Neutron Capture Therapy per Organi Espiantati)TRIESTE: Gianrossano Giannini (60%, Resp.Loc., P.O.), Massimo Vascotto (20%, Doc.S.S.),Rossella Vidimari (100%, Fisico Dirigente I Liv. Osp. Maggiore TS), Mara Severgnini (100%, Fisico Dirigente I Liv. Osp. Maggiore TS)+TORINO(A.Zanini (Resp.Naz.),E.Durisi, O.Borla) • Stato: L’esperimento e’ proseguito nell’ultimo anno con irraggiamento ospedaliero neutronico di campioni di tessuto polmonare umano per la determinazione del rapporto di concentrazione di Boro in tessuto tumorale vs. tessuto sano. Si sono usate le nuove versioni sviluppate del convertitore fotoneutronico PHONES e di dosimetri realtime. L’esperimento termina con il 2010. Nella stessa linea di ricerca viene proposta la nuovo sigla PSIHO (Photon and neutron source in hospitals), vedi presentazione di G. Giannini V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  16. CNL-MUHSviluppo di sorgenti e cavità per un esperimento di spettroscopia nel contesto degli atomi muonici V. Bonvicini - Consiglio di Sezione • Stato dell’esperimento • 2009 di sofferenza: migrazione di collaboratori • 2010 ripropone gran parte del programma sperimentale 2009. Nuovo coll.: L. Stoychev • Trasportato ed installato a Ts il lab precedentemente montato a Monaco • Richiesta di collaborazione anche nella comunita’ di Gr. III, collaborazione in corso di definizione (entro settembre 2010 o rich. in corso d’anno)

  17. V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  18. X-ray DrifteXtraLarge Fanout to adapt anode pitch to the FE INAF/IASF X-ray facility in Rome • Event simulations and data analysis • Single-anode calibration spectra and SPICE circuit simulations used to determine the noise performance and set up Monte Carlo event simulation (using worst case parameters) • Event data analysis based on the reconstruction of the charge distribution at the anodes along with the common mode noise level (Gaussian+constant) • 32-channel simulations allow to evaluate the intrinsic performances • Detector characterization at room temperature (20 °C) • Multi-channel setup with discrete front-end electronics based on low CGS JFETs and Amptek A250F/NF amplifiers (7 working ch.) • Transistor-reset CSA architecture with reset synchronization to minimize noise and dead time • Radioactive sources: 55Fe, 241Am, titanium tube with PET crystal which provides lines at energies multiple of 2.006 keV (45° Bragg diffraction) Noise performance evaluation 55Fe single-anode calibration spectrum Event simulation FWHM = 282 keV @ 5.9 keV, 20 °C (Mn kα line) V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  19. XDXL: measured & simulated performances SIMULATED MEASURED 4.012 keV Spectroscopic performance Spectra of a titanium tube with PET crystal Spatial resolution performance 2 keV 4 keV 6 keV 8 keV 10 keV anodic coordinate Anodic coordinate Drift coordinate drift coordinate The drift coordinate of the X-ray photon absorption position was determined by inverting the equation that describe the distribution along the anodes of the signal charge, which is caused by diffusion  coarse resolution of few mm even without time reference for the event V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  20. XDXL: detector and electronics developments • Detector prototypes • FBK two-side detector technology • Full length SDD with 32 anodes per side based on the ALICE-D4 standard architecture to evaluate FBK technology • Modified version of the ALICE-D4 architecture to improve common mode noise, power consumption and detection efficiency • Smaller multi-anode SDD with zig-zag architecture to minimize the dead layer at the surface • Single anode square and hexagonal SDDs of various sizes for X-ray spectroscopy • Single anode SDD matrices for calorimetry with crystal scintillators (e.g. in a γ Compton Camera) • Wafer test structures (diodes, MOS capacitors, …) • 450 μm thick Floating Zone substrate (resistivity of 7 kΩ·cm) • Currently in production 32 anode ALICE-D4 32 