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Lo studio delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali

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Lo studio delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali. la fisica agli acceleratori la fisica dei raggi cosmici la fisica delle onde gravitazionali. Gruppo 1 + 2 INFN. Campi di ricerca estremamente attuali Oltre 70 ricercatori+tecnici coinvolti

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Presentation Transcript
lo studio delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali
Lo studio delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali
  • la fisica agli acceleratori
  • la fisica dei raggi cosmici
  • la fisica delle onde gravitazionali

Gruppo 1 + 2 INFN

  • Campi di ricerca estremamente attuali
  • Oltre 70 ricercatori+tecnici coinvolti
  • Attività sperimentale tecnologicamente avanzata

Lo studio delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali Oscar Adriani

slide2
Gruppo 1

Fisica agli acceleratori

Interazioni e- p (ZEUS)

Violazione di CP (NA48 + LHCB)

Ricerca di nuova fisica (CMS)

Gruppo 2

Fisica non agli acceleratori

  • Raggi cosmici
  • Antimateria nei RC
  • (PAMELA)
  • RC di energia estrema
  • (EUSO)
  • Onde gravitazionali
  • Barre risonanti
  • (AURIGA)
  • Interferometri ottici
  • (VIRGO/LISA)
  • Magia
  • Cuoricino/Cuore

Interdisciplinarietà

Lo studio delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali Oscar Adriani

slide3

RC

Fisica agli acceleratori

Dal 1930 fino al 1950 i RC sono stati il principale (unico?) acceleratore a disposizione

per la Fisica delle Particelle!!!

1927: scoperta degli sciami prodotti dai RC

1932:e+

1937:m +/-

1947:p +/-

1947/1953: Inizio della proliferazione degli adroni: K+, K0, L0, X-, S+

  • A partire dagli anni 50 gli acceleratori hanno ‘preso il sopravvento’ (anche a Firenze!):
        • Intensità (Luminosità)
        • Direzionalita’
        • Energia fissata
        • Riproducibilità

Solo per la Fisica delle particelle,

non per l’Astrofisica!!!!

Ma….

Lo studio delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali Oscar Adriani

slide4

Anni 90: ritorno ai RC

  • Energie in gioco
  • Collegamenti interdiscplinari
        • Fisica Nucleare
        • SubNucleare
        • Astrofisica
        • Cosmologia
  • Nuovi mezzi tecnici
        • Grandi rivelatori
        • Satelliti

Energie elevatissime (>106 ELHC)

pp  X

Lo studio delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali Oscar Adriani

la fisica agli acceleratori

Partecipazione significativa in grosse collaborazioni internazionali

La Fisica agli acceleratori
  • Acceleratore LEP al CERN-Ginevra (Svizzera) (1989-2000)
    • (Esperimento L3)
    • Interazioni e+ e- (45 GeV / 45 GeV, 100 GeV / 100 GeV)
    • Fisica della Z0 e dei W+/W-, verifiche di precisione del Modello Standard
  • Acceleratore Hera a Desy-Amburgo (Germania) (1993  …)
    • Interazioni e- p (27.5 GeV / 920 GeV)
  • Acceleratore SPS al CERN (Anni 70  …)
    • Fasci di p, p, K0 (450 GeV)
  • Acceleratore LHC al CERN (2007  …)
    • Interazioni p p (8 TeV / 8 TeV)

Lo studio delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali Oscar Adriani

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Gruppo 1

Fisica agli acceleratori

Interazioni e- p (ZEUS)

Violazione di CP (NA48 + LHCB)

Ricerca di nuova fisica (CMS)

Gruppo 2

Fisica non agli acceleratori

  • Raggi cosmici
  • Antimateria nei RC
  • (PAMELA)
  • RC di energia estrema
  • (EUSO)
  • Onde gravitazionali
  • Barre risonanti
  • (AURIGA)
  • Interferometri ottici
  • (VIRGO/LISA)

Interdisciplinarietà

Lo studio delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali Oscar Adriani

zeus ad hera i
ZEUS ad HERA I

L’esperimento ZEUS ad HERA (DESY)

rivela collisioni di elettroni (o positroni) e protoni

Sono stati raccolti 17.5 pb-1 con elettroni e protoni e 114.6 pb-1 con positroni e protoni.

