Nella sua proposizione, l’esperimento COHERENT si proponeva di studiare tre tematiche riguardanti l’interazione di fasci di paticelle di alta energia in cristalli:
• nuove tecniche per la manipolazione delle traiettorie delle particelle di un fascio;
• materiali innovativi al Si per l’impiego di effetti coerenti;
• studio della radiazione prodotta a seguito dell’interazione coerente.
Alla luce dei risultati ottenuti nel triennio, descritti nel dettaglio nel prossimo paragrafo, è possibile enunciare il nuovo stato dell’arte, rispetto ai punti di cui sopra:
• È risultato possibile proporre nuove tecniche di manipolazione, quale l’interazione in cristalli intrinsecamente curvi (ossia non piegati meccanicamente). Tale metodo permette di risolvere il problema del miscut, il quale affligge gli attuali altri schemi proposti mediante cristallo piegato meccanicamente. Tale metodo è stato verificato sia nella modalità channeling planare che riflessione di volume.
È stato inoltre possibile costruire una tecnica riproducibile per la fabbricazione di un un multicristallo per eccitare la riflessione di volume multipla. Mediante tale schema si pensa di operare l’estrazione di fascio in sincrotroni adronici con alta efficienza.
È stata dimostrata il fenomeno del mirroring in cristalli a mezz’onda con protoni da 2 MeV. Tale tecnica consente la deflessione delle particelle in un cristallo non curvo e tale è la prima realizzazione sperimentale in tal senso, vincendo la competizione con il gruppo rivale di semiconduttori di Singapore, che è arrivato al risultato due mesi dopo! È anche importante enfatizzare che ciò è frutto della capacita tecnologica di realizzare cristalli a membrane cristallina spessi 50-100 nm.
• Il germanio è sempre stato considerato una promessa nel settore del channeling ma i risultati precedentemente ottenuti non ne avevano mai mostrato le potenzialità: riconsiderando la tecnica di fabbricazione dei cristalli è ora possibile affermare che il Ge è un materiale almeno performante quanto il silicio, in tutte le modalità possibili, quali channeling planare e assiale o riflessione di volume. Tale materiale trova impiego soprattutto in virtù del suo più alto numero atomico, per esempio per la produzione di radiazione.
Piuttosto modesti sono stati i risultati relativamente al niobato di litio che è stato mostrato solo nella configurazione a riflessione di volume e con efficienze non significative.
• La radiazione emessa come risultato dell’intenso campo elettrico in seno a cristalli sperimentato dalle particelle cariche è stata studiata. È stata infatti portata a termine una caratterizzazione della radiazione emessa durante la riflessione di volume. Il risultato di gran lunga più interessante è lo schema operante nella configurazione MVROC. Lo spettro generato è sorprendentemente intenso a causa delle ripetute riflessioni fra giaciture di piani cristallini diversi e particolarmente duro a causa del contributo assiale non trascurabile. Lo spettro supera largamente lo spettro di Bethe-Heitler per un amorfo e costituisce un metodo elegante ed efficiente per la produzione di quanti gamma duri, anche a partire da fasci di modesta qualità, per esempio fasci secondari o terziari a divergenza elevata. È anche possibile pensare all’impiego di tale schema per la collimazione di fascio in macchine lineari per leptoni di nuova generazione.