Il laser a elettroni liberi si avvicina sempre più alla realtà
I laser svolgono un ruolo strategico nel settore di ricerca e tecnologia, registrando un impatto determinante in numerosi ambiti, tra cui l’imaging medicale e la difesa nazionale. Nello specifico, il laser a elettroni liberi (FEL), che rappresenta una tipologia di laser più versatile e facilmente regolabile, ha spianato la strada a un’intera gamma di applicazioni. Una decina di anni or sono, è stato lanciato un tipo di FEL ancora più avanzato che è capace di generare raggi X. la cui scoperta ha stimolato il progresso di numerosi centri di ricerca in tutto il mondo, spinti dalla curiosità di approfondire questa nuova tecnologia e dal desiderio di utilizzarla in tanti modi diversi. Il progetto IRUVX-PP (“Preparatory phase of the IRUVX-FEL consortium”) è stato incentrato sullo sfruttamento di tale risorsa attraverso la progettazione di un nuovo impianto europeo che prende il nome di “EuroFEL”. L’impianto è stato concepito per offrire risorse e strumentazioni complementari di insuperata qualità. In tale contesto, i partner di EuroFEL hanno approntato un piano teso all’integrazione degli impianti FEL nazionali in una struttura europea distribuita. L’obiettivo finale di tale iniziativa consisteva nel completo sfruttamento delle caratteristiche complementari e dell’esperienza degli operatori dei singoli impianti membri, nonché nella massimizzazione dei vantaggi per tutte le persone coinvolte. Il lavoro include l’implementazione di strutture e metodi in grado di promuovere una costruzione e un funzionamento efficienti dell’impianto EuroFEL. Il consorzio ha elaborato politiche tese alla facilitazione dell’accesso a questo impianto all’avanguardia offrendo in tal modo un servizio internazionale in grado di rispondere alle esigenze della comunità di ricerca. Sono state quindi riviste e definite le attività principali dell’EuroFEL del futuro e approntate relazioni complete in vista della creazione della struttura congiunta, tra cui una descrizione dettagliata delle attività previste, della mission, delle previsioni di bilancio, delle procedure interne e così via. In termini più squisitamente scientifici, la nuova tecnologia FEL si basa su una combinazione tra una radiazione caratterizzata da una lunghezza d’onda ampia e continuamente regolabile con impulsi ultrabrevi e la coerenza dei laser, in grado di garantire livelli energetici superiori. Il sistema, che copre lo spettro dei terahertz, infrarosso e ultravioletto fino ai raggi X duri, produce flash di luce estremamente brevi (femtosecondi) caratterizzati da intensità straordinarie a lunghezze d’onda brevi. I FEL possono essere paragonati a fotocamere con flash per il mondo molecolare, in grado di aggiungere la scala temporale dei femtosecondi alla microscopia nanometrica. Questo può essere usato per osservare fenomeni complicati e aprire la strada a nuove opportunità di ricerca in numerose discipline scientifiche, dalla fisica degli atomi, delle molecole e dei cluster alla fisica del plasma, alla chimica, alle scienze dei materiali e dei biomateriali. Nel complesso, i lavori preparatori per il nuovo impianto sono stati incentrati sulla definizione delle esigenze e dell’accesso degli utenti, sulla conduzione di workshop, sulla ricerca delle risorse umane necessarie e sulla collaborazione con l’industria. Una volta completato, il progetto condurrà allo sviluppo di nuove tecnologie e applicazioni che spaziano dalla microelettronica all’energia.
Parole chiave
Laser a elettroni liberi, tecnologia laser, terahertz, infrarosso, ultravioletto, femtosecondo, fisica dei plasmi, nanoscienza
