Giornata Acceleratori
FAST
La Giornata Acceleratori si terrà a Milano presso la FAST (Federazione delle Associazioni Scientifiche e Tecniche) nei giorni 7 e 8 Aprile. In basso le informazioni logistiche.
L'organizzazione offrirà le pause pranzo e caffè a buffet nei locali della FAST mentre le cene sono libere. Gli orari di inizio e fine sono stati selezionati per facilitare gli spostamenti per e da Milano.
Questions to round table via chat
Entra nella riunione in Zoom
https://us06web.zoom.us/j/5380834241?pwd=d094Y2VITVZLL1FPK1E0enNIajhoQT09
ID riunione: 538 083 4241
Passcode: HTfAx8
Giornata Acceleratori Recorded:
Prima Giornata
Seconda Giornata
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10:30
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10:35
WELCOME 5mSpeaker: Mauro Citterio (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare)
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10:35
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10:55
INFN-Acceleratori 20m
cosa abbiamo fatto, cosa è in corso , come vogliamo evolvere...
declinazionelinee strategiche:ESUPP, Follow up , rapporto tra line HisFond e applicative ( a volte per latri utenti) , valore dello sviluppo di technologie in se , " contro terzi"Speaker: Lucio Rossi (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) -
10:55
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11:15
INFN è Sviluppo acceleratori 20mSpeaker: Pierluigi Campana (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare)
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11:15
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11:35
CSN1 e acceleratori 20m
CSN1 deals with particle physics experiments at accelerators, therefore even if its task is not strictly related to the construction of new accelerators, the availability of the right machines is a pre-requisite for carrying out CSN1 projects. In this sense CSN1 promotes, in a broad sense, physics and detector studies to motivate the R&D and the construction of the most appropriate machines to reach the energy and intensity frontiers.
In my concise presentation I will discuss the future projects, in which CSN1 is investing resources. By far the largest one is the construction of the two general-purpose detectors for the HL-LHC, a project which is well established right now. Planning for the medium-term future, the main projects are related to the Future Circular Collider (FCC) both as electroweak and Higgs factory (FCC-ee) and as a energy-frontier hadron machine (FCC-hh). Another project of interest for CSN1 is related to studies in preparation of a Muon Collider, as a lepton machine at very high centre-of-mass energy.
Speaker: Roberto Tenchini (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) -
11:35
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11:55
CSN3 e acceleratori 20m
La CSN3 segue esperimenti che richiedono fasci tra il keV e il TEV, con una ampia gamma di soluzioni e richieste per gli acceleratori. Dopo alcuni esempi di oggi sul rapporto esperimenti-acceleratori , si indicheranno alcune delle possibili future linee di ricerca e le conseguenti richieste per gli acceleratori.
Speaker: Rosario Nania (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) -
11:55
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12:15
CSN5 e acceleratori 20m
LA CSN5 E GLI ACCELERATORI – PARTE I
La Commissione Scientifica Nazionale 5 (CSN5) si occupa del finanziamento di esperimenti R&D a supporto della ricerca di base nell’INFN, dello sviluppo di attività di ricerca in grado di espandere l’expertise dell’INFN e del coordinamento di progetti fra personale INFN e ricercatori di altre discipline o enti.
Ad oggi la CSN5, parallelamente ad attività di ricerca in settori strategici per l’Ente, promuove attività esplorative di frontiera o volte alla produzione di proof of principle in grado di avere una ricaduta su esperimenti di più ampio respiro.
La ricerca e lo sviluppo di tecnologie a supporto della progettazione di acceleratori di particelle innovativi è un settore strategico nel quale la CSN5 è impegnata da sempre.
Nella prima parte di questo intervento verrà illustrata la struttura della CSN5 insieme ai meccanismi di selezione e finanziamento delle proposte scientifiche.Nella seconda parte verranno descritte le principali attività di ricerca che la Commissione ha finanziato in questi ultimi anni nel settore degli acceleratori di particelle.
