Sviluppo di una unità ottica uv di nuova generazione per applicazioni astrofisiche, mediche ed ambientali
Obiettivo generale della ricerca
Sviluppare e testare un nuovo tipo di unità ottica basato su fotomoltiplicatori al silicio (SiPM) che possa essere impiegato per le camere di una serie di telescopi Cherenkov a terra di piccole dimensioni (da 4 a 6 m di specchio, detti Small Size Telescopes o SST) nell’ambito dell’esperimento internazionale di astrofisica delle alte energie CTA (www.cta-observatory.org). Al centro del progetto vi è la produzione di un nuovo tipo di unità ottica, inclusa la parte elettronica, da impiegarsi non solo per applicazioni astrofisiche, ma anche per applicazioni biomedicali, quali le PET, e del monitoraggio di radioattività ambientale
Principali risultati prodotti
Prototipo della camera accoppiando l’elettronica all’unità ottica (Prototipo)
Presentazione risultati riguardanti l’applicazione astrofisica e quella ambientale della camera (Rapporto)
Principale know-how prodotto
Ottimizzazione del prototipo dell’unità ottica UV rappresenta un progresso significativo rispetto allo stato dell’arte della tecnologia dei rivelatori per imaging
Sfida sociale: Accrescimento conoscenza
Il modulo completo sviluppabile (dall'unità ottica all'elettronica di lettura) è utilizzabile in svariate applicazioni riguardanti la rivelazione di radiazione UV. In particolare si è dimostrato come il modulo ottico sia adatto all'utilizzo in campo astrofisico: durante l'ultimo anno 9 moduli completi sono stati realizzati, testati e spediti in USA per essere montati sulla camera del primo prototipo di telescopio di medie dimensioni pSCT, progettato all'interno della collaborazione CTA per la rivelazione di luce Cherenkov prodotta in atmosfera a seguito dell'interazione di fotoni di altissime energie provenienti da sorgenti galattiche ed extragalattiche. Le prestazioni della camera pSCT saranno largamente superiori rispetto a quelle delle camere attualmente in uso sui telescopi Cherenkov di altri osservatori operanti a livello mondiale. Altre possibili applicazioni sono in campo ambientale per la rilevazione di radioattività emessa da materiali presenti in un determinato ambiente oppure in campo archeologico
Collaborazioni internazionali rilevanti attivate
- Università di Erlangen (Collaborazione scientifica)
Utilizzo del chip TARGET-7 per il campionamento del segnale, studi riguardanti rumore, offset dei canali di ingresso e perfezionamento canale di preamplificazione
- Università della Georgia (Collaborazione scientifica)
Installazione moduli (16 americani, 9 italiani) sul pSCT e assemblaggio della camera
- Università di Madison (Collaborazione scientifica)
Installazione moduli (16 americani, 9 italiani) sul pSCT e assemblaggio della camera
Collaborazioni nazionali rilevanti attivate
- Fondazione B. Kessler (Collaborazione scientifica)
Messa a disposizione dei fotosensori analizzati e caratterizzati durante le varie fasi del progetto
Collaborazioni regionali rilevanti attivate
- INFN - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Collaborazione scientifica)
Messa a disposizione dei fotosensori analizzati e caratterizzati durante le varie fasi del progetto
- Sitael spa (Collaborazione scientifica)
Ottimizzazione delle prestazioni del sensore accoppiato al front-end analogico di lettura
- Ambrosi G., Ambrosio M., Aramo C., Bertucci B., Bissaldi E., Boiano A., Bonavolontà C., Caprai M., Consiglio L., Di Venere L., Fiandrini E., Giglietto N., Giordano F., Ionica M., Loporchio S., Masone V., Mongelli M., Paoletti R., Valentino M. (2018) Assembly and test of photo-detection modules for the Schwarzschild Couder Medium Size Telescope prototype for the Cherenkov Telescope Array, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A
- Ambrosi G., Ambrosio M., Aramo C., Bertucci B., Bissaldi E., Boiano A., Bonavolontà C., Fiandrini E., Giglietto N., Giordano F., Ionica M., Di Lisio C., Masone V., Paoletti R., Rugliancich A., Simone D., Tosti L., Di Venere L., Vagelli V. (2017) Development of a SiPM camera module for the focal plane of the SCT telescope proposed for the Cherenkov Telescope Array. Il Nuovo Cimento C
- Ambrosi G., Bissaldi E., Giglietto N., Giordano F., Ionica M., Paoletti R., Rando R., Simone D., Vagelli V. (2017) Silicon Photomultipliers and front-end electronics performance for Cherenkov Telescope Array camera development, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A
- Ambrosi G., Ambrosio M., Aramo C., BissaldiE., Boiano A., Bonavolontà C., De Lisio C., Di Venere L., Fiandrini E., Giglietto N., Giordano F., Ionica M., Masone V., Paoletti R., Postolache V., Rugliancich A., Simone D., Vagelli V., Valentino M. (2018) Towards the development of a SiPM-based module for the camera of the Schwarzschild-Couder Telescope prototype of CTA Il Nuovo Cimento C
Bissaldi Elisabetta
FIS/01 Fisica sperimentale
Dipartimento Interateneo di Fisica
Politecnico di Bari
