Testo italiano

Fotorivelatori e sistemi di acquisizione per gamma astronomia.

Testo inglese

PERUZZO	LUIGI
(cognome)	(nome)
Università degli Studi di PADOVA	Facoltà di SCIENZE MATEMATICHE FISICHE e NATURALI
(università)	(facoltà)
B01B	Dipartimento di FISICA
(settore scient.discipl.)	(Dipartimento/Istituto)

PERUZZO@PD.INFN.IT
(E-mail)

FLAMINIO	VINCENZO
(cognome)	(nome)

Professore ordinario	21/10/1939	FLMVCN39R21E506J
(qualifica)	(data di nascità)	(codice di identificazione personale)

Università degli Studi di PISA	Facoltà di SCIENZE MATEMATICHE FISICHE e NATURALI
(università)	(facoltà)
B01A	Dipartimento di FISICA
(settore scient.discipl.)	(Dipartimento/Istituto)

050/880236	050/880317	vincenzo.flaminio@cern.ch
(prefisso e telefono)	(numero fax)	(E-mail)

B01A

B01B

Testo italiano
TRIGGER ; FOTORIVELATORI ; GAMMA-ASTRONOMIA

Testo inglese
TRIGGER ; PHOTODETECTORS ; GAMMA-ASTRONOMY

Testo italiano

Nato a Lecce il 21/10/1039. Laureato in Fisica a Pisa nel 1964.
Ha effettuato attivita' di ricerca nel campo delle fisica delle particelle elementari al CERN, Brookhaven, Serpukhov e Pisa. Dal 1986 e' Professore Ordinario di Fisica Generale presso il Corso di Laurea in Fisica dell'Universita' di Pisa. Dal 1979 al 1986 e' stato coordinatore di gruppo II presso la Sezione di Pisa dell'INFN.
Ha effettuato esperimenti di fisica adronica, fisica dei neutrini, fisica degli heavy-flavours. E' autore di oltre 80 lavori pubblicati su riviste internazionali e di molte altre pubblicazioni e comunicazioni a congressi.
E' stato impegnato per molti anni nello sviluppo di rivelatori a fibre ottiche scintillanti e relativi sistemi di lettura. E' stato coordinatore di un progetto della Comunita' Europea (INTAS) comprendente gruppi Europei e Russi, relativo allo sviluppo di rivelatori a fibre ottiche scintillanti lette da fotomoltiplicatori multianodo. E' attualmente impegnato nel completamento di un esperimento sulla ricerca delle oscillazioni dei neutrini e partecipa alla realizzazione di un calorimetro adronico per l'esperimento ATLAS al CERN di Ginevra.

Testo inglese

Born in Lecce, October 21, 1939. Physics Doctorate, University of Pisa, 1964.
Has carried out research in the field of elementary particle physics at CERN, Brookhaven, Serpukhov and Pisa.
Full Professor of Physics in the Physics Department, University of Pisa, since 1986.
From 1979 to 1986 has been "group 2" coordinator at INFN, Pisa.
Has performed experiments in the fields of hadronic physics, neutrino and heavy-flavour physics. Is author of over 80 publications on international journals and of many other reports and conference contributions.
Has been engaged for many years in the development of scintillating optical-fibre detectors and related readout systems. Has coordinated an EEC project (INTAS) comprising Russian and West European groups, aiming at the development of scintillating optical fibre detectors using multianode photomultipliers.
He is at present carrying to completion an experiment looking for neutrino oscillations, while participating in the construction of a hadron calorimeter for the ATLAS experiment at CERN.

1. CARDINI A., FLAMINIO V., "Comparison of plastic scintillating fibres and capillaries filled with liquid scintillator" , Rivista: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research , Volume: A 346 , pp.: 163 , (1994) .
2. CARDINI, A., FLAMINIO V., "Study of a capillary tracking detector with position-sensitive photomultiplier readout" , Rivista: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research , Volume: A 361 , pp.: 129 , (1995) .
3. AGORITSAS, V., FLAMINIO V., "Scintillating-fibre hodoscopes using position sensitive photomultipliers" , Rivista: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research , Volume: A 372 , pp.: 63 , (1996) .
4. BOSI, F., FLAMINIO V., "Tests of a scintillating-fibre detector using position-sensitive photomultiplier readout" , Rivista: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research , Volume: A 374 , pp.: 48 , (1996) .
5. AGORITSAS, V., FLAMINIO V., "Readout of scintillating fibres using a weak cross talk" , Rivista: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research , Volume: A 406 , pp.: 383 , (1998) .

