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Ministero dell’Università

e della Ricerca Scientifica e Tecnologica ----------------------------------------------

)RQGR�,QWHJUDWLYR�6SHFLDOH�SHU�OD�5LFHUFD�352*(772�(6(&87,92�

7(0$� ��� ,03,$17,� ,1129$7,9,� 08/7,6&232� 3(5� /$� 352'8=,21(� ',� 5$',$=,21(� ;� (�8/75$9,2/(77$�� &2(5(17(� ('� ,1&2(5(17(� $'� $/7$� ,17(16,7$¶� 3(5� $33/,&$=,21,�$9$1=$7$�1(/�&$032�'(//(�67587785(�%,2/2*,&+(�(�02/(&2/$5,�(�'(,�0$7(5,$/,�

� A) PRESENTAZIONE SINTETICA A1) Titolo del Progetto

SPARC (Sorgente Pulsata Auto-amplificata di Radiazione Coerente) A2) Principali localizzazioni delle attività

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Frascati, Roma, Lazio Roma, Roma, Lazio Milano, Milano, Lombardia Trieste, Trieste, Friuli Venezia Giulia Padova, Padova, Veneto Napoli, Napoli, Campania A3)Importo onnicomprensivo di progetto TOTALE � 9.554.452,63

A4) Ente proponente coordinatore del Progetto denominazione Ente per le Nuove Tecnologie, l’Energia e l’Ambiente (ENEA) università O Ente Pubblico di ricerca X sede legale Lungotevere Thaon di Revel 76, 00196 Roma altro ente pubblico O consorzio interuniv. O tel. / e.mail 06 36272492 / presidenza@enea.it consorzi o O impresa O altro O A5) Referente del Progetto

� � ��� � �� � � � � � ����� � � ��� � � � ��! � ���"� � � � #�� ! � � ��!$��� � ����% % � ������! % �&� �!�� � ������% % � �% % � �% � � �"�cognome Renieri nome Alberto telefono / e.mail 06 94005445 / renieri@frascati.enea.it A6) Soggetti giuridici partecipanti 1- denominazione Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) università O Ente Pubblico di ricerca X sede legale P.le Aldo Moro 7, 00185 Roma altro ente pubblico O consorzio interuniv. O tel. / e.mail 06-49934477 / perfetti@ism.rm.cnr.it consorzi o O impresa O altro O 2- denominazione Istituto Nazionale di Fisica per la Materia (INFM) università O Ente Pubblico di ricerca X sede legale Corso Perrone 24, 16152 Genova altro ente pubblico O consorzio interuniv. O tel. / e.mail 02-23996151 / sandro.desilvestri@fisi.polimi.it consorzi o O impresa O altro O

3- denominazione Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) università O Ente Pubblico di ricerca X sede legale Via Enrico Fermi 40 ,00044 Frascati (Roma) altro ente pubblico O consorzio interuniv. O tel. / e.mail 06 6840031 / Iarocci@presid.infn.it consorzi o O impresa O altro O 4- denominazione Sincrotrone Trieste SCpA università O Ente Pubblico di ricerca O sede legale AREA Science Park – Basovizza S.S. 14, Km 163,5 - 34012 Trieste altro ente pubblico O consorzio interuniv. O tel. / e.mail 040.37581 / info@elettra.trieste.it consorzi o X impresa O altro O 5- denominazione Università di Roma "Tor Vergata" università X Ente Pubblico di ricerca O sede legale Via O. Raimondo 18, 00173 Roma altro ente pubblico O consorzio interuniv. O tel. / e.mail 06 94032347 / sergio.tazzari@lnf.infn.it consorzi o O Impresa O altro O

A7) Criteri di selezione dei soggetti partecipanti ed elementi per la loro valutazione � � ! ! � � % � �� �'� � ��� � % �����(! � ��� % � � )�� � � � � �*� � � #�� ! � % +,� ��� � � % � � ����-�! ! � �� �����.� / � � 0�����1 � ��� �"� � % % � � 2�3� � � � � ��� � ������% % � �3 � % ���"� �� � % �"�,1)1�

L’istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) è stato pioniere in Italia nello sviluppo di macchine acceleratrici, dedicate alla fisica delle alte energie e alle sorgenti di radiazione di sincrotrone. Presso i laboratori nazionali e presso le sezioni dell’istituto esistono tutte le competenze teoriche e sperimentali necessarie per la progettazione e la costruzione di un acceleratore dedicato alla generazione di radiazione coerente tipo SASE.

In particolare presso i Laboratori Nazionali di Frascati, sono stati costruiti acceleratori di avanguardia sin dagli anni ’60, come ADA primo anello di collisione di fasci elettroni-positroni, ADONE, anello di collisione all’energia di 1.5 GeV, utilizzato negli anni ’80 anche come sorgente di radiazione di sincrotrone, fino a DAFNE (’97), anello di ultima generazione per la collisione di fasci ad elevata luminosità. Anche su Dafne sono state realizzate due linee di luce di sincrotrone, dal magnete curvante e dal wiggler, che producono radiazione nella regione dell’infrarosso e dei raggi X-soft. Il complesso di acceleratori esistente attualmente presso i LNF è costituito da un Linac da 800 MeV, da un accumulatore di elettroni e positroni da 510 MeV e da due anelli intersecanti a 510 MeV.

L’INFN, collabora attivamente con i Laboratori di DESY (Germania) al progetto TESLA-TTF, dove recentemente è stato osservata la radiazione coerente tipo SASE alla lunghezza d’onda di 109 nm. I ricercatori dell’INFN hanno contribuito alla realizzazione di fotocatodi ad elevata intensità (INFN-Milano), alla realizzazione dei criomoduli per l’alloggiamento delle cavità superconduttive (INFN-Milano), alla realizzazione di cavità superconduttive a multicella (INFN-Laboratori Nazionali di Legnaro), alla realizzazione della diagnostica per il fascio (INFN-LNF) con tecniche innovative quale l’OTR (Optical Transition Radiation). Inoltre, lo studio teorico delle tecniche di compensazione dell’emittanza da parte di ricercatori dell’istituto (INFN-LNF, INFN-Milano) ha portato all’elaborazione di nuovi schemi di fotoiniettori ad elevata brillanza che sono stati adottati in tutti i progetti di FEL-SASE proposti in Europa e negli USA.

Infine, i LNF dell’INFN metteranno a disposizione un edificio di circa 450 m2, attrezzato con gli impianti necessari, per la costruzione del fotoiniettore ad elevata brillanza. Su tale attività saranno attivate tutte le competenze esistenti nel laboratorio: vuoto, magneti, radiofrequenza, diagnostica e controlli, elettronica, fotocatodi e laser, fisica dei fasci di particelle.

PUBBLICAZIONI L.Serafini and J.B.Rosenzweig, “Envelope analysis of intense relativistic quasilaminar beams in rf photoinjectors: a theory of emittance compensation”, Phys. Rev. E55 (1997) 7565 L.Serafini, “Overview on production and dynamics of high brightness beams”, AIP CP 395 (1997) 47 J.B.Rosenzweig and L.Serafini, “Transverse particle motion in radio-frequency linear accelerators”, Phys. Rev. E49 (1994) 1599 M.Ferrario et al., “Multi-bunch energy spread induced by beam loading in a standing wave structure”, Part. Acc. (1996) 1 L.Serafini and M.Ferrario, “Velocity bunching in photoinjectors”, Proc. of 18th ICFA Beam Dynamics Workshop on “Physics of and Science with X-ray FEL’s”, Arcidosso, Settembre 2000 L.Serafini, “Computational modeling of high brightness electron beam physics”, in “The Physics of High Brightness Beams”, World Sci., Singapore 2000, Editors L.Serafini and J.B.Rosenzweig M.Ferrrario et al., “HOMDYN study for the LCLS rf photoinjector”, in “The Physics of High Brightness Beams”, World Sci., Singapore 2000, Editors L.Serafini and J.B.Rosenzweig J.Arthur et al., “Linac Coherent Light Source (LCLS) Design Study Report” , SLAC-R-521, Apr. 1998 L.Palumbo et al., “Wake-fields in circular pipe with periodical corrugation”, Proc. of 18th ICFA Beam Dynamics Workshop on “Physics of and Science with X-ray FEL’s”, Arcidosso, Settembre 2000 L.Palumbo et al., “Effects of statistical roughness in wave-guide propagation”, Proc. of 18th ICFA Beam Dynamics Workshop on “Physics of and Science with X-ray FEL’s”, Arcidosso, Settembre 2000 M.Ferrario et al., “Adiabatic Plasma Buncher”, IEEE Trans. on Plasma Sci. 28 (2000) 3423 J. Andruszkow et al., “First Observation of Self-Amplified Spontaneous Emission in a Free-Electron Laser at 109 nm Wavelength”, Phys. Rev. Lett. M.Ferrario et al., “Conceptual design of the X-FEL photoinjector”, TESLA-FEL 01-03, DESY rep. M.Castellano et al., “Spatial resolution of the optical system for the beam profile measurements at TTF”, TESLA 01-24, DESY rep. M.Castellano et al., “Effects of diffraction and target finite size on coherent transition radiation spectra in bunch length measurements”, NIM-A435 (1999) 297 H.Edwards et al., “ Measurements of the transverse emittance in the TTF injector”, NIM A-445 (2000) 233

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(1($��L’ ENEA ha, nel campo dei Laser ad Elettroni Liberi, una vasta esperienza. L’ Ente è stato coinvolto nello studio, nel progetto e nella realizzazione di ondulatori e di laser ad elettroni liberi da quasi venticinque anni e pertanto le relative competenze, al pari di altre quali il progetto e lo sviluppo di acceleratori, possono essere considerate un suo patrimonio consolidato. In particolare la divisione FISICA APPLICATA, attraverso l’ unità di Fisica Teorica (TEO), la sezione Laser ed Acceleratori (LAC) e la sezione Matematica Applicata e Metodologie Computazionali per l’ Ingegneria (MACO), è attiva nello sviluppo di competenze e nella realizzazione di dispositivi di tipo FEL che comprendono sistemi operanti dalle microonde fino all’ UV, con acceleratori che vanno dai microtroni e i linac fino agli anelli di accumulazione. La competenza nel settore è vasta e ben riconosciuta come testimoniato dalla ampiezza delle collaborazioni internazionali e dalle numerose pubblicazioni di articoli su riviste specializzate e di libri relativi all’ argomento. Tra i contributi più significativi si ricordano

a) sviluppo di modelli teorici per la corretta interpretazione dei dati sperimentali e il progetto di nuovi dispositivi FEL,

b) realizzazione del primo FEL operante nell’ infrarosso con microtrone, c) trasferimento di know-how e costruzione di ondulatori insieme all’ ANSALDO, d) realizzazione del primo FEL ad effetto Cerenkov, e) realizzazione di FEL operanti in guida d’ onda nella regione sub millimetrica, f) sviluppo di progetti per l’ utilizzo di FEL per riscaldamento addizionale di plasmi fusionistici, g) sviluppo di progetti per FEL operanti al di sotto dei 100nm per programmi di fusione inerziale con ioni

pesanti, h) partecipazione alla messa in operazione di un laser ad elettroni liberi in anello di accumulazione presso

l’ università di Dortmund i) collaborazione tramite network europeo per l’ analisi dei dati sperimentali del FEL operante su SUPER

ACO, in tale contesto sono stati chiariti i meccanismi di interazione FEL instabilità di macchina j) collaborazione alla realizzazione, nel quadro di un network europeo, di un laser ad elettroni liberi su

ELETTRA a 189nm (da notare che tale lunghezza d’ onda è a oggi la più breve ottenuta con un FEL operante con anello di accumulazione).

k) Collaborazione con Argonne (USA) e partecipazione al gruppo di progetto EXOTICA per lo studio e la realizzazione di FEL operanti in regime di alto guadagno e con generazione coerente di armoniche

PUBBLICAZIONI G. Dattoli, A. Renieri and A. Torre “ Lectures on Free Electron Laser Theory and Related Topics” World Scientific, Singapore (1990) F. Ciocci, G. Dattoli, A. Torre and A. Renieri “ Insertion devices for synchrotron radiation and free electron lasers” World Scientific, Singapore (2000). G. Dattoli, A. Renieri and G. K. Voykov “ Storage Ring Free Electron Laser Amplifiers and the Microwave Instability” Phys. Rev. (��, 2056 (1997). G. Dattoli, L. Mezi, P.L. Ottaviani, A. Renieri and M. Vaccari “ Storage-Ring FEL amplifier and Electron Beam Longitudinal Mode Camping Times” Phys. Rev. (��, 7153 (1998). G. Dattoli and P. L. Ottaviani “ A Novel Scheme for the Generation of X-Ray Free Electron Lasers” J. Appl. Phys. ��, 5331 (1999). Doria, G.P. Gallerano, E. Giovenale, S. Letardi, G. Messina, C. Ronsivalle - Enhancement of coherent emission by energy-phase correlation in a bunched electron beam, Phys. Rev. Lett. ��, 2841-2844 (1998) Doria, G.P. Gallerano, S. Letardi, G. Messina, C. Ronsivalle, A. Vignati - Longitudinal phase space manipulation: a device to enhance the coherent emission from an RF modulated electron beam E. Giovenale, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. $��� 128-133 (1999) Gallerano, A. Doria, E. Giovenale, A. Renieri - Compact Free Electron Lasers: From Cerenkov to Waveguide FELs, Infrared Phys. and Tech. ��, 161-174 (1999) S. G. Biedron, G. Dattoli, H.P. Freund, Z. Huang, S. V. Milton, H.D. Nuhn, P.L. Ottaviani and A. Renieri – High Gain Free Electron Laser and Harmonic Generation. 19th ICFA “ Advanced Beam Dinamics Workshop on Future Light Sources: Physics of and Science with the X-Ray Free Electron Laser” , Arcidosso, Italy, Sep. 10-15 2000

