Ricerca spaziale

Il TIFPA collabora a grandi esperimenti sullo studio della materia e delle forze nello spazio. L’Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02) è un rivelatore che opera come modulo esterno della Stazione Spaziale Internazionale. AMS può rivelare l’antimateria nello spazio ed ha già trovato indicazioni della presenza di materia oscura. Sofisticati interferometri possono rilevare la presenza di onde gravitazionali nello spazio (LISA) e sulla Terra (VIRGO), mentre rivelatori satellitari osservano la precipitazione di particelle dalla fascia di van Allen interna, per fini di monitoraggio sismico sulla Terra (LIMADOU). Il fascio di protoni usato presso il Centro APSS di Protonterapia per trattare i pazienti oncologici è anche uno strumento per simulare la radiazione spaziale a terra, e sarà usato per testare materiali protettivi destinati ai veicoli spaziali e il danno da radiazione cosmica ad apparecchi microelettronici.

Tecnologie mediche

Il TIFPA è partner di ricerca del Centro di Protonterapia di Trento. Costruito dalla società IBA, questa apparecchiatura terapeutica d’avanguardia, unica in Italia, tratta pazienti affetti da vari tipi di tumore solido in due sale attrezzate con strutture rotanti per l’erogazione del fascio di protoni. Una terza sala, con due linee di fascio orizzontali, è invece esclusivamente riservata alla ricerca. La ricerca pre-clinica sulla radiobiologia con protoni, in collaborazione con Il CIBIO (Centre for Integrative Biology) dell’Università di Trento, permetterà una rapida applicazione dei risultati della ricerca. Nella sala verranno testati nuovi rivelatori, sviluppati in collaborazione con FBK e UniTN per il monitoraggio del fascio durante i trattamenti, per future applicazioni in ambiente clinico. Usando un bersaglio al litio, il fascio di protoni diventerà una sorgente di neutroni veloci quasi monoenergetici, e quindi un’apparecchiatura unica in Europa per la calibrazione dei rivelatori e per lo studio del danni su apparecchi microelettronici nello spazio.

Sensori

Il TIFPA utilizzerà l’esperienza FBK nei sistemi a base di silicio per la rivelazione delle radiazioni e per lo sviluppo delle relative applicazioni in settori che vanno dall’analisi di materiali biomedici alla fisica delle alte energie. Nuove ricerche e programmi di sviluppo riguardano l’ottimizzazione dei fotomoltiplicatori in silicio per la rivelazione della materia oscura, i rivelatori ibridi di neutroni, i rivelatori termici a base di grafene, l’integrazione di sensori, il processing termico veloce, i rivelatori Cherenkov, le tecnologie di rivelazione al carburo di silicio, e i sensori pixel per applicazioni di tracciamento.

Infrastrutture

Il successo del TIFPA dipende dalla disponibilità di laboratori e infrastrutture innovativi e d’avanguardia. Il TIFPA può utilizzare:
• il Centro di Protonterapia di APSS, con il fascio di protoni ad alta energia e la sala riservata alla ricerca;
• le camere pulite del Centro Materiali e Microsistemi di FBK, dove i sensori sono prodotti grazie all’apparecchiatura di microfabbricazione di wafer da sei pollici;
• l'European Centre for Theoretical Studies in Nuclear Physics and Related Areas (ECT*), una infrastruttura di ricerca europea, membro istituzionale di NuPECC, il comitato europeo per la cooperazione in fisica nucleare;
• il fascio di positroni lenti presso l'UniTN;
• i moderni laboratori di biologia del CIBIO;
• la nuova camera pulita di 33 metri quadri, classe 10.000 (ISO7), che include una piccola area di 2 metri quadri in classe 100 (ISO5), presso la propria sede.