anode modified ALICE-D4 zig-zag • 32-channel integrated frontend prototype • 0.35 μm CMOS technology C35B4 from Austria Micro Systems • CSA with MOS continuous reset linearization , CR-RC shaper based on R-lens filter architecture, peak detector and stretcher, simultaneous triggering of all channels to measure common mode noise • 0.39 mW/ch, ENC < 20 e- RMS @ IDET = 16 pA (simul.) • Presently under test V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  21. XDXL: collaboratori locali 2011 • Strutturati: • Non strutturati: V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  22. XDXL: richieste finanziarie V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  23. XDXL: richieste ai servizi della sezione 2011 • Servizio elettronica e rivelatori: 5 mesi uomo • disegno circuiti stampati per test dell’elettronica di frontend integrata • disegno schede dei moduli dimostrativi del rivelatore All-sky Monitor (ASM) e della camera Compton per raggi γ(γCC) per applicazioni bio-mediche • montaggio e test funzionali dell’elettronica disegnata • Servizio officina meccanica: 1 mese uomo • disegno e realizzazione degli assemblaggi meccanici di precisione per ASM e γCC • Servizio alte tecnologie: 4 mesi uomo • caratterizzazione dei rivelatori realizzati da FBK e dell’elettronica integrata tramite sorgenti X a temperatura ambiente ed in camera termica • test dei prototipi ASM e γCC con sorgenti X, qualifica per l’applicazione nello spazio del prototipo ASM (camera termo-vuoto se operativa, eventuali test di irraggiamento dell’elettronica) V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  24. Sviluppo di rivelatori al silicio a struttura tridimensionale (3D) e con “bordo attivo” Sviluppo ulteriore e ottimizzazione di tecnologia e soluzioni progettuali, in continuazione dell’attività iniziata con TREDI Forte interesse da parte di ATLAS-pixel, sia per il “b-layer replacement” sia per il futuro upgrade a sLHC Programma Triennale: 2009-2010-2011 Partecipanti: BA, TN/PD, TS - Resp. Naz.: G.F. Dalla Betta (TN) TRIDEAS-DTZ Tecnologia 3D=Tecnologia Planare+Micromachining Applicazioni in: • Fisica delle alte energie • Rivelazione raggi X (--> luce di sincrotrone, XFEL) • Vantaggi: • estrema resistenza alla radiazione • grande velocità di risposta (< ns) • sensori privi di zona morta ai bordi V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  25. Personale (0.2 FTE) L.Bosisio PA 20% Richieste finanziarie (k€) M.I. 1.0 M.E. 0.5 (irr. Lubiana) Consumo 1.5 Totale 3.0 Richieste Risorse Locali Non previste richieste significative TRIDEAS - Preventivo e Attività 2011 Programma 2011 • Test dispositivi realizzati nel 2010 • Progetto e fabbricazione di un nuovo lotto di dispositivi con doppia colonna (n+ e p+) passante e ‘bordo attivo’ Attività Trieste • Partecipazione al progetto e al disegno dei dispositivi • Misure di caratterizzazione elettrica • Test di irraggiamento con neutroni (Lubiana) V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  26. Sviluppo di sistemi a pixel per tracciatori sottili di particelle cariche basati su tecnologie d’integrazione verticale Obiettivo: Rivelatori a pixel a basso pitch (≤ 50 µm) con lettura sparsificata ad alto rate per tracciatori di vertice in futuri esperimenti (SuperB, SLHC, ILC). Integrazione Verticale: Tecnologia innovativa con notevoli vantaggi in termini di prestazioni e riduzione del materiale. Importante direzione di sviluppo per l’industria dei semiconduttori Þ tecnologia commercialmente disponibile a costi ragionevoli (e destinati a scendere). Partecipanti: BO, PI, PG, PV-BG, RM3, TO, TN(PD), TS - Resp.Naz.: V. Re (PV) Programma Triennale (2009/10/11), articolato su tre Workpackages: WP1: Rivelatori a pixel con reaout CMOS ad integrazione verticale, ed elemento sensore o monolitico (MAPS) o su alta resistività, interconnesso sia con bump-bonding, sia con wafer-bonding WP2: Trigger/DAQ con impiego di memorie associative e alto rate di trasferimento dati (160 MHz) WP3: Integrazione, meccanica