Scheda Plasma@Lab4Space
FINAL
Informazioni generali
Plasma Spectropolarimetry from Laboratory to Astrophysics (and Back !!!)
Plasma@Lab4Space
Progetto
Laboratorio
Attività speciale
RSN2
RSN3
RSN4
Attività: In Itinere; Data inizio: 2021; Data fine: 2033
francesco.leone fleone@oact.inaf.it
Dato che la spettroscopia è la migliore tecnica per lo studio del cosmo, con ENEA e RFX, si propone di effettuare spettroscopia ad alta risoluzione dall’X al NIR di plasmi di laboratorio per realizzare:1)il primo database di parametri atomici per elementi altamente ionizzati 2)uno studio della riconnessione magnetica e 3)una ricostruzione 3D dei plasmi confinati magneticamente in vista della fusione nucleare. I plasmi sono generati con ProtoSphera+DPP (MoU INAF-ENEA), RFX-mod2 e una ElectronBeamIonTrap@OACT. Gli spettro(polari)metri sono disponibili. I risultati permetteranno una corretta comprensione dei fenomeni di alta energia osservati con strumentazione del passato, presente e futura (ANDES,Solar-C_EUVST,ATHENA) realizzata con grandi investimenti economici e sforzi della comunità INAF
In astrophysics, spectroscopy is the ultimate technique. With ENEA and RFX Consortium, we propose High-Resolution Spectroscopy from X to NIR and Spectropolarimetry in the VIS of Laboratory Plasmas to 1)fill the still empty atomic database of largely ionised species necessary to interpret past (FUSE), present (Chandra SolarOrbiter) and future (Solar-C_EUVST, CUBES) data; as well routinely obtained spectra from ground telescopes (TNG, LBT) 2)study magnetic reconnection and 3)to improve characterisation and diagnostics of magnetised plasma in existing and future devices (Divertor Tokamak Test facility) for fusion energy research. Plasmas are produced with ENEA and RFX devices and in ElectronBeamIonTrap@OACT. A suite of high-resolution spectro(polari)meters from X to NIR is already available.
Fenomeni non termici, raggi cosmici e astroparticelle
Infrastrutture dallo spazio per l’osservazione dell Universo (sviluppo/operazioni)
Infrastrutture dallo spazio per esplorazione sistema solare (sviluppo/operazioni)
Archivi, Biblioteche, Musei
Team Summary
15. Personale INAF coinvolto
Numero di partecipanti INAF al progetto: 26
| Struttura | Nfte | N0 | TI 2024 | TI 2025 | TI 2026 | TD 2024 | TD 2025 | TD 2026 | Nex | Extra |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| O.A. CATANIA | 12 | 0 | 1.80 | 1.80 | 1.80 | 1.50 | 1.50 | 1.50 | 1 | 0.20 |
| DIREZIONE SCIENTIFICA | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 3 | 0.30 |
| IAPS ROMA | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.30 | 0.30 | 0.30 | 0 | 0.00 |
| O.A. ARCETRI | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.10 | 0.10 | 0.10 | 0 | 0.00 |
| O.A. CAPODIMONTE | 1 | 0 | 0.10 | 0.10 | 0.10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.00 |
| Totali | 17 | 0 | 1.90 | 1.90 | 1.90 | 2.10 | 2.10 | 2.10 | 4 | 0.50 |
Fondi a sostegno
21. Totale fondi a disposizione (dato aggregato, k€)
| Certi 2024 | Certi 2025 | Certi 2026 | Presunti 2024 | Presunti 2025 | Presunti 2026 |
|---|---|---|---|---|---|
| 110000.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
Produzione scientifica e tecnologica
22. Produzione scientifica e tecnologica - Highlights
Informazioni Pubbliche
