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Focus della Ricerca
In questa sezione sono mostrate:
le possibilità di tesi e dottorati disponibili presso le strutture di ricerca INO, gli aggiornamenti sugli sviluppi delle ricerche attuali INO anche tramite anticipazioni di lavori in uscita su riviste o presentazioni a Congressi.
Questa sezione presenta la parte di eccellenza e maggiormente innovativa dell'attività di ricerca svolta presso i laboratori dell'INO.

RisultatoEventiTesiDottoratoSeminario
  Anni:  2018  2017  2016  2015  2014  2013  2012  2011  2010  2009 
News del 12/06/2018Nascita ed evoluzione di un condensato

Evoluzione di un condensato. Transizione da un regime turbolento allo stato di equilibrio attraverso processi di interazione tra vortici.
Per produrre un condensato di Bose-Einstein occorre raffreddare un gas al di sotto della temperatura critica di condensazione. In base alla velocità di raffreddamento attraverso la transizione di fase, si ottiene un sistema più o meno turbolento che evolve verso un nuovo stato di equilibrio. Il Centro BEC di Trento, in collaborazione con il Joint Quantum Centre di Newcastle, ha studiato, sia sperimentalmente che teoricamente, il processo di formazione e la seguente dinamica interna del condensato in queste condizioni fortemente fuori dall’equilibrio.
Il lavoro è stato pubblicato sulla rivista Communications Physics (open access).
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Notizia fornita da Lamporesi Giacomo per altre informazioni scrivi a: giacomo.lamporesi@ino.it
      
News del 22/05/2018Due distinte fasi liquide in un sistema elementale: Rubidio
      Ricercatori di INO-CNR che studiano la materia e i materiali in condizioni estreme (Federico Gorelli e Mario Santoro) hanno diretto un recente esperimento assai impegnativo su di un archetipo di metallo semplice: il Rubidio, ad alte pressioni ed alte temperature. Questi ricercatori, insieme a colleghi di IIT (Simone De Panfilis) e dello “European Synchrotron Radiation Facility”, ESRF-Grenoble, hanno trovato che il Rubidio fuso subisce una trasformazione fra due forme o fasi distinte a circa 75000 atm. e 300 °C. Le trasformazioni liquido-liquido non sono affatto comuni e, di conseguenza, sono piuttosto sorprendenti, nel contesto della visione tradizionale sui diagrammi di fase delle sostanze pure. Transizioni comuni, viceversa, sono i cambiamenti di fase fra vapore, liquido e solido, un scenario, questo, assai semplificato, che risulta fortemente modificato alle condizioni estreme. Infatti le alte pressioni inducono una grande varietà di sorprendenti transizioni di fase solido-solido, insieme alle più rare trasformazioni liquido-liquido. Misure impegnative di diffrazione di raggi X tramite luce di sincrotrone, condotte su campioni in celle ad incudini di diamante, mostrano che mentre il Rubidio fuso a pressione ambiente è un perfetto esempio da manuale di un liquido semplice con quasi il massimo impacchettamento atomico possibile, la fase ad alte pressioni di questo elemento presenta invece una struttura assai più complessa ed “aperta”, cioè una struttura con un numero più elevato di spazi inter-atomici vuoti. Questa trasformazione è da ricondurre al fatto che il legame metallico tra gli atomi di Rubidio si modifica in un tipo di interazione assai più simile a quella che sostiene i materiali covalenti, un cambiamento che può alla lunga condurre alla transizione metallo-isolante già osservata nel Litio e nel Sodio. La transizione da sistema semplice a sistema complesso indotta dalla pressione nel Rubidio è assai probabilmente da ritenersi una caratteristica comune a tutti gli elementi alcalini. La scoperta di questo fenomeno apre nuovi scenari per lo studio della fisica della materia liquida, con possibili applicazioni alla tecnologia delle leghe metalliche. L’articolo originale è pubblicato su J. Phys. Chem. Letters (https://pubs.acs.org/articlesonrequest/AOR-d2mSWZNJmqrF25zpvSdD. DOI: 10.1021/acs.jpclett.8b01094).
Notizia fornita da Santoro Mario per altre informazioni scrivi a: mario.santoro@ino.it
      