&15��Il progetto Sincrotroni del CNR coordina l’ attività di numerosi Istituti impegnati nell’ attività di luce di sincrotrone (LdS) da molti anni: l’ Istituto di Struttura della Materia (ISM-Tor Vergata e ISM-Montelibretti), l’ Istituto di Fotonica e Nanostrutture (IFN-Roma e IFN-Milano), l’ Istituto di Metodologie Innovative e Plasmi (IMIP, Montelibretti) e l’ Istituto di Cristallografia (IC-Bari e IC-Montelibretti). L’ ISM ha una lunga esperienza nel campo della “ LdS” , ed è stato l’ istituto guida, in collaborazione con l’ INFN, nell’ utilizzo della facility di luce di sincrotrone ottenuta in seguito alla trasformazione dell’ anello di accumulazione ADONE. Attualmente, dopo la chiusura di ADONE, l’ ISM ha spostato la sua attività realizzativa e scientifica ad ELETTRA (Trieste). Ad ELETTRA l’ ISM ha costruito due linee di LdS, la linea VUV per spettroscopia fotoelettronica e la linea POLAR per studi spettroscopici con radiazione polarizzata circolarmente. Tali linee sono lo stato dell’ arte nel campo della LdS e sono già in funzione da tempo fornendo risultati di grande valore scientifico nel campo della fisica delle superfici, interfacce e materiali magnetici, e sono gestite dal personale CNR. L’ Istituto IC è da lungo tempo impegnato nel campo della LdS; ha inizito la propria attività nei raggi X duri da Sincrotrone realizzando negli anni 80 un apparato sperimentale presso ADONE per misure da cristallo singolo. Successivamente ha realizzato in collaborazione con la Sincrotrone Trieste e l’ Università di Roma “ La Sapienza” una stazione sperimentale per cristallografia di proteine presso l’ anello di accumulazione ELETTRA. Attualmente è compartecipe al 50 % nella manutenzione, sviluppo e gestione della linea di diffrazione X di ELETTRA. L’ IC è fortemente impegnato nello studio di macromolecole d’ interesse biologico e nello studio di metodologie per la risoluzione di strutture molecolari. L’ IMIP ha anche una notevole compartecipazione nella realizzazione e gestione della linea per studi di sistemi in fase gassosa. In tale campo l’ IMIP ha una validissima attività scientifica focalizzata allo studio dei processi elementari dell’ interazione radiazione-materia e della dinamica molecolare, nonche’ sui meccanismi che determinano la reattività chimica di specie eccitate e le loro proprietà chimico-fisiche. L’ Istituto IFN è compartecipe al 50 % della realizzazione e gestione della linea LILIT, per microlitografia. Oltre a tale esperienza l’ IFN è da anni impegnato nello sviluppo di metodologie innovative nel campo dei raggi X. Recentemente si è occupato di microscopia e microdiffrazione a raggi X mettendo a punto ottiche quali le guide d'onda e le lenti di Fresnel ("zone plates") e ottenendo in questo campo risultati di rilevo. L’ IFN-Milano vanta una consolidata esperienza nello sviluppo di sorgenti laser, ampiamente riconosciuta sia a livello nazionale sia internazionale. In particolare a partire dagli anni settanta, esso è impegnato nella ricerca di tecniche e metodologie innovative per la generazione d'impulsi ultrabrevi. Nell'ambito dei coloranti organici, l’ IFN-Milano ha sviluppato laser a pompaggio sincrono in grado di generare impulsi, della durata di 40 fs, ultrastabili mediante l'uso d'opportuni risonatori ottici. Con l'introduzione del titanio in zaffiro, l’ IFN-Milano ha condotto ricerche sull'ottimizzazione della tecnica di Kerr-lens modelocking, utilizzata negli oscillatori laser a fs di nuova generazione. Recentemente, l’ IFN-Milano ha conseguito notevoli risultati nello sviluppo di tecniche per la compressione ottica degli impulsi a fs di elevata energia. L'invenzione della tecnica della fibra cava ha consentito di genere impulsi della durata di 4,5 fs con energia di qualche centinaio di microjoule, che costituisce attualmente il record di durata in campo internazionale. 1. C. Quaresima et al.: "First Results from the High Energy Resolution Photoemission Beamline at ELETTRA"; Nucl. Instr.

and Meth. $����, 374 (1995). 2. S. Bernstorff, et al.: “ The macromolecular crystallography beamline at ELETTRA.” ; Rev. Sci. Instrum. 66 (2), 1661,

(1995). 3. P. De Padova et al.: "Identification of the Si 2p Surface Core Level Shifts on the Sb/Si(001)(2x1) Interface", Phys.

Lett. ��, 2320 (1998). 4. S. Di Fonzo et al., 1DWXUH, ���, 638, (2000). 5. E. Di Fabrizio et al., 1DWXUH, ���, 895 (1999). 6. G.Cerullo et al. : “ Resonators for Kerr-lens mode-locked femtosecond Ti:sapphire lasers” , Opt. Lett. ��, 807 (1994). 7. M.Nisoli, et al. "A novel high energy pulse compression system: generation of multigigawatt sub-5-fs pulses", Appl.

Phys. %���, 189 (1997). ��

81,9(56,7$¶�',�520$�725�9(5*$7$��Le attività di ricerca del Dipartimento comprendono da molti anni lo studio e la realizzazione di acceleratori avanzati di particelle. In particolare il gruppo ARES, costituito da personale universitario, personale INFN e studenti di Dottorato ha attivamente partecipato al progetto e alla realizzazione di sorgenti di luce di sinctrotrone (ESRF, ELETTRA) e dell’ acceleratore TTF di Amburgo e alla sperimentazione su di essi. Su TTF la collaborazione internazionale TESLA/TTF, di cui il gruppo fa parte sin dall’ inizio, ha recentemente messo in funzione un Laser a Elettroni Liberi (LEL) operante nel regime di autoamplificazione che, con 80 nm, ha ottenuto il record mondiale di corta lunghezza d’ onda [v. ref. 3. e 4.]. In particolare ha sviluppato competenze specifiche oltre che sulla dinamica dei fasci di particelle in acceleratori lineari , sulla realizzazione di cavità acceleranti superconduttive e su sistemi di controllo e diagnostica degli stessi. �

,1)0��8QL3ROLPL�Il gruppo di ricerca possiede una notevole esperienza nel campo della spettroscopia ultrabreve e dell’ottica non lineare. UniPolimi ha sviluppato tecniche di misura con impulsi ultracorti per lo studio di processi di rilassamento e di dinamica vibrazionale in materiali organici e inorganici e in sistemi a ridotta dimensionalità. In particolare, sono stati realizzati sistemi di misura di pump-probe, che operano con elevatissima risoluzione in un ampio intervallo spettrale dall'infrarosso sino al visibile. Recentemente, UniPolimi si è occupato della generazione di radiazione nella regione spettrale dall'ultravioletto sino agli X molli, mediante tecniche altamente non lineari. Focalizzando in mezzi gassosi impulsi d'elevata energia a 800 nm e con durate di pochi cicli ottici, sono state ottenute armoniche d'ordine elevato, sino alla centesima. Questa sorgente, di tipo "table-top", consente di disporre d'impulsi ultrabrevi in un intervallo spettrale di grande interesse per applicazioni nella scienza dei materiali e in biologia. 1. G.Cerullo, G.Lanzani, M.Muccini, C.Taliani, “ Real-time vibronic coupling dynamics in a prototypical conjugated

oligomer” , Phys. Rev. Lett. 83, 231 (1999) 2. E.Priori, G.Cerullo, M.Nisoli, S.Stagira, S.De Silvestri, P.Villoresi, L.Poletto, P.Ceccherini, C.Altucci, R.Bruzzese,

C.de Lisio, "Non-adiabatic three-dimensional model of high-order harmonic generation in the few-optical cycle regime" Phys. Rev. A 61, 63801 (2000)

8QL1DSROL�Il gruppo di ricerca ha notevole esperienza nel settore dell'interazione della radiazione con la materia in condizioni d'elevata non-linearità. In particolare, UniNapoli ha condotto studi approfonditi, da un punto di vista sia teorico sia sperimentale, sui processi d'assorbimento a multifotoni in sistemi gassosi. Recentemente, UniNapoli ha studiato il problema del miglioramento dell’ efficienza di conversione nel processo di generazione di radiazione armonica coerente in gas nella regione spettrale VUV e XUV. Tale problema è stato affrontato utilizzando geometrie innovative per il pompaggio del getto gassoso, basate sull’ uso di fasci laser di tipo Bessel-Gauss, che consentono di mantenere intensità elevate su lunghe distanze di propagazione. UniNapoli si sta inoltre occupando dell'applicazione della radiazione d'armonica allo studio dei materiali. 1. C.de Lisio, C.Altucci, R.Bruzzese et al, “ Harmonic generation in an ionized medium with a 100-fs, high repetition

rate laser source” , Appl. Phys., B64, 323 (1997) 2. C.Altucci, R.Bruzzese, D.D’ Antuoni, C.de Lisio, S.Solimeno, “ Harmonic generation in gases by using Bessel-

Gauss laser beams” , J. Opt. Soc. Am. B 17, 34 (2000) 8QL3DGRYD�UniPadova ha una lunga e consolidata esperienza nel settore della generazione, analisi e utilizzazione della radiazione nella regione spettrale degli XUV e raggi X molli. In particolare, UniPadova ha svolto approfondite ricerche nel campo dei plasmi prodotti da laser studiando sia le caratteristiche dell'emissione sia le specie ioniche presenti nel plasma, mediante tecniche spettroscopiche. UniPadova ha perseguito lo sviluppo di strumentazione ottica per esperimenti d'astrofisica in collaborazione con agenzie quali, ASI, ESA e NASA. UniPadova ha inoltre progettato strumenti per l'utilizzo della radiazione di sincrotrone e per numerose applicazioni in ambito industriale. Recentemente, UniPadova ha rivolto i propri interessi di ricerca al problema della realizzazione di sistemi ottici in grado di selezionare la radiazione prodotta nel processi di generazione d'armoniche nella regione spettrale degli X molli, con l'intento di preservare la durata ultrabreve degli impulsi.

1. L.Poletto, A.Boscolo, M.G.Pelizzo, L.Placentino, G.Tondello “ Quantum efficiency measurement on a CCD detector in the 0.3-1100 nm spectral region” , SPIE Proceedings Vol.3114, EUV, X-Ray, and Gamma-ray instrumentation for Astronomy VIII, 617 (1997)

P.Villoresi “ On the compensation of the optical path lengths in XUV and soft X-ray monochromators for ultrafast pulses” Applied Optics 38, 6040 (1999) �

6LQFURWURQH�7ULHVWH�6&S$��� PROFILO La Sincrotrone Trieste SCpA, costituita nel novembre 1986, ha progettato e costruito, e oggi gestisce la macchina di luce di sincrotrone ELETTRA, situata nel comprensorio di AREA Science Park di Trieste. Ai sensi della Legge n. 370/99 la Sincrotrone Trieste è costituita come società di interesse nazionale. ELETTRA è una macchina di luce della più moderna “ terza generazione” , che produce fasci di radiazione elettromagnetica estremamente brillante nella banda dei raggi X e dell’ ultravioletto. Le sue applicazioni attirano ricercatori da molte università e laboratori italiani ed europei, da enti scientifici nazionali ed esteri (CNR, INFM, Accademie delle Scienze austriaca e ceca…) per lo sviluppo congiunto - con impegno di risorse e personale - di piani di ricerca di base ed applicata, e da industrie italiane e straniere per ricerche di tipo precompetitivo.

Le linee di luce attualmente attive sono nove e quelle in fase di collaudo sei. Sono in fase di costruzione ulteriori sei linee ed in fase di progettazione altre due.

Gli utilizzatori del Laboratorio sono circa 700 l’ anno, di cui il 45% provenienti dall’ Italia, il 46% dall’ UE ed il 9% da paesi extra-europei. AZIONISTI AREA Science Park of Trieste, Friulia S.p.A., Sviluppo Italia, Enitecnologie, INFM. PERSONALE 225 addetti. Presso il Laboratorio operano inoltre stabilmente un centinaio di ricercatori di altri enti nazionali ed internazionali. COMPETENZE E TECNOLOGIE La Sincrotrone Trieste ha competenze di punta nel campo della fisica e tecnologia degli acceleratori e nella produzione di fotoni VUV, EUV ed X, ed il loro impiego efficace nella ricerca scientifica e tecnologica. Ha esperienza specifica nel campo dei laser ad elettroni liberi ultravioletti: il progetto FEL europeo su ELETTRA ha recentemente raggiunto i 190 nm, record mondiale per la piu’ corta lunghezza d’ onda ottenuta con un oscillatore FEL. Le caratteristiche di avanguardia delle luce di sincrotrone di ELETTRA consentono di dare impulso a indagini sulla struttura dei materiali solidi e sui fenomeni dinamici che avvengono sulle superfici, ricerche sui superconduttori, studi sulla struttura dei metalli e dei materiali compositi e studi sulle strutture biologiche.

I programmi di ricerca attivati puntano in particolare a tre campi d’ avanguardia: - biologia strutturale, per lo studio della struttura di proteine, enzimi e virus; - studio dei materiali magnetici: dopo quello dei semiconduttori rappresentano la tecnologia più diffusa sul mercato,

utilizzata nella creazione di supporti di memoria come gli hard disk dei computer o integrata in dispositivi elettronici di uso comune;

- microelettronica per circuiti integrati e micromeccanica: fabbricazione di ingranaggi e componenti di dispositivi meccanici miniaturizzati, utilizzabili anche nel campo biomedico.