e beam-test. Raffreddamento a liquido con microcanali su supporti ceramici o direttamente su silicio Esempio: 2 layer CMOS connessi con ‘via’ in W VIPIX-DTZ V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  27. Programma 2011 Realizzazione di sensori a pixel ibridi con interconnessione a integrazione verticale Test su fascio al CERN Attività Trieste Contributo a progetto e caratterizzazione elettrica di sensori a pixel su Si alta resistività Partecipazione a test su fascio al CERN Test di irraggiamento con neutroni (Lubiana) Personale: 0.5 FTE L. Bosisio PA 30% L. Lanceri PO 20% Richieste finanziarie (k€) M.I. 2 (riunioni, test a Bo) M.E. 4 (beam test al CERN) Cons. 1.5 Totale 7.5 Richieste Risorse Locali Non previste richieste significative VIPIX-DTZ - Preventivo e Attività 2011 V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  28. PICASSO Il sistema Picasso a 2 strati e’ stato utilizzato presso la beamline SYRMEP per diffraction enhance imaging e tomografia quantitativa di tessuti mammari e per studio di beni culturali. V. Bonvicini - Consiglio di Sezione 5-Jun-14

  29. PICASSO • Upgrade dell’elettronica, con passaggio ad un sistema compatto di read out che inoltre distribuisce la tensione di bias e i segnali di controllo. • Il read out avviene tramite un sistema client-server via TCP-IP. • in collaborazione con A. Bergamaschi e B. Schmitt (PSI, Villigen, Switzerland) • Sono in completamento i secondi 2 strati di detector ed elettronica di front-end e la meccanica adeguata per l’utilizzo simultaneo di 4 strati per una superficie attiva pari alle dimensioni del fascio della beamline SYRMEP. Entro fine anno sistema sara’ completato V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  30. PICASSO: PhaseImagingforClinicalApplicationwithSilicon detector and Synchrotronradiation Per l’applicazione clinica e’ stato chiesto un finanziamento PRIN coordinato dai radiologi di Trieste e con la partecipazione del primario radiologo dell’ ospedale San Raffaele di Milano. In analogia con l’esperienza di Catana in caso di finanziamento PRIN si chiedera’ la supervisione scientifica della CSNV V. Bonvicini - Consiglio di Sezione 5-Jun-14

  31. VBL-Rad • (Virtual Biophysics Lab with Radiation effects) • VBL-Rad è un'estensione dei precedenti progetti VIRTUS (Virtual TumorSpheroid) e VBL (VirtualBiophysics Lab), che ne costituiscono le basi di partenza scientifica,e lo scopo di questo nuovo progetto computazionale è la creazione di un laboratorio numericoper esperimenti simulati di radiobiologia cellulare. • Caratteristiche del modello sviluppato fino ad ora (in VBL): • inclusione gerarchica dei processi biologici • approssimazioni fenomenologiche di molti processi • utilizzazione di modelli “ragionevoli” in assenza di dati sperimentali • biomeccanica ridotta al minimo (cellule sferiche) • software object-oriented sviluppato in C++ • utilizzo di potenti strumenti open software (CGAL, VisIt) V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  32. Alcuni risultati delle simulazioni di sferoidi tumorali • lo sferoide più grande che abbiamo simulato è arrivato a 1.5 milioni di cellule (diametro 700 µm, sovrapponibile a sferoidi sperimentali) • a destra un immagine 3D di uno sferoide simulato (450 ore di tempo simulato, approx. 0.5 milioni di cellule) • in basso, una sezione di sferoide (16 giorni di tempo simulato), che mostra la concentrazione di ossigeno – livello di grigio. Il grafico accanto mostra la pressione parziale dell’O2 in funzione della distanza dal centroide. V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  33. Produzione scientifica nel 2009-10: 5 preprint su arXiv, 3 articoli in fase di referaggio, 6 articoli accettati, vinto un grant CASPUR per 100000 ore di tempo di CPU Articoli: E. Milotti, R. Chignola: “Emergent Properties of Tumor Microenvironment in a Real-life Model of Multicell Tumor Spheroids” (submitted) R. Chignola, M. Farina, A. Del Fabbro, E. Milotti: “Modular network modeling of tumor necrosis factor alpha cytotoxicity and Bayesian inference of kinetic parameters” (submitted) R. Chignola, A. Del Fabbro, M. Farina, E. Milotti: “Computational Challenges of Tumor Spheroid Modeling” (submitted) R. Chignola, E. Milotti: “Tumor microenvironment in a real-life model of tumor spheroids”, Proceedings of the 4th International Advanced research Workshop in In Silico Oncology and Cancer Investigation, Atene 2010 (accepted) E. Milotti, R. Chignola: “Physical and computational issues in a simulation of multicellular tumor spheroids”, Proceedings of the 4th International Advanced research Workshop in In Silico Oncology and Cancer Investigation, Atene 2010 (accepted) A.S. Gliozzi, C. Guiot, R. Chignola, P.P. Delsanto. Oscillations in growth of multicellular tumour spheroids: a revisited quantitative analysis. Cell Proliferation (2010), in press. R. Chignola, A. Del Fabbro, E. Milotti: “Dynamics of intracellular Ca2+ oscillations in the presence of multisite Ca2+-binding proteins”, Physica A389 (2010) 3172 Carlo Tomelleri, Chiara Dalla Pellegrina, Roberto Chignola. Microplate spectrophotometry for the high-throughput screening of cytotoxic molecules. Cell Proliferation 43 (2010) 130 E. Milotti, A. Del Fabbro, R. Chignola: “Numerical integration methods for large-scale biophysical simulations”, Computer Physics Communications 180 (2009) 2166 V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  34. Richieste finanziarie Missioni interne: 3 keuro (viaggi TS-VR per riunioni + viaggi al CINECA e al CASPUR per il calcolo) Missioni estere: 4 keuro (contatti con studiosi stranieri, conferenze) Materiale di consumo: 0.5 keuro (materiale di consumo calcolo) Lic. SW 0.5 keuro (acquisti software di analisi dati) Inventario: 1 keuro (dischi per archiviazione dati simulazioni) Pubblicazioni 5 keuro (costo pubblicazioni su riviste open access) Totale complessivo: 14 keuro • Struttura della collaborazione e percentuali • • Roberto Chignola (Ric. univ. UniVR - 100%) • • Alessio Del Fabbro (docente scuola superiore - 100%) • • Edoardo Milotti (P. A. UniTS - 50%) (Resp. naz. e loc.) • • Nicole Cusimano (laureanda magistrale) • Totale complessivo: 2.5 FTE V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  35. FACTOR • Linea di ricerca: Sviluppo di SiPM. Studio di applicazioni dei SiPM alla calorimetria a lettura multipla in fisica delle alte energie ed alla lettura di scintillatori in esperimenti spaziali. • Inizio esperimento: 2007 • Durata prevista: 2007 – 2010 • Sezioni partecipanti: TS, UD, ME, RM1 • Responsabile nazionale: V. Bonvicini • Collaborazioni: FBK-irst (Trento) • Attivita’ svolta (e in svolgimento) nel 2010: • Studio approfondito dei danni da radiazione (superficiali e di volume) dei SiPM • Test su fasci di particelle di scintillatori con fibre wls accoppiate a SiPM • Costruzione di un intero piano di scintillatori per un rivelatore di muoni / “tail • catcher” al FNAL letti da SiPM FBK-irst tramite fibre wls • Costruzione e test su fascio prototipi di calorimetro e.m. Pb-Sci a fibre (“Shashlik”) • con lettura a SiPM • Realizzazione e caratterizzazione di un run di SiPM di disegno innovativo con FBK-irst • Studio strumentale di diversi materiali attivi: • Radiatori Cherenkov plastici (lucite, plexiglass, quarzo) • cristalli/vetri ad alta densita’ • scintillatori plastici o liquidi V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  36. FACTOR • Attivita’ prevista nel 2010 (cont.): • Completamento delle milestones concordate e dell’attivita’ sperimentale: • Test su fascio di particelle dei prototipi Shashlik; • Completamento dei test su fascio a FNAL del muon detector/tail catcher; • Test operativo della nuova scheda FNAL di FE/digitizzazione; • Completamento delle misure di radiation damage e dell’analisi dei dati; • Caratterizzazione dei nuovi SiPM prodotti nel run con FBK-irst; • Studio e miglioramento del packagingdei dispositivi,dell’interconnessione • con le fibre, realizzazione di PCB ottimizzati permatrici di SiPM