Condensed Matter (Mar 2019)
The Potential of EuPRAXIA@SPARC_LAB for Radiation Based Techniques
- Antonella Balerna,
- Samanta Bartocci,
- Giovanni Batignani,
- Alessandro Cianchi,
- Enrica Chiadroni,
- Marcello Coreno,
- Antonio Cricenti,
- Sultan Dabagov,
- Andrea Di Cicco,
- Massimo Faiferri,
- Carino Ferrante,
- Massimo Ferrario,
- Giuseppe Fumero,
- Luca Giannessi,
- Roberto Gunnella,
- Juan José Leani,
- Stefano Lupi,
- Salvatore Macis,
- Rosa Manca,
- Augusto Marcelli,
- Claudio Masciovecchio,
- Marco Minicucci,
- Silvia Morante,
- Enrico Perfetto,
- Massimo Petrarca,
- Fabrizio Pusceddu,
- Javad Rezvani,
- José Ignacio Robledo,
- Giancarlo Rossi,
- Héctor Jorge Sánchez,
- Tullio Scopigno,
- Gianluca Stefanucci,
- Francesco Stellato,
- Angela Trapananti,
- Fabio Villa
Affiliations
- Antonella Balerna
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare INFN—Laboratori Nazionali di Frascati, via E. Fermi 40, 00044 Frascati, Italy
- Samanta Bartocci
- Dipartimento di Architettura, Design e Urbanistica, Università degli studi di Sassari, Palazzo del Pou Salit—Piazza Duomo, 6-07041 Alghero, Italy
- Giovanni Batignani
- Dipartimento di Fisica, Università degli studi di Roma “La Sapienza”, P.le Aldo Moro 2, 00185 Rome, Italy
- Alessandro Cianchi
- Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Roma Tor Vergata, Via della Ricerca Scientifica 1, 00133 Rome, Italy
- Enrica Chiadroni
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare INFN—Laboratori Nazionali di Frascati, via E. Fermi 40, 00044 Frascati, Italy
- Marcello Coreno
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare INFN—Laboratori Nazionali di Frascati, via E. Fermi 40, 00044 Frascati, Italy
- Antonio Cricenti
- Istituto di Struttura della Materia (ISM)-Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), via Fosso del Cavaliere 100, 00133 Rome, Italy
- Sultan Dabagov
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare INFN—Laboratori Nazionali di Frascati, via E. Fermi 40, 00044 Frascati, Italy
- Andrea Di Cicco
- School of Science and Technology, Physics Division, Università degli studi di Camerino, via Madonna delle Carceri, 62032 Camerino, Italy
- Massimo Faiferri
- Dipartimento di Architettura, Design e Urbanistica, Università degli studi di Sassari, Palazzo del Pou Salit—Piazza Duomo, 6-07041 Alghero, Italy
- Carino Ferrante
- Dipartimento di Fisica, Università degli studi di Roma “La Sapienza”, P.le Aldo Moro 2, 00185 Rome, Italy
- Massimo Ferrario
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare INFN—Laboratori Nazionali di Frascati, via E. Fermi 40, 00044 Frascati, Italy
- Giuseppe Fumero
- Dipartimento di Fisica, Università degli studi di Roma “La Sapienza”, P.le Aldo Moro 2, 00185 Rome, Italy
- Luca Giannessi
- Elettra-Sincrotrone Trieste, Area Science Park, 34149 Trieste, Italy
- Roberto Gunnella
- School of Science and Technology, Physics Division, Università degli studi di Camerino, via Madonna delle Carceri, 62032 Camerino, Italy
- Juan José Leani
- National Scientific and Technical Research Council, C1425FQB Buenos Aires, Argentina
- Stefano Lupi
- Dipartimento di Fisica, Università degli studi di Roma “La Sapienza”, P.le Aldo Moro 2, 00185 Rome, Italy
- Salvatore Macis
- Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Roma Tor Vergata, Via della Ricerca Scientifica 1, 00133 Rome, Italy
- Rosa Manca
- Dipartimento di Architettura, Design e Urbanistica, Università degli studi di Sassari, Palazzo del Pou Salit—Piazza Duomo, 6-07041 Alghero, Italy
- Augusto Marcelli
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare INFN—Laboratori Nazionali di Frascati, via E. Fermi 40, 00044 Frascati, Italy
- Claudio Masciovecchio
