Scheda SPEAR FINAL




Informazioni generali

PAX-1 Sensitive Polarimetry Experiments for Astrophysical Research

SPEAR

R & D

Programma

Missione spaziale Internazionale

Laboratorio

RSN5

RSN4

Attività: In Itinere; Data inizio: 2000; Data fine: 2030

paolo.soffitta paolo.soffitta@iaps.inaf.it

L'attuale tecnologia per la polarimetria a raggi X risale al 2001 con il primo rivelatore a pixel a gas costruito su multilayer di kapton. Il primo rivetore a pixel che fa uso di ASIC di lettura a gas sigillato e’ del 2007. Sono oggi disponibili rivelatori di nuova generazione con caratteristiche che possono essere utili a superare gli inconvenienti dell'attuale design. Sono previste due direzioni. Una è dedicata alla polarimetria a raggi X di grande area per transienti non ricorrenti, l'altra direzione e’ un dispositivo di rapidita’ sufficiente sia per raggi X duri (ottiche multilayer) che nella banda 2-10 keV. Oggi cio' e' possibile con nuove tecnologie per gli ASIC di lettura accoppiati a rivelatori fotoelettric innovativi sviluppati per ricerche di dark matter ed ad effetto Compton.

The current technology for X-ray polarimetry dates back to 2001 with the first gas pixel detector built on a kapton multilayer. The first pixel riveter that makes use of sealed gas reading ASICs dates back to 2007. New generation detectors are now available with features that can be useful in overcoming the drawbacks of the current design. There are two directions of investigation. One is dedicated to large area X-ray polarimetry for non-recurring transients, the other direction is a device of sufficient speed for hard X-rays (for multilayer optics) and in the 2-10 keV band. Today this is possible with new technologies for readout ASICs coupled to innovative photoelectric detectors developed for dark matter and with Compton effect.

Fisica degli oggetti compatti galattici ed extragalattici

Tecnologie per Astronomia delle Alte Energie

Tecnologie per osservazioni da spazio


Team Summary

15. Personale INAF coinvolto
Numero di partecipanti INAF al progetto: 9
Struttura Nfte N0 TI 2023 TI 2024 TI 2025 TD 2023 TD 2024 TD 2025 Nex Extra
IAPS ROMA 0 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0 0.00
Totali 0 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0 0.00
16. Personale Associato INAF coinvolto
Numero di partecipanti Associati INAF: 5
# Struttura TI 2023 TI 2024 TI 2025 TD 2023 TD 2024 TD 2025 Extra
1 IAPS ROMA 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
2 IAPS 0 0 0 0.00 0.00 0.00 0.00
3 INAF-IAPS, Università Tor Vergata 0 0 0 0.00 0.00 0.00 0.00
4 INAF-IAPS, Universita' La Sapienza 0 0 0 0.00 0.00 0.00 0.00
Totali 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Fondi a sostegno

21. Totale fondi a disposizione (dato aggregato, k€)
Certi 2023 Certi 2024 Certi 2025 Presunti 2023 Presunti 2024 Presunti 2025
125.0 116.0 0 0.0 0.0 0