News del 27/04/2018Premio René Pellat 2018 per tesi di dottorato ad Anna Grassi
      Il premio René Pellat, assegnato dalla società francese di Fisica a una tesi di dottorato in Fisica dei Plasmi, è stato assegnato per l'anno 2018 ad Anna Grassi per la tesi "Collisionless shocks in the context of laboratory astrophysics". La tesi, largamente dedicata alla simulazione e progettazione di esperimenti di riproduzione di condizioni astrofisiche "estreme" utilizzando laser di potenza, è stata svolta in cotutela tra le Università di Parigi Pierre et Marie Curie e l'Università di Pisa, sotto la co-supervisione di Caterina Riconda (UPMC), Francesco Pegoraro (UniPI e CNR/INO) e Andrea Macchi (CNR/INO).
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News del 04/04/2018Raccolta speciale di articoli: Plasmonica e plasmi di stato solido

Simulazione che mostra un plasmone di superficie di grande ampiezza eccitato da un impulso laser intenso su un reticolo
La plasmonica è lo studio delle eccitazioni collettive degli elettroni in materia condensati, inclusi in particolare mezzi nanostrutturati, con numerose applicazioni in dispositivi fotonici avanzati. La rivista Physics of Plasmas ha pubblicato un raccolta di articoli su invito sul tema "Plasmonica e plasmi di stato solido" al fine di "colmare il vuoto tra plasmi e plasmonica" (dall'editoriale di G. Manfredi). La raccolta comprende due articoli di ricercatori CNR/INO dedicati all'estensione della plasmonica verso campi estremamente intensi: un articolo di rassegna "Surface plasmons in superintense laser-solid interactions" di Andrea Macchi (https://doi.org/10.1063/1.5013321) e un articolo di risultati recenti di ricerca ""Extensive study of electron acceleration by relativistic surface plasmons" di Giada Cantono et al (https://doi.org/10.1063/1.5017706).
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News del 16/02/2018Il nostro ultimo lavoro sull'optomeccanica in cavità a goccia è stato appena pubblicato su Physical Review Letters, in evidenza come 'Editors' Suggestion'

Illustrazione del sistema ottico; un microrisonatore ad alto fattore di qualità viene realizzato in una goccia di olio siliconico e pompato da radiazione laser nel visibile
In questo lavoro viene realizzata una microcavità in una goccia di liquido sospesa, che supporta simultaneamente modi di risonanza elettromagnetici e acustici. Questi, interagendo tra loro, consentono scambio di energia e momento tra luce e suono. Grazie a uno schema ottico di eccitazione multipla di modi galleria, basato sull’accoppiamento in aria di radiazione laser visibile, viene sfruttato un processo di Brillouin a tre campi risonanti per stimolare onde acustiche equatoriali sulla superficie del liquido. In tal modo, si ottiene l’amplificazione non-lineare di vibrazioni nell’intervallo di frequenza 60-70 MHz e si osserva l’incremento del fattore di qualità meccanico oltre il limite delle perdite dovute al materiale. La goccia si comporta quindi come un laser ad ipersuoni.
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News del 08/02/2018APS Physics Viewpoint: Laser intensi fanno luce sulla reazione della radiazione

Il principio dell'esperimento: la luce laser intensa interagisce con un elettrone che emette raggi-gamma, producendo una reazione
Un elettrone accelerato genera campi elettromagnetici, che possono reagire sull'elettrone stesso. Questo fenomeno di "reazione della radiazione" ha una lunga storia in elettrodinamica classica e rimane tuttora aperto a livello quantistico. Due esperimenti hanno sfruttato il laser ASTRA-GEMINI per caratterizzare gli effetti di reazione della radiazione nella collisione di un impulso superintenso e ultracorto con un "pacchetto", avente durata simile, di elettroni di alta energia generati tramite accelerazione laser-plasma. I risultati danno un'evidenza preliminare di effetti quantistici, ma lasciano aperta la questione. In questo "Viewpoint" diamo un commento critico sugli esperimenti e le prospettive future.
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News del 29/01/2018Una ricetta per plasmoni ultrabrevi - ACS Photonics

