Sonde EM JLab12: e/  p+Nuclei GeV 4  –Spec Struttura nucl /nucleo, iper MAMBO:  p pol 1.5 GeV 4  Struttura nucleone (N*) Sonde adroniche ASACUSA anti-p+Nuclei 0.1 – 5.0 MeV Custom antip-Nucleo + spectr. antip-He FINUDA k+Nucleiesperimento chiuso KAONNIS: atomi kaonici dec  Custom/KLOE Transizioni X PAINUC:  +Nuclei 150 MeV Spec+CS  Struttura a q dei nuclei ULYSSES: k+Nuclei GeV Spec+Ge  ipernuclei R&D PANDA: anti-p+p 1.5 – 15 GeV 4  Struttura adroni, esotici PAX: anti-p pol +p 1.5 – 15 GeV 4  Transversity InterazioneEnergiaDetectorMotivazioni fisiche La linea 1: Quarks and Hadron Dynamics

siglaFTE2012FTE2011LabStato esperimentodurata ASACUSA5,86,8CERNInstallazione/Presa dati/analisi2011 FINUDA0,08,7DAFNEAnalisi/decommissioning2008 PAINUC4,79,0DUBNAPresa dati/analisi2008 KAONNIS14,614,2DAFNEPresa dati/costruzione2013 ULYSSES2,74,7J-PARCPresa dati2012 JLAB1232,333,4JLABPresa dati/analisi/upgrade2020 MAMBO12,311,8 MAMI BONN Presa dati/analisi Installaz./costruz./commission PANDA28,733,5GSIR&D>2017 PAX9,810,0COSY+ADPresa dati/costruz./commission TOTALE110,9132, , , , ,2 FTE e stato degli esperimenti

RichEsperimentoMIMECONINVAPPTOT 130ASACUSA FINUDA JLAB KAONNIS MAMBO PAINUC PANDA PAX ULYSSES Assegnaz esperimenti SENZA DOTAZIONI (Il totale di richieste e assegnazioni comprende ulteriori voci non riportate) 65.5JLAB PANDA PAX DOTAZIONI

2011 RichEsperimento MIMECONINVAPP TOT Ass 94ASACUSA JLAB KAONNIS MAMBO PAINUC PANDA PAX ULYSSES FINUDA JLAB MAMBO PANDA DOTAZIONI Assegnaz esperimenti SENZA DOTAZIONI (Il totale di richieste e assegnazioni comprende ulteriori voci non riportate)

(assunzione tutti SJ assegnati) RichEsperimento MI ME CONINV APP TOT Ass 73 ASACUSA JLAB KAONNIS MAMBO PANDA PAX ULYSSES Assegnaz esperimenti SENZA DOTAZIONI (Il totale di richieste e assegnazioni comprende ulteriori voci non riportate) MAMBO PAINUC PANDA DOTAZIONI

JLAB12 Il Jefferson Lab (JLab) è un laboratorio dotato di un fascio continuo e polarizzato di elettroni con energia massima di 6 GeV e distribuito simultaneamente a tre sale sperimentali, A, B, C. Il laboratorio si sta preparando al raddoppio dell'energia massima del fascio a 12 GeV che prevede una fermata generale tra maggio 2012 e maggio Le date ufficiali per la partenza delle attività a 12 GeV sono ottobre 2013 per la sala A e ottobre 2014 per la sala B. FISICA E PROPOSTE GRUPPO INFN: Studio della struttura del nucleone attraverso la misura delle distribuzioni partoniche dipendenti dal momento trasverso (TMDs) e attrraverso la misura dei fattori di forma elastici su protone e neutrone, in particolare ad alto momentro trasferito. Per la realizzazione di questo programma sono stati approvati dal PAC i seguenti esperimenti di cui membri della collaborazione italiana sono spokesperson: E (fattore di forma su protone) E , E , E , E , C (TMDs) Ricerca di mesoni esotici per estudiare il regime non perturbativo della QCD e la natura del confinamento Per la realizzazione di questo programma e’ stati approvato dal PAC l’esperimento E di cui membri della collaborazione italiana sono spokesperson. Misure di violazione di parità di alta precisione per esplorare eventuale fisica oltre il modello standard ovvero per studiare aspetti della struttura del nucleo e del nucleone sensibili all'interazione debole. Per la realizzazione di questo programma e’ stati approvato dal PAC l’esperimento E di cui membri della collaborazione italiana sono spokesperson.

La richiesta finanziaria per l’attuazione del programma sopra riportato, che si intende richiedere nel periodo riguardano contributi alla costruzione/mantenimento di: - un sistema di tracking basato su camere GEM e piani di  strip al silicio. - un forward tagger - un rivelatore RICH - un bersaglio polarizzato a spin congelato – HDIce - un polarimetro per neutroni per una cifra complessiva in K€, relativamente a ciascun anno pari a: TOTALE Le richieste finanziarie di cui sopra sono espressamente finalizzate alla realizzazione di strumentazione necessaria per lo svolgimento del programma di fisica a 12 GeV sopra esposto Perciò non comprendono il “metabolismo” di materiale di consumo e inventariabile necessario alle Sezioni partecipanti per far fronte a necessità al di fuori della costruzione apparati per il programma a 12 GeV. Le richieste avanzate sono in linea con il piano finanziario presentato nel 2008 tenuto conto che nel corso di questi anni la collaborazione ha aumentato il numero degli Istituti partecipanti e conseguentemente il numero di ricercatori ed FTE. AnnoRichMIMECONINVAPPTOT

MAMBO FISICA: - L’esperimento si propone di studiare una vasta classe di reazioni indotte da fotoni sul nucleone e sui nuclei atomici con produzione di mesoni pseudoscalari (πo,η) e pseudovettoriali (ω, ρ, φ) per la determinazione delle proprietà delle risonanze barioniche - Il programma di ricerca viene effettuato presso MAMI-C a Mainz (continuazione del programma dell’esperimento CTT) e presso ELSA a Bonn utilizzando la BGO Ball dell’esperimento GRAAL che ha chiuso nel Ad inizio 2010 e’ stata formalmente avviata la collaborazione BGO-OD (BGO-Open Dipole) ATTIVITA’ GRUPPO INFN - Allo stato attuale, l’esperimento CTT e’ giunto ad un grado di maturita’ tale per cui per esso vengono essenzialmente presentate solo richieste per l’effettuazione di turni di prese dati - Il gruppo di Pavia, in previsione dell’asintotica chiusura di questa attivita’ a Mainz, ha altresi’ presentato la proposta per il completamento dell’apparato BGO-OD con una camera a fili cilindrica, il cui finanziamento e realizzazione sono partiti nel Il gruppo di Roma 2 ha richiesto e ottenuto il finanziamento di un nuovo rivelatore, MRPC in avanti per coprire il buco in accettanza AnnoRichMIMECONINVAPPTOT

Piano finanziario )Totale inventario circa 150 kE di cui: -70 kE per BGO -5 kE per bersaglio kE per MWPC -64 kE per MRPC 2) Totale consumo: circa 37 kE/anno + 20 kE

ASACUSA FISICA: - Studio di annichilazioni di antiprotoni a bassa energia (da 5 MeV a 100 keV) su bersagli nucleari presso l'Antiproton Decelerator del CERN - Spettroscopia di Elio antiprotonico - Misure di spettroscopia iperfina su atomi di Antiidrogeno. PROPOSTE GRUPPO INFN: Annichilazioni antiprotoni a bassa energia OBIETTIVI: - Elio antiprotonico  rapporto massa dell'antiprotone e massa elettrone a livello di precisione anche maggiore di quello del protone - Messa a punto fascio antiatomi d'idrogeno per un’efficace spettroscopia da confrontare con quella dell'idrogeno. Pubblicazione su Nature, 475 (2011) di un primo risultato sull’Elio antiprotonico: - rapporto fra la massa dell'antiprotone e quella dell’elettrone differisce da misure esistenti per il protone per una frazione inferiore a 1.3 ppb del valore di riferimento - precisione misura antiprotone confrontabile con letteratura protone Campagna di misure prosegue, ulteriore tempo fascio approvato al CERN

1) Nel 2013 stop attivita' ad AD per permettere un miglioramento delle prestazioni di LHC 2) prevediamo di terminare la misura delle sezioni d'urto antiprotone nucleo nel Salvo novita'/ripensamenti riteniamo conclusa l'attivita‘ di misura 3) siamo interessati a continuare il nostro impegno nello studio dell'antiidrogeno con la Cusp Trap. Questa attivita' riscuote molto interesse (vd. anche il riconoscimento di Physics World come miglior risultato della Fisica del 2010 per i risultati dell'antiidrogeno di ALPHA ed ASACUSA). E. Widmann ha ottenuto lo scorso mese il prestigioso finanziamento "ERC Advanced Grant" (2.6 Meuro per 5 anni) per lo studio dell'antiidrogeno (sempre con la Cusp Trap). Il nostro ruolo in questa attivita' e' soprattutto legato al rivelatore che abbiamo realizzato e che stiamo utilizzando in questa misurazione. 4) Vogliamo continuare a collaborare col gruppo giapponese per lo studio dell'elio antiprotonico. 5) Fine anno  pensionamento Lodi Rizzini 6) Nel 2016 sara' pronto il deceleratore ELENA (fascio di pbar da 100 keV con alta intensità) MI ME invent.le+consumo+apparati AnnoRichMIMECONINVAPPTOT

KAONNIS Sigla presentata per il periodo FISICA: Ricco programma scientifico, riguardante lo studio di atomi e nuclei kaonici presso i LNF. Saranno utilizzati i kaoni prodotti dal decadimento della Ф, prodotta a sua volta nelle collisione e + e - al collider Dafne (LNF) PROPOSTE GRUPPO INFN ED OBIETTIVI: Parte del programma sarà rivolto all’analisi, alla discussione ed alla presentazione dei risultati sugli atomi esotici, relativi alle misure già effettuate nell’ambito degli esperimenti SIDDHARTA ( ) e KLOE ( ), di cui KAONNIS rappresenta la sintesi evolutiva. Parte sarà invece dedicata allo studio di “stati nucleari kaonici profondamente legati”, detti anche “cluster kaonici”, previsti da studi teorici (2002), ma con primi indiretti segnali sperimentali ottenuti ai LNF (esp. FINUDA), al KEK (esp. E471), al GSI (esp. FOPI), ai BNL (esp. E930). Tale studio, oltre alla spettroscopia completa di nuclei kaonici leggeri, è volto alla comprensione di come variano masse ed interazioni adroniche nel mezzo nucleare, della rottura della simmetria chirale in QCD a bassa energia e nel mezzo nucleare, e della possibile transizione dalla fase adronica a quella kaonica condensata e di quark gluon plasma.

-KAONNIS include SIDDHARTA-2, AMADEUS e analisi dati KLOE per parte nucleare/adronica - Attivita‘ SIDDHARTA installazione e misure su DAFNE con parte dei rivelatori (trigger, veto e SDD test setup), per ottimizzazione parametri rivelatori e studio background con varie config. Shielding - continuazione costruzione setup - R&D (Milano) rivelatori SDD nuovi e 2014 e 2015 (dipende da DAFNE) costruzione e montaggio setup SIDDHARTA-2 finale, installazione su DAFNE e misure deuterio kaonico (e altri atomi kaonici) - Attivita‘AMADEUS - continuazione R&D e definizione setup per misure interazione kaone-nucleo (studio deeply bound kaonic nuclei); preparazione per eventuale costruzione e installazione - analisi dati KLOE (KLOE2) per parte adronica e interazione nucleare dei kaoni carichi e collab. con gruppo KLOE (2) in presa dati Costi: stima KAONNIS per prossimi 3 anni  500 kE totali In funzione di come si evolve la situazione per la superB - fisica adronica e nucleare - potrebbero aggiungersi richieste per questo nuovo capitolo di spesa (stima sui 100 kE) Se dovesse presentarsi l'occasione di un upgrade ulteriore per SIDDHARTA-2, cioe' rivelatori SDD aggiuntivi dalla FBK-Trento, chiederemