Stage invernale 2008
di fisica informatica
Cos’è un acceleratore di particelle?
Un acceleratore di particelle è una macchina il cui scopo è quello di produrre fasci di
ioni o particelle subatomiche con "elevata" energia cinetica.
Gli acceleratori sono usati principalmente per scopi :
•
•
•
•
industriali
medici
per studiare la struttura dei materiali
o per scopi di ricerca
I metodi per accelerare particelle sono basati sull'uso di:
CAMPI ELETTRICI
CAMPI MAGNETICI
Forniscono energia alle
particelle accelerandole
Servono a curvarne la
traiettoria o a correggere la
forma dei fasci
Tipologie di acceleratori
CIRCOLARI
LINEARI
LINAC
(acc. Lineare)
DAONE
(acc. Circolare)
Progetto
SPARC rientra nella categoria dei Free Electron Laser (FEL), ovvero un Laser a Elettroni
Liberi.
E’ composto essenzialmente da due parti:
•Acceleratore di elettroni
•Ondulatore magnetico
Il fascio di elettroni, iniettato nell’ondulatore, compie una traiettoria oscillante,
emettendo radiazione di sincrotrone.
Se è soddisfatta la condizione fondamentale di risonanza, che dipende dalla geometria
dell’ondulatore e dalla qualità del fascio di elettroni, la radiazione emessa ad ogni
oscillazione si somma costruttivamente.
Scopo principale di
Promuovere un’attività di R&D per lo sviluppo di un foto-iniettore ad alta brillanza
per esperimenti di SASE FEL.
Gun
Solenoids RF sections
1.5 m
Undulator
20º
1.5m
10.0 m
GUN PARAMETERS
6.0 m
14.5 m
LINAC PARAMETERS
Frequency:
2856 MHz
Frequency:
2856 MHz
Peak Field:
120 MV/m
Accelerating Field: 25-12.5-12.5 MV/m
Solenoid Field:
0.27 Tesla
Solenoid Field:
0.1 Tesla
Beam Energy:
5.6 MeV
Beam Energy:
155 MeV
Charge:
1.1 nC
Laser:
11.5 ps x 1 mm (Flat Top with <1 ps rise time)
Therm. emitt.
0.3 mm
FEL PARAMETERS
Wavelength: 530 nm
Coop. Length: 300 mm
Applicazioni del FEL
•
Creazione di plasma
•
Femto-chimica
•
Studi di struttura delle
molecole
Acquisizione di immagini da
Per una diagnostica del fascio di elettroni quest’ultimo si fa collidere contro uno
schermo, posto a 45° rispetto alla direzione di propagazione del fascio. I fotoni emessi
sono rivelati da una telecamera che acquisirà immagini.
Questo è un metodo di tipo distruttivo poiché non permette al fascio di proseguire dopo
la collisione.
L’immagine così acquisita non permette però una corretta analisi delle proprietà del
fascio per la presenza di ‘rumore’, che in questo caso consiste nella presenza di pixel
saturi.
L’elaborazione di queste immagini è stata compiuta con l’aiuto del programma LabView
LabVIEW è l'ambiente di sviluppo integrato per il linguaggio di programmazine visuale
di National Instruments. Tale linguaggio grafico viene chiamato Linguaggio G.
Il linguaggio di programmazione usato in LabVIEW si distingue dai linguaggi
tradizionali perché GRAFICO, e per questa ragione battezzato G-Language (Graphic
Language).
Un programma o sottoprogramma G, denominato VI (Virtual Instrument), non esiste
sotto forma di testo, ma può essere salvato solo come un file binario, visualizzabile e
compilabile solo da LabVIEW.
Il nostro lavoro su
Il nostro lavoro di analisi delle immagini del fascio di elettroni con l’utilizzo di
LabView è consistito nella realizzazione di un programma in grado di:
• Acquisire le immagini del fascio da files
• Eliminare il ‘rumore’
• Visualizzare in sequenza le immagini del fascio
• Analizzare le variazioni della forma del fascio al variare del campo magnetico
• Analizzare lo spostamento del centro di massa, ovvero del luogo di maggiore
concentrazione di elettroni nel fascio
Il nostro programma con
Grazie per l’attenzione
Gli studenti:
• Liceo G. Vailati (Genzano di Roma)
I tutor:
Chiadroni Enrica
Baccari Flavio
Di Pirro Giampiero
Martufi Giordano
Pace Elisabetta
Ruggiero Davy
Urbani Cristina
• Liceo A. Landi (Velletri)
Abbafati Annamaria
Di Meo Emanuele