Sono state effettuate misure estese di funzioni di struttura e sezioni d’urto di Deep Inelastic Scattering.

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hera ii
HERA II

L’esperimento sta prendendo dati dopo uno shutdown per l’aumento della luminosità di circa un fattore 4.7 e l’installazione di nuovi rivelatori (MicroVertice, Straw-Tube Tracker).

Nella nuova fase sono disponibili fasci di elettroni (o positroni) con polarizzazione longitudinale.

Il programma prevede la misura di precisione di funzioni di struttura e sezioni di urto di Deep Inelastic Scattering, lo studio della produzione di heavy flavour e la ricerca di nuovi fenomeni con sensibilità accresciuta.

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ricerca di lepton flavour violation
Ricerca di Lepton Flavour Violation

I processi in cui l’elettrone (o positrone) iniziale e’ sostituito da un muone o un tau possono essere mediati da Leptoquark in modelli non diagonali nella famiglie (es. Bűchmuller-Rűckl-Wyler).

Tali particelle hanno numeri leptonico L e barionico B diversi da 0 e sono classificate in base al numero fermionico F=|L+3B|=0,2.

Possono essere a seconda della massa prodotte in modo risonante (canale s) o contribuire in modo indiretto (canali s e u).

Evento simulato con muone nello stato finale

Gli eventi hanno elevato impulso trasverso mancante e un muone o un tau con esso allineato.

Nessuna evidenza e’ stata trovata di eventi con Lepton Flavour Violation nel canale muonico o in quello tau nella statistica di HERA I raccolta da ZEUS e finora analizzata.

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Gruppo 1

Fisica agli acceleratori

Interazioni e- p (ZEUS)

Violazione di CP (NA48 + LHCB)

Ricerca di nuova fisica (CMS)

Gruppo 2

Fisica non agli acceleratori

  • Raggi cosmici
  • Antimateria nei RC
  • (PAMELA)
  • RC di energia estrema
  • (EUSO)
  • Onde gravitazionali
  • Barre risonanti
  • (AURIGA)
  • Interferometri ottici
  • (VIRGO/LISA)

Interdisciplinarietà

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NA48 all’SPS

NA48 è un esperimento CERN dedicato allo studio dei mesoni K

K± e K0(KS e KL) sono mesoni costituiti da un quark(antiquark) s (strange) ed un antiquark(quark) u(up) o d(down)

Negli anni 50 nei K± si è scoperta la Violazione della Parità:

destra e sinistra non sono simmetriche

Nel 1964 nei KL si è scoperta la Violazione di CP:

Materia e Antimateria non sono simmetriche

Negli anni 1997-2001 NA48 ha scoperto la Violazione “diretta” di CP nei K0:

particella e antiparticella hanno probabilità di decadimento differenti

La violazione “diretta” di CP nei K0 si parametrizza con:

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slide12

Come funziona l’esperimento NA48?

  • Grazie all’acceleratore SPS del CERN sono prodotti due fasci simultanei di
  • KSeKL, i cui decadimenti in due pioni carichi o due pioni neutri
  • sono rivelati da:
  • uno spettrometro magnetico con camere a fili
  • un calorimetro elettromagnetico a Kripton liquido
  • un sistema di scintillatori per rivelare i protoni che producono i KS (tagger)
  • un calorimetro adronico, un muon veto, due odoscopi per il trigger, etc

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LHC: pp collider, 8 TeV + 8 TeV, 2007

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LHCb physics goal:High precision tests of CP violation in B meson

B hadrons are mostly produced in the forward direction (along the beam)

