Descrizione previsione attività della commessa "Dinamica dei processi atomici e molecolari (MD.P03.026)"

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  • Descrizione previsione attività della commessa "Dinamica dei processi atomici e molecolari (MD.P03.026)" (literal)
Iniziative per acquisizione entrate
  • Coerentemente con le attività scientifiche e di ricerca in cui la commessa/modulo è attiva/o, i ricercatori continueranno a presentare richieste di finanziamento su bandi regionali, nazionali e internazionali e a proporre convenzioni operative con soggetti pubblici e privati. I ricercatori operanti presso Elettra sono impegnati a favorire le sinergie con i gruppi scientifici utenti della facility, al fine di reperire ulteriori risorse per garantire la continuità dei progetti dell'Istituto presso Elettra. Proposta di realizzazione di un tool di analisi portatile per lo studio dei beni culturali nell'Ambito del Progetto Interdipartimentale Heritage \"Ricerca e innovazione tecnologica nei processi di conoscenza, tutela, valorizzazione e sicurezza dei beni culturali\". (literal)
Punti critici
  • Una nota specifica necessita la gestione della beamline per studi di fotoemissione in fase gassosa (GasPhase) ad Elettra gestita in collaborazione con CNR-IOM. L'assenza di un fondo ad-hoc di ente per la gestione e upgrade della linea di luce nell'ambito di un accordo specifico per le attività EUROFEL tra Elettra Sincrotrone Trieste e CNR pregiudica non solo la ricerca della commessa, ma anche il servizio che la commessa è chiamata a compiere alla comunità italiana ed europea nell'ambito degli accordi quadro tra Elettra-Sincrotrone Trieste e Comunità Europea. In particolare l'assenza di personale tecnico specificatamente dedicato alla facility GasPhase si è acuita nell'ultimo anno. Il protrarsi di queste difficoltà rischia di pregiudicare le attività che il gruppo di Dinamica Molecolare svolge con successo in questo settore e, soprattutto, il mantenimento di un coinvolgimento in progetti importanti collegati alla piattaforma EUROFEL, sia a livello nazionale che internazionale. Le sorgenti di radiazione utilizzate per le attività di spettroscopia presso l'Area della Ricerca di Montelibretti sono datate e necessitano di un aggiornamento per garantire la continuità dell'attività. (literal)
Attività da svolgere
  • -- Spettroscopia e dinamica di sistemi elementari in fase gassosa Esperimenti di ionizzazione di gocce di elio e molecole intrappolate nelle gocce di elio con luce di sincrotrone a GasPhase. Studio della fotoionizzazione doppia in C60. Studio dell'eccitazione plasmonica in sistemi di dimensione crescente attraverso misure di EEL in funzione del momento trasferito nella collisione elettrone-molecola. Studio della formazione di dimeri di CO2 per ionizzazione associativa e osservazione di eventuali effetti isotopici. Studio della fotoframmentazione di liquidi ionici e loro dimeri in fase gassosa. Studio teorico della frammentazione del catione diiodiometano in stati eccitati. Approfondimento e sviluppo di ricerche sui modi vibrazionali degli stati elettronici di valenza e core in ioni di molecole aromatiche (in particolare alogeno benzeni) mediante spettroscopia di fotoelettroni ad alta risoluzione. -- Studio di molecole di interesse bio/farmacologico. Caratterizzazione di meccanismi chimico-fisici che a livello fondamentale controllano il danneggiamento da radiazione di biomolecole. Analisi dati e pubblicazione dei risultati ottenuti nello studio della frammentazione indotta dalla collisione di ioni C4+ (Ganil) su molecole isolate, clusters omogenei e idratati di Uracile (U), 5BrU e 5FU. Pubblicazione dei risultati ottenuti nello studio della fotoionizzazione sito- e stato-selettiva di pirimidine alogentate alle