�A8) Curriculum dei referenti del progetto e dei responsabili scientifici

$WW����$&&(/(5$725(� - Responsabile scientifico INFN: Luigi Palumbo

Si è laureato in Ingegneria Elettronica nel 1979 presso l'Università "Federico II" di Napoli con una tesi sulla diffrazione di onde elettromagnetiche, e applicazioni alle guide d'onda aperte.

1HO������KD�IDWWR�SDUWH�GHO�JUXSSR�GL�VWXGLR�GHOOD�164��6RUJHQWH�GL�1HXWURQL�SHU�6SDOOD]LRQH��DO�.)$�GL�-XOLFK�LQ�*HUPDQLD��1HO������YLQFH�XQD�ERUVD�GL� VWXGLR�DO�&(51� �SUHVVR� LO�JUXSSR� WHRULFR�GHO�/(3� �/DUJH�(OHFWURQ�3RVLWURQ�&ROOLGHU��1HO�������YLQFH�LO�FRQFRUVR�D�5LFHUFDWRUH�8QLYHUVLWDULR��UDJJUXSSDPHQWR�)LVLFD�*HQHUDOH�H�6SHULPHQWDOH��SUHVVR� OD� )DFROWj� GL� ,QJHJQHULD� GHOO8QLYHUVLWj� GL� 5RPD� �/D� 6DSLHQ]D��� 1HOOD� VWHVVD� VHGH� q� GLYHQWDWR�SURIHVVRUH�$VVRFLDWR�QHO������H�3URIHVVRUH�2UGLQDULR�QHO�������'DO������q�DVVRFLDWR�DOO,1)1�SUHVVR�L�/DERUDWRUL�1D]LRQDOL�GL�)UDVFDWL��'DO������q�PHPEUR�GHOO�,&)$��,QWHUQDWLRQDO�&RPPLWWHH�IRU�)XWXUH�$FFHOHUDWRUV��3DQHO�RQ�%HDP�'\QDPLFV��'DO������q�PHPEUR�GHO�&RQVLJOLR�'LUHWWLYR�GHOO,1)1��LQ�TXDOLWj�GL�UDSSUHVHQWDQWH�GHO�08567��&ROODERUD�DWWLYDPHQWH�DOOH�VFXROH�VXJOL�DFFHOHUDWRUL�GHO�&$6��&HUQ�$FFHOHUDWRU�6FKRRO��H�GHO�-8$6��-RLQW�8QLYHUVLWLHV�$FFHOHUDWRU�6FKRRO���Ha svolto una intensa attività di ricerca nel campo dell' interazione tra fasci di particelle e componenti della camera da vuoto, sviluppando modelli teorici per l'eccitazione di campi elettromagnetici parassiti, per la stima delle perdite di energia , e conseguenti effetti sulla stabilità dei fasci di particelle. Ha partecipato al progetto di alcune macchine acceleratrici quali: LEP, ERSF, ELETTRA, DAPHNE occupandosi principalmente dei fenomeni di instabilità. Collabora da alcuni anni al progetto LHC del CERN, mediante l'esperimento SAFTA di cui è responsabile, occupandosi della cartterizzazione elettromagnetica della camera da vuoto e di alcuni dispositivi dell'acceleratore. Attualmente collabora al gruppo di studio sulla Neutrino Factory, mediante l'esperimento NTA-NF di cui è responsabile. E' autore di oltre 100 pubblicazioni nel campo della fisica e tecnologia degli acceleratori. E’ autore di circa 300 pubblicazioni su riviste internazionali.

$WW���21'8/$725(��)(/���5HIHUHQWH�GHO�3URJHWWR��YRFH�$���� - Responsabile scientifico ENEA FIS e Referente del progetto (voce A5)): Alberto Renieri Si è laureato in Fisica presso l’ Università degli Studi di Roma “ La Sapienza” nel 1969 discutendo una tesi su instabilità di fascio e effetti di irraggiamento in acceleratori di particelle. Dal 1969 al 1971 è stato borsista CNEN e ha lavorato nel campo della teoria e simulazione di acceleratori di particelle. Dal 1971 al 1976 ha lavorato presso il gruppo ADONE dei Laboratori Nazionali di Frascati sui problemi connessi con la dinamica di fasci di particelle cariche in acceleratori di alta energia. In particolare ha investigato il comportamento caotico di fasci di particelle collidenti, sotto l’ effetto delle forze non lineari dovute alla interazione fascio-fascio, e la dinamica dell’ allungamento anomalo dei fasci (PLFURZDYH�LQVWDELOLW\). Dal 1976 ad oggi lavora presso il Centro ENEA (attualmente Divisione Fisica Applicata) dove svolge attività teorica e sperimentale in ottica quantistica (in particolare nel campo dei laser ad elettroni liberi (FEL)) e attività teorico-modellistica nel campo degli acceleratori di elettroni dedicati alla produzione di luce di sincrotrone. Più in dettaglio: Dal 1976 al 1983 ha investigato le problematiche relative all’ operazione di laser ad elettroni liberi in anelli di accumulazione. Il risultato più rilevante è stato la derivazione dell’ efficienza di tale dispositivo e i parametri di operazione laser e del fascio di elettroni all’ equilibrio. Ha inoltre lavorato su analisi e modellizzazione della propagazione di impulsi nei FEL a singolo passaggio. Nello stesso periodo ha investigato le proprietà di coerenza della radiazione prodotta dai laser ad elettroni liberi. Negli anni 1983-1984 ha lavorato nel 0DFKLQH�6WXG\�*URXS del Progetto Europeo Radiazione di Sincrotrone (ESRP), investigando la dinamica dei fasci di elettroni accumulati in macchine acceleratrici di emittanza molto bassa. Dal 1981 al 1988 ha lavorato nella progettazione, realizzazione e operazione del primo laser ad elettroni liberi realizzato in Italia (che è anche stato il primo al mondo utilizzante un acceleratore compatto (microtrone) e il primo in Europa a singolo passaggio). Dal 1988 ad oggi svolge attività di ricerca nella dinamica di FEL in anello di accumulazione, con particolare riguardo alla correlazione tra la dinamica FEL e il processo di interazione tra i fasci di elettroni e la macchina acceleratrice (in particolare la PLFURZDYH�LQVWDELOLW\). Nell’ ambito di questa ultima attività gli è stato assegnato il “ 1994 FEL Prize” come riconoscimento dell’ attività di ricerca svolta nel campo della teoria dei laser ad elettroni liberi operanti in anello di accumulazione. Negli anni ’ 90 è stato membro del “ Machine & Experiment Advisory Committee” della macchina per luce di sincrotrone DELTA dell’ Università di Dortmund (Germania). Dal 1987 fino al 1990 ha avuto l’ incarico di Capo Unità di Progetto “ Tecnologie Ottiche ed Elettroottiche” dell’ ENEA Dal 1990 al 1993 ha avuto l’ incarico di Direttore del Dipartimento Sviluppo Tecnologie di Punta dell’ ENEA Dal 1994 è Direttore della Divisione Fisica Applicata dell’ ENEA. E’ autore di circa 70 articoli pubblicati su riviste internazionali, di circa 30 comunicazioni a Congressi Internazionali (di cui molte su invito), di due libri e di numerosi contributi a Handboock, Enciclopedie e Scuole.

$WW�������277,&+(��0212&520$725,�H�$33/,&$=,21,��6WXGLR�VX�PDWHULDOL�SHU�RWWLFKH�H�PRQRFURPDWRUL�QHOO¶;89�H�VYLOXSSR�GL�XQ�DPSOLILFDWRUH�D�IV�PXOWLSDVVR��,QGLYLGXD]LRQH�GHL�SULPL�HVSHULPHQWL�DG�KRF�SHU�XQD�VRUJHQWH�GHO�WLSR�63$5&´���Responsabile Scientifico CNR: Dr. Paolo Perfetti 9LWD�- Nato a Terni il 20 Aprile 1942. - Laureato in Fisica all'Università di Roma nel luglio del 1967. 6,78$=,21(�352)(66,21$/(�- 1967-1968: ufficiale dell'aeronautica militare presso il sistema di difesa radar di Pavia. - 1969-1970: borsa di studio della Confindustria usufruita presso il dipartimento di Fisica dell'Università di Roma. - 1970-presente: dipendente del Consiglio Nazionale delle Ricerche. - 1970-1974: presso il Laboratorio di Elettronica dello Stato Solido del CNR. - 1975-1977: presso il progetto per l'utilizzazione della Luce di Sincrotrone (PULS), con attività prima presso il

sincrotrone e poi presso l'anello di accumulazione ADONE dei Laboratori Nazionali di Frascati. - 1977-1978:

borsa di studio NATO junior usufruita presso il "Material and Molecular Research Laboratory" del Lawrence Berkeley Laboratory, Berkeley, USA.

- 1979-1983: presso il Progetto per l'utilizzazione della Luce di Sincrotrone (PULS), responsabile della linea di spettroscopia fotoelettronica a bassa energia.

- Maggio-Agosto 1981, Luglio-Agosto 1982, 1983, 1984, 1986 "visiting Professor" all'Università del Wisconsin, Madison. - Giugno-Agosto 1987: "Visiting Scientist" presso i laboratori di ricerca IBM di Zurigo. Giugno 1998: "visiting Scientist" presso l'Università di Marsiglia, Francia. - �����SUHVHQWH��'LUHWWRUH�GHOO,VWLWXWR�GL�6WUXWWXUD�GHOOD�0DWHULD�GHO�� &15�

,1&$5,&+,�692/7,�35(662�',9(56(�,67,78=,21,�6&,(17,),&+(� - Membro del Comitato Scientifico (SAC) dell'"European Synchrotron Radiation Facility" di Grenoble. - Membro della Commissione Scientifica di Coordinamento delle Attività Scientifiche italiane presso i

Laboratori ESRF “ European Synchrotron Radiation Facility" di Grenoble. - Membro del Comitato Scientifico del Laboratorio "TASC" dell'INFM di Trieste. - Membro del Comitato di Controllo del "Progetto Finalizzato Materiali per Tecnologie Avanzate". - Membro della Commissione Luce di Sincrotrone del CNR. - Membro del Comitato Scientifico CNR-Università di Camerino. - Membro del Comitato Scientifico CNR-Università di Perugia. - Membro del Comitato Scientifico PASTIS-Centro Nazionale per la Ricerca e Sviluppo dei Materiali S.C.P.A.,

Mesagne, Brindisi. - Coordinatore del Comitato dei Direttori per l’ Attività di Luce di Sincrotrone del CNR". - Membro “ del Consiglio di Amministrazione” del CNR, (1998). - Membro del Comitato di Progetto del "Progetto Finalizzato MADESS II". - Membro del "Consiglio Direttivo" dell'INFN. - Rappresentate CNR nel “ Consiglio di Amministrazione” dell’ Area Science Park di Trieste, (2000). - Membro rappresentante del Consiglio Nazionale delle Ricerche presso l’ European Union of Physics

Organisation (EUPRO). - Membro del Comitato di Gestione del MURST per lo Sviluppo della Ricerca nel Settore della Luce di

Sincrotrone. �

$77,9,7$�$&&$'(0,&$�- 1974-1975:

Insegnante del Corso di laboratorio di Fisica II (Stati Aggregati) presso l'Università di Roma La Sapienza. - 1979-1980:

Insegnante di un corso di perfezionamento in fisica degli stati aggregati presso l'Università di Roma La Sapienza.

- 1983-1984: Corso integrativo a contratto di "Fisica dello Stato Solido" presso l'Università dell'Aquila, anno accademico 1983-1984.

- 1984-1985: Corso integrativo a contratto di "Fisica dello Stato Solido" presso l'Università dell'Aquila, anno accademico 1984-1985 .

Relatore di numerose tesi di laurea presso l' Istituto di Fisica dell'Universita’ di Roma LA SAPIENZA: (63(5,(1=$�',�5,&(5&$� Fisica dello Stato solido, fisica delle superfici, con esperienza particolare nella spettroscopia di fotoemissione

diretta e inversa, LEED, analisi AUGER, interazione radiazione di sincrotrone-materia. Numerosi inviti a conferenze internazionali ed a seminari in diversi laboratori, e più di duecento lavori su riviste internazionali, si sono svolti sui seguenti argomenti: rivelatori nell'infrarosso ad eterogiunzione, diodi fotoemettitori, interfacce metallo-semiconduttore, eterogiunzioni, EXAFS ed EXAFS di superficie, chemisorbimento di CO su Ni, fotoemissione risonante in semiconduttori, semiconduttori amorfi del IV gruppo, microscopia a scansione a sonda locale (AFM, SNOM) su materiali di interesse per la microelettronica e per la biologia, spettromicroscopia con luce di sincrotrone. Nel campo della radiazione di sincrotrone è stato membro del gruppo di lavoro che nel 1975 modificò l’ anello di accumulazione ADONE di Frascati per dedicarlo all’ attività di luce di sincrotrone, responsabile per la realizzazione della linea di spettroscopia fotoelettronica a bassa energia presso ADONE. Tale esperienza è stata accresciuta da lunghi periodi di lavoro presso il Lawrence Berkeley Laboratory nel 1978, ed presso i laboratori di Stanford. Negli ultimi anni l’ impegno si è indirizzato verso il progetto e costruzione della linea di spettroscopia fotoelettronica VUV presso l’ anello di accumulazione ELETTRA di Trieste.

