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B.1.b Gruppi di Ricerca
Nome gruppo*
Descrizione
Fisica molecolare e spettrometria laser ad alta precisione (acronimo: MPM Molecules and Precision Measurements)
Il gruppo di ricerca si occupa dell’osservazione e dello studio di spettri molecolari
nell’infrarosso, utilizzando metodologie innovative basate su laser a
semiconduttore (laser a diodo e laser a cascata quantica) e caratterizzate da
elevata risoluzione, precisione e accuratezza, spesso combinata ad un’elevata
sensibilità di rivelazione. Le molecole oggetto di studio sono tipicamente
biatomiche e triatomiche. A seconda degli obiettivi e delle finalità degli
esperimenti, l’interazione radiazione-materia viene osservata in regime lineare
oppure non-lineare. In ogni caso, ci si pone l’obiettivo di ricavare informazioni
quantitative di vario tipo dalla osservazione precisa ed accurata di uno spettro
molecolare.
Il complesso delle attività può essere schematizzato nelle seguenti linee di
ricerca:
- verifiche sperimentali di calcoli quantistici su molecole semplici;
- effetti collisionali, forme di riga e verifiche sperimentali di modelli
semiclassici;
- metrologia delle costanti fondamentali della Fisica (con particolare
riguardo alla costante di Boltzmann);
- stabilizzazione in frequenza di laser a semiconduttore;
- applicazioni della meccanica statistica alla modellizzazione di forme di
riga;
- metrologia per la chimica e l’ambiente.
Una nota particolare merita l'attività sulla COSTANTE di BOLTZMANN. Il gruppo
di ricerca MPM è infatti LEADER al mondo nel campo della termometria Doppler,
la cui migliore implementazione è stata recentemente realizzata nei laboratori del
Dipartimento di Matematica e Fisica della SUN, utilizzando le più avanzate
tecniche di spettroscopia laser ad alta precisione. Ciò ha permesso di misurare la
costante di Boltzmann con un'incertezza complessiva di 24 parti su un milione,
che rappresenta il miglior risultato mai ottenuto prima con un metodo ottico e/o
spettroscopico.
Tale risultato è stato pubblicato il 9 Agosto 2013 sulla rivista Physical Review
Letters ed ha beneficiato di un importante riconoscimento, ossia il marchio
"Editors' suggestion". Inoltre, l'American Physical Society gli ha dedicato un
"highlight" sul proprio sito.
(http://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.111.060803).
L'attività sulla costante di Boltzmann ha importanti ricadute nel campo della
Metrologia, con particolare riguardo alla nuova definizione di unità di temperatura
termodinamica assoluta.
Attraverso il gruppo MPM, la SUN è membro del network europeo InK,
“Implementing the new Kelvin”, finanziato nell’ambito del programma EURAMETEMRP (sito web del progetto: http://projects.npl.co.uk/ink/).
Sito web
www.matfis.unina2.it
Responsabile
scientifico/
Coordinatore
GIANFRANI Livio (MATEMATICA E FISICA (DMF))
Settore ERC del gruppo:
Atomic, molecular physics
Lasers and laser physics
Metrology and measurement
Componenti:
Cognome
Nome
CASTRILLO
Antonio
MORETTI
Luigi
FASCI
Eugenio
DE VIZIA
Maria
Domenica
DINESAN
Hemanth
AMODIO
Pasquale
ODINTSOVA
Tatyana
CF
Struttura
MATEMATICA E
FISICA (DMF)
MATEMATICA E
FISICA (DMF)
MATEMATICA E
FISICA (DMF)
MATEMATICA E
FISICA (DMF)
MATEMATICA E
FISICA (DMF)
MATEMATICA E
FISICA (DMF)
MATEMATICA E
FISICA (DMF)
Qualifica
Settore
Ricercatore
FIS/01
Ricercatore
FIS/03
Assegnista
FIS/01
Assegnista
FIS/03
Dottorando
FIS/01
Dottorando
MAT/08
Dottorando
FIS/03
Pubblicazioni scientifiche:
1) H. Dinesan, E. Fasci, A. Castrillo, and L. Gianfrani, “Absolute frequency stabilization of an
extended-cavity diode laser by means of noise-immune cavity-enhanced optical heterodyne
molecular spectroscopy”, Optics Letters 39, 2198-2201 (2014).
2) L. Moretti, A. Castrillo, E. Fasci, M.D. De Vizia, G. Casa, G. Galzerano, A. Merlone, P.
Laporta, L. Ginafrani, “Determination of the Boltzmann Constant by Means of Precision
Measurements of H218O Line Shapes at 1.39 m”, Physical Review Letters, vol. 111,
060803, 1-5 (2013).
3) A. Castrillo, H. Dinesan, G. Casa, G. Galzerano, P. Laporta, and L. Gianfrani, “Amountratio determinations of water isotopologues by dual-laser absorption spectrometry”,
Physical Review A 86, 052515 1-8 (2012).
4) M.D. De Vizia, A. Castrillo, E. Fasci, L. Moretti, F. Rohart, and L. Gianfrani, “Speed
dependence of collision parameters in the H218O near-IR spectrum: Experimental test of the
quadratic approximation”, Physical Review A 85, 062512 1-8 (2012).
5) M. De Vizia, F. Rohart, A. Castrillo, E. Fasci, L. Moretti, and L. Gianfrani: “Investigation on
speed-dependent effects in the near-IR spectrum of self-colliding H218O molecules”,
Physical Review A 83, 052506 (2011).
Collaborazioni scientifiche:
-
Dipartimento di Fisica, Politecnico di Milano;
INRIM, Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica, Torino;
Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules, Université de Lille, Francia;
Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques, Université Paris Est Créteil et
Université Paris Diderot, Francia;
-
Department of Physics and Astronomy, University College London, UK;
Laboratoire Interdisciplinaire de Physique, Université Joseph Fourier, Grenoble, Francia;
Institute of Physics, Nicolaus Copernicus University, Torun, Polonia.