Incontro con Anna Grassellino - premio Presidential Early Career Award for Scientists and Engineers 2017

20 Giugno 2017
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La ricercatrice, oggi al Fermilab, è tra i 102 scienziati premiati da Obama con il massimo riconoscimento che il governo USA offre a giovani ricercatori

Lunedì 3 luglio, alle ore 10.30, Anna Grassellino racconterà la sua ricerca in un evento a lei dedicato alla Scuola di Ingegneria dell’Università di Pisa, alla presenza del sindaco di Pisa Marco Filippeschi, della prorettrice vicaria Nicoletta de Francesco, di quelli che sono stati i suoi insegnanti e degli studenti che potranno diventare i suoi futuri colleghi. Anna, attualmente Deputy Head della Divisione Tecnica al Fermilab negli Stati Uniti, si è infatti laureata in Ingegneria elettronica all'Università di Pisa nel 2005. A lei a ad altri cento scienziati l’ex presidente degli USA Barack Obama ha conferito lo scorso gennaio il premio PECASE, il massimo riconoscimento che il governo degli Stati Uniti offre a giovani e promettenti professionisti nel settore della ricerca scientifica.

Anna presenterà il lavoro che le è valso il prestigioso riconoscimento, e che riguarda le cavità superconduttive a radiofrequenza, utilizzate negli acceleratori di particelle di ultima generazione. La scienziata e il suo gruppo di ricerca hanno infatti progettato e realizzato un nuovo tipo di cavità risonanti per acceleratori, sviluppando una tecnologia per introdurre una piccola concentrazione di azoto sulla superficie interna di niobio delle cavità. In questo modo hanno triplicato il fattore di qualità - una misura della capacità delle cavità di accumulare energia - rispetto al migliore risultato precedente.

“Questa scoperta – spiega la scienziata – potrà consentire di ridurre il costo di raffreddamento dell’acceleratore del 50%, per un risparmio complessivo di centinaia di milioni di dollari. Infatti, raffreddare l’acceleratore alla temperatura dello spazio profondo rappresenta uno dei maggiori costi di funzionamento di un acceleratore. Attualmente, stiamo studiando applicazioni di questa tecnologia nel campo della medicina e dell’ingegneria quantistica”.

Dopo la laurea a Pisa, Anna Grassellino ha conseguito un dottorato in Fisica all’Università della Pennsylvania. Svolge attività di ricerca dal 2008 e al Fermilab dal 2012, prima come postdoc e attualmente come scienziata e group leader, nel settore della fisica applicata e delle tecnologie dei superconduttori.

“Siamo molto contenti che Anna abbia deciso di venire a visitare l’università dove si è laureata – commenta Giuseppe Anastasi, direttore del dipartimento di Ingegneria dell’Informazione e organizzatore della giornata – speriamo che il suo esempio possa essere di stimolo per i nostri studenti e giovani ricercatori. Oltre a questo, scopo di questo incontro è anche poter ampliare e approfondire la collaborazione tra il Fermilab e il nostro dipartimento, già attiva da diversi anni”.

 

 

PROGRAMMA

10:30 Interventi Istituzionali
Marco Filippeschi, Sindaco di Pisa
Paolo Mancarella, Rettore, Università di Pisa
Giuseppe Anastasi, Direttore, Dipartimento di Ingegneria
dell’Informazione, Università di Pisa
Bruno Neri, Presidente Consiglio Corsi di Studio in Ingegneria Elettronica

11:00 Why Quantum Engineering? - Giuseppe Iannaccone, Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione, Università di Pisa

11:15 Silicon-Based Quantum Technologies - Massimo Macucci, Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione, Università di Pisa

11:30 Superconducting Microwave Resonators for High Gradients and Quantum Applications - Anna Grassellino, Deputy Division Head, FermiLab, USA

12:30 Conclusioni

 

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Abstract:  Superconducting microwave cavities are devices that allow the electromagnetic field to resonate in their inner volume at a specific frequency with very low losses, reaching extremely high quality factors. Because of such low losses, superconducting cavities are usually deployed as accelerating elements in modern particle accelerators, especially when continuous wave or high duty cycle operation is required. The high quality factor of such resonators is also attractive to other fields, especially where controlled electromagnetic environments are required, as in quantum applications and cavity quantum electrodynamics (cQED) experiments.
 
In the present seminar, I will discuss applications in different fields of such devices. I will also discuss new performance breakthroughs and limitations in terms of Q and maximum achievable gradient of such superconducting devices, with particular focus on the understanding of the physics of the cavity surface. The second part of the presentation will be instead reserved to discuss innovative applications of superconducting microwave cavities, and in particular their employment in quantum computing to improve the promising cQED architecture. With the scope of showing how basic SRF studies for accelerators can actually be applicable also in the field of quantum information, I will present the full description of the vortex dissipation in rf and microwave regimes, since it represents an important dissipation mechanism of superconducting resonators at high gradients, but also a source of decoherence in qubits.

Bio: Anna Grassellino si è laureata in Ingegneria Elettronica presso l'Università di Pisa nel 2005 ed è attualmente Deputy Head della Divisione Tecnica al Fermi National Accelerator Laboratory di Batavia, Illinois, USA. Anna e’ inoltre co-Direttrice di un Centro di Ricerca Fermilab - Northwestern University per Tecnologie Superconduttive e Fisica Applicata. Dopo la Laurea Magistrale ha conseguito un dottorato in Fisica all’Università della Pennsylvania. Svolge attività di ricerca dal 2008 (al Fermilab dal 2012 prima come postdoc e adesso Scientist dal 2014) nel settore della fisica applicata e delle tecnologie dei superconduttori. Nella sua brillante carriera ha vinto numerosi premi fra cui, recentemente, il Presidential Early Career Award for Researchers and Engineers (PECASE) conferitole dal Presidente Obama, che rappresenta la più alta onorificenza conferita dal governo degli Stati Uniti a ricercatori nelle prime fasi della loro carriera di ricerca indipendente.