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$WW����625*(17(�;��UHDOL]]D]LRQH�GL�XQD�VRUJHQWH�G¶DUPRQLFKH�XOWUDEUHYL�DG�DOWD�HIILFLHQ]D�QHOOD�UHJLRQH�GHL�UDJJL�[�PROOL�SHU�WHVW�GL�VLVWHPL�GL�PLVXUD�H�VHHGLQJ�SHU�XQD�VRUJHQWH�63$5&��Responsabile scientifico INFM: Prof. Sandro De Silvestri �Nato nel 1951, si è laureato in Ingegneria Nucleare nel 1976 presso il Politecnico di Milano. Dal 1977 al 1987 è stato ricercatore del Consiglio Nazionale delle Ricerche. Nel 1984 ha usufruito di una borsa di studio della NATO presso il MIT (Cambridge, USA). Nel 1987 è diventato professore associato in Fisica Generale presso il Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano. Dal 1994 è professore ordinario presso lo stesso Politecnico. $WWLYLWj�GL�ULFHUFD�Ha svolto un'intensa attività di ricerca nel campo delle sorgenti laser e delle loro applicazioni in diversi settori. In particolare, i suoi principali interessi hanno riguardato: (i) sviluppo di laser a picosecondi e loro applicazioni alla fotofisica e alla fotochimica; (ii) progettazione di risonatori ottici per laser a stato solido d'elevata brillanza; (iii) sviluppo di laser a femtosecondi e sistemi di conversione parametrica della frequenza; (iv) applicazioni degli impulsi ultrabrevi all'ottica non-lineare e allo studio dei processi ultrarapidi nei polimeri, semiconduttori e sistemi a confinamento quantico. Attualmente, la sua attività di ricerca è rivolta verso: (i) sviluppo di tecniche non-lineari per la compressione d'impulsi a femtosecondi; (ii) generazione d'armoniche di ordine elevato per la produzione di radiazione coerente nel XUV; (iii) spettroscopia vibrazionale coerente di molecole organiche. Detiene inoltre il record di minima durata nella generazione d'impulsi laser, pari a 4.5 fs. E' autore di oltre 150 lavori pubblicati su riviste internazionali. E' membro dell'Optical Society of America (OSA) e del "Optical and Quantum Electronics Board" dell'European Physical Society. Dal 1999 è "Topical Editor" della rivista Optics Letters dell'OSA, nel settore dei Fenomeni Ultrabrevi. E' stato "General Chair" del congresso internazionale CLEO/Europe, tenutosi a Nizza nel 2000, uno dei maggiori eventi europei nel settore dei laser e dell'optoelettronica. Ha assunto ruoli di responsabilità nella conduzione di progetti nazionali come ad esempio il progetto PRA-FEXRAYS dell'Istituto Nazionale per la Fisica della Materia (INFM), che ha portato alla realizzazione di una "Facility" nazionale per la generazione di radiazione coerente ultrabreve nella regione XUV. E' attualmente direttore della Sezione A (Fisica atomica e molecolare, Ottica non-lineare, Elettronica Quantistica e Plasmi) dell'INFM. 3XEEOLFD]LRQL�VLJQLILFDWLYH�M.Nisoli, S.De Silvestri, O.Svelto, R.Szipöcs, K.Ferencz, Ch.Spielmann, S.Sartania, and F.Krausz, "Compression of high energy laser pulses below 5 fs", Opt. Lett. 22, 522 (1997). G.Cerullo, G.Lanzani, M.Muccini, C.Taliani, S.De Silvestri “ Real-time vibronic coupling dynamics in a prototypical conjugated oligomer” Phys. Rev. Lett. 83, 231(1999). G.Cerullo, M.Nisoli, S.Stagira, S.De Silvestri, G.Tempea, F.Krausz, K.Ferencz "Mirror-dispersion-controlled sub-10-fs optical parametric amplifier in the visible", Opt. Lett. 24, 1529 (1999). E.Priori, G.Cerullo, M.Nisoli, S.Stagira, S.De Silvestri, P.Villoresi, L.Poletto, P.Ceccherini, C.Altucci, R.Bruzzese, C.de Lisio “ Nonadiabatic three-dimensional model of high-order harmonics generation in the few-optical cycle regime” , Phys. Rev. A61, 63801 (2000).

B) ILLUSTRAZIONE DEL PROGETTO B1) OBIETTIVI E METODOLOGIE

B1.1) Descrizione del progetto (cinque pagine max) � � � ���"� � ) � � � � � ��% % ���! � �% � ��! ! �-�% % � � � % +��4�������"� � �� �3��� ! � � ��% ����� ! � ��� � �5! �6% ��� �3� ! � ��� � � % � ! � )�)��% �"� Dispositivi basati sul processo di emissione da fasci di elettroni relativistici, in moto in ondulatori magnetici, costituiscono uno strumento ideale per la produzione di radiazione ad alta intensità e brillanza, sia coerente che incoerente, nella regione spettrale dell’ ultravioletto e degli X. Le attuali sorgenti di Luce di Sincrotrone (SLS) rappresentano un esempio di dispositivo dedicato alla produzione di radiazione incoerente o parzialmente coerente. Il Laser ad Elettroni Liberi (FEL) fornisce un esempio di sorgente di radiazione di sincrotrone coerente. Le SLS e i FEL hanno seguito, negli ultimi anni, uno sviluppo parallelo con sporadiche e non sinergiche sovrapposizioni. L’ evoluzione di tali dispositivi è stata, in larga parte, determinata dalle richieste di utenza relative ad applicazioni avanzate nel campo delle strutture biologiche, molecolari e dei materiali. In tale contesto, la grandezza che misura l’ alta intensità del fascio di radiazione e che ha determinato lo sviluppo delle SLS dalla prima alla terza generazione, è la brillanza, ovvero il numero di fotoni emessi al secondo per 0.1% di larghezza di banda e per (mm.mrad)2. Allo stato attuale (sorgenti di terza generazione), il valore di riferimento della brillanza e 1022. Tale valore costituisce una sorta di limite, difficilmente superabile, dalle SLS convenzionali. La brillanza dipende dal meccanismo di generazione dei fotoni e dalle caratteristiche del fascio di elettroni che li generano. Un fascio di elettroni dedicato a sorgenti UV-X di alta brillanza, deve essere caratterizzato da

a) alta corrente di picco b) bassa dispersione in energia c) bassa emittanza.

Nel caso delle SLS il fascio di elettroni è fornito da un anello di accumulazione, ovvero da un acceleratore operante in condizione di damping radiativo . Per motivi inerenti la dinamica del sistema, acceleratori di tale tipo non riescono ad operare ad alte correnti di picco e a basse emittanze. L’ utilizzo di un FEL operante con un Acceleratore Lineare (LINAC) di alta energia fornisce i seguenti vantaggi

1) Rendimento del processo di generazione dei fotoni maggiore di un fattore 108 del caso delle SLC 2) Emittanze normalizzate più basse di un ordine di grandezza

In conclusione i valori di brillanza ottenibili con un FEL operante con un acceleratore adeguato sono previsti essere 10 ordini di grandezza al di sopra di quella delle attuali SLS. Un FEL operante nella regione dell’ UV-X potrebbe fornire una sorgente di radiazione ad alta brillanza per applicazioni avanzate nel campo delle strutture biologiche e molecolari e dei materiali. Inoltre sorgenti di tipo FEL hanno come caratteristica distintiva rispetto alle SLS una struttura temporale con impulsi della durata dell’ ordine del centinaio di fs. La realizzazione di una sorgente di questo tipo si raccorda con iniziative nazionali di realizzazione di sorgenti FEL operanti con anelli di accumulazione e con iniziative europee miranti a sviluppare FEL in regimi di operazione confrontabili con quello prima descritto. Inoltre la realizzazione di una sorgente FEL operante fino alla regione dei raggi X con energia dei fotoni maggiore del KeV, è in piena sintonia con le linee guida del Programma Nazionale della Ricerca approvate dal CIPE nella seduta 25 maggio 2000 e presenta profili di strategicità in relazione allo sviluppo della ricerca scientifica e tecnologica del Paese. Si propone, pertanto, di sviluppare un impianto innovativo, denominato SPARC (acrostico di Sorgente Pulsata Auto amplificata di Radiazione Coerente), teso alla realizzazione di un FEL per la produzione di radiazione coerente di alta intensità a 530nm e fino alla regione dell’ estremo UV, usando meccanismi di generazione di armoniche. L’ impianto viene proposto anche al fine di verificare la fattibilità di un sistema di dimensioni maggiori ed è concepito in maniera tale che le varie parti costituenti siano utilizzabili per un impianto estendibile all’ operazione nella regione di lunghezze d’ onda di interesse. In tale contesto riveste, inoltre, particolare interesse un’ attività di ricerca e sviluppo nel campo delle ottiche per il trasporto, focalizzazione e monocromatizzazione del fascio di radiazione e tecniche e metodologie per la rivelazione e l’ utilizzo di impulsi ultrabrevi (<100fs) nella regione dei raggi X. La realizzazione di SPARC si articola su quattro obiettivi di seguito specificati

1) Progettazione e realizzazione di un acceleratore per la produzione di un fascio di elettroni di energia massima di 150 MeV ad alta corrente e a bassa emittanza

2) Progettazione e realizzazione di canale di trasporto, magnete ondulatore e FEL secondo le caratteristiche sopra specificate

3) Studio e realizzazione di ottiche e monocromatori nell’ XUV, elaborazione di strategie sperimentali per applicazioni avanzate nel campo delle strutture biologiche, molecolari e dei materiali con sorgenti di tipo SPARC

4) Realizzazione di una sorgente di armoniche ultrabrevi nella regione dei raggi X molli come seme di ingresso per sorgenti di tipo SPARC.

Chiarito quanto sopra si precisa che gli obiettivi verranno denominati come segue.

a) Sviluppo Sotto componente 1: ACCELERATORE SOGGETTO RESPONSABILE: Istitu to Nazionale Fisica Nucleare (INFN), SOGGETTI PARTECIPANTI: Ente per le Nuove Tecnologie, l’ Energia e l’ Ambiente (ENEA), Università di Roma Tor Vergata, Sincrotrone Trieste SPA, Istituto Nazionale Fisica della Materia (INFM). b) Sviluppo Sotto componenete2: ONDULATORE & FEL SOGGETTO RESPONSABILE: Ente per le Nuove Tecnologie, l’ Energia e l’ Ambiente (ENEA) SOGGETTI PARTECIPANTI: Istituto Nazionale Fisica Nucleare (INFN), Istituto Nazionale Fisica della Materia (INFM). c) Sviluppo Sotto componente 3: OTTICHE, MONOCROMATORI e APPLICAZIONI SOGGETTO RESPONSABILE: Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) SOGGETTI PARTECIPANTI: Istituto Nazionale Fisica della Materia (INFM), Ente per le Nuove Tecnologie, l’ Energia e l’ Ambiente (ENEA). d) Sviluppo sottocomponente 4: SORGENTE X SOGGETTO RESPONSABILE: Istituto Nazionale Fisica della Materia (INFM) SOGGETTI PARTECIPANTI: Consiglio Nazionale delle ricerche (CNR).

$WW���$&&(/(5$725(��IRWRLQLHWWRUH�DG�HOHYDWD�EULOODQ]D�SHU�XQD�VRUJHQWH�GL�UDGLD]LRQH�FRHUHQWH�89�H�;��

La generazione di radiazione coerente nella regione spettrale VUV ed X mediante Laser ad Elettroni Liberi a singolo passaggio (SASE-FEL), richiede all’ ingresso dell’ ondulatore un fascio di elettroni ad alta brillanza Bn=2I/Hn

2, ovvero alta corrente di picco (> kA) e bassa emittanza (< 2 mm-mrad), con dispersione di energia dell’ ordine di 'J/J 0.1 % [1,2] ad una energia cinetica dell’ ordine di 10 GeV. Tali requisiti, in particolare riguardo all’ emittanza, devono essere ottenuti sin dalle fasi iniziali di accelerazione, producendo fasci di elevata qualità nell’ iniettore. Il trasporto nel linac e lungo l’ ondulatore può solo degradare la qualita’ del fascio, ad esempio per effetto dei campi di scia nel linac, dell’ emissione coerente di radiazione di sincrotrone nei compressori magnetici e degli effetti di rugosita’ superficiale nell’ ondulatore.

Dallo studio delle prestazioni di un FEL-SASE [3,4] in relazione alle qualità del fascio di elettroni, si evince la necessita’ di sviluppare nuove tecniche di generazione di fasci ad alta brillanza. I limiti attuali sono essenzialmente dovuti ad una non ottimizzata compensazione dell’ emittanza nell’ iniettore ed alla successiva degradazione nei compressori magnetici. Pertanto e’ indispensabile avviare un forte impegno di R&D concentrato sullo studio della fisica dei fasci con l’ obiettivo di produrre fasci di alta brillanza fin dall’ iniettore.

Recenti studi hanno dimostrato che illuminando il catodo con impulsi Laser temporalmente uniformi, ed adottando uno schema ottimizzato di compensazione di emittanza [5,6], e’ possibile raggiungere un’ emittanza normalizzata inferiore a 2 mm-mrad. Tale schema, ideato da ricercatori INFN è stato adottato ufficialmente nelle proposte di FEL a raggi-X LCLS [6] e TESLA-FEL [7].

Inoltre è stato recentemente proposto uno schema di compressione a radiofrequenza [8], che permetterebbe di eliminare gli effetti indesiderati della compressione magnetica sfruttando l’ effetto di focalizzazione longitudinale delle strutture acceleranti ad onda lenta.

�Si propone pertanto di realizzare presso i Laboratori Nazionali di Frascati, un prototipo di fotoiniettore che

permetta di studiare i nuovi schemi di: 1-compensazione di emittanza al di sotto di 2 mm-mrad 2-compressione del fascio mediante strutture acceleranti ad onda lenta.