ed elettronica. V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  37. TWICE Techniquesfor Wide-range Instrumentation for Calorimetry Experiments (= FACTOR 2) • Linea di ricerca: Sviluppo di SiPM a tecnologia avanzata di grande superficie(~ 3 x 3 cm2) e range dinamico. Sviluppo di ASIC di front-end per la lettura dei SiPM. Applicazione dei SiPM alla calorimetria a lettura multipla ed alla lettura di scintillatoriin fisica delle alte energie in esperimenti spaziali. • Proposta di esperimento: 2010 • Durata prevista: 2010 – 2012 • Sezioni partecipanti: TS, UD, ME, RM1, MI-B, LE • Responsabile nazionale: V. Bonvicini • Collaborazioni: FBK (Trento), FNAL V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  38. TWICE Techniquesfor Wide-range Instrumentation for Calorimetry Experiments Nuovi sviluppi e obiettivi rispetto a FACTOR • Realizzazione di sistemi di SiPM di grande superficie(2x2 o 3x3 cm2) e grandissimo range dinamico (grande numero di pixel) • Sviluppo di prototipi di ASIC di front-end dedicati • Integrazione di questi grandi array e degli ASIC di front end in un sistema compatto • Sviluppo di una nuova tecnologia per l’interfaccia dei SiPM con le superfici dei materiali ottici (cristalli, vetri, scintillatori) • Aumento dell'efficienza di rivelazione dei SiPM nella regione300-400 nm • Sviluppo dicalorimetri a compensazioneper sciami adronici e elettromagnetici con discriminazione fra luce di scintillazione eCherenkov, basati anche su nuovi materiali (vetri pesanti) V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  39. New approach to large area SiPM tiles V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  40. Solution for Scintillator/Crystal coupling epoxy (120mm) bonding pad Si epoxy V. Bonvicini - Consiglio di Sezione 40

  41. Epoxy layer properties Light transmittance vswavel. layer thickness bonding pad epoxy • LSO/LYSO: OK • LaBr: epoxy can be removed from active area leaving only • a support frame around the device V. Bonvicini - Consiglio di Sezione 41

  42. The large-area SiPM tile 32.7mm • Fill factor ~ 84% • (not including SiPM FF) • Flat surface for crystal • mounting 32.7mm 500mm Technology under development at FBK V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  43. Sezioni partecipanti e suddivisione dei compiti TS: coordinamento, sviluppo e test SiPM e ASIC, supporto e partecipazione ai test beam UD: test con sistemi scint./fibre wls e vetri, supporto e partecipazione ai test beam Roma1: test con set-up per raggi cosmici, partecipazione ai test beam MIB: Sim. MC (Geant4), test con MAROC e SPIROC, rad. hard. tests, test beams LE: Simulazione calorimetro compensante, sviluppo nuovi vetri (con Ing. Mat.) ME: test con scint. liquidi e fibre, test irraggiamento nuovi mat., partecipazione ai test beam V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  44. Trieste/Udine: richieste finanziarie 2011 • TS • MI: 6 (riunioni di collaborazione, contatti con FBK) • ME: 12 (1 conferenza, 1 m.u. test beam) • Cons.: 27 (1 run di SiPM dedicato) • Trasporti: 4 (da/per CERN/FNAL) • Lic. Sftw: 2 (CADENCE IC) • Tot.: 51 • UD • MI: 3 (riunioni, rapporti di collaborazione) • ME: 6 (2 turni di beam test al FNAL) • Cons.: 8 (fibre wls, scintillatori, accessori ottici) • Tot.: 17 • Totale TS + UD: 68 V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  45. Trieste/Udine: ricercatori e richieste ai servizi • TS • Ricercatori strutturati: • Valter Bonvicini (50), Anna Gregorio (50), Erik Vallazza (40) • Ricercatori non strutturati: • Aldo Penzo (50) (+ 20% G.Zampa sul suo impegno per la sezione) • Tot.: 1.9 FTE • UD • Ricercatori strutturati: • D. Cauz (20), G. Pauletta (20), L. Santi (20) • Tot.: 0.6 FTE • Totale TS + UD: 2.5 FTE V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  46. Gruppo VPreventivi 2011 V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

  47. Gruppo VRicercatori & Servizi 2011 V. Bonvicini - Consiglio di Sezione

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