Speakers: Alberto Quaranta (TIFPA - University of Trento), Alberto Quaranta (TIFPA) -
12:15
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12:30
Discussione 15m
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12:30
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12:50
Modelli di finanziamento 20m
Le presentazione punta ad descrivere a grandi linee i modelli di organizzazione e di finanziamento dell’R&D nel settore degli acceleratori in alcuni paesi chiave, che possono fungere da termine di paragone per l’INFN: Germania, Francia, USA. Si evidenzieranno: le principali linee di ricerca perseguite, la natura ed il ruolo del coordinamento a livello centrale, alcuni dati sui fondi assegnati, il rapporto tra gli approcci bottom-up e top-down, i metodi di monitoraggio.
A puro titolo di stimolo della discussione, si tratteggera’ un parallelo con la situazione nell’INFN, che questo workshop aiutera’ a meglio definire.
Speaker: Giovanni Bisoffi (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) -
12:50
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13:50
PAUSA PRANZO 1h
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13:50
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14:00
INFN e gli Acceleratori 10m
Posto che acceleratori hanno nell" ente( Chiaro) : Quale evoluzioneper i diversi settori ( fisica fondamentale , applicata alla varie branche quale equilibrio).
Speaker: Antonio Zoccoli (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) -
14:00
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14:20
INFN e finanziamento acceleratori 20m
Tutte sorgenti di finanziamento : Laboratori, progetti, operazione , R&D - punti deboli (personale? Nuove assunzioni...)
Speaker: Chiara Meroni (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) -
14:20
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14:40
Discussioni 20m
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14:40
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15:00
Accelerators at INFN - LNF 20m
Sin dalla loro fondazione, nel 1956, i Laboratori Nazionali di Frascati si sono specializzati nella costruzione ed operazione di macchine acceleratrici per la fisica fondamentale. A partire dal 2000 ai LNF è in operazione collisionatore e+e- DAFNE che ha raggiunto il record mondiale di luminosità all'energia di 1 GeV. Sul LINAC del complesso DAFNE opera anche la Beam Test Facility, dedicata principalmente a test e calibrazione di rivelatori con fasci di elettroni e positroni
di intensità variabile ed energie <= 700 MeV. A LNF è inoltre in funzione dal 2005 lo Sparc_Lab, un laboratorio caratterizzato da un fotoiniettore per elettroni ad alta brillanza, ed un laser ad alta potenza. A Sparc_Lab vengono testate le tecniche di accelerazione al plasma che saranno il cuore della futura macchina acceleratrice attualmente in fase di progetto,
Euparaxia@Sparc_Lab, che mira ad essere la prima user facility basata su questotipo di tecnolgia. Infine i Laboratori di Frascati ospitano alcune facilities nelle quali vengono messe a disposizione delle imprese e della comunità scientifica le tecnologie e le competenze sviluppate per gli acceleratori di particelle.Speaker: Fabio Bossi (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) -
15:00
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15:15
Coffee 15m
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15:15
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15:35
Accelerators at INFN- LNL 20mSpeaker: Fabiana Gramegna (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare)
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15:35
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15:55
Accelerators at INFN-LNS 20mSpeaker: Santo Gammino (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare)
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15:55
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16:15
SRF cavities for large international projects: ESS and PIP-II 20m
Since the early ‘90s, with the involvement in the LEP2 SRF cavity production and in the setting-up of the TESLA collaboration, INFN LASA SRF Group has been working on the development of Superconducting Radio-Frequency cavities for advanced accelerators in the framework of international collaborations. In this context, the experience of the group grew steadily through major projects such as Trasco/ADS, European-XFEL, ESS and PIP-II and as of today covers all the different aspects of this scientific challenge: design, fabrication, surface treatments and cold testing. The recent results from the Italian In-Kind contributions to ESS and PIP-II projects will be presented.
Speaker: Daniele Sertore (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) -
16:15
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16:35
EuPRAXIA: stato e sviluppi 20m
It is widely accepted by the international scientific community that a fundamental milestone towards the realization of a plasma driven future Linear Collider (LC) will be the integration of a high gradient accelerating plasma modules in a short wavelength Free Electron Laser (FEL) user facility. To this end the EuPRAXIA project (European Plasma Research Accelerator with eXcellence In Applications) is expected to provide by the end of 2028 the first European Research Infrastructure dedicated to demonstrate usability of plasma accelerators delivering high brightness beams up to 1-5 GeV for users. In its first implementation phase, the EuPRAXIA consortium will construct a beam driven plasma accelerator facility, named EuPRAXIA@SPARC-LAB at INFN-LNF. In its second phase, EuPRAXIA will build a laser driven plasma accelerator facility at a site to be chosen within the next 2 years between several options in Europe.
The EuPRAXIA project has received official government support from Italy, Czech Republic, Portugal, Hungary and UK. Financial support of 118 M€ has been already committed, mainly from Italy as lead country. The EuPRAXIA consortium includes in total 51 institutes from 15 countries. Recently the European Strategy Forum on Research infrastructures (ESFRI) has assessed the maturity of the EuPRAXIA project during the last review of new research infrastructures for Europe, leading to the inclusion of EuPRAXIA in the ESFRI Roadmap 2021.
In this talk we report about the recent progress in the context of the EuPRAXIA collaboration with particular emphasis to the ongoing activities at INFN-LNF related to the EuPRAXIA@SPARC_LAB project.Speaker: Massimo Ferrario (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) -
16:35
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16:55
SC Magnets per HiLumi e per FCC 20m
I gruppi di superconduttività dell'INFN sono impegnati da più di trent'anni nella progettazione e costruzione di magneti superconduttori di interesse per le attività dell'Ente, sia individualmente che in fruttuose collaborazioni. In questa presentazione, dopo aver brevemente delineato i progetti del passato, principalmente legati allo sviluppo del Large Hadron Collider, mi concentrerò sulle attività in cui siamo attualmente impegnati, ovvero la progettazione del dipolo superconduttore D2 e dei correttori di ordine superiore per l'upgrade ad alta luminosità dell'LHC e lo sviluppo di un dipolo superconduttore nell'ambito del programma HFM (High Field Magnets) per il Future Circular Collider. Infine, nell'ultima parte mostrerò gli impegni che stiamo già prendendo per il prossimo futuro, sia all'interno del programma HFM già avviato che in nuovi programmi che si stanno formando, come l'R&D su HTS (High Temperature Superconductors), l'impegno sul Muon Collider e la collaborazione sullo sviluppo del solenoide superconduttore per l'esperimento Dune (FermiLab).
Speaker: Stefania Farinon (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) -
16:55
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17:15
Ion Sources and related devel. (LNL/LNS) 20mSpeaker: David Mascali (LNS)
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17:15
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17:35
THOR: i test per FAIR 20m
Il Laboratorio per la Superconduttività di Potenza nasce nel 2012 a valle di una proposta PON infrastrutture. L’idea iniziale era di creare una struttura che permettesse il full test del prototipo di dipolo curvo SIS300 completo di criostato, ma la mutata esigenza di FAIR di convergere sul SIS100 ci hanno portato a inserirci in questa linea. Dopo diverse trattative è stato siglato il MoU che ci vede impegnati nella realizzazione di una test facility a due linee per i moduli di quadrupolo completi.
Attualmente siamo in fase di commissioning a freddo della prima linea sul prototipo di quadrupolo, mentre il primo vero quadrupolo della macchina ci arriverà questo mese. L’installazione della seconda linea sarà avviata a Giugno con l’obiettivo di averla operativa entro la fine dell’anno. Saranno mostrate alcune fasi salienti della costruzione e del commissioning della linea di test.
Speakers: Umberto Gambardella (INFN-Sezione di Napoli, Gruppo Collegato di Salerno), Umberto Gambardella (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) -
17:35
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17:55
STAR ( “le slides della presentazione sono disponibili su richiesta inviando un email a luca.serafini@mi.infn.it”) 20m
STAR è una infrastruttura di ricerca in via di completamento presso l’Università della
Calabria, basata su una sorgente Compton di raggi X mono-cromatici e brillanti, con energia variabile
tra 20 e 350 keV, principalmente dedicata alla diagnostica mediante imaging X tomografico
avanzato di beni culturali (principalmente reperti archeologici, di cui la Calabria è la regione più ricca
d’Italia). L’INFN ha concepito, progettato e prodotto la sorgente ICS (Inverse Compton Scattering),
che costituisce il nucleo della infrastruttura di ricerca STAR. Il progetto INFN è basato su una
collaborazione storica Milano-LNF sulle sorgenti ICS (iniziata con il progetto SPARC, e continuata con
il progetto ELI-NP-GBS), la cui missione è il completamento dell’installazione di STAR ICS entro la
fine del 2022, con inizio delle operazioni di commissioning nei primi mesi del 2023. I primi fasci X
sono attesi entro l’estate del 2023. La fase attuale della collaborazione tra INFN e l’Università della
Calabria è regolamentata da un contratto di appalto, siglato nel maggio 2021 dopo che l’INFN ha
vinto una gara d’appalto europea del valore di 5.5 Meuro, per l’upgrade di STAR (denominato
STAR2) ad energie di fotoni X fino a 350 keV (rispetto a circa 80 keV massimi per STAR1). Questo è
un esempio paradigmatico di come il nostro Istituto possa vendere su commessa interi acceleratori
di particelle per realizzare profitto, agendo come un fornitore industriale. Vendere un intero
acceleratore (non singoli componenti) significa integrare il know-how della concezione,
progettazione, sviluppo e costruzione delle componenti, e loro installazione, seguita dalla messa in
funzione dell’acceleratore. Ciò è possibile solo da parte di una divisione acceleratori ben consolidata
nei decenni (in questo caso INFN-LNF), integrata da specifico know-how teorico-progettuale di un
gruppo avanzato sui fasci di elettroni adl altissima brillanza e le sorgenti di radiazione da essi pilotate
(FEL, ICS, etc, in questo caso INFN-MI).Speaker: Luca Serafini (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare)
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10:30
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10:35
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09:00
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09:40
LA CSN5 E GLI ACCELERATORI – PARTE II 40m
A valle della descrizione della CSN5 come struttura e riferimento per la selezione delle proposte scientifiche nell’ambito di competenza, vengono qui presentate le attività nel campo della Fisica degli Acceleratori recentemente supportate dalla Commissione.
Ad una prima panoramica generale dei progetti finanziati negli ultimi tre anni farà seguito un approfondimento su alcuni esperimenti rappresentativi delle varie tipologie di attività di ricerca nel campo degli acceleratori.
Come spunto per il dibattito verrà infine introdotta la tematica della collocazione ottimale, temporale e finanziaria, per l’attività di ricerca in fisica degli acceleratori sia all’interno della CSN5 che nell’ambito della tipica roadmap che muove dall’idea rivoluzionaria fino alla realizzazione di una facility innovativa.
Speaker: Cristina Vaccarezza (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) -
09:40
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10:00
INFN-A e la CSN5 20m
Lo scopo della presentazione è quello di fornire una visione articolata e completa del dibattito
sviluppatosi nell’ultimo anno fra i membri di INFN-A e la CSN5 in merito alla relazione da
stabilirsi fra questi due organismi nella vita dell’INFN.
Partendo da un rapido richiamo alle peculiarità statutarie dei due organismi si giunge ad una
disamina dei punti salienti a cui questo workshop è in parte chiamato a dare risposte.