varie soglie di eccitazione/ionizzazione interna e in misure PEPICO. -- Esperimenti pump-probe presso sorgenti FEL e HHG. Esperimenti pump-probe XUV-IR con risoluzione di 3-4 femtosecondi su molecole di interesse biologico. Esperimenti LIED (Laser induced electron diffraction) su molecole piccole. Completamento dell'analisi e pubblicazione dei dati dell'esperimento pump-probe con XFEL a LCLS (Stanford, USA) in Uracile. Partecipazione alla caratterizzazione delle sorgenti di luce innovative fs-VUV e FEL mediante esperimenti di autocorrelazione e cross-correlazione (in particolare FEL2 a FERMI) -- Dinamica di processi reattivi Studio della chimica del D2 in applicazioni cosmologiche e astrofisiche. Calcoli ab-initio di stati elettronici eccitati e accoppiamenti non-adiabatici in reazioni ione-molecola prototipo. Sviluppo di algoritmi di calcolo per l'introduzione di effetti di scambio di carica e dissociazione collisionale nella trattazione ab-initio di reazioni chimiche elementari. Studio dell'effetto di intersezioni coniche sulla dinamica di reazioni chimiche elementari. Parallelizzazione dell'algoritmo di Iperquantizzazione per il calcolo di sezioni d'urto reattive di molecole debolmente legate. Sviluppo di Modelli di Solvatazione per lo studio della reattività chimica di sistemi prototipo in fase liquida. -- Sviluppo di metodologie strumentali e applicazioni di diagnostiche laser Studio di fattibilità e progettazione di un apparato sperimentale per studi di spettrometria di massa ad alta risoluzione di biomolecole (nucleosidi, nucleotidi, aminoacidi e polipeptidi) e piccole nanoparticelle (1-2nm). Acquisizione e test di uno spettrometro di massa a tempo di volo ad alta risoluzione. Completamento del sistema di acquisizione del set-up progettato nell'ambito del progetto FIRB2010, schermatura del fotorivelatore e primi studi di chimica ionica e neutra in fase gassosa utilizzando questo apparato. Completamento del sistema 'quadrupolo' con realizzazione di una linea per immissione di bersagli in fase gassosa e misure preliminari di potenziali di apparizione. Caratterizzazione di manufatti antichi mediate LIBS, Raman e tecniche di stratigrafia e pubblicazione dei risultati ottenuti. Realizzazione di un test facility dotata d spettrometro di elettroni per la preparazione di esperimenti sulla linea LDM di FERMI (coll. CNR-IOM ed Elettra). -- Attività di tutoraggio. Verrà portata avanti l'attività di tutoraggio di studenti di dottorato e borsisti che lavorano presso le diverse sedi in cui è attiva la commessa. (literal)
Risultati attesi
  • -- Spettroscopia e dinamica di sistemi elementari in fase gassosa. I risultati dell'esperimento pump-probe sul rilassamento degli stati He*1snp dentro le gocce di elio effettuato pressa LDM a FERMI fornirà informazioni nuove sui meccanismi di rilassamento ultraveloce di stati eccitati dentro un sistema di fase condensata. L'analisi dei dati sui processi ICD in ArN2 fornirà un collegamento fra questo processo, comune in sistemi con legami molto debole, e la struttura di tali aggregati. Studio e caratterizzazione della ionizzazione doppia di C60 'assistita da eccitazione plasmonica' e confronto con calcoli abinitio. Studio dell'eccitazione plasmonica di sistemi a dimensione crescente, come serie di molecole PAH che permettono di variare con regolarità la dimensione del sistema. Studio della struttura elettronica di complessi di metalli di transizione con macrocicli aromatici (porfirine, ftalocianine,…). Caratterizzazione dei processi di formazione di dimeri ionici di CO2 e loro possibile coinvolgimento come intermedi di reazione in processi di interazione ione-molecola. Investigazione in fase gassosa della fotoframentazione di dimeri di liquidi ionici evaporabili a temperatura