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Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale misure sull'anello COSY per lo studio di filtraggio in spin. L'esperimento PAX.

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1 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale misure sull'anello COSY per lo studio di filtraggio in spin. L'esperimento PAX Ciullo Giuseppe: INFN e dipto di Fisica – Ferrara Per conto della collaborazione

2 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale Anti-p polarizzati: potenzialità. Fascio p osservabili di spin singolo e doppio. accesso diretto alla trasversità: ultimo tassello mancate per la descrizione della struttura in spin del protone, misura della fase dei fattori di forma del protone nella regione time-like, diffusione forte p-p polarizzati, nuova finestra sul mondo dei p –polarizzati.

3 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale Polarizzazione di anti-p via spin-filtering cruciale per PAX Spin-filtering con bersaglio polarizzato. Unica evidenza sperimentale e perseguibile Spin Filtering TSR 1992). Collab. PAX: 37 Istituti di ricerca, ~ 180 ricercatori.

4 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale Filtro in spin proposto per FAIR Unpolarized anti-p beam Polarized target Bersaglio Polarizzato:

5 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale Filtro in spin proposto per FAIR polarized anti-p beam Polarized target Bersaglio Polarizzato:

6 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale Esperimento FILTEX –TSR 1992 F. Rathmann. et al., PRL 71, 1379 (1993) SPS-Committee encourages PAX collaboration to first perform their spin filtering measurements at COSY ….

7 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale WASA e-cooler ANKE PAX Studio di filtraggio a COSY Obiettivi principali : prepare lapparato per AD 1.Confermare filtraggio in spin dei protoni e prepare lapparato per AD. Fasi dellinstallazione a COSY: Luglio 2009: Installazione magneti Quad (ok ), Luglio 2010: Installazione dellapparato (ok ), Ottobre 2010: Commissioning dellapparato (ok ), Settembre 2011 Studi di macchina e filtraggio in spin.

8 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale Previsioni di Polar. di p su COSY Determinante ottimizzazione del vuoto: Installazione di un banco di 10 pompe NEG 09/2011

9 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale (Aug. 2011) Installazione banco di pompe NEG (12000 l/s) nessun impatto sulla vita media del fascio dal fondo della camera del bersaglio

10 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale Schema sperimentale su protoni a COSY Spessore di H atomi/cm 2 Controllo fine dei parametri di macchina (accettanze,, vuoto, risonanze depolarizzanti,...) Controllo della polarizzazione del bersaglio Q con BRP( Polarimetro Breit- Rabi ) e sua calibrazione. Per misure longitudinali Siberian-snake, ed adattamento ottica di iniezione. H D2D2D2D2 BersaglioBersaglio Analysing power per misurare Polarizzazione del fascio dopo il filtraggio

11 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale Bersaglio : ABS, cella apribile e BRP operativi per verifica e calibrazione Sorgente atomica Camera bersaglio Polarimetro Breit-Rabi Asse del fascio COSY/AD Alimentazione elettrica Raffreddamento ad acqua Ferrara, Bari,Erlangen Analizzatore Gas Bersaglio

12 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale Andamento della polarizzazione nella fase di messa a punto. nella fase di messa a punto. Comportamento della cell

13 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale Installazione del bersaglio su COSY 2009: installati: magneti, steerer, shutter veloci, pompe NEG, BMPs. 2010: COSY magn. Commissioning, 0.3 m - sezione del bersaglio, nessuno impatto negativo sul fascio Acquisite ulteriori informazioni per la cell da installare su AD.

14 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale Installazione del bersaglio su COSY 2009: installati: magneti, steerer, shutter veloci, pompe NEG, BMPs. 2010: COSY magn. Commissioning, 0.3 m - sezione del bersaglio, nessuno impatto negativo sul fascio Acquisite ulteriori informazioni per la cell da installare su AD.

15 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale Installazione del bersaglio su COSY 2009: installati: magneti, steerer, shutter veloci, pompe NEG, BMPs. 2010: COSY magn. Commissioning, 0.3 m - sezione del bersaglio, nessuno impatto negativo sul fascio Acquisite ulteriori informazioni per la cell da installare su AD.

16 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale Risultati commissioning e preliminari tempo macchina settembre 2011 Parametri di macchina raggiunti ed ottimali per lo studio di filtraggio in spin ( acc aumentato e misurabile build-up Spessore del bersaglio ~ atomi/cm 2 ( atteso) Vitamedia del fascio >> 6000 s Vitamedia della polarizzazione > s Risultati STORI 11 ( LNS 09/10-14/10 )

17 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale Maggiore efficienza nella P di antip? No dati analysing power antip-d. Solo BRP disponibile per Q. Utilizzo di D per polarizzare e H per misurare da antip-p. Altrove BRP (calibrato) fornirà Q. Schema sperimentale per AD Misura di Q del bersaglio da p-p analysing power dove noto. Altrove BRP (calibrato) fornirà Q. H D B e r s a g li o

18 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale Responsabilità Italiana: per AD disegno del detector e di conseguenza nuova cella. -Cella apribile

19 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale Responsabilità Italiana: per AD disegno del detector e di conseguenza nuova cella. -Cella apribile

20 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale Responsabilità Italiana: per AD disegno del detector e di conseguenza nuova cella. -Cella apribile - supporto - 3 strati di rivelatori Si. -elettronica di front-end. - raffredd.

21 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale Conclusioni e... piani Filtraggio in spin compreso teoricamente. PAX in fase conferma sperimentale su COSY (simultanea predisposizione perAD). Ottimizzazione di COSY e IP di PAX. Completamento del rivelatore dedicato alle misure su AD. In attesa di informazioni su verifiche ad AD STORI 11 (LNS 09/10-14/10) per risultati delle misure in corso.

22 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale Esperimento di depolarizzazione Nellanello COSY, si accumulano protoni polarizzati. Si disaccorda le-cooler per avere la velocità relativa opportuna. Si misura la polarizzazione del fascio mediante la diffusione p-d. p e - p p e + p

23 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale Filtro in spin di antiprotoni Bersaglio Polarizzato: Filtro in spin Proposta per FAIR al GSI (Darmstad) maggio/05.

24 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale PAX ad AD

25 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale Misure a COSY e - in e cooler per depolarizzare Deuterio ( bersaglio ANKE) per misure di polarizzazione.

26 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale Ciclo di misura per depolarizzare

27 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale Sistema di rivelazione 11 x 2 HERMES recoil detectors + 14 x 1 PAX TTT detectors Sistema completo di 36 rivelatori Cella +Rivelatori con sistema di raffreddamento e Schermo Termico Rivelatori intorno alla cella apribile 1 PAX Layer 2 HERMES1 PAX TTT

28 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale Risultati preliminari Genova 24 settembre 2008 Congresso Nazionale della SIF

29 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale spin filtering: requisiti Bersagli spin filtering: requisiti Bersagli Bersaglio: Elevata polarizzazione e spessore integrato del bersaglio. Controllo-stabilità della polarizzazione. PI: Sezione a basso per permettere il passaggio di p e p nella cella e riduzione c. Misura della polarizzazione nucleare del bersaglio. Interazione solo adronica: B bassi.

30 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale Conclusioni La proposta di polarizzazione di p Interessante e con questioni aperte. Il programma PAX risulta un ottimo campo di prova per verificare la fattibilità della polarizzazione di p e p per nuovi campi della fisica dello spin. PAX prevede le prime misure in assoluto di sezioni durto doppiamente polarizzate p-p. Genova 24 settembre 2008 Congresso Nazionale della SIF

31 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale filtro in spin: sezioni durto Descrizione generale interazione tra un fascio polarizzato (P) ed un bersaglio polarizzato (Q)

32 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale Fascio accumulato: Build up di P in un anello Andamento temporale in un anello di accumulazione per la Polarizzazione (P) Intensità del fascio (I). Andamento di P Polarizzazione e I intensità

33 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale Misure a COSY pp analyzing power sono bassi e non sono utilizzabili per misurare la polarizzazione del fascio o del bersaglio. Da dp a T d =98.6 MeV si misura Q del bersaglio. Da pd a T p =49.3 MeV si misura P dopo il processo di filtraggio.

34 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale Sezione a basso su COSY.

35 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale YearCOSYAD st COSY Proposal submitted Installation of low-β insertion CERN Proposal submitted July nd Commissioning of the low-β section machine acceptance measurement CERN Research board decision st Installation of the target chamber, cryopump, ABS, BRP, holding field, collimators, fixed cell Measurement of the acceptance angle 2 nd Installation of COSY detection system Measurement of the target polarization in dp and pd elastic scattering Spin-filtering at COSY with transverse polarization Installation of the AD low-β insertion st Spin-filtering at COSY with transverse polarization (continued) Commissioning of the AD low-β insertion AD user compatibility PAX optics 2 nd Installation of the target chamber and scraper system st Implementation of solenoid(s) in injection beam line Installation of ANKE ABS and AD detector at TP1 Commissioning of the AD detector with openable cell Machine acceptance studies Stacking studies 2 nd Spin-filtering at COSY with longitudinal beam using ecooler + WASA solenoids Installation of PAX ABS and BRP st Implementation of the ½ AD Siberian snake at ANKE Commissioning of the AD Siberian snake Spin-filtering with longitudinal beam Installation of openable storage cell and detection system Measurement of H and D target polarization with pbar beam Spin-filtering using H and D target below 70 MeV, transverse polarization 2 nd Implementation of 300 keV ecooler st Commissioning of ecooler with beam 2 nd Spin-filtering measurements using H and D target below 430 MeV with transverse polarization 2015Implementation of the Siberian snake 2016PAX optics with Siberian snake Spin-filtering measurements with H and D target below 430 MeV with longitudinal polarization, including commissioning of the Siberian snake.

36 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale da FILTEX a … PAX Comprensione dei risultati di FILTEX. Le sezioni durto di filtro corrispondono alle sezioni durto di polarizzazione se angolo di diffusione < acc Studi di accettanza ed aumento della vitamedia del fascio. TSR with protons : σ exp =73 ± 6 mb Valore teorico : σ theo =86 ± 2 mb Parametri di macchina

37 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale Misure a COSY pp analyzing power sono bassi e non sono utilizzabili per misurare la polarizzazione del fascio o del bersaglio. Da dp a T d =98.6 MeV si misura Q del bersaglio. Da pd a T p =49.3 MeV si misura P dopo il processo di filtraggio.

38 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale Spin flip sp 6 ordini < th Non utilizzabile D. Oellers... Pax Collab. PLB 674 (2009)

39 Lesperimento PAX Laquila 30 settembre 2011 SIF XCVII Congresso Nazionale Camera del bersaglio e rivelatore Cella di accumulazione: spessore fascio 100 Rivelarore a strip di Silicio Fascio Atomico Direzione Fascio accumulato Bobine per campo di contenimento (x, y, z) Limitatore di flusso (mobile)


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