Choose a forward spectrometer10–300 mrad

Both b and b in the acceptance: important for tagging the production state of the B hadron

1012b(bbar) pairs per year

b–b correlation

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Typical B event

Need to measure proper time of B decay: t=mL / pchence decay length L (typically ~ 1 cm in LHCb)and momentum p from decay products (which have ~ 1–100 GeV)

Also need to tag production state of B: whether it was B or BUse charge of lepton or kaon from decay of the other b hadron

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LHCb detector

  • Excellent tracking and vertexing
  • Excellent particle identification capabilities
  • Specialised trigger for efficient B decay identification and background rejection

Vertex locator around the interaction region Silicon strip detector with ~ 30 mm impact-parameter resolution

Muon system to identify muons, also used in first level of trigger Efficiency ~ 95% for pion misidentification rate < 1%

Calorimeter system to identify electrons, hadrons and neutrals Important for the first level of the trigger

Two RICH detectors for charged hadron identification

Provide > 3s p–K separation for 3 < p < 80 GeV

Tracking system and dipole magnet to measure angles and momenta Dp/p ~ 0.4 %, mass resolution ~ 14 MeV (for Bs DsK) Magnetic field regularly reversed to reduce experimental systematics

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activity in florence
Activity in Florence
  • INFN of Florence is building about 200 of the 1400 Multi Wire Proportional Chambers of the LHCb Muon Detector

Chamber prototype

Chamber wire soldering with laser beams

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Gruppo 1

Fisica agli acceleratori

Interazioni e- p (ZEUS)

Violazione di CP (NA48 + LHCB)

Ricerca di nuova fisica (CMS)

Gruppo 2

Fisica non agli acceleratori

  • Raggi cosmici
  • Antimateria nei RC
  • (PAMELA)
  • RC di energia estrema
  • (EUSO)
  • Onde gravitazionali
  • Barre risonanti
  • (AURIGA)
  • Interferometri ottici
  • (VIRGO/LISA)

Interdisciplinarietà

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L’esperimento CMS ad LHC

15 m

21.5 m

  • Misura di precisione di muoni, elettroni, g, jets in un largo intervallo di energia
    • Tracciatori di precisione in campo magnetico (4 T)
    • sofisticata calorimetria elettromagnetica ed adronica

Tracker Pixel+Silicon Tracker

Calorimetro Adronico

rame + scintillatori

Magnete

superconduttore

4 Tesla

Camere μ Drift Tubes + Cathode Strip Chambers + RPC

ECAL

cristalli PbWO4

Lo studio delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali Oscar Adriani

il programma scientifico
Il programma scientifico:

Studio della nuova fisica attesa ad una scala di energia mai raggiunta prima con gli acceleratori.

  • Ricerca della particella di Higgs e dell’origine della massa
  • Ricerca di particelle supersimmetriche. Grande Unificazione delle interazioni fondamentali. Neutralino  materia oscura nell’universo
  • Fisica dei quark pesanti (t, b).
  • Fisica degli ioni pesanti ad altissima energia. Studio del quark-gluon plasma.

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il tracciatore centrale
200 m2 di rivelatori in silicio realizzati con tecnologia planare:

Pixels per R < 15 cm

Sensori a micro-strisce di silicio per 20 < R < 110 cm

Rivelatori ed elettronica di lettura veloci

Adeguati alla velocita` di acquisizione richiesta da LHC (40 MHz)

Impiego di laser e fibre ottiche per la trasmissione del segnale analogico.

Scopo:

spt ~ 1-2 % a 100 GeV/c :

misura dei leptoni con ottima risoluzione (canali di nuova fisica);

ricostruzione di risonanze strette;

fisica del B.

sip ~ 10-20 mm a 100 GeV/c:

identificazione di b e di t tramite vertici secondari.

Ricostruzione del tempo proprio nel decadimento (oscillazioni B-B).