ambiente. Sviluppo di nuove competenze teoriche nell'ambito del calcolo ab-nitio di stati eccitati. -- Studio di molecole di interesse bio/farmacologico. Studio del ruolo svolto dall'ambiente circostante (simulato con clusters omogenei e idratati) nella frammentazione di basi di DNA/RNA alosostituite (5BrU e 5FU) di interesse in biologia e farmacologia per il loro potenziale uso come radiosensibilizzatori. Studio della tautomerizzazione mediata dalla presenza di molecole di acqua. Discussione di effetti sito- e stato-selettivi nella fotoframmentazione di molecole di Br- e Cl-pirimidina, e timidina. Discussione della correlazione e complementarietà di esperimenti di frammentazione attraverso collisione con ioni multiplamente carichi e assorbimento di radiazione. -- Esperimenti pump-probe presso sorgenti FEL e HHG. I risultati dell'esperimento pump-probe su Uracile effettuato presso la AMO beamline di LCLS dovrebbe fornire, attraverso il confronto con modelli teorici, informazione sui meccanismi di conversione interna di energia che permettono la 'sopravvivenza' di basi di DNA all'assorbimento di radiazione UV. Esperimenti pump-probe su molecole di interesse biologico con risoluzione temporale sulla scala di centinaia di attosec e diffrazione indotta da laser a femtosecondo (LIED) in piccole molecole. Primi esperimenti pump-probe in fase liquida per misurare effetti di dicroismo non-lineare attraverso uno spettrometro FTAS (femtosecond transient absorption spectroscopy). Il supercontinuo UV-VIS generato da una frazione di radiazione fondamentale amplificata verrà utilizzato come sonda e una altra lunghezza d'onda come pompa. Completamento dell'analisi dei primi esperimenti svolti con tecniche di cross correlazione e autocorrelazione sulla struttura temporale di FERMI in modalità FEL-1 (90-20nm) e FEL-2 (20–4nm), e dell'analisi dei risultati dagli esperimenti pump-probe sui dimeri di Ne (coll.K.Ueda) e sulla molecola di acetilacetone (coll. M.N.Piancastelli) compiuti presso la linea LDM di FERMI. -- Dinamica di processi reattivi Simulazione di nuovi esperimenti di reattività in regimi freddi (1-50 K) della reazione F+H2 'HF+H con una nuova PES ab-initio. Studi di fenomeni di interferenza quantistica di stati metastabili sulle distribuzioni angolari della reazione F+HD'HF (v'=3)+D. Calcolo di una nuova PES ab-initio di accuratezza spettroscopica per il calcolo di proprietà dinamiche del sistema HeH2+ a energie fredde e ultra-fredde. Calcolo di abbondanze molecolari in modelli cosmologici dell'evoluzione dell'universo primordiale. Calcolo di costanti di velocità termiche per la reazioni He+HD+'HeH+(HeD+)+H(D). Caratterizzazione degli effetti di risonanza della reazione H+D2+ per l'interpretazione di recenti esperimenti di fasci molecolari incrociati. -- Sviluppo di metodologie strumentali e applicazioni di diagnostiche laser Completamento del sistema \"quadrupolo\" con realizzazione di una linea per immissione di liquidi ad alta tensione di vapore e misure preliminari di potenziali di apparizione in molecole facilmente evaporabili. Progettazione di uno strumento per spettrometria di massa ad alta risoluzione per lo studio di biomolecole e la caratterizzazione di piccole nanoparticelle da utilizzare con diverse sorgenti di ionizzazione (impatto elettronico, radiazione di sincrotrone e laser). Completamento della parte di acquisizione del sistema progettato nell'ambito del progetto FIRB 2010, corretta schermatura del fotorivelatore e studi di chimica ionica e neutra in fase gassosa utilizzando questo apparato. Caratterizzazione di manufatti antichi mediante LIBS, Raman e tecniche di stratigrafia e mediante laser tunabile Vis/UV e pubblicazione dei risultati ottenuti. (literal)
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