Nº	Cognome	Nome	Dipart./Istituto	Qualifica	Settore scient.	Mesi uomo
						1999	2000
1	FLAMINIO	VINCENZO	FISICA	Prof. ordinario	B01A	9	9
2	CAVASINNI	VINCENZO	FISICA	Prof. associato	B04X	7	7
3	GIULIETTI	DANILO	FISICA	Ricercatore	B03X	7	7
4	RODA	CHIARA MARIA ANGELA	FISICA	Ricercatore	B01A	7	7

1.10.2 Personale universitario di altre Università

Nº	Cognome	Nome	Università	Dipart./Istituto	Qualifica	Settore scient.	Mesi uomo
							1999	2000

1.10.3 Titolari di assegni di ricerca

Nº	Cognome	Nome	Dipart./Istituto	Anno del titolo	Mesi uomo

1.10.4 Titolari di borse per Dottorati di Ricerca e ex L. 398/89 art.4 (post-dottorato e specializzazione)

Nº	Cognome	Nome	Dipart./Istituto	Anno del titolo	Mesi uomo
1.	COSTANZO	DAVIDE	FISICA	1997	8
2.	GALIMBERTI	MARCO	FISICA	1999	8

1.10.5 Personale a contratto da destinare a questo specifico programma

Nº	Qualifica	Costo previsto	Mesi uomo
1.	Tecnologo	45	20

1.10.6 Personale extrauniversitario dipendente da altri Enti

Nº	Cognome	Nome	Dipart./Istituto	Qualifica	Mesi uomo
1.	DEL PRETE	TARCISIO	INFN	Ricercatore	14
2.	GIULIETTI	ANTONIO	cnr	ricercatore	14
3.	GIZZI	LEONIDA	cnr	ricercatore	14

Testo italiano

Trigger e fotorivelatori per gamma astronomia

Testo inglese

trigger and photodetectors for gamma astronomy

Testo italiano

Negli ultimi anni lo sviluppo di rivelatori di luce a stato solido con elevata efficienza quantica ha reso competitivi questi rivelatori con i fotomoltiplicatori anche per segnali di debolissima intensita', quale la luce Cherenkov prodotta negli sciami elettromagnetici atmosferici. Le efficienze quantiche tipiche dei fototubi raggiungono circa il 30% per lunghezze d'onda intorno ai 400 nm.
Il gruppo di Pisa ha lavorato per diversi anni facendo uso di fotomoltiplicatori multianodo per la lettura di segnali prodotti da odoscopi di fibre ottiche scintillanti ed ha acquisito una notevole esperienza nel settore.
Una naturale evoluzione di tale attivita' e' quella che consiste nel tentativo di far uso di rivelatori a stato solido e di combinazioni di sistemi di moltiplicazione e rivelatori a stato solido. Per quanto riguarda tale ultimo tipo di rivelatori, un notevole progresso e' stato effettuato nell'utilizzo degli "avalanche photodiodes" (APD). Questi possono operare a temperatura ambiente ed hanno guadagni apprezzabili (100-1000).
Gli APD in silicio sono generalmente preferiti per il loro basso fattore di rumore in eccesso e quindi per la minore fluttuazione nel guadagno.
Un importante passo avanti e' stato inoltre lo sviluppo di APD con giunzione PN non planare, ma con caratteristica forma ad aghi, ottenuta con "dot n-type implantation" per la creazione di elevati campi elettrici e uno strato metallico resistivo che riduce localmente il processo di valanga per prevenire salite di corrente molto rapide. questi sono noti come "Metal-Resistive-Layer-Silicon-Avalanche-Photodiodes" (MRS). Essi operano a tensioni di circa 40 V ed hanno guadagni di 10,000-100,000 , il che li rende estremamente competititivi, specie per imaging medico (D. Bisello et al.; NIM A360 (1995) 83; N. Bacchetta et al.; NIM A387 (1997) 225).
Tali rivelatori al silicio promettono anche un impiego ottimale in associazione con gli HPD (vedasi documento presentato dal coordinatore nazionale) con guadagni complessivi di 10^3 - 10^4 per gli APD e 10^5 - 10^6 per gli MRS. In tale configurazione essi appaiono ottimi candidati come rivelatori "photon counting" a grande superficie e grande efficienza anche a temperatura ambiente.
Esistono tuttavia alcuni problemi che occorre risolvere. In primo luogo quello dell'accoppiamento meccanico tra i due rivelatori che garantisca sia la trasparenza agli elettroni accelerati dall'HPD che una buona tenuta di vuoto.
Inoltre, la necessaria segmentazione in PADS di APD ed MRS deve essere studiata ed ottimizzata in funzione delle caratteristiche di focheggiamento dell'HPD. In particolare sarebbe fortemente desiderabile una struttura della superficie anodica che focalizzi localmente l'elettrone incidente su aree della superficie sensibile (del APD o del MRS) molto minori della superficie anodica, con conseguente vantaggio di un rivelatore che, a parita' di efficienza, presenti una minore capacita' e quindi un fondo ridotto.
Complementari ai fotorivelatori sensibili in un ampio intervallo di lunghezze d'onda (200-900 nm), sono stati in funzione rivelatori Cherenkov Atmosferici con fotocamere sensibili solo nell'UV. Il vantaggio della tecnica UV consiste nel fatto di avere un maggior duty-cycle e insensibilita' al fondo luminoso ambientale ed astronomico. Anche in questo caso e' proponibile la sostituzione delle camere fotosensibili, di limitata efficienza e difficili da operare in condizioni ambientali spesso ostili, con HPD a fotocatodo sensibile solo nella regione UV (sotto i 250 nm). che, accoppiato con un rivelatore a stato solido, presenta caratteristiche di efficienza, risoluzione spaziale e praticita' d'uso non raggiungibili da fotocamere gassose. Materiali assai promettenti alla realzizzazione di fotocatodi solidi aventi queste caratteristiche sono il Tellorurio di Rubidio e quello di Cesio (RbTe, CsTe).

