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Beyond Light Imaging: High-Rate Single-Photon Detection in Four Dimensions

Descrizione del progetto

Individuare fotoni singoli nello spazio e nel tempo

Il progetto 4DPHOTON, finanziato dall’UE, intende sviluppare un rilevatore di immagini per fotoni con prestazioni senza precedenti. Il dispositivo proposto sarà in grado di rilevare fino a un miliardo di fotoni singoli al secondo su aree di diversi centimetri quadrati. L’uso di un circuito integrato specifico all’applicazione in una tecnologia di semiconduttori di ossido di metallo complementari di 65 nm consentirà di rilevare contemporaneamente fotoni sia nel tempo che nello spazio. Il progetto mira a un’accuratezza nella precisione temporale superiore a decine di picosecondi e a un’accuratezza nella precisione spaziale superiore a dieci micron. I progressi del progetto eserciteranno un impatto importante su diversi campi scientifici quali la fisica delle particelle e la biologia, in cui risoluzioni temporali e di posizione eccellenti sono estremamente apprezzate.

Obiettivo

Goal of the 4DPHOTON project is the development and construction of a photon imaging detector with unprecedented performance. The proposed device will be capable of detecting fluxes of single-photons up to one billion photons per second, over areas of several square centimetres, and will measure - for each photon - position and time simultaneously with resolutions better than ten microns and few tens of picoseconds, respectively. These figures of merit will open many important applications allowing significant advances in particle physics, life sciences or other emerging fields where excellent timing and position resolutions are simultaneously required.

Our goal will be achieved thanks to the use of an application-specific integrated circuit in 65 nm complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) technology, that will deliver a timing resolution of few tens of picoseconds at the pixel level, over few hundred thousand individually-active pixel channels, allowing very high rates of photons to be detected, and the corresponding information digitized and transferred to a processing unit.

As a result of the 4DPHOTON project we will remove the constraints that many light imaging applications have due to the lack of precise single-photon information on four dimensions (4D): the three spatial coordinates and time simultaneously. In particular, we will prove the performance of this detector in the field of particle physics, performing the reconstruction of Cherenkov photon rings with a timing resolution of ten picoseconds. With its excellent granularity, timing resolution, rate capability and compactness, this detector will represent a new paradigm for the realisation of future Ring Imaging Cherenkov detectors, capable of achieving high efficiency particle identification in environments with very high particle multiplicities, exploiting time-association of the photon hits.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.

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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

ERC-COG - Consolidator Grant

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) ERC-2018-COG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 1 100 000,00
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

€ 1 100 000,00

Beneficiari (3)

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