Questi possono essere cosi riassunti:
• riconoscere come la fisica degli acceleratori comporti la necessità di uno sforzo
continuo di sviluppo e mantenimento delle competenze sia nel settore teorico che in quello
sperimentale per poter rispondere agli impegni che l’INFN deciderà di assumere e organizzare
uno schema per cui questo risulti possible
• tradurre nel panorama italiano le indicazioni che pervengono principalmente dalla
strategia europea di sviluppo nella Particle Physics, e che l’INFN fa proprie, offrendo una
prospettiva di breve-medio termine ai ricercatori coinvolti nella fisica degli acceleratori e verso
cui indirizzare principalmente gli sforzi della comunità
• comprendere, pur rimanendo in un ambito limitato all’ R&D e all’attività “preprogettuale”, la complessa relazione che viene a stabilirsi fra finanziamenti ordinari, straordinari, provenienti da strutture regionali, PNRR ed il relativo coinvolgimento delle Sezioni
e dei Laboratori Nazionali dove si sviluppano gli elementi connessi al mondo degli
acceleratori: come coniugare tali fondi con il riconoscimento dei contributi provenienti dalla
comunità
• definire il panorama degli interventi possibili nel contesto della missione e dei
finanziamenti della CSN5 relativamente alle peculiarità degli acceleratori: fisica e tecnologia
di frontiera e investimenti considerevoli.
L’intervento apre temi di discussione ed elaborazione che potranno essere poi approfonditi
nella tavola rotondaSpeaker: Dario Augusto Giove (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) -
10:00
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10:20
INFN-E 20m
Il progetto strategico INFN-E ha inizio nel 2006 con la firma della Convenzione tra INFN e Ansaldo Nucleare, con l'obiettivo di sviluppare competenze e applicazioni tecnologiche nell’ambito dell’energia nucleare e delle problematiche correlate, con particolare attenzione agli aspetti relativi alla sicurezza (intesa sia come “safety” sia come “security”).
In tempi più recenti, in linea con la forte vocazione dell'Ente verso il trasferimento tecnologico, INFN-E si è trasformato in un incubatore per lo sviluppo di prodotti altamente innovativi da proporre a industrie e a enti di ricerca e in un centro di iniziativa verso forme di finanziamento esterno sulle seguenti linee di intervento:
- Misure e controlli nucleari (sicurezza e sorveglianza depositi di materiali radioattivi e impianti nucleari).
- Tecnologie per la fusione.
- Fisica e impianti innovativi per la fissione.
- Formazione.Dopo una breve presentazione del progetto strategico, verranno illustrate le attività che si avvalgono delle competenze e delle tecnologie sviluppate nell'Ente nel campo degli acceleratori.
Speaker: Eugenio Nappi (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) -
10:20
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10:40
INFN4LS- I programmi dell’INFN per le Scienze della Vita 20m
L’INFN è istituzionalmente impegnato nel trasferimento della propria conoscenza scientifica verso il mondo della Scienze della Vita. Le ricerche compiute alla frontiera della fisica particellare, nucleare ed astroparticellare continuano a generare conoscenza, strumenti ed infrastrutture che sono di grande rilevanza nel campo della medicina, biologia, farmacologia e delle scienze omiche in generale. Attraverso lo sviluppo di grandi acceleratori, rivelatori ed infrastrutture distribuite di calcolo offriamo e contribuiamo allo sviluppo scientifico, tecnologico e industriale del grande campo delle scienze della vita con l’obiettivo di contribuire a migliorare la qualità della vita grazie ad innovativi sistemi di diagnostica, terapia e prevenzione. Grazie alle nostre uniche competenze e piattaforme informatiche stiamo contribuendo allo sviluppo ed applicazioni di Intelligenza artificiale e machine learning con l’obiettivo di contribuire alla comprensione profonda di molte malattie e per realizzare una vera ed efficace medicina personalizzata.
I programmi e le attività dell’INFN in questo ambito saranno estensivamente presentati.Speaker: Giacomo Cuttone (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) -
10:40
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11:00
Pause 20m
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11:00
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11:15
FCC 15mSpeaker: Manuela Boscolo (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare)
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11:15
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11:30
Muon Colliders 15m
Muon colliders provide a unique and sustainable route to deliver high energy collisions that enable discovery searches and precision measurements to extend our understanding of the fundamental laws of physics. Since the recommendation of the update of the European Strategy for Particle Physics (ESPPU), an International Muon Collider Collaboration (IMCC) hosted at CERN, is leading the on-going Design Study effort. The focus is the design of a 10+ TeV center of mass (CM) energy facility to explore the physics energy frontier. A muon collider with a CM energy around 3 TeV could be delivered on a time scale compatible with the end of operation of the HL-LHC, as assessed in the Roadmap for Accelerator R&D.