[1] Conceptual Design of a 500 GeV e+e- Linear Collider with Integrated X-ray Laser Facility, editors: R. Brinkmann, G. Materlik, J. Rossbach, A. Wagner, DESY-1997-048. [2] Linac Coherent Light Source (LCLS) Design Study Report, The LCLS Design Study Group, SLAC-R-521 [3] L. Giannessi (ENEA), comunicazione privata. [4] ReD per una sorgente coerente SASE VUV e Soft X-rays, Rapporto Laboratori Nazionali di Frascati dell’ INFN. [5] L. Serafini, J. B. Rosenzweig, "Envelope analysis of intense relativistic quasilaminar beams in rf photoinjectors: a theory of emittance compensation", Phys. Rev. E �� (1997) 7565. [6] M. Ferrario, J. E. Clendenin, D. T. Palmer, J. B. Rosenzweig, L. Serafini, “ HOMDYN Study For The LCLS RF Photo-Injector” , Proc. of the 2nd ICFA Adv. Acc. Workshop on “ The Physics of High Brightness Beams” , UCLA, Nov., 1999, see also SLAC-PUB-8400. [7] M. Ferrario, K. Floettmann, B. Grygorian, T. Limberg, Ph.Piot, “ Conceptual design of the XFEL Photoinjector, to be published (TESLA report). [8] L. Serafini, M. Ferrario, “ Velocity Bunching in Photoinjector” , Proc of 18th ICFA Beam Dynamics Workshop “ Physics of and Science with X-ray FELs” Arcidosso 2000L’ INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) parteciperà all’ attività 1 ACCELERATORE, coordinando le attività delle unità INFN (LNF, Milano, Roma1), ENEA, INFM, Sincrotrone Trieste (ST), Università di Roma Tor Vergata (UT), relativamente ai seguenti temi di ricerca: �D����Progettazione e realizzazione di un sistema Laser per fotocatodo (INFN, INFM), Obiettivo principale di tale attività è la realizzazione di un sistema Laser per illuminare il catodo con un impulso spazialmente uniforme. Inoltre, si intende ottenere impulsi Laser molto corti, della durata di 10 picosecondi, con un tempo di salita inferiori al picosecondo, ed di energia maggiore di 500 PJ nell’ UV e sincronizzati alla radiofrequenza D��� Progettazione e realizzazione di un cannone con catodo incorporato (INFN,ENEA,ST) Tale attività ha come obiettivo la progettazione de realizzazione di un cannone composto da 1.6 celle da 0.3 m, con un catodo incorporato di 2mm di diametro. Le cavità sono immerse in un campo magnetico da 0.3 Tesla, prodotto da un solenoide esterno. Il campo accelerante sul catodo ha un valore di picco di 120-140 MV/m e richiede una potenza di 15 MW.

D��� Progettazione e realizzazione di una struttura accelerante (INFN, ENEA, ST,UT) Per ottenere la compensazione dell’ emittanza nella fase di accelerazione, si intende utilizzare una struttura accelerante, con gradiente pari a 25-30 MV/m, immersa in un campo magnetico di 0.08 Tesla, comprensiva di modulatore e Klystron. La potenza richiesta è di 50 MW. Il fascio verrà accelerato fino all’ energia di 150 MeV. Con una analoga struttura, opportunamente modificata, si intende verificare, in una fase successiva, lo schema di compressione a RF.

D��� Progettazione e realizzazione della diagnostica per il fascio (INFN, UT) Obiettivo principale di tale attività, consiste nella progettazione e realizzazione dei dispositivi per la diagnostica del fascio, con particolare riguardo all’ OTR, già sviluppato e funzionante sulla TESLA-TTF Facility a Desy (Germania). D����Assemblaggio del sistema e commissioning (INFN, ENEA,INFM, ST,UT) Trasporto del fascio dal catodo all’ ondulatore, matching nell’ ondulatore, allineamento e diagnostica della brillanza del fascio di elettroni a 150 MeV.

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L’ obiettivo dell’ attività 2 è lo studio della dinamica di un laser ad elettroni liberi, operante in regime di alto guadagno con generazione coerente di armoniche di ordine superiori, in grado di fornire radiazione nella regione spettrale del Visibile-VUV. Il dispositivo FEL proposto ha, pertanto, il duplice scopo di generare radiazione per studi avanzati nel campo delle applicazioni per analisi di strutture biologiche, molecolari e dei materiali e fornire elementi di test per l’ estendibilità del sistema all’ operazione nella regione degli X. Il regime di funzionamento è pertanto obbligato, infatti la non disponibilità di specchi riflettenti nella regione in questione fa scartare l’ opzione oscillatore e lascia come unica alternativa quella detta di emissione spontanea autoamplificata (SASE). In tale configurazione il fascio di elettroni fornito dall’ acceleratore, descritto in ATTIVITA’ 1, viene trasportato dall’ acceleratore all’ ondulatore. Nell’ ondulatore, costituito da un magnete, con poli alternati Nord-Sud, il fascio di elettroni comincia ad eseguire una traiettoria ondulata ed emette ordinaria radiazione di bremsstrahlung. Tale radiazione costituisce una sorta di seme iniziale che viene amplificato fino alla saturazione durante il transito degli elettroni nell’ ondulatore. La crescita del “ Segnale di Ingresso” fino alla condizione di equilibrio è garantita dallo specifico meccanismo alla base del processo FEL, ovvero, modulazione di energia, impacchettamento degli elettroni e conseguente emissione coerente. La lunghezza d’ onda di emissione è fissata dalla energia del fascio di elettroni e dalle caratteristiche del magnete ondulatore, il guadagno, ovvero il tasso di amplificazione del segnale per unità di lunghezza dipende in larga parte dalle caratteristiche del fascio di elettroni. L’ intera struttura è concepita in modo da raggiungere la saturazione. Come già detto l’ energia del fascio di elettroni e le caratteristiche del magnete ondulatore fissano la lunghezza d’ onda fondamentale di operazione del FEL. Esiste però la possibilità di utilizzare il meccanismo, noto come generazione coerente di armoniche, per operare a lunghezze d’ onda sottomultiple della fondamentale. Tale meccanismo permette di estendere significativamente, più di un ordine di grandezza, l’ intervallo di operazione del LASER. Il meccanismo di generazione di armoniche, parte integrante della proposta, offre motivi di interesse notevoli anche in vista della estensione del sistema alle lunghezze d’ onda minori, sia per la riduzione dei costi sia per le riduzioni delle dimensioni del sistema. E’ necessario pertanto studiare gli effetti associati adeguatamente sia da un punto di vista teorico e sperimentale ed apportare ottimizzazioni ingegneristiche finora non considerate. L’ ENEA (Ente Nazionale per le Nuove tecnologie, l’ energia e l’ ambiente) parteciperà all’ attività 2 ONDULATORE & FEL, coordinando le attività delle unità TEO, LAC, MACO della divisione Fisica Applicata relativamente ai seguenti temi di ricerca.

D��� Progettazione e costruzione del canale di guida magnetico per il trasporto del fascio di elettroni fornito dall’ acceleratore di cui all’ attività 1. (In collaborazione con INFN)

A causa della estrema sensibilità del processo FEL alle caratteristiche del fascio di elettroni, il progetto e la realizzazione della struttura di guida pongono notevoli problemi relativi al trasporto non distruttivo del fascio di elettroni. Dove per non distruttivo si intende la minima perturbazione, da parte del canale, delle caratteristiche del fascio di elettroni trasportato con particolare riferimento alla dispersione di energia ed alla emittanza. Dovranno essere pertanto effettuate simulazioni tendenti a chiarire l’ effetto della emissione coerente nei magneti di trasporto sulle quantità di cui sopra, l’ effetto delle non linearità del campo magnetico dell’ ondulatore sulla emittanza del fascio, l’ effetto dei campi elettromagnetici scia dovuti all’ interazione tra il fascio di elettroni e la pareti della camera da vuoto sulla dispersione di energia del fascio. Chiariti i punti di cui sopra si procederà allo studio di una struttura ottimizzata che prenderà in considerazione l’ utilizzo di focheggiamenti aggiuntivi per la riduzione della lunghezza di saturazione del segnale FEL. Si procederà, infine, alla costruzione del sistema di trasporto.

D��� Progettazione e costruzione dell’ ondulatore magnetico (In collaborazione con INFN)

Come già parzialmente evidenziato l’ ondulatore ha una duplice funzione, ossia quella di elemento di canale di trasporto e di ” struttura radiante” , in cui gli elettroni acquistano una componente di moto trasverso che permette al fascio di irraggiare e di autoamplificare la radiazione emessa fino al livello di saturazione. Il progetto dell’ ondulatore dovrà necessariamente procedere in parallelo alla struttura globale del canale di trasporto, in tale contesto un parametro cruciale è la sua lunghezza totale a sua volta specificata dalla lunghezza necessaria affinché il segnale FEL raggiunga la saturazione. Inoltre a causa dell’ interesse per il meccanismo di generazione coerente di armoniche si dovranno studiare configurazioni dell’ ondulatore che favoriscano tale processo. Finita la parte progettuale e la relativa ottimizzazione dei parametri sarà avviata la costruzione del sistema. Calcoli preliminari indicano che la lunghezza dell’ ondulatore potrà superare i 15 metri. Onde avere una struttura più facilmente gestibile e permettere l’ inserzione di adeguate diagnostiche, sia per la radiazione sia per gli elettroni, si costruiranno diverse sezioni di ondulatore, a magneti permanenti e a gap variabile, di lunghezza non superiore ai tre metri.

D��� Realizzazione di un FEL nella regione spettrale Visibile-VUV (In collaborazione con INFN, INFM)

L’ obiettivo di ottenere radiazione FEL nella regione Visibile-VUV ha molteplici motivazioni 1) dimostrare che il sistema può operare fino alla saturazione in regime di emissione autoamplificata a brevi

lunghezze d’ onda 2) eliminare complicazioni dovute ad effetti diffrattivi che possono contribuire all’ allungamento della sezione di

saturazione 3) avere un segnale di armonica fondamentale sufficientemente robusto che favorisca la generazione coerente di

armoniche di ordine superiore. 4) Provare la possibilità di utilizzare un seme di ingresso da amplificare, favorendo la conseguente generazione di

armoniche e riducendo la lunghezza di saturazione.

