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Istituto Nazionale di Fisica Nucleare

Trasferimento Tecnologico

rivelatoriRIVELATORI DI PARTICELLE  

Insieme agli acceleratori ed alle tecnologie elettroniche, magnetiche e del vuoto, i rivelatori sono un elemento indispensabile per la ricerca nel campo della fisica. Ecco perchè l'INFN è dotato di infrastrutture distribuite sul territorio nazionale (laboratori, officine meccaniche, camere pulite) e offre competenze uniche legate a questa tipologia di strumento. Le esigenze dettate dagli obiettivi di ricerca portano a progettare, anche grazie a collaborazioni e convenzioni con industrie specializzate, rivelatori nuovi e con prestazioni sempre più spinte. Le tipologie di rivelatori avanzati oggetto di ricerca e sviluppo all'INFN devono infatti essere resistenti e performanti in presenza di flussi di particelle e fotoni molto alti, o in ambienti a temperature criogeniche e garantire eccellenti risoluzioni temporali, energetiche e spaziali. Con i rivelatori si cerca di rispondere alle sfide poste dalla fisica delle alte energie, la ricerca di eventi rari, o di permettere applicazioni ad esempio con raggi X o sorgenti di luce avanzate.
Alcuni esempi sono i rivelatori ibridi pixelati su substrato HV/HR CMOS (evoluzione dei rivelatori MAPS), i micro-resistive-WELL (tipologia di Micro-Pattern-Gaseous-Detector compatto e con singolo stadio di amplificazione a pozzetto che permette la protezione contro le scariche), i sensori CMOS con ampia regione di deplezione. Tra i rivelatori al silicio, i Silicon Drift Detectors (SDD) a grande area, e rivelatori sottili ed ultraveloci con moltiplicazione di carica interna. Non si trascurano inoltre sviluppi di sensori basati su materiali di nuova generazione quali il grafene o il carburo di silicio (SiC) usato per applicazioni con luce Cherenkov.
Alcune tipologie di rivelatori vengono progettate specificatamente per essere adatte alle ricerche in fisica astroparticellare, in cui si ricercano interazioni che rilasciano piccoli segnali misurabili. E' necessario perciò che gli strumenti siano estremamente sensibili, affiancati da una soppressione efficiente del fondo radioattivo e con utilizzo di materiali con alti livelli di radio-purezza e spesso adatti ad essere operati a temperature criogeniche - vicine allo zero assoluto.
Ma i rivelatori non sono strumenti chiave solo per il campo della fisica. Trovano infatti applicazione nell'imaging medicale, nel monitoring dei fasci nei trattamenti radioterapici, o ancora nel campo del nucleare o per il rilevamento di materiali radioattivi ai varchi, fino alle applicazioni per lo spazio.

 

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