INFN has been a key player since the ESPPU to demonstrate the unique opportunity of a muon collider as a path toward the high-energy, high-luminosity frontier beyond the expected reach, despite the challenges to produce bright muon beams and mitigate the drawbacks arising from the short muon lifetime at rest. The status of the design effort and technology R&D towards such a machine, outlining INFN activities and plans will be discussed.Speaker: Nadia Pastrone (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) -
11:30
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11:45
EIC 15m
Electron-Ion collider (EIC) è un progetto di collisore elettroni-ioni approvato dall’US Department of Energy (DOE) e che sarà realizzato presso il Brookhaven National Lab (BNL, NY) in collaborazione con Jefferson Lab (JLab, VA). Il complesso rappresenterà uno strumento di potenzialità senza precedenti per studi di fisica nucleare. Il progetto del collisore si basa su 2 anelli di accumulazione separati con fasci contropropaganti e si propone di raggiungere una luminosità dell’ordine di L≈1033÷1034 cm-2s-1, con energie di collisone variabili nel range ECM≈20÷140 GeV, ampio spettro di specie ioniche (da protoni ad uranio) e fasci polarizzati fino al 70%. L’inizio dell’operazione è previsto per il 2034, ed il costo stimato è di 1.75 G$, di cui una frazione del 5÷10 % è auspicabilmente attesa sotto forma di contributi “in kind” dalla comunità scientifica internazionale. Le caratteristiche principali dell’acceleratore e i possibili contributi al progetto da parte della comunità degli acceleratoristi INFN saranno presentati in questa relazione.
Speaker: Alessandro Gallo (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) -
11:45
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12:00
Dones: the developmet line of high intensity injectors. 15m
DONES: the development line of high intensity injectors.
DONES, Demo Oriented Neutron Source, is the European version of IFMIF, i.e. a facility based on high intensity linear accelerator, for the test of fusion reactor structural materials. This in view of DEMO, that will be the first fusion reactor for electrical power production.
Thanks to the successful INFN participation to IFMIF EVEDA, INFN is ready to play a very important role in the realization of DONES, that should be launched soon, as a European project with national in-kind contributions.
The results of the prototype linac in Japan (IFMIF-EVEDA), with the realization of the RFQ (built by the INFN LNL, Bologna, Padova and Torino), the participation to the development of the linac in Japan (Broader Approach2), the technological challenges and developments for high intensity injectors will be discussed, together with longer term perspectives.
Speaker: Andrea Pisent (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) -
12:00
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12:15
BriXSinO 15m
BriXSinO è una piccola infra-struttura di ricerca basata su acceleratori super-conduttivi ad
altissima sostenibilità energetica, orientati verso la frontiera dell’alta intensità nei fasci di
elettroni ad alta potenza media, secondo lo schema innovativo di Energy Recovery Linac
(E.R.L.) a doppio senso di circolazione.
Gli obbiettivi di BriXSinO sono duplici: sviluppare una nuova generazione di acceleratori di
particelle che siano energeticamente sostenibili, e generare fasci di radiazione coerenti nel
dominio THz e dei raggi X, tali da abilitare applicazioni avanzate nel settore dell’imaging biomedicale e nello studio dei materiali, grazie agli altissimi flussi e potenze medie di radiazione
generati.
In questa presentazione saranno discusse le ragioni scientifiche sopra esposte e saranno
affrontate le tematiche di sviluppo salienti legate alle componenti maggiormente innovative
del progetto.Speaker: Dario Augusto Giove (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) -
12:15
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12:30
i- LUCE - Ion acceleration by laser-matter interaction 15m
Laser-plasma ion acceleration: status and perspective with the upcoming I-LUCE facility at INFN-LNS
High-energy particle accelerators driven by a radio-frequency (RF) electromagnetic field, are among the largest and most complex facilities built on Earth. Currently, the largest RF-driven accelerator is the Large Hadron Collider (LHC) at CERN, which accelerates protons to multi-TeV energies (1 TeV = 10E12 eV) in a 27-km high-vacuum ring. One of the main reasons for the enormous size of the accelerator is a limit on the acceleration field strength, which is about 1 MV/cm. Due to this limit, to accelerate ions/protons to multi-GeV or TeV energies, the acceleration path has to be very long, meaning that the accelerator has to be very large.