Schema per la generazione di plasmoni - polaritoni di superficie ultrabrevi usando impulsi laser a fronte di fase rotante
I plasmoni (o polaritoni) di superficie sono particolari onde elettromagnetiche localizzate in uno strato sottile all'interfaccia tra due mezzi material diversi, ad esempio un metallo e il vuoto. La plasmonica sfrutta queste onde per un gran numero di applicazioni avanzate in ottica, sensoristica, elettronica e sviluppo di sorgenti. La plasmonica ultraveloce, in particolare, spinge queste applicazioni alla frontiera del femtosecondo (un milionesimo di miliardesimo di secondi). In un articolo su ACS Photonics, presentiamo e testiamo con simulazioni una proposta per generare un plasmone estremamente corto - meno di due oscillazioni del campo elettromagnetico, corrispondente a meno di 4 femtosecondi. La proposta si basa sulla nota tecnica di eccitazione risonante dei plasmoni facendo incidere su un metallo con superficie modulata periodicamente (reticolo) un impulso laser and un angolo fissato dal passo del reticolo. Introducendo una rotazione del fronte di fase dell'impulso laser, che equivale a cambiare l'angolo di incidenza in funzione del tempo, la risonanza viene soddisfatta per un breve intervallo generando un plasmone molto più breve dell'impulso incidente.
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News del 25/01/2018Osservato il collegamento tra trasporto dissipativo e phase slips in una giunzione Josephson tra superfluidi fermionici di atomi di 6Li

Studiamo il trasporto dissipativo attraverso una giunzione Josephson tra superfluidi fermionici di atomi di 6Li. Individuiamo nei vortici indotti da meccanismi di phase-slip la causa microscopica principale di dissipazione attraverso il BEC-BCS crossover. Lo studio e' stato pubblicato sulla rivista Physical Review Letters.
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Notizia fornita da Roati Giacomo per altre informazioni scrivi a: giacomo.roati@ino.it
      
News del 09/01/2018Articolo di Ricerca su Interazione Laser-Plasma in condizioni rilevanti per la Fusione a Confinamento Inerziale, promosso come Editor’s Pick da Physics of Plasmas

Spettro SRS risolto nel tempo ad alta risoluzione; il riquadro mostra il carattere caotico dell'emissione negli speckles
Lo schema “Shock Ignition” (SI) è un promettente approccio per il raggiungimento dell’ignizione laser, che utilizza impulsi laser intensi per la formazione e la propagazione di una forte onda d’urto sul combustibile pre-compresso. Tale schema, proposto nel 2007 da R. Betti (Rochester University, USA), ha il vantaggio di ridurre sensibilmente le instabilità idrodinamiche. Inoltre, dato l’alto guadagno dello schema, la validità della SI può essere già testata nelle grandi laser facilities già esistenti, come la National Ignition Facility a Livermore o il Laser MegaJoule a Bordeaux. Nell’ambito di un progetto collaborativo Europeo, recentemente finanziato da Eurofusion (European Consortium for the Development of Fusion Energy), abbiamo recentemente partecipato a diverse campagne sperimentali presso il Prague Asterix Laser System (Praga, Repubblica Ceca) per studiare i processi di interazione laser-plasma in condizioni rilevanti per la Shock Ignition, cioè intensità laser di circa 10^16 W/cm2 focalizzati su plasmi lunghi (mm) e caldi (diversi keV). L’articolo “Measurements of parametric instabilities at laser intensities relevant to strong shock generation” analizza in dettaglio lo sviluppo di instabilità parametriche (Stimulated Raman Scattering, Stimulated Brillouin Scattering, Decadimento a due Plasmoni) in tali condizioni. L’articolo è stato recentemente pubblicato su Physics of Plasmas a scelto dall’editore come Editor’s Pick.
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Notizia fornita da Cristoforetti Gabriele per altre informazioni scrivi a: gabriele.cristoforetti@ino.it
      
News del 08/01/2018Articolo di ricerca INO pubblicato su JOSA B selezionato da OSA Spotlight on Optics:

Campo et al. affrontano un problema sempreverde nella spettroscopia laser: come generare luce con lo spettro appropriato per un determinato esperimento. Questo è un problema particolarmente spinoso nel medio IR e UV, dove ci sono molti meno materiali e architetture in grado di fornire prestazioni che si avvicinano a quelle dei sistemi laser NIR o visibili. Le energie del fotone nel medio IR corrispondono alle energie roto-vibrazionali di molte molecole e gruppi funzionali molecolari (regione delle "impronte digitali molecolari"), quindi la spettroscopia nel medio IR è uno dei metodi migliori per identificare i materiali e sondare la loro struttura fisica. Questo di per sé è un vantaggio per la chimica fisica di base, ma le applicazioni delle sorgenti nel medio IR sono molteplici, includendo astronomia, scienza atmosferica, imaging e diagnosi biomedica, sorveglianza militare e non proliferazione. L'articolo è anche segnalato tra i JOSAB Top Downloads di dicembre 2017.
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Notizia fornita da Mazzotti Davide per altre informazioni scrivi a: davide.mazzotti@ino.it
      

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