Active Sun; Astrophysical Magnetism; Atomic Spectroscopy; Charge exchange ionization; Charge exchange recombination; Chemical abundances; High Energy Astrophysics; Magnetic Fields; Solar Corona; Solar Chromosphere; Solar flares; Spectropolarimetry; X-ray astronomy; Magnetospheres; Plasma Physics; Atomic Physics Schede correlate: MARE; EUVST; TNG; NERTIMP
<p class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0.0001pt; font-size: 10pt; font-family: Calibri; color: rgb(0, 90, 132); text-align: justify;"><span style="font-weight: normal; font-size: 12pt; font-family: Times; color: windowtext;">Pochi istituti misurano parametri atomici, al meglio il NIST. Nessuno si propone di realizzare un database atomico finalizzato all'interpretazione degli spettri di sorgenti astrofisiche di alta energia dall'X al NIR. Questo ambizioso progetto si basa sulle competenze INAF in campi molto diversi: spettropolarimetria, fisica atomica e fisica dei plasmi. Con STILES è stato finanziato un laboratorio di spettroscopia atomica @OACT che non solo eguaglierà il NIST per livello di ionizzazione e risoluzione spettrale ma in più, grazie alla polarimetria,</span><span style="font-size: 12pt; font-family: Times; color: windowtext;"><b> fornirà i fattori di Landè necessari per lo studio dei campi magnetici</b></span><span style="font-weight: normal; font-size: 12pt; font-family: Times; color: windowtext;">. Ma più importante, INAF può guidare le scelte sperimentali per sfruttare al meglio i risultati ottenuti soprattutto in vista delle future missioni spaziali. Questo progetto rafforzerà il ruolo dell'INAF nella spettroscopia astronomica e permetterà di sviluppare modelli teorici sempre più accurati della struttura ed evoluzione (chimica) stellare includendo i campi magnetici.<o:p></o:p></span></p>
<p>1) Infrastruttura INAF: TNG; SLN; </p><p>2) Centro Ricerche ENEA-FRASCATI. Collaborazione sulla base del MoU INAF-ENEA firmato in luglio 2020; 10 researchers: Franco Alladio, Gerarda Apruzzese, Sarah Bolanti, Francesca Bombarda, Paolo Buratti, Alessandro Cardinali, Francesco Flora, Luca Mezi, Paolo Micozzi, Giovanni Montani;</p><p>3) RFX Consortium. With Lorella Carraro;</p><p><span style="font-family: var(--bs-font-sans-serif); font-size: 1rem;">4) Consortium Divertor Tokamak Test facility. Leone F. co-PI of </span>DTT-THM-DIA - DIA-DIC/DOC-03 –2<span style="font-family: var(--bs-font-sans-serif); font-size: 1rem;">023 Proposal</span></p><p><span style="font-family: var(--bs-font-sans-serif); font-size: 1rem;">5) Istituto di Fotonia e Nanotecnologie del CNR: Dr. Gianluca Galzerano (VIS+NIR laser comb)</span></p><p><span style="font-family: var(--bs-font-sans-serif); font-size: 1rem;">6) Politecnico di Milano: Prof. Paolo Laporta </span><span style="font-family: var(--bs-font-sans-serif); font-size: 1rem;">(VIS+NIR laser comb)</span></p><p><span style="font-family: var(--bs-font-sans-serif); font-size: 1rem;">7) Dipartimento di Fisica di UniCT: Prof. Agatino Musumarra (Nuclear Physics in Plasmas)</span></p>
15. Team members, Informazioni generali
15. Personale INAF coinvolto
| # | Nome | Struttura | TI | Qualifica | Ruolo nel Progetto | FTE Impegnate (2024/2025/2026) | FTE Presunte (2024/2025/2026) | Extra | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | giovanni.catanzaro | giovanni.catanzaro@inaf.it | O.A. CATANIA | Y | RICERCATORE ASTRONOMO | WP 6.1 - Stellar Spectroscopy | X X X | X X X | X |