Testo inglese

Testo italiano

Attivita' prevista per il primo anno:
a) tests di laboratorio su APD ed MRS e costruzione e test di HPD con fotocatodo
sensibile nell'UV.
b) confronto con rivelatori costituiti da fotomoltiplicatori multianodo (gia'
in nostro possesso
c) test di accoppiamento tra APD, MRS ed HPD
d) sviluppo dell'elettronica di acquisizione per sistemi multicanale
e) scelta dei rivelatori per tests successivi
Attivita' prevista per il secondo anno:
a) costruzione di rivelatori completi HPD-APD o HPD-MRS
b) assemblaggio in laboratorio di un sistema completo: hardware, elettronica,
sistema di acquisizione dati e test in laboratorio con sorgenti di luce
c) test con raggi cosmici e test beams al CERN

Testo inglese

Activity foreseen for the first year:
a) Construction and laboratory tests on APD's, MRS's,
b) Tests of coupling between AP's, MRS's and the HPD
c) Comparison with photodetectors based on multianode photomultipliers
(alrady available in out laboratory)
d) Developments of data acquisition electronics for multichannel systems
e) Choice of photodetectors for subsequent tests
Activity foreseen for the second year:
a) Construction of complete detectors: HPD-APD or HPD-MRS
b) Assembly of a complete system including hardware, electronics, data acquisition and laboratory tests using light sources
c) tests using cosmic rays and photon beams from accelerators

Nº	Anno di acquisizione	Descrizione
		Testo italiano	Testo inglese
1.	1990	Camera oscura con banco ottico e relativa attrezzatura	dark room and optical bench with necessary equipment
2.	1990	Elettronica di discriminazione e lettura. Elettronica di controllo remoto.	Discrimination and readout electronics. Remote control system.
3.	1991	Elettronica di acquisizione dati (VME e CAMAC) e CPU dedicata	Data acquisition elelectronics (VME and CAMAC) plus dedicated CPU
4.	1993	Probe station per la caratterizzazione di rivelatori a semiconduttore	probe station for characterisation of semiconductor detectors
5.	1994	fotomoltiplicatori multianodo e relativa elettronica. Sistemi di Trigger.	Multianode photomultipliers and readout electronics

Attrezzatura I
Descrizione
 

valore presunto ...................... (milioni)   percentuale di utilizzo per il programma ............

Attrezzatura II
Descrizione
 

valore presunto ...................... (milioni)   percentuale di utilizzo per il programma ............

Voce di spesa	Spesa		Descrizione
	M£	Euro	Testo italiano	Testo inglese
Materiale inventariabile	51	26.339	Alimentatori di bassa tensione di precisione. Modulistica VME (ADC, registri, discriminatori programmabili. Crate VME. Computers ed interfacce
Grandi Attrezzature
Materiale di consumo e funzionamento	40	20.658	Fotorivelatori. Avalanche Photodiodes. Metal-Resistive-Layer-Silicon-Avalanche-Photodiodes. Probing card e probes. Analizzatore parametrico per silici. CCD ed elettronica associata.
Spese per calcolo ed elaborazione dati
Personale a contratto	45	23.241	Tecnologo con esperienza in strumentazione optoelettronica
Servizi esterni
Missioni	30	15.494	Contatti con collaboratori e con l'industria. Tests dei fotorivelatori al CERN.
Altro

QUADRO RD

4.1.1 Altro

QUADRO RA

4.2.1 Altro

Firma ____________________________________________

(per la copia da depositare presso l'Ateneo e per l'assenso alla diffusione via Internet delle informazioni riguardanti i programmi finanziati; legge del 31.12.96 n° 675 sulla "Tutela dei dati personali")

Firma ____________________________________________	Data ___________________________ (inserita dal sistema alla chiusura della domanda)