$WW�������277,&+(��0212&520$725,�H�$33/,&$=,21,��6WXGLR�VX�PDWHULDOL�SHU�RWWLFKH�H�PRQRFURPDWRUL�QHOO¶;89�H�VYLOXSSR�GL�XQ�DPSOLILFDWRUH�D�IV�PXOWLSDVVR��,QGLYLGXD]LRQH�GHL�SULPL�HVSHULPHQWL�DG�KRF�SHU�XQD�VRUJHQWH�GHO�WLSR�63$5&´��La possibilità di realizzare esperimenti innovativi con un sorgente tipo SPARC, ultrabrillante e con impulsi ultrabrevi (circa 100 fs) dovrà superare alcune difficoltà tecnologiche legate ai valori estremi di tali parametri. L’ altissima densità di energia del fascio di luce che deve essere trasportato, o monocromatizzato, verso le camere sperimentali rende necessario uno studio accurato, sia sui materiali con cui realizzare gli elementi ottici, sia sulle tecniche del trasporto del fascio. Un’ altra difficoltà tecnologica sarà quella di rivelare impulsi di radiazione ultrabrevi e di realizzare tecniche affidabili di “ pump and probe” utilizzando sorgenti di impulsi ultrabrevi non correlate temporalmente per il “ pump” ed il “ probe” . In quest’ ultima direzione è di fondamentale importanza sviluppare rivelatori di elettroni e/o ioni a tempo di volo in sistemi per misure risolte in tempo. Parteciperà il CNR attraverso il “ progetto Sincrotroni” che coordinerà le attività dei seguenti Istituti e centri: ISM, IMIP, IC, IFN, ed attraverso i seguenti temi di ricerca. D���) 6WXGLR� H� VYLOXSSR� GL� RWWLFKH� SHU� WUDVSRUWR�� IRFDOL]]D]LRQH� H� PRQRFURPDWL]]D]LRQH� GL� IDVFL� FRHUHQWL� DG� DOWD�LQWHQVLWj���,)1�VH]LRQH�GL�5RPD� L'altissima brillanza della sorgente SPARC pone problemi tecnologici relativi allo sviluppo di ottiche opportune. E' quindi necessaria un'attività di ricerca che individui nuove soluzioni per quanto riguarda le geometrie e i materiali da utilizzare. L'attività di ricerca riguarderà i seguenti punti: i) simulazioni e calcoli sull'interazione radiazione-materia con le caratteristiche particolari della radiazione prodotta dal FEL, sull' efficienza e sulla resistenza alla radiazione di diversi tipi di ottiche per diversi range spettrali per il trasporto, focalizzazione e monocromatizzazione nei diversi intervalli di energia, tenendo anche conto delle caratteristiche temporali della sorgente che dovranno essere preservate. In questa prima fase si prenderanno in considerazione in modo particolare specchi e multistrati per quanto riguarda il trasporto e la monocromatizzazione. A questo proposito si effettueranno studi di deposizione di film sottili di diversi materiali e le relative caratterizzazioni mediante riflettometria con raggi X. Per le ottiche di focalizzazione l'attenzione sarà rivolta principalmente allo studio, alla produzione e alla caratterizzazione di ottiche per micro e nanoimaging a contrasto di fase. Nell'ambito della progettazione, realizzazione e caratterizzazione delle ottiche si attiverà anche la collaborazione con l'attività 4 sotto descritta relativa alla realizzazione di una sorgente d’ armoniche ultrabrevi e a sistemi di monocromatizzazione time-invariant. D���) 5HDOL]]D]LRQH�GL�XQR�VSHWWURPHWUR�D�WHPSR�GL�YROR��,0,3� Tra gli esperimenti che utilizzeranno la struttura temporale di una sorgente SPARC, sarà importante la realizzazione di spettrometri a tempo di volo per elettroni, soprattutto nello studio dei processi elementari dell’ interazione radiazione-materia e della dinamica molecolare, nonche’ dei meccanismi che determinano la reattività chimica di specie eccitate e le loro proprietà chimico-fisiche. La realizzazione di tali spettrometri è inoltre importante come strumento di test della sorgente di armoniche (vedi Att. 4). Nel progetto si propone lo sviluppo e la realizzazione di uno spettrometro a tempo di volo per elettroni e relativa elettronica. D���) 6YLOXSSR�GL�DPSOLILFDWRUL�DO�IHPWRVHFRQGR�,)1�VH]LRQH�GL�0LODQR�� Sviluppo di un amplificatore a femtosecondi a Ti:Zaffiro di tipo multipasso, condotto presso IFN (sezione di Milano), da utilizzarsi in cascata ad uno già esistente. Tale sistema comprende un laser di pompa a Nd:YLF con stadio di seconda armonica e potenza di 20 W a 1 kHz. Si prevede la realizzazione di tre passi d’ amplificazione per portare l’ energia degli impulsi in uscita a 3.5 mJ. A valle del sistema verrà realizzato un compressore a prismi in grado di produrre impulsi amplificati con durate inferiori a 40 fs. Tali impulsi verranno utilizzati per la generazione d'armoniche nell'Att. 4. Il gruppo di ricerca fornirà inoltre le sue competenze per le problematiche relative alla manipolazione temporale e spaziale degli impulsi laser per il fotocatodo nell’ Att. 1. D���� 6WXGL�GL�SUREOHPDWLFKH�UHODWLYH�D�PLVXUH�GL�SXPS�SUREH�FRQ�VRUJHQWL�ODVHU�QRQ�VLQFURQL]]DELOL��,60�520$� Nelle tecniche di pump and probe con una sorgente tipo SPARC, la tecnica tradizionale di splittamento di un unico impulso in due impulsi, di cui il primo produce un’ eccitazione nel campione ed il secondo ne legge la risposta a tempi di ritardo via via crescenti, non è applicabile nel caso in cui l’ altra sorgente non sia sincronizzabile. Il metodo che si intende adottare per ovviare a questa impossibilità, si basa sull’ uso di streak camera ad ampia risposta spettrale. L’ ipotesi è che i due impulsi, temporalmente scorrelati, giungano sul campione in un intervallo temporale 't abbastanza ristretto. I tempi di ritardo Wi delle coppie di impulsi saranno quindi distribuiti in 't e una streak camera a banda larga, essendo sensibile ad entrambi, potrà fornire, a posteriori, i vari Wi . In tal modo, applicando lo stesso principio su cui si basa il metodo Montecarlo, si potrà effettuare un campionamento stocastico della variabile aleatoria W in 't. A tale scopo si prevede l’ acquisto di una streak camera e l’ utilizzo della sorgente pulsata di armoniche nell’ X-UV, di cui all’ attività 4. D���� &RVWUX]LRQH�GL�XQ�VLVWHPD�GD�ODERUDWRULR�FRQ�VRUJHQWH�GL�UDJJL�;�GL�DOWD�LQWHQVLWj��,60�520$�� Si vuole realizzare un sistema a raggi X basato su una sorgente –X policromatica ad alta intensità che consentirà di studiare e caratterizzare: i) ottiche per raggi-X in funzione dell’ energia e della risposta ad alta densità di potenza; ii) calibrazione della risposta spettrale della streak camera in funzione dell’ energia, del flusso di fotoni e della risoluzione temporale fissata; iii) danneggiamento da radiazione su campioni di interesse biologico. D�����0RGHOOL]]D]LRQH�GL�GLIIUD]LRQH�GD�QDQRFULVWDOOL��,&��Lo studio mediante raggi X di molecole d’ interesse biologico è fortemente penalizzato dal fatto che i campioni molto spesso presentano notevole difficoltà di cristallizzazione oppure non cristallizzano affatto. Spesso i cristalli che si ottengono hanno dimensioni estremamente piccole (da poche decine ad alcune centinaia di nanometri) ed essendo l’ intensità misurata proporzionale alla quantità di materia presente nel campione, con le attuali sorgenti di raggi X (macchine di terza generazione) non è possibile effettuare misure significative con un gran numero di sostanze macromolecolari. Si vuole studiare e progettare una serie di esperimenti preliminari per una verifica delle teorie recentemente sviluppate per la risoluzione di strutture con misure su nanocristalli mediante tecniche di oversampling. Tali studi devono prevedere tecniche innovative per la manipolazione di nanocampioni per il loro posizionamento ed esposizione ai raggi X. Inoltre dovranno essere verificate le possibilità di misura, mediante rivelatori bidimensionali, di intensità diffratte di campioni irraggiati con impulsi ad elevato flusso di fotoni e brevissima durata.�

$WW������625*(17(�;��UHDOL]]D]LRQH�GL�XQD�VRUJHQWH�G¶DUPRQLFKH�XOWUDEUHYL�DG�DOWD�HIILFLHQ]D�QHOOD�UHJLRQH�GHL�UDJJL�[�PROOL�SHU�WHVW�GL�VLVWHPL�GL�PLVXUD�H�VHHGLQJ�SHU�XQD�VRUJHQWH�63$5&���8QLWj�,1)0�0LODQR�3ROLWHFQLFR��8QL3ROLPL���8QLWj�,1)0�1DSROL�8QLYHUVLWj��8QL1DSROL���8QLWj�,1)0�3DGRYD�8QLYHUVLWj��8QL3DGRYD��� La produzione di armoniche di ordine elevato mediante l’interazione d’impulsi laser ultrabrevi e intensi con un mezzo gassoso costituisce una sorgente "table-top" di radiazione che si può estendere sino alla regione spettrale dei raggi X molli. Il fascio d'armoniche è coerente con una durata temporale inferiore a quella dell'impulso laser di pompa. Tali caratteristiche temporali sono in accordo con quelle previste per una sorgente SPARC, per cui tale sistema verrà usato come facility di test per lo sviluppo di sistemi per misure risolte in tempo, in esperimenti nel campo della fisica atomica e molecolare e nella fisica dello stato solido. Si prevede inoltre di studiare la possibilità di utilizzare le caratteristiche di accordabilità e coerenza del fascio di armoniche per la realizzazione di un seeding per un FEL nella regione degli X molli in regime di SASE. Tale attività si articolerà in: D���� 6RUJHQWH�GL�DUPRQLFKH�DG�DOWD�HIILFLHQ]D (INFM UniPolimi, UniNapoli). La sorgente di radiazione XUV mediante generazione d'armoniche di ordine elevato in gas, attualmente in funzione presso UniPolimi, è in grado di produrre un numero di fotoni dell'ordine di 106 per impulso, nell'intervallo spettrale 7-25 nm con una divergenza del fascio di 1-4 mrad. L'attività di ricerca proposta consiste nell'incrementare il numero di fotoni per impulsi di tale sorgente mediante le seguenti azioni: (i) studio di diverse geometrie di interazione, in jet o in camere di lunghezza variabile a pressione costante; (ii) studio di sistemi ottici di focalizzazione del fascio di pompa anche di tipo adattivo per aumentare l’ intensità di eccitazione nel gas utilizzato per la generazione di armoniche; (iii) impiego d'impulsi di eccitazione di energia più elevata utilizzando lo stadio di amplificazione della sorgente di pompa a fs, sviluppato nell’ Att. 3, a 3.3; �D���)� 6YLOXSSR� GL� WHFQLFKH� GL� PLVXUD� GL� LPSXOVL ;89� XOWUDEUHYL� H� DSSDUDWR� GL� SXPS±SUREH� (INFM UniPolimi, UniPadova). Per la misura della durata temporale degli impulsi di armoniche, si prevede lo studio di sistemi di cross-correlazione, basati sulla rivelazione dello spettro dei fotoelettroni (vedi Att.3, a3.2) emessi da un gas per interazione con gli impulsi XUV in presenza degli impulsi di pompa, in funzione del ritardo tra i due. Tale sorgente verrà impiegata sia per test di tecniche di rivelazione di impulsi ultrabrevi sia per la realizzazione di esperimenti test di “ pump and probe” in stretta correlazione con l’ Att. 3. D���� 6LVWHPL�GL�PRQRFURPDWL]]D]LRQH�WLPH�LQYDULDQW (INFM, UniPadova). Per la realizzazione di misure di pump-probe utilizzando il fascio di armoniche è indispensabile preservarne la durata temporale e la brillanza. Si prevede di sviluppare sistemi ottici e monocromatori in grado di selezionare le armoniche preservandone la durata. I sistemi spettroscopici ordinari a singolo reticolo determinano un notevole allungamento dell’ impulso e pertanto non possono essere utilizzati. Verranno quindi studiati e realizzati sistemi ottici costituiti da coppie di reticoli, per selezionare lunghezze d’ onda superiori a 35 nm, e da specchi dielettrici multistrato per selezionare lunghezze d’ onda inferiori. In particolare quest’ ultima opzione può risultare particolarmente interessante in vista dell’ utilizzo della sorgente di armoniche come seeding di un FEL nella regione spettrale degli X molli.

B1.2) Obiettivi del Progetto (cinque pagine max)

Obiettivi dell’ attività 1 possono essere così riassunti: Ob. 1.1 Progetto e sviluppo di un sistema Laser con relativa ottica di trasporto, per la generazione e

manipolazione di impulsi corti e uniformi Ob. 1.2 Progetto e realizzazione di un cannone a 1.6 celle con ottimizzazione dei parametri RF. Ob. 1.3 Progetto e realizzazione di una sezione accelerante a multicella. Ob. 1.4 Progetto e realizzazione dei sistemi OTR per la misura di emittanza, e diagnostica del fascio. Ob. 1.5 �Assemblaggio del sistema e commissioning Gli obiettivi GHOO¶$WWLYLWj�� possono essere così riassunti: Ob. 2.1 (attività a2.1): Progetto del canale di trasporto del fascio di elettroni dall’ acceleratore all’ ondulatore

Ob. 2.2 (attività a2.1): Realizzazione canale di trasporto del fascio di elettroni dall’ acceleratore all’ ondulatore

Ob. 2.3 (attività a2.2): Progetto dell’ ondulatore Ob. 2.4 (attività a2.2): Costruzione e messa a punto dell’ ondulatore�

� �Ob. 2.5 (attività a2.3): Realizzazione di una sorgente FEL SASE nel visibile Ob. 2.6 (attività a2.3): Estensione della sorgente FEL SASE nella regione dei 50 nm tramite il meccanismo di generazione coerente di armoniche.

Gli obiettivi GHOO¶$WWLYLWj�� possono essere così riassunti: 2E���� Prototipi di ottiche innovative per il trasporto e monocromatizzazione di un fascio di radiazione

ultrabrillante e test relativi. Rapporto. ,�DQQR (mesi: 1-12): acquisizione della strumentazione ,,�DQQR (mesi: 1-12): test dei materiali ,,,�DQQR (mesi: 1-12): test delle ottiche

2E���� Progetto e realizzazione di uno spettrometro a tempo di volo per elettroni. ,�DQQR (mesi: 1-12): progettazione e acquisto dei componenti dell’ apparecchiatura ,,�DQQR (mesi: 1-12): realizzazione e collaudo del sistema ,,,�DQQR (mesi: 1-12): esperimenti

2E���� Progettazione e sviluppo di un amplificatore al femtosecondo ,�DQQR (mesi: 1-12): acquisizione della sorgente di pompa e test, progetto amplificatore ,,�DQQR (mesi: 1-6): realizzazione dell’ amplificatore e test

�2E���� Studi di problematiche relative a misure di pump-probe con sorgenti laser non sincronizzabili.

,,�DQQR (mesi: 1-12): acquisto e test della streak camera ,,,�DQQR (mesi: 1-12): esperimenti

2E���� Costruzione di un sistema da laboratorio con sorgente di raggi X di alta intensità.