Il tracciatore centrale

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Attività su CMS a Firenze

  • Ricerca e sviluppo dei sensori a silicio
  • Controllo della qualità di produzione dei sensori;
  • Test di qualità dei moduli prodotti:
  • Costruzione dei moduli a microstrip: microsaldatura in camera pulita
  • Studio e sviluppo dell’elettronica di alimentazione
    • Sviluppo del software di ricostruzione.
    • Integrazione dei rivelatori sulla struttura meccanica con elettronica di lettura e trasmissione ottica del segnale.
    • Studio dei prototipi di rivelatore finale in test su fascio.

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Gruppo 1

Fisica agli acceleratori

Interazioni e- p (ZEUS)

Violazione di CP (NA48 + LHCB)

Ricerca di nuova fisica (CMS)

Gruppo 2

Fisica non agli acceleratori

  • Raggi cosmici
  • Antimateria nei RC
  • (PAMELA)
  • RC di energia estrema
  • (EUSO)
  • Onde gravitazionali
  • Barre risonanti
  • (AURIGA)
  • Interferometri ottici
  • (VIRGO/LISA)

Interdisciplinarietà

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High Energy

Ultra High Energy

Very High Energy

LHC Beam Energy

LHC CM Energy

I Raggi Cosmici

(L’altra faccia della medaglia!)

  • Deviazioni da questa legge
  • di potenza nelle regioni del
  • ginocchio (3.1015 eV)
  • caviglia (5.1018 eV)

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Cosa possiamo imparare dai RC?

Misure/Effetti sperimentali

Informazioni Fisiche

Sorgenti

Meccanismi di accelerazione

Meccanismi di propagazione

Mezzo interstellare

Tempo di confinamento

Nucleosintesi

Campi magnetici

Fisica del sole

Geofisica

Simmetria materia/antimateria???

Nuove particelle???

Materia oscura???

Nuove interazioni???

Composizione: p  85%

He  12%

C,N,O  10-2

Fe  10-4

e-  2%

e+  10-4

Spettri energetici

Composizione isotopica

Ricerche di antinuclei

Ricerche di nuove particelle

Modulazione solare

Taglio geomagnetico

Fasce di radiazione

Atmosfera (23 X0, 11 lI)

2 campi di ricerca 1) Antimateria nei RC

attivi a Firenze 2) Ultra High Energy Cosmic Rays

negli ultimi anni

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Gruppo 1

Fisica agli acceleratori

Interazioni e- p (ZEUS)

Violazione di CP (NA48 + LHCB)

Ricerca di nuova fisica (CMS)

Gruppo 2

Fisica non agli acceleratori

  • Raggi cosmici
  • Antimateria nei RC
  • (PAMELA)
  • RC di energia estrema
  • (EUSO)
  • Onde gravitazionali
  • Barre risonanti
  • (AURIGA)
  • Interferometri ottici
  • (VIRGO/LISA)

Interdisciplinarietà

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Antimateria nei RC

Problema cosmologico: simmetria/asimmetria materia/antimateria?

  • 2 ipotesi cosmologiche:
  • L’universo è simmetrico: materia e antimateria occupano dominii differenti
  • L’universo è fatto solo di materia;
  • Condizioni di Sakharov:
  • Violazione numero barionico
  • Violazione CP
  • Non equilibrio termodinamico

Investigazione diretta della antimateria nell’Universo:

Ricerca diretta di antiparticelle nei RC!!!!