|
| 2 | innocenza.busa | innocenza.busa@inaf.it | O.A. CATANIA | Y | RICERCATORE ASTRONOMO | WP 6.1 - Stellar Spectroscopy | X X X | X X X | X |
|
| 3 | vincenzo.antonuccio | vincenzo.antonuccio@inaf.it | O.A. CATANIA | Y | RICERCATORE ASTRONOMO | WP 5 - Plasma numerical modeling | X X X | X X X | X |
|
| 4 | paolo.leto | paolo.leto@inaf.it | O.A. CATANIA | Y | PRIMO RICERCATORE | WP 4.3 - Plasma Radio emission | X X X | X X X | X |
|
| 5 | corrado.trigilio | corrado.trigilio@inaf.it | O.A. CATANIA | Y | DIRIGENTE DI RICERCA | WP 4.3 - Plasma Radio emission | X X X | X X X | X |
|
| 6 | matteo.munari | matteo.munari@inaf.it | O.A. CATANIA | Y | PRIMO TECNOLOGO | WP 3.3 - Instrumentation | X X X | X X X | X |
|
| 7 | avet.harutyunyan | avet@tng.iac.es | DIREZIONE SCIENTIFICA | N | ASSOCIATO | WP 3.3 - Instrumentation | X X X | X X X | X |
|
| 8 | alessandro.cardinali | alessandro.cardinali@sapienza.isc.cnr.it | IAPS ROMA | N | ASSOCIATO QUIESCENTE | WP 6.2 - Magnetic Reconnection | X X X | X X X | X |
|
| 9 | daniele.spadaro | daniele.spadaro@inaf.it | O.A. CATANIA | N | ASSOCIATO CON INCARICO DI RICER | WP 6.1 - Solar Spectroscopy | X X X | X X X | X |
|
| 10 | marco.romoli | marco.romoli@inaf.it | O.A. ARCETRI | N | ASSOCIATO | WP 6.1 - Solar Spectroscopy | X X X | X X X | X |
|
| 11 | massimo.cecconi | cecconi@tng.iac.es | DIREZIONE SCIENTIFICA | N | ASSOCIATO | WP 3.2 - UBB Laser Comb | X X X | X X X | X |
|
| 12 | adriano.ghedina | ghedina@tng.iac.es | DIREZIONE SCIENTIFICA | N | ASSOCIATO | WP 3.2 - Instrumentation | X X X | X X X | X |
|
| 13 | giuseppe.baratta | giuseppe.baratta@inaf.it | O.A. CATANIA | Y | ASTRONOMO ASSOCIATO | WP 3.1.2 - Laser Plasma Production | X X X | X X X | X |
|
| 14 | francesco.leone | francesco.leone@inaf.it | O.A. CATANIA | N | ASSOCIATO CON INCARICO DI RICERCA | Proponente | X X X | X X X | X |
|
| 15 | paolo.buratti | paoloburatti2@gmail.com | IAPS ROMA | N | ASSOCIATO QUIESCENTE | WP 6.2 - Magnetic Reconnection | X X X | X X X | X |
|
| 16 | rosario.cosentino | rosario.cosentino@inaf.it | O.A. CATANIA | Y | PRIMO RICERCATORE | WP 3.2 - UBB Laser Comb | X X X | X X X | X |
|
| 17 | WP 3.2 - Informatics | X X X | X X X | X |
|
|||||
| 18 | jose.sanjuan | sanjuan@tng.iac.es | DIREZIONE SCIENTIFICA | N | ASSOCIATO | WP 3.3 -Informatics | X X X | X X X | X |
|
| 19 | antonio.frasca | antonio.frasca@inaf.it | O.A. CATANIA | Y | RICERCATORE ASTRONOMO | WP 6.1 Astronomical Spectroscopy | X X X | X X X | X |
|
| 20 | vincenzo.andretta | vincenzo.andretta@inaf.it | O.A. CAPODIMONTE | Y | PRIMO RICERCATORE | WP 2 - Atomic Physics | X X X | X X X | X |
|
| 21 | grazia.umana | grazia.umana@inaf.it | O.A. CATANIA | Y | DIRIGENTE DI RICERCA | WP 4.3 - Plasma Radio emission | X X X | X X X | X |
|
| 22 | gianluca.galzerano | gianluca.galzerano@polimi.it | O.A. CATANIA | N | ASSOCIATO | WP 3.2 - UBB Laser-Comb | X X X | X X X | X |
|
| 23 | paolo.laporta | paolo.laporta@polimi.it | O.A. CATANIA | N | ASSOCIATO | WP 3.2 -UBB Laser-Comb | X X X | X X X | X |
|
| 24 | giuseppe.romeo | giuseppe.romeo@inaf.it | O.A. CATANIA | Y | RICERCATORE | WP 3.1.2 - Laser Plasma Production | X X X | X X X | X |
|