,�DQQR (mesi: 1-12): acquisto dei componenti e realizzazione dell’ apparecchiatura ,,�DQQR (mesi: 1-12): test dei materiali ,,,�DQQR (mesi: 1-12): esperimenti

2E���� Modellizzazione della diffrazione da nanocristalli ,�DQQR (mesi: 6-12): studio teorico delle problematiche relative alla diffrazione di nanocristalli ,,�DQQR (mesi: 1-12): realizzazione di programmi di simulazione ,,,�DQQR (mesi: 1-6): verifica sperimentale delle previsioni

Gli obiettivi GHOO¶$WWLYLWj�� possono essere così riassunti: 2E����� Sviluppo e realizzazione di una sorgente XUV mediante generazione di armoniche di ordine elevato

ad alta efficienza e studio del seeding per una sorgente ultrabrillante del tipo SASE. ,�DQQR (mesi: 1-12): studio delle geometrie di interazione e individuazione delle condizioni ottimali di generazione di armoniche e progettazione di sistemi adattivi per la focalizzazione del fascio di pompa ,,�DQQR (mesi: 1-12): sperimentazione di sistemi adattivi per la focalizzazione e impiego di impulsi di pompa ad elevata energia

2E����� Tecniche di cross-correlazione per la misura di impulsi XUV e realizzazione di un apparato

sperimentale per misure di pump-probe ,,�DQQR (mesi: 1-12): realizzazione di un apparato di cross-correlazione per la misura di impulsi XUV e di un apparato per misure di pump probe ,,,�DQQR (mesi: 1-12): misure di pump-probe in gas e campioni solidi

�2E���� Studio e realizzazione di sistemi ottici per la selezione spettrale delle armoniche ai fini del loro

utilizzo, preservandone la durata. ,�DQQR (mesi: 1-12): progettazione ottica di sistemi a reticolo e a specchi, acquisizione materiale ,,�DQQR (mesi: 1-12): realizzazione e messa a punto dei sistemi di selezione delle armoniche ,,,�DQQR (mesi: 1-12): misure e validazione del sistema

ALLEGATO A

B1.3) Indicatori per l a valutazione del raggiungimento degli obiettivi di Progetto( tre pagine max)

Indicatori per la valutazione del raggiungimento degli obiettivi dell’ attività 1 (Acceleratore) Ob. 1.1 Sistema Laser per l’ illuminazione del catodo e rapporto Ob. 1.2 Cannone elettronico a RF e rapporto Ob. 1.3 Struttura accelerante per la compensazione dell’ emittanza e rapporto Ob. 1.4 Diagnostica dei fasci e rapporto relativo Ob. 1.5 Rapporto

Indicatori per la valutazione del raggiungimento degli obiettivi relativi all’ attività 2 (Ondulatore e FEL) Ob. 2.1 Rapporto Ob. 2.2 Canale di trasporto e rapporto Ob. 2.3 Rapporto Ob. 2.4 Ondulatore e rapporto relativo alle misure magnetiche e strutturali Ob. 2.5 Rapporto Ob. 2.6 Rapporto Indicatori per la valutazione del raggiungimento degli obiettivi dell’ attività 3. 2E���� Prototipi di ottiche innovative per il trasporto e monocromatizzazione di un fascio di radiazione

ultrabrillante e test relativi. Rapporto. �2E���� Progettazione e realizzazione di uno spettrometro a tempo di volo per elettroni. 2E���� Realizzazione di un amplificatore a fs multipasso (<3 mJ, durata <40 fs a 1 kHz) con compressore a prismi. �2E���� Messa a punto e caratterizzazione di una streak camera per analisi di impulsi ultrabrevi. �2E���� Progettazione e realizzazione di un sistema da laboratorio con sorgente a raggi X di alta intensità. �2E���� Studio di metodi per misure su nanocristalli e progettazione di esperimenti preliminari ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Indicatori per la valutazione del raggiungimento degli obiettivi dell’ attività 4. �2E����� Sorgente XUV mediante generazione di armoniche di ordine elevato ad alta efficienza, sistemi adattivi di focalizzazione del fascio e rapporto sul seeding per una sorgente ultrabrillante del tipo SASE. 2E����� Apparato di cross-correlazione e sistema per pump-probe 2E����� Sistemi ottici a reticolo e a specchi time-invariant.

B1.4) Collegamenti con altre iniziative -in essere, completate o programmate- (una pagina max) � � ��� � ���) � � � � � ��! ! �6� � � � % � �! ��� ����� ������� � � � � ��� � � � )�� �% � � ��� � �)�� � � �! � � � � % � � � �)�� � � �! � � ��� ! % �-&� ��� � ��� � � � �-��� � � � � ���% � � ��� � � � ! % �% � � ��! ! � � % ����� � � #�� % �&� � �����! � �� )�� � � �"� 2E�����$FFHOHUDWRUH�

L’ INFN , con i suoi Laboratori (LNF, LNL) e Sezioni (Milano, Università di Roma Tor Vergata), e‘ impegnata nei seguenti Progetti e Collaborazioni Internazionali: 3URJHWWR�7HVOD�7HVW�)DFLOLW\ a DESY (Amburgo) Questa facility di studio per un collider super-conduttivo di elettroni-positroni e‘ stata realizzata da un’ ampia collaborazione internazionale: l’ INFN si e‘ occupato del design e della realizzazione dei crio-moduli, della preparazione dei foto-catodi, della diagnostica del fascio di elettroni, e ha partecipato con suoi ricercatori all’ esperimento FEL-SASE a 109 nm. Si prevede una continuazione della collaborazione sul progetto TTF-FEL e la partecipazione al progetto TESLA-FEL che prevede la produzione di radiazione coerente a 1 Angstrom. 3URJHWWR�/LQDF�&RKHUHQW�/LJKW�6RXUFH a SLAC L’ INFN collabora con suoi ricercatori a questo progetto per la costruzione di un FEL-SASE a lunghezza d’ onda di 1 Angstrom. In particolare l’ iniettore del Linac che dovra‘ produrre il fascio di elettroni e‘ stato progettato sulla base degli studi teorici (e modellizzazioni numeriche) elaborati da ricercatori dall’ INFN. 3URJHWWR�&20%$7 E‘ un’ attivita‘ triennale (1999-2001) finanziata dalla Commissione Scientifica V dell’ INFN orientata allo studio della dinamica di fasci brillanti di elettroni , con particolare riguardo ad applicazioni FEL-SASE e accelerazione ad alto gradiente (plasma/ottica). Questo progetto ha generato, in collaborazione con ST, il progetto FABRE per la progettazione e costruzione di un fotoiniettore del tipo integrato multi-celle con struttura PWT (Plane Wave Transformer). 3URJHWWR�6$)7$ E‘ un’ attivita‘ triennale (1999-2001) finanziata dalla Commissione Scientifica V dell’ INFN orientata allo studio della dinamica di fasci brillanti di elettroni , con particolare riguardo agli effetti dei campi di scia causati dalla rugosita‘ residua della camera da vuoto nell’ ondulatore. 2E������2GXODWRUH�H�)(/� La Divisione Fisica Applicata dell’ ENEA è impegnata nei seguenti progetti: Progetto Europeo ('(9(/230(17�2)�$�&20%,1('�6<1&+527521�5$',$7,21�$1'�989�)5((�(/(&7521�/$6(5�)$&,/,7<, Contratto n° FMGE-CT98-0102) relativo alla realizzazione di un FEL operante con l’ anello di accumulazione ELETTRA nella regione spettrale VUV. Nell’ ambito di tale progetto è stato realizzato un FEL a 189.5 nm che rappresenta il record di lunghezza d’ onda più breve ottenuta con dispositivi FEL. Progetto Europeo (72:$5'6�$�6725$*(�5,1*�)5((�(/(&7521�/$6(5�6285&(�$7�����QP , Contratto n°: ERB-FMRX-CT98-0245) relativo allo studio ed alla dinamica di FEL operanti in Anelli di Accumulazione. Nell’ ambito del progetto che prevede una stretta collaborazione con le attività sperimentali su SUPER ACO si sono ottenuti risultati di notevole importanza per quanto attiene l’ interpretazione teorica dei dati sperimentali con particolare riferimento alla interazione dinamica FEL - instabilità di fascio longitudinali e traverse. Progetto MURST “ Sorgenti di radiazione coerente nel lontano infrarosso per l’ indagine di sistemi biologici” nell’ ambito del programma “ Fondo Speciale per lo Sviluppo della Ricerca di Interesse Strategico” . Il progetto è mirato all sviluppo di sorgenti FEL a larga banda e sorgenti a stato solido nella regione spettrale del THz. Progetto Europeo (7(5$+(57=�5$',$7,21�,1�%,2/2*,&$/�5(6($5&+��,19(67,*$7,216�21�',$*1267,&6�$1'� 678'<� 2)� 327(17,$/� *(1272;,&� ())(&76�� Contratto n°: QLK4-2000-00129) nell’ ambito del Programma “ Quality of Life” . Il progetto intende studiare l’ interazione della radiazione al THz con sistemi biologici di complessità crescente, da biomolecole ad enzimi e proteine, dal DNA alla membrana e al nucleo della cellula ed infine ai tessuti biologici, attraverso l'utilizzo di sorgenti laser ad elettroni liberi e a stato solido in nuove tecniche di misura spettroscopiche e microscopiche Progetto Europeo MICROPRO nell’ ambito del Programma Growth, finalizzato alla realizzazione di una sorgente FEL di elevata potenza media (1kW) alla frequenza di 100 GHz per applicazioni industriali.

2E�����2WWLFKH��0RQRFURPDWRUL�H�$SSOLFD]LRQL�Il CNR è impegnato nei seguenti progetti: Progetto Strategico “ X-FEL: ricerca e sviluppo nel campo delle applicazioni delle sorgenti di luce di sincrotrone di quarta generazione basate su sorgenti Free Electron Laser (FEL)” . Il progetto riguarda la realizzazione di alcuni esperimenti di test su facilities di tipo FEL sia nell’ Infrarosso che nel VUV. Collegamento con l’ università di Vanderbilt per l’ utilizzo del FEL nell’ infrasosso (1-10 micron) per l’ accoppiamento di un microscopio ottico a campo vicino (SNOM) con la radiazione del FEL. Collegamento con il laboratorio DESY per il progetto TESLA. Proposta di realizzare esperimenti nella regione dell’ ultravioletto da vuoto sul FEL/SASE attualmente in costruzione. Collegamento con il progetto LCLS di Stanford per esperimenti test di pump and probe su radiazione X con impulsi ultracorti (100 fs.). 2E�����6RUJHQWH�;�

L’ INFM è impegnato nei seguenti progetti: Progetto di Ricerca Avanzato (PRA, FEX-ray) dell’ INFM: “ Femtosecond soft-X ray generation” . Realizzazione di una sorgente di radiazione coerente nella regione spettrale degli X-molli. Progetto Europeo “ Atto” nell’ ambito dei progetti Training Network: “ Towards attophysics” . Utilizzo della radiazione di armoniche di ordine elevato per la generazione di impulsi nella regione temporale degli attosecondi.

B1.5) Articolazione temporale del progetto

1° anno 2° anno 3° anno Ob. 1.1 Progetto e sviluppo di un sistema Laser con relativa ottica di trasporto, per la generazione e manipolazione di impulsi corti e uniformi Ob. 1.2 Progetto e realizzazione di un cannone a 1.6 celle con ottimizzazione dei parametri RF. Ob. 1.3 Progetto e realizzazione di una sezione accelerante a multicella. Ob. 1.4 Progetto e realizzazione dei sistemi OTR per la misura di emittanza, e diagnostica del fascio. Ob. 1.5 Assemblaggio del sistema e commissioning Ob. 2.1 Progetto del canale di trasporto del fascio di elettroni dall’ acceleratore all’ ondulatore Ob. 2.2 Realizzazione canale di trasporto del fascio di elettroni dall’ acceleratore all’ ondulatore Ob. 2.3 Progetto dell’ ondulatore Ob. 2.4 Costruzione e messa a punto dell’ ondulatore Ob. 2.5 Realizzazione di una sorgente FEL SASE nel visibile Ob. 2.6 Estensione della sorgente FEL SASE nella regione dei 50 nm tramite il meccanismo di generazione coerente di armoniche. Ob 3.1 Prototipi di ottiche innovative per il trasporto e monocromatizzazione di un fascio di radiazione ultrabrillante e test relativi Ob 3.2 Progettazione e realizzazione di uno spettrometro a tempo di volo per elettroni. Ob 3.3 Realizzazione di un amplificatore a fs multipasso (<3 mJ, durata <40 fs a 1 kHz) con compressore a prismi. Ob 3.4 Messa a punto e caratterizzazione di una streak camera per analisi di impulsi ultrabrevi. Ob 3.5 Progettazione e realizzazione di un sistema da laboratorio con sorgente a raggi X di alta intensità. Ob 3.6 Studio di metodi per misure su nanocristalli e progettazione di esperimenti preliminari Ob. 4.1 Sviluppo e realizzazione di una sorgente XUV mediante generazione di armoniche di ordine elevato ad alta efficienza e studio del seeding per una sorgente ultrabrillante del tipo SASE. Ob. 4.2 Tecniche di cross-correlazione per la misura di impulsi XUV e realizzazione di un apparato sperimentale per misure di pump-probe Ob 4.3 Studio e realizzazione di sistemi ottici per la selezione spettrale delle armoniche ai fini del loro utilizzo, preservandone la durata.

DURATA TOTALE MESI 36

progettazione acquisizione montaggio Test e

esperimenti

ALLEGATO A

B2) DETTAGLIO TECNICO-AMMINISTRATIVO ATTIVITA’(Una sezione “Dettaglio tecnico - amministrativo” per ciascuno delle attività del Progetto)

7�8�9 : 8&;�<�=">�? 8�@�<�: : 8&A 8 B&>�? <�C�9�D E�86;�<�= = F G H�I

attività n. 1 ACCELERATORE: JLK JNM�O�K P�Q�R�S T�R

soggetto responsabile.: INFN Localizzazioni: LNF Frascati

attività n. 2 ONDULATORE & FEL RLK O�R�O�K J�O�J�S P�P

soggetto responsabile.: ENEA localizzazioni : Centro ENEA di Frascati

attività n. 3 OTTICHE, MONOCROMATORI E APPLICAZIONI

M�K O�U�O�K T�T�V�S P�P soggetto responsabile.: CNR localizzazioni: Centri e Laboratori CNR in: Roma (Un. Tor Vergata, Montelibbretti)

Milano (POLIMI) attività n. 4 SORGENTE X T�R�U�K O�U�P3S P�P soggetto responsabile.: INFM Localizzazioni: Unità INFM in: Milano (POLIMI) Padova (UNIPADOVA) Napoli (UNINAPOLI)

TOTALE ATTIVITA’ Q�K V�V JLK J�V�O3S T�R

ALLEGATO A &267,�(635(66,�,1�¼��

B3) TABELLE E DIAGRAMMI - 1 ° ANNO B3.1) TABELLA RIASSUNTIVA DEI COSTI TOTALI PER ANNI E PER ATTIVITA’ Partecipante Quota FISR Quota Partecipante Altre Quote TOTALE attività 1 INFN 1.970.000,67 527.760,00 0 2.497.760,67 attività 1 UN. ROMA TOR

VERGATA 32.000,00 32.985,00 0 64.985,00

Progetto 1 attività 1 SINCROTRONE TRIESTE

65.000,00 28.000,00 0 93.000,00

attività 1 ENEA 5.000,00 32.985,00 0 37.985,00 attività 2 ENEA 647.235,00 476.963,00 0 1.124.198,00 attività 3 CNR 543.000,00 127.322,00 0 670.322,00 attività 4 INFM 260.000,00 61.352,00 0 321.352,00 WLXYW�Z\[�] ^N_`X\a ]�W�WLX5b c3d e�f�f�d f�c�e�g h�i b�d f�j�i3d c�h�i�g k�k k l�d j�k�m�d h�k f3g h�i�

B3) TABELLE E DIAGRAMMI - 2 ° ANNO B3.1) TABELLA RIASSUNTIVA DEI COSTI TOTALI PER ANNI E PER ATTIVITA’ Partecipante Quota FISR Quota Partecipante Altre Quote TOTALE attività 1 INFN 849.000,00 453.213,00 0 1.302.213,00 attività 1 UN. ROMA TOR

VERGATA 64.000,00 32.985,00 0 96.985,00

Progetto 1 attività 1 SINCROTRONE TRIESTE

67.000,00 28.000,00 0 95.000,00

attività 1 ENEA 5.000,00 32.985,00 0 37.985,00 attività 2 ENEA 1.593.000,00 330.510,00 0 1.923.510,00 attività 3 CNR 339.000,00 122.704,00 0 461.704,00 attività 4 INFM 182.000,00 63.331,00 0 245.331,00 WLXYW�Z\[�] ^N_`X\a ]�W�WLX5b c3d k�m�m�d k�k�k�g k�k b�d k�h�c3d i�f�j�g k�k k l�d b�h�f�d i�f�j�g k�k

��

B3) TABELLE E DIAGRAMMI - 3 ° ANNO B3.1) TABELLA RIASSUNTIVA DEI COSTI TOTALI PER ANNI E PER ATTIVITA’ Partecipante Quota FISR Quota Partecipante Altre Quote TOTALE attività 1 INFN 0 140.000,96 0 140.000,96 attività 1 UN. ROMA TOR

VERGATA 0 13.194,00 0 13.194,00

Progetto 1 attività 1 SINCROTRONE TRIESTE

0 0 0 0,00

attività 1 ENEA 0 32.985,00 0 32.985,00 attività 2 ENEA 0 184.716,00 0 184.716,00 attività 3 CNR 0 140.639,00 0 140.639,00 attività 4 INFM 0 70.587,00 0 70.587,00 WLXYW�Z\[�] ^N_`X\a ]�W�WLX5b k e�j f�d b�f�b�g m�h k e�j fLd b�f�b�g m3h

�727$/(� 352*(772� � ������������� ������������� �� �������������

��

�&267,�(635(66,�,1�¼��

B3.A) TABELLE E DIAGRAMMI 0RGXOD]LRQH�SHU�RELHWWLYL - 1 ° ANNO B3.A.1) TABELLA RIASSUNTIVA DEI COSTI PER OBIETTIVI E PER ANNI responsabile Quota FISR Quota Partecipante Altre Quote TOTALE Att. 1 Ob. 1.1 INFN 345.000,00 100.000,00 0 445.000,00 Att. 1 Ob. 1.2 INFN 207.000,00 60.000,00 0 267.000,00 Att. 1 Ob. 1.3 INFN 1.175.000,67 366.730,00 0 1.541.730,67 Att. 1 Ob. 1.4 INFN 345.000,00 95.000,00 0 440.000,00 Att. 1 Ob. 1.5 INFN 0 0 0 0 Att. 2 Ob. 2.1 ENEA 4.000,00 73.000,00 0 77.000,00 Att. 2 Ob. 2.2 ENEA 39.235,00 90.000,00 0 129.235,00 Att. 2 Ob. 2.3 ENEA 10.000,00 90.000,00 0 100.000,00 Att. 2 Ob. 2.4 ENEA 517.000,00 130.000,00 0 647.000,00 Att. 2 Ob. 2.5 ENEA 77.000,00 93.963,00 0 170.963,00 Att. 2 Ob. 2.6 ENEA 0 0 0 0 Att. 3 Ob. 3.1 CNR 103.000,00 20.000,00 0 123.000,00 Att. 3 Ob. 3.2 CNR 58.000,00 15.000,00 0 73.000,00

Progetto 1 Att. 3 Ob. 3.3 CNR 150.000,00 30.000,00 0 180.000,00 Att. 3 Ob. 3.4 CNR 0 0 0 0

Att. 3 Ob. 3.5 CNR 214.000,00 55.322,00 0 269.322,00 Att. 3 Ob. 3.6 CNR 18.000,00 7.000,00 0 25.000,00 Att. 4 Ob. 4.1 INFM 114.000,00 25.000,00 0 139.000,00 Att. 4 Ob. 4.2 INFM 0 0 0 0 Att. 4 Ob. 4.3 INFM 146.000,00 36.352,00 0 182.352,00 WLXYW�Z\[�] ^N_NXna&]3W�WLX4b c3d e f�f�d f�c�e�g h�i�g b�d f�j�i3d c�h�i�g k�k k l�d j�k�m�d h�k f3g h�i�&267,�(635(66,�,1�¼��

B3.A) TABELLE E DIAGRAMMI 0RGXOD]LRQH�SHU�RELHWWLYL - 2 ° ANNO B3.A.1) TABELLA RIASSUNTIVA DEI COSTI PER OBIETTIVI E PER ANNI responsabile Quota FISR Quota Partecipante Altre Quote TOTALE Att. 1 Ob. 1.1 INFN 192.000,00 80.000,00 0 272.000,00 Att. 1 Ob. 1.2 INFN 55.000,00 35.000,00 0 90.000,00 Att. 1 Ob. 1.3 INFN 548.000,00 332.183,00 0 880.183,00 Att. 1 Ob. 1.4 INFN 164.000,00 80.000,00 0 244.000,00 Att. 1 Ob. 1.5 INFN 26.000,00 20.000,00 0 46.000,00 Att. 2 Ob. 2.1 ENEA 0 0 0 0,00 Att. 2 Ob. 2.2 ENEA 39.000,00 60.000,00 0 99.000,00 Att. 2 Ob. 2.3 ENEA 0 0 0 0,00 Att. 2 Ob. 2.4 ENEA 1.498.000,00 130.510,00 0 1.628.510,00 Att. 2 Ob. 2.5 ENEA 51.000,0 110.000,00 0 161.000,00 Att. 2 Ob. 2.6 ENEA 5.000,00 30.000,00 0 35.000,00 Att. 3 Ob. 3.1 CNR 29.000,00 20.000,00 0 49.000,00 Att. 3 Ob. 3.2 CNR 30.000,00 14.000,00 0 44.000,00

Progetto 1 Att. 3 Ob. 3.3 CNR 35.000,00 20.000,00 0 55.000,00 Att. 3 Ob. 3.4 CNR 219.000,00 60.704,00 0 279.704,00

Att. 3 Ob. 3.5 CNR 0 0 0 0,00 Att. 3 Ob. 3.6 CNR 26.000,00 8.000,00 0 34.000,00 Att. 4 Ob. 4.1 INFM 52.000,00 17.000,00 0 69.000,00 Att. 4 Ob. 4.2 INFM 67.000,00 26.331,00 0 93.331,00 Att. 4 Ob. 4.3 INFM 63.000,00 20.000,00 0 83.000,00 WLXYW�Z\[�] ^N_NXna&]3W�WLX4b c3d k m�m�d k�k�k�g k�k b�d k�h�c3d i�f�j�g k�k k l�d b�h�f�d i�f�j�g k�k��

&267,�(635(66,�,1�¼��

B3.A) TABELLE E DIAGRAMMI 0RGXOD]LRQH�SHU�RELHWWLYL - 3 ° ANNO B3.A.1) TABELLA RIASSUNTIVA DEI COSTI PER OBIETTIVI E PER ANNI responsabile Quota FISR Quota Partecipante Altre Quote TOTALE Att. 1 Ob. 1.1 INFN 0 0 0 0 Att. 1 Ob. 1.2 INFN 0 0 0 0 Att. 1 Ob. 1.3 INFN 0 60.000,00 0 60.000,00 Att. 1 Ob. 1.4 INFN 0 60.000,00 0 60.000,00 Att. 1 Ob. 1.5 INFN 0 66.179,96 0 66.179,96 Att. 2 Ob. 2.1 ENEA 0 0 0 0 Att. 2 Ob. 2.2 ENEA 0 0 0 0 Att. 2 Ob. 2.3 ENEA 0 0 0 0 Att. 2 Ob. 2.4 ENEA 0 0 0 0 Att. 2 Ob. 2.5 ENEA 0 100.000,00 0 100.000,00 Att. 2 Ob. 2.6 ENEA 0 84.716,00 0 84.716,00 Att. 3 Ob. 3.1 CNR 0 21.000,00 0 21.000,00 Att. 3 Ob. 3.2 CNR 0 13.000,00 0 13.000,00

Progetto 1 Att. 3 Ob. 3.3 CNR 0 28.000,00 0 28.000,00 Att. 3 Ob. 3.4 CNR 0 70.639,00 0 70.639,00

Att. 3 Ob. 3.5 CNR 0 0 0 0 Att. 3 Ob. 3.6 CNR 0 8.000,00 0 8.000,00 Att. 4 Ob. 4.1 INFM 0 0 0 0 Att. 4 Ob. 4.2 INFM 0 34.587,00 0 34.587,00 Att. 4 Ob. 4.3 INFM 0 36.000,00 0 36.000,00 WLXYW�Z\[�] ^N_NXna&]3W�WLX4b k e�j fLd b�f�b�g m3h k e�j fLd b�f�b�g m3h

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B3.2) TABELLA RIASSUNTIVA DEI COSTI PER VOCI DI SPESA E PER UNITA’ OPERATIVA: INFN

Importo Personale dipendente T�o�JLK R�R�T3S Q�T Personale non dipendente O�P�P�K P�R�T3S P�P Spese Generali V�R�P�K T�P3M�S T�U Attrezzature e strumentazioni O�K V�O�V�K P�P�P3S P�P Materiali Commesse esterne Consulenze TOTALE R�K Q�R�Q�K Q�U J�S T�R

B3.2) TABELLA RIASSUNTIVA DEI COSTI PER VOCI DI SPESA E PER UNITA’ OPERATIVA ENEA

Importo Personale dipendente M�K P�Q�M�K M"J�J�S P�P Personale non dipendente M�P�R�K P�P�P3S P�P Spese Generali V�Q�U�K P�P�P3S P�P Attrezzature e strumentazioni M�K P�o�V�K O�R�V3S P�P Materiali J�T�V�K P�P�P3S P�P Commesse esterne Consulenze TOTALE RLK R�JLM�K R�U�Q3S P�P

B3.2) TABELLA RIASSUNTIVA DEI COSTI PER VOCI DI SPESA E PER UNITA’ OPERATIVA: CNR

Importo Personale dipendente R�Q�PLK T�T�V3S P�P Personale non dipendente R�TLK P�P�P3S P�P Spese Generali O�J�Q�K P�P�P3S P�P Attrezzature e strumentazioni V�O�O�K P�P�P3S P�P Materiali U�V�K P�P�P3S P�P Commesse esterne Consulenze TOTALE M�K O�U�O�K T�T�V3S P�P

B3.2) TABELLA RIASSUNTIVA DEI COSTI PER VOCI DI SPESA E PER UNITA’ OPERATIVA: INFM

Importo Personale dipendente M�T�V�K U�Q�J�S P�P Personale non dipendente P Spese Generali Q�Q�K J�U�T3S P�P Attrezzature e strumentazioni M�U�o�K P�P�P3S P�P Materiali M�Q�JLK P�P�P3S P�P Commesse esterne Consulenze TOTALE T�R�U�K O�U�P3S P�P

B3.2) TABELLA RIASSUNTIVA DEI COSTI PER VOCI DI SPESA E PER UNITA’ OPERATIVA: Un. Roma Tor Vergata

Importo Personale dipendente V�JNK M�T�J�S P�P Personale non dipendente U�T�K P�P�P3S P�P Spese Generali J�V�K P�P�P�S P�P Attrezzature e strumentazioni Materiali Commesse esterne Consulenze TOTALE M�U�V�K M�T�J�S P�P

B3.2) TABELLA RIASSUNTIVA DEI COSTI PER VOCI DI SPESA E PER UNITA’ OPERATIVA: Sincrotrone Trieste

Importo Personale dipendente V�T�K Q�J�O3S P�P Personale non dipendente Spese Generali R�JLK J�o�P�S P�P Attrezzature e strumentazioni Materiali Q�T�K V�U�o�S P�P Commesse esterne Consulenze TOTALE M�o�o�K P�P�P�S P�P

B3.3) TABELLA DELLE PRINCIPALI ATTREZZATURE DEL PROGETTO p <�= <�C�A�q ? <&= <n9 8�= <-q�: : ? < r�r q�: s�? <nD = A s�D�A 8 9 : 8 ;LF q�A�t�s�D 9�: 85uv8 = qn? <�= q�: D E�q t�s 8�: q ;LF s�9�8&u39�s�>�< ? G = F w"xy;�<�=$A�8�9 : 8-;�<�=Y>�? 8�@�<�: : 8"z

1- data d’ acquisto costo d’ acquisto £ quota a carico del Progetto £

2- data d’ acquisto costo d’ acquisto £ quota a carico del Progetto £

3- data d’ acquisto costo d’ acquisto £ quota a carico del Progetto £

4- data d’ acquisto costo d’ acquisto £ quota a carico del Progetto £

Note: - Il soggetto proponente è responsabile della corretta attuazione dell’ intero progetto e sarà responsabile nei confronti del FISR del coordinamento delle attività dei soggetti partecipanti e della relativa rendicontazione. - I soggetti proponenti sono quelli indicati dall’ art. 2 del decreto, con esclusione del soggetto impresa.