One potential alternative, or at least an important supplement to the RF-driven ion accelerators, seems to be ion accelerators driven by an intense laser beam.
The accelerator consists of a short-pulse high-intensity laser and a target, e.g. thin foil, placed in a vacuum chamber. The laser beam interacting with the target produces plasma, in which electrons are partly separated from ions by the action of the laser field. Between the layer of electrons and the ions, a very strong electric field is produced. This field pulls the ions, which follow the moving electron layer. The field strength can reach extremely high values (up to tens or even hundreds GeV/cm) and, as a result, the ions can be accelerated to high energies over sub-mm distances, by many orders of magnitude shorter than required in conventional RF-driven accelerators. In this way, the laser-driven accelerator can potentially be much smaller and less complex than conventional ones. Furthermore, since the laser accelerated ion bunch is very dense and compact, the ion beam intensities/powers can be very high, and the time duration of the ion pulse can be very short. Such ion beams have the potential to be used in various branches of science, technology and medicine, and can significantly extend the current scope of ion beam applications
In this talk, a brief review of recent research and potential use of laser-driven ion acceleration in the fundamental and applied science, will be discussed.
The activities carried out in this field by INFN, dated back to 15 years ago, will be critically presented and the perspectives of the new high-power laser “I-LUCE” (INFN Laser indUced radiation acCEleration) facility that will be realized at INFN-LNS will be presented.
Speakers: Giada Petringa (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare), Giuseppe Cirrone (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) -
12:30
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12:45
FLASH - RADIOTHERAPY A NEW PARADIGM FOR TUMOR TREATMENT ? 15m
Cancer is a critical global health issue of the world society. Radiation therapy (RT) is one of the principal tools used for the treatment of cancer. The conventional radiotherapy, typically with X-rays, is delivered over several weeks in order to give the necessary dose for the cancer cure and limit at the best the damage to the healthy tissues caused by the ionization radiations. Radiotherapy with heavier charged particles, hadron therapy (HT), with protons and other ions species, like carbon, has also been developed and offers several advantages over the classical RT with X-rays as they deposit most of their energy at the end of their range and the particle beam can be shaped with great precision. Radio-Therapy with electrons have historically been used at low energy (low-energy electron LEE) to treat cancer but mostly for the treatment of superficial tumors given their very limited penetration depth.
The Flash therapy is a new promising technique where the necessary therapeutic dose is released in fraction of a second and the mean dose rate is much higher than the conventional irradiation. With this treatment the healthy tissues result to be partially preserved from the damage of the ionization radiation while the efficiency in the tumor cure remains unchanged, offering new opportunity to cancer treatment plans.
More recently, the idea of investigating the use of very high-energy (50-200 MeV) electron (VHEE) beams for RT has gained interest worldwide. The main advantages of VHEE beams over photons are related to the fact that small diameter VHEE beams can be scanned and focused easily, producing finer resolution for intensity modulated treatments than photon beams, and accelerators may be constructed at significantly lower cost compared to the current installations required for protons beams. In addition, VHEE beam can operate at very high dose rate compatible with the FLASH regime that can change dramatically the future scenario of the radiotherapy. To investigate how well VHEE can meet the current assumptions and become a clinical reality, a research effort based on accelerator technology as well as radiobiological and pre-clinical studies is needed.Speaker: Luigi Palumbo (ROMA1) -
12:45
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12:55
Discussione 10m
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12:55
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13:05
Finishing the presentations and opening discussion for Tavola Rotonda 10mSpeaker: Lucio Rossi (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare)
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13:05
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14:04
PAUSA PRANZO 59m
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14:05
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15:35
Tavola Rotonda 1h 30m
Tavola rotonda di nuove proposte per futuro
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09:00
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09:40