Esperimento PAMELA

Esperimento in orbita su satellite russo: Lancio nel 2004

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Situazione sperimentale attuale

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pamela subdetectors

Anticoincidence system

  • Defines acceptance for tracker
  • Plastic scintillator + PMT
  • Binary read-out
Pamela Subdetectors
  • TRD
  • Threshold device. Signal from e±, no signal from p, p
  • 9 planes of Xe/Co2 filled straws (4mm diameter). Interspersed with carbon fibre radiators  crude tracking.
  • Aim: 102 separation e -vs- p (above 1GeV/c). NB: 106 with calorimeter.
  • Time-of-flight
  • Gives L1 trigger / detects albedos / particle identification (up to 1GeV/c) / dE/dx
  • Plastic scintillator + PMT
  • Timing resolution = 70ps
  • Si Tracker + magnet
  • Measures rigidity
  • 5 Nd-B-Fe magnet segments (0.4T)
  • 6 planes of 300mm thick Si detectors
  • ~3mm resolution in bending view demonstrated, ie: MDR = 740GV/c
  • Si-W Calorimeter
  • Measures energies of e±. DE/E = 15% / E1/2.
  • Si-X / W / Si-Y structure.
  • 22 Si / 21 W  16X0 / 0.9l0
  • Imaging: EM - vs- hadronic discrimination. Reconstruct long. and transverse shower profile.

[Acceptance ~21 cm2sr]

Firenze

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Possible increase of the antiproton

Flux due to Neutralino annihilation

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Gruppo 1

Fisica agli acceleratori

Interazioni e- p (ZEUS)

Violazione di CP (NA48 + LHCB)

Ricerca di nuova fisica (CMS)

Gruppo 2

Fisica non agli acceleratori

  • Raggi cosmici
  • Antimateria nei RC
  • (PAMELA)
  • RC di energia estrema
  • (EUSO)
  • Onde gravitazionali
  • Barre risonanti
  • (AURIGA)
  • Interferometri ottici
  • (VIRGO/LISA)

Interdisciplinarietà

Lo studio delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali Oscar Adriani

slide33

LO SPETTRO DEI RAGGI COSMICI ALLE ENERGIE ESTREME

17 EVENTI

PROTONI ?

ISOTROPIA ?

CLUSTERS ?

CUTOFF ?

P + g DP p..

GZK cutoff ?

OGNI INTERPRETAZIONE RICHIEDE NUOVA FISICA O NUOVA ASTROFISICA

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euso obiettivi scientifici
EUSO : obiettivi scientifici
  • Misura ad alta statistica dello spettro dei raggi cosmici oltre il limite GZK (E>5 * 1019 eV); previsti circa 700 eventi/anno con energia E>1020eV , risoluzione in energia DE/E = 20%
  • Misura su tutto l’angolo solido del flusso di EECR e ricerca di eventuali sorgenti puntiformi ; risoluzione angolare Dq=1o
  • Misura Xmax medio  Identificazione primario (P,Nuclei,g,n)
  • Ricerca di neutrini EECR
    • I neutrini non sono affetti dal taglio GZK e possono venire da sorgenti molto lontane, sono previsti da molti modelli di accelerazione di EECR

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slide35

EUSO on the ISS : SCHEMA GENERALE

EUSO Geometry

Detector altitude = 380 km

orbital period = 90 min

duty cycle = 0.1- 0.2

Total field of view = 60°

optics diameter = 2.5 m

Geometrical factor = 5 · 105 km2 sr

Pixel size = (.8 · .8) km2

background = 500ph/m2/ns/sr

Focal surface (pixels)

Fresnel lenses

Cosmic ray

30o

0.1o

Fluorescence

Cherenkov

0.8 km

EUSO: ExtremeUniverseSpaceObservatory

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Gruppo 1

Fisica agli acceleratori

Interazioni e- p (ZEUS)

Violazione di CP (NA48 + LHCB)

Ricerca di nuova fisica (CMS)

Gruppo 2

Fisica non agli acceleratori

  • Raggi cosmici
  • Antimateria nei RC
  • (PAMELA)
  • RC di energia estrema
  • (EUSO)
  • Onde gravitazionali
  • Barre risonanti
  • (AURIGA)
  • Interferometri ottici
  • (VIRGO/LISA)

Interdisciplinarietà

Lo studio delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali Oscar Adriani

le onde gravitazionali
Le onde gravitazionali

Sono previste dalla teoria della Relatività Generale e sono generate dal moto accelerato di masse.

Ondulazioni dello Spazio-tempo, il cui effetto sulla materia al suo passaggio è di deformarla secondo le direzioni perpendicolari a quella di propagazione (sono onde trasversali).

2 tecniche ‘complementari’

  • Barre risonanti  AURIGA a Legnaro
  • Interferometri ottici  VIRGO a Cascina

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slide39

LHe4 vessel

Al2081 holder

Electronics wiring support

Main Attenuator

Thermal Shield

Compression Spring

Transducer

AURIGA

  • Caratteristiche principali:
  • Alluminio, 2300kg
  • lunghezza 3m, diametro 60cm
  • raffreddata a 0.1 K
  • speciali sospensioni

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slide40

Trasduttore ottico: lettura delle vibrazioni della barra tramite laser

Sensibilità dimostrata a temperatura ambiente

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slide41

Evoluzioni future

Dual Sphere, Dual torus:sono dei rivelatori non risonanti che misurano lo spostamento differenziale di due masse concentriche su un intervallo di frequenze compreso tra le due frequenze di risonanza delle singole masse (1 kHz di banda).

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slide42

VIRGO

Interferometro ottico con bracci

lunghi 3 km

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slide43

La sospensione di Virgo

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la sensibilit di virgo
La sensibilità di Virgo

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slide45

Il futuro: LISA

LISA è un interferometro

spaziale (ESA-NASA)

composto da una

costellazione di tre satelliti

distanti 5 milioni di km

l’uno dall’altro.

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slide46

Spacecrafts

Test Masses

Telescopes

3 pairs of “free falling” test masses

( 3 10-15 ms-2 Hz-1/2 @ 0.1 mHz)

3 “test-mass follower” shielding spacecraft

2 semi-independent 5 106 km Michelson Interferometers with Laser Transponders

( 40 pm Hz-1/2)

Goal: GW at

0.1 mHz – 0.1 Hz

LISA

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slide47

Problema delle forze dovute alle cariche elettrostatiche

generate dai Raggi Cosmici Firenze

Lo studio delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali Oscar Adriani

la tecnologia e le attrezzature
La tecnologia e le attrezzature

Per realizzare questi esperimenti è necessario:

  • Competenza tecnologica avanzata
  • Collaborazione tra vari enti di ricerca (INFN, CNR, Università, INO, Osservatorio etc.)
  • Attrezzature (Camere pulite, Tecnologie per sviluppo di rivelatori, Elettronica, Sistemi di Acquisizione, Rivelatori al silicio…)

NUOVO EDIFICIO INFN!!!!

  • La Fisica e la Tecnologia sono sempre più interconnesse

Lo studio delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali Oscar Adriani

conclusioni
Conclusioni
  • Lo studio delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali a Firenze è un campo in intensa attività
  • Fisica agli acceleratori complementare alla Fisica dei Raggi Cosmici
  • La Fisica delle Onde Gravitazionali ha avuto un forte impulso

Negli ultimi anni è stato seminato molto…

Speriamo in un buon raccolto nei prossimi anni!!!!

Lo studio delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali Oscar Adriani

attivit del gruppo di firenze
Attività del gruppo di Firenze

Il gruppo di Firenze è stato impegnato nell’esperimento dalla sua fase iniziale ed ha contribuito alla presa dati, allo sviluppo del software (es. nuovo event display) e alla analisi a vari livelli di responsabilità.

Attualmente esprime la Physics Chairperson (E.Gallo).

Ha svolto analisi su funzioni di struttura, fisica diffrattiva e fisica oltre il modello standard (argomento su cui è attualmente concentrato).

Lo studio delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali Oscar Adriani

risultati

Sono stati posti limiti sui Leptoquark che mediano le interazioni.

