La più veloce fotocamera per raggi X sviluppata da ricercatori POLIMI
Fotocamera raggi X Polimi: il rilevatore permetterà di filmare la materia su scala nanometrica con flash a raggi ultra corti
Si è appena conclusa con successo, presso European XFEL di Amburgo, una struttura di ricerca dove si generano flash di raggi X ultra intensi e ultra corti, la caratterizzazione della fotocamera per raggi X di bassa energia più veloce al mondo.
La messa in opera di questo rivelatore di immagini X unico nel suo genere rappresenta il culmine di oltre un decennio di ricerca e sviluppo collaborativo internazionale. Il rivelatore DSSC, infatti, è stato sviluppato da un consorzio internazionale coordinato da European XFEL e guidato da Matteo Porro (European XFEL), ex-dottorando del Politecnico di Milano. Oltre al Politecnico di Milano, gli altri partner del consorzio sono DESY, Università di Heidelberg, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e Università di Bergamo. Il team del Politecnico di Milano, costituito da Andrea Castoldi, Carlo Fiorini e Chiara Guazzoni, ha coordinato lo sviluppo dell’elettronica di lettura a basso rumore e la calibrazione del rivelatore DSSC.
Il rivelatore DSSC installato allo European XFEL consentirà non solo di “vedere” oggetti piccoli come atomi e nano-strutture biologiche ma anche di filmarne l’evoluzione temporale a seguito di specifici stimoli finalizzati a comprenderne il comportamento.
La comunità scientifica avrà quindi un’arma in più per dipanare le complesse strutture di singole proteine o virus, con immediate ricadute sulla comprensione di malattie e sullo sviluppo di nuovi farmaci. Sarà inoltre possibile acquisire immagini tridimensionali della materia su scala nanometrica o filmare l’evoluzione di una reazione chimica di interesse industriale.
Alla fine di maggio sono stati condotti con successo i primi esperimenti scientifici con la stazione di misura SCS utilizzando per la prima volta il rivelatore DSSC. Durante questi esperimenti, impulsi di raggi X ultra intensi e ultra corti colpiscono il campione che si sta studiando. I raggi X vengono diffusi dagli atomi del campione producendo un’immagine caratteristica che viene registrata e memorizzata dal rivelatore DSSC situato dietro il campione.
A piena capacità, il rivelatore DSSC può acquisire immagini all’impressionante velocità di 4,5 milioni di immagini al secondo, rendendolo il rivelatore DSSC il rivelatore di immagini di raggi X a bassa energia più veloce al mondo.
Il professor Andrea Castoldi, del Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria, è il responsabile del team del consorzio per la calibrazione del rivelatore:
“La sfida di realizzare un rivelatore di immagini con prestazioni ben oltre la frontiera attuale è stata un’esperienza importante e stimolante per tutti noi e per i numerosi studenti di dottorato e post-doc che hanno contribuito con entusiasmo allo sviluppo di DSSC in un contesto internazionale di eccellenza. Aver dimostrato la capacità di registrare a tale velocità immagini di raggi X a bassa energia con risoluzione di singolo fotone è un passo significativo che consentirà di sfruttare appieno le nuove tecniche di indagine con impulsi ultra corti. Il successo ottenuto è una testimonianza dell’ottimo livello della ricerca svolta presso il nostro Politecnico e della sua competitività a livello internazionale”.