| 25 | carla.buemi | carla.buemi@inaf.it | O.A. CATANIA | Y | PRIMO RICERCATORE | WP 4.3 - Plasma Radio emission | X X X | X X X | X |
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| 26 | marina.giarrusso | marina.giarrusso@inaf.it | O.A. CATANIA | N | RICERCATORE | WP 4.2 - Laboratory Spectroscopy | X X X | X X X | X |
|
16. Personale Associato INAF coinvolto
| # | Nome | Struttura | TI | Qualifica | Ruolo nel Progetto | FTE Impegnate (2024/2025/2026) | FTE Presunte (2024/2025/2026) | Extra |
|---|
21. Fondi a Sostegno Iniziativa
Nessun fondo è mai stato specificatamente assegnato a Plasma@Lab4Space nella sua globalità. Il progetto si basa sull'utilizzo di grandi apparati: Protosphera dell'ENEA, RFX-mod 2 del Consorzio RFX, i laboratori dell'INAF (tra questi il TNG) che sono stati realizzati e sono mantenuti operativi per una più ampia serie di obiettivi scientifici e tecnologici. Non è quindi possibile stimare in modo realistico la frazione di questi fondi, erogati dagli enti partecipanti, che porteranno allo svolgimento del presente progetto. Non è neanche possibile stimare i fondi allocati per progetti, come Solar_C-EUVST, che sono la ragione per la realizzazione del database di parametri atomici. Una stima del finanziamento limitata alla strumentazione sviluppata nell'ambito dell'INAF, quale lo spettrografo LAPSUS finanziato dall'ASI, è stato dell'ordine di 400 K€. Il finanziamento legato al progetto STILES è pari a 2 M€, questo non è riportato nella tabella fondi ma è presente nella scheda STILES (PI Fontana). La notevole cifre è comunque vincolata alla realizzazione del laboratorio di spettroscopia dei plasmi presso OACT così come descritto in fase di presentazione della proposta. Anche se piccoli, fondamentali fondi sono stati e vengo ottenuti da UniCT. Nel 2022 è stato assegnato a V. Andretta un mini-grant in parte utilizzato per Plasma@Lab4Space. Nel 2023 è stato assegnato a F. Leone un Theory Grant per la modellistica dell'emissione spettroscopica in ambienti fortemente magnetizzati per cui l'effetto Stark e Zeeman non sono separabili. Un finanziamento PRIN-2022 (PoliMI P. Laporta + UniCT F. Leone + OACT R. Cosentino) di quasi 200 k€ è stato ottenuto per la realizzazione di un Laser-Comb a larga banda (VIS+NIR) da installare al TNG per una esatta calibrazione degli spettri stellari. Una stima delle finanziamento per un ottimale funzionamento delle attività di Plasma@Lab4Space è stimato in 100k€ annue: due contratti, trasferimenti di strumentazione, missioni e costo del materiale a consumo (vedi commenti alla scheda).
Tabella fondi:
| # | Provenienza | Certi 2024 (k€) | Certi 2025 (k€) | Certi 2026 (k€) | Presun. 2024 (k€) | Presun. 2025 (k€) | Presun. 2026 (k€) | Totale Certi (k€) | Totale Presunti (k€) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | PNRR STILES | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 2 | DTT Consorzio | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 3 | DFA-UNICT | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 4 | Theory Grant | 50000 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 50000 | 0 |
| 5 | PRIN - 2022 | 60000 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 60000 | 0 |
Tabella fondi Astrofisica Fondamentale e PNRR:
| # | Provenienza | Fondi 2024 (€) | Fondi 2025 (€) | Fondi 2026 (€) |
|---|