Risultati

Sono qui illustrati I limiti ottenuti dalla ricerca dei canali muone (sinistra) e tau (destra) per Leptoquark di bassa massa Scalari e Vettoriali con numero fermionico F=0, confrontati con limiti da esperimenti di bassa energia e decadimenti rari.

Lo studio delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali Oscar Adriani

slide52

Cosa sono i RC?

Radiazione elettromagnetica: Radio

IR

Visibile

UV

X

g

Particelle cariche: p

e-

e+

Antiprotoni

Nuclei

Antinuclei?

???

Particelle neutre: n

???

Onde gravitazionali…..

Astronomia

Astrofisica

RC

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slide53

Aspettative di Pamela

Lo studio delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali Oscar Adriani

signature of neutralino annihilations
Signature of Neutralino Annihilations
  • Distortion of antiproton flux due to one possible model of neutralino annihilation based on MSSM
  • This model predicts signal for large E(antip)  high mass neutralino (~1 TeV).
  • Note that signal >> background for E(antip)  20GeV
  • Need to perform an experiment accumulate a high purity sample anti-protons

Contribution from neutralino annihilation

Secondary production (background!)

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slide55

Spectral Analysis VI1 station:

Lo studio delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali Oscar Adriani

slide56

Risultati preliminari del deposito di

carica dovuto ai raggi cosmici primari

al minimo di modulazione solare.

Per confronto,

si consideri che un brillamento di

media-alta intensita\' produce un flusso

di protoni che deposita una carica

di circa 11000 e+/s.

Lo studio delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali Oscar Adriani

schema del tracciatore
Schema del tracciatore:
  • Sensori a microstrisce:
  • Passo: da 80 mm a 205 mm; spessore: 320 mm (parte interna) e 500 mm (parte piu` esterna)
  • Piu` di 27000 sensori che verranno prodotti con linee industriali da 6’’
  • Piu` di 10 milioni di canali di lettura. Chip di lettura realizzati in tecnologia industriale a 0.25mm. Eccellente prestazioni di rumore e resistenza alla radiazione.

Lo studio delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali Oscar Adriani

slide58

400 eventi per anno E>1020eV

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slide59

I raggi cosmici di energia > 100 MeV attraversano le

pareti di LISA, caricando le masse di prova, e generando

fra le masse di prova e le superfici conduttive che le

circondano forze spurie che possono essere confuse con

segnali gravitazionali. Per valutare queste forze spurie

occorre determinare il flusso dei raggi cosmici primari e

di origine solare in prossimità dell’orbita di LISA

Qui, per esempio, è mostrato il flusso dei protoni dei raggi

cosmici primari al minimo e al massimo di modulazione

solare. I protoni sono il 90% del campione dei raggi

cosmici; nuclei di elio sono l’8%, ed il restante 2%,

sono elettroni e nuclei pesanti

Lo studio delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali Oscar Adriani

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Nel 2002 è stato usato un fascio di soli KS

per cercare decadimenti super-rari, tra cui:

Nel 2003-2004 sono stati usati due fasci simultanei di K+ e K- per cercare la Violazione diretta di CP nei decadimenti in tre pioni

Lo studio delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali Oscar Adriani

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LHCb physics goal

  • TThe experiment will provide high precision tests of CP violation in B meson decays exploiting a large number of different B decay channels

Enormous production rate at LHCb: ~ 1012b(bbar) pairs per year much higher statistics than the current B factoriesBut more background from non-b events  challenging triggerand high energy  more primary tracks, tagging more difficult

  • EExpect ~ 200,000 reconstructed B0 J/y KS events/year(current B-factory samples of ~ 2000 events) precision on sin 2b ~ 0.02 in one year for LHCb (similar to expected world average precision in 2007)
  • EExpect ~ 26,000 reconstructed B0p+p- events/year(~ 1000 from B-factory by 2007)
  • BBut in addition, all b-hadron species are produced: B0, B+, Bs, Bc , Lb …

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Multi Anode PMTs

200.000 pixels

Fresnel lenses

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