- Elettra-Sincrotrone Trieste, Area Science Park, 34149 Trieste, Italy
- Marco Minicucci
- School of Science and Technology, Physics Division, Università degli studi di Camerino, via Madonna delle Carceri, 62032 Camerino, Italy
- Silvia Morante
- Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Roma Tor Vergata, Via della Ricerca Scientifica 1, 00133 Rome, Italy
- Enrico Perfetto
- Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Roma Tor Vergata, Via della Ricerca Scientifica 1, 00133 Rome, Italy
- Massimo Petrarca
- Dipartimento di Fisica, Università degli studi di Roma “La Sapienza”, P.le Aldo Moro 2, 00185 Rome, Italy
- Fabrizio Pusceddu
- Dipartimento di Architettura, Design e Urbanistica, Università degli studi di Sassari, Palazzo del Pou Salit—Piazza Duomo, 6-07041 Alghero, Italy
- Javad Rezvani
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare INFN—Laboratori Nazionali di Frascati, via E. Fermi 40, 00044 Frascati, Italy
- José Ignacio Robledo
- National Scientific and Technical Research Council, C1425FQB Buenos Aires, Argentina
- Giancarlo Rossi
- Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Roma Tor Vergata, Via della Ricerca Scientifica 1, 00133 Rome, Italy
- Héctor Jorge Sánchez
- National Scientific and Technical Research Council, C1425FQB Buenos Aires, Argentina
- Tullio Scopigno
- Dipartimento di Fisica, Università degli studi di Roma “La Sapienza”, P.le Aldo Moro 2, 00185 Rome, Italy
- Gianluca Stefanucci
- Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Roma Tor Vergata, Via della Ricerca Scientifica 1, 00133 Rome, Italy
- Francesco Stellato
- Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Roma Tor Vergata, Via della Ricerca Scientifica 1, 00133 Rome, Italy
- Angela Trapananti
- School of Science and Technology, Physics Division, Università degli studi di Camerino, via Madonna delle Carceri, 62032 Camerino, Italy
- Fabio Villa
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare INFN—Laboratori Nazionali di Frascati, via E. Fermi 40, 00044 Frascati, Italy
- DOI
- https://doi.org/10.3390/condmat4010030
- Journal volume & issue
-
Vol. 4,
no. 1
p. 30
Abstract
A proposal for building a Free Electron Laser, EuPRAXIA@SPARC_LAB, at the Laboratori Nazionali di Frascati, is at present under consideration. This FEL facility will provide a unique combination of a high brightness GeV-range electron beam generated in a X-band RF linac, a 0.5 PW-class laser system and the first FEL source driven by a plasma accelerator. The FEL will produce ultra-bright pulses, with up to 10 12 photons/pulse, femtosecond timescale and wavelength down to 3 nm, which lies in the so called “water window”. The experimental activity will be focused on the realization of a plasma driven short wavelength FEL able to provide high-quality photons for a user beamline. In this paper, we describe the main classes of experiments that will be performed at the facility, including coherent diffraction imaging, soft X-ray absorption spectroscopy, Raman spectroscopy, Resonant Inelastic X-ray Scattering and photofragmentation measurements. These techniques will allow studying a variety of samples, both biological and inorganic, providing information about their structure and dynamical behavior. In this context, the possibility of inducing changes in samples via pump pulses leading to the stimulation of chemical reactions or the generation of coherent excitations would tremendously benefit from pulses in the soft X-ray region. High power synchronized optical lasers and a TeraHertz radiation source will indeed be made available for THz and pump–probe experiments and a split-and-delay station will allow performing XUV-XUV pump–probe experiments.
Keywords