Produzione scientifica e tecnologica

22. Produzione scientifica e tecnologica - Highlights
# DOI Descrizione Azione
1 10.1016/0168-9002(95)00460-2 Titolo: Design of a scattering polarimeter for hard X-ray astronomy Autori:E Costa and M.N Cinti and M Feroci and G Matt and M Rapisarda Publisher:Elsevier BV Rivista: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment Anno pubblicazione:1995
2 doi:10.1117/12.671975 Titolo: An x-ray polarimeter for hard x-ray optics Autori:Fabio Muleri and Ronaldo Bellazzini and Enrico Costa and Paolo Soffitta and Francesco Lazzarotto an .... Publisher:SPIE Anno pubblicazione:2006
3 doi:10.1117/12.789621 Titolo: The gas pixel detector as an x-ray photoelectric polarimeter with a large field of view Autori:Fabio Muleri and Paolo Soffitta and Ronaldo Bellazzini and Alessandro Brez and Enrico Costa and Ser .... Publisher:SPIE Anno pubblicazione:2008
4 10.1117/12.925374 Titolo: Performance of an Ar-DME imaging photoelectric polarimeter Autori:S. Fabiani and R. Bellazzini and F. Berrilli and A. Brez and E. Costa and M. Minuti and F. Muleri a .... Publisher:SPIE Anno pubblicazione:2012
5 10.1016/j.astropartphys.2012.12.008 Titolo: Characterization of scatterers for an active focal plane Compton polarimeter Autori:Sergio Fabiani and Riccardo Campana and Enrico Costa and Ettore Del Monte and Fabio Muleri and Alda .... Publisher:Elsevier BV Rivista: Astroparticle Physics Anno pubblicazione:2013
6 10.1088/0067-0049/212/2/25 Titolo: THE IMAGING PROPERTIES OF THE GAS PIXEL DETECTOR AS A FOCAL PLANE POLARIMETER Autori:S. Fabiani and E. Costa and E. Del Monte and F. Muleri and P. Soffitta and A. Rubini and R. Bellazz .... Publisher:American Astronomical Society Rivista: The Astrophysical Journal Supplement Series Anno pubblicazione:2014
7 10.1088/0004-637X/782/1/28 Titolo: ON THE OPERATION OF X-RAY POLARIMETERS WITH A LARGE FIELD OF VIEW Autori:Fabio Muleri Publisher:American Astronomical Society Rivista: The Astrophysical Journal Anno pubblicazione:2014
8 10.1117/12.2232572 Titolo: Silicon photomultipliers as readout elements for a Compton effect polarimeter: the COMPASS project Autori:E. Del Monte and A. Rubini and A. Brandonisio and F. Muleri and P. Soffitta and E. Costa and G. Di .... Publisher:SPIE Anno pubblicazione:2016
9 10.1088/1748-0221/15/07/C07036 Titolo: CYGNO: a gaseous TPC with optical readout for dark matter directional search Autori:E. Baracchini and L. Benussi and S. Bianco and C. Capoccia and M. Caponero and G. Cavoto and A. Cor .... Publisher:IOP Publishing Rivista: Journal of Instrumentation Anno pubblicazione:2020
10 doi:10.1088/1742-6596/1498/1/012012 Titolo: New results from GridPix Detectors Autori:Y Bilevych and K Desch and J-P Fransen and H Van Der Graaf and M Gruber and F Hartjes and B Van Der .... Publisher:IOP Publishing Rivista: Journal of Physics: Conference Series Anno pubblicazione:2020



Informazioni Pubbliche

Questa scheda e' la scheda figlia di PAX-0 Polarimetri per Astronomia X X-ray Detectors; Polarimeters; Polarimetry; High energy astrophysics

Lo sviluppo di strumentazione per la polarizzazione dei raggi X in Astrofisica e’, da 35 anni, una attivita’ in cui l’ INAF e’ leader con preminenza mondiale per quanto riguarda lo sviluppo e la calibrazione di polarimetri ad effetto fotoelettrico. In tutte le proposte di polarimetria culminate con XIPE (fase A competitiva in ESA) e IXPE (della NASA che volera’ nel 2021) l’ INAF ha avuto un ruolo di leadership indiscusso grazie alla PI-ship di satellite nel primo caso e di strumento (per giunta l’ unico) nel secondo caso. L’ INAF ha un ruolo di primo piano per le attivita’ di sviluppo con un ruolo decisivo/di leadership per quanto riguarda: -Gli obiettivi scientifici della polarimetria X -La guida tecnologico/scientifico per lo sviluppo dei sistemi di rivelazione della polarizzazione -La guida tecnologica/scientifica per lo sviluppo dei sistemi di calibrazione dei sistemi di rivelazione -La realizzazione del software di riduzione ed analisi. -Le simulazioni Monte Carlo

Facility di Calibrazione presso lo IAPS;Termovuoto presso lo IAPS


15. Team members, Informazioni generali


15. Personale INAF coinvolto

# Nome E-mail Struttura TI Qualifica Ruolo nel Progetto FTE Impegnate (2023/2024/2025) FTE Presunte (2023/2024/2025) Extra
1 paolo.soffitta paolo.soffitta@inaf.it IAPS ROMA Y PRIMO RICERCATORE Coordinatore del progetto X X X X X X X OK
2 fabio.muleri fabio.muleri@inaf.it IAPS ROMA Y RICERCATORE Detector Scientist X X X X X X X OK
3 ettore.delmonte ettore.delmonte@inaf.it IAPS ROMA Y TECNOLOGO Project Office, Detector X X X X X X X OK
4 sergio.fabiani sergio.fabiani@inaf.it IAPS ROMA Y RICERCATORE Detector Scientist X X X X X X X OK
5 alessandro.dimarco alessandro.dimarco@inaf.it IAPS ROMA N RICERCATORE Detector Simulation X X X X X X X OK
6 pasqualino.loffredo pasqualino.loffredo@inaf.it IAPS ROMA N C.T.E.R. Tecnico Elettronico, Documentazione X X X X X X X OK
7 alfredo.morbidini alfredo.morbidini@iaps.inaf.it IAPS ROMA Y C.T.E.R. Tecnico meccanico X X X X X X X OK
8 ajay.ratheesh ajay.ratheesh@inaf.it IAPS ROMA N ASSEGNISTA Scientist, Laboratorio X X X X X X X OK
9 carlo.lefevre carlo.lefevre@inaf.it IAPS ROMA Y TECNOLOGO Detector Engineering X X X X X X X OK

16. Personale Associato INAF coinvolto

# Nome E-mail Struttura TI Qualifica Ruolo nel Progetto FTE Impegnate (2023/2024/2025) FTE Presunte (2023/2024/2025) Extra
1 enrico.costa enrico.costa@inaf.it IAPS ROMA Y QUIESCENTE Scientist [0, 0, 0] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0
2 sergio.dicosimo sergio.dicosimo@inaf.it IAPS N CTER Amministrativo, Contratti [0, 0, 0] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0
3 alda.rubini alda.rubini@inaf.it IAPS ROMA N QUIESCENTE Tecnico Elettronico [0, 0, 0] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0
4 dawoon.kim dawoon.kim@inaf.it INAF-IAPS, Università Tor Vergata N Dottorando Simulazioni, Scienza [0, 0, 0] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0
5 fabio.lamonaca fabio.lamonaca@inaf.it INAF-IAPS, Universita' La Sapienza N Dottorando Scientist [0, 0, 0] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0

21. Fondi a Sostegno Iniziativa

I finanziamenti dal 1990 al 2020 sono basati fondi ASI per progetti tecnologici (Tecno, Nuove Idee, MAP) o fasi A di programmi spaziali quali XEUS/ESTREMO,POLARIX, IXO, XIPE. L'INAF ha finanziato la polarimetria X con due PRIN tecno e un PRIN teorico. La stima dei fondi IXPE non sono conteggiati che sono in una voce dedicata. Attualmente l'unico fondo disponibile per INAF per questa attivita' e' il fondo ADAM. Il finaniziamento INFN per questa attivita' di R&D era per la maggior parte ASI e gruppo V INFN. Supponiamo di continuare l'attivita' di R&D per SPEAR con circa 100 keuro l'anno fino al 2030


Tabella fondi:

# Provenienza Certi 2023 (k€) Certi 2024 (k€) Certi 2025 (k€) Presun. 2023 (k€) Presun. 2024 (k€) Presun. 2025 (k€) Totale Certi (k€) Totale Presunti (k€)
1 MIUR (PRIN) 116 116 None 0 0 None 232 0


Tabella fondi Astrofisica Fondamentale e PNRR:
# Provenienza Fondi 2023 (€) Fondi 2024 (€) Fondi 2025 (€)
1 INAF - Potenziamento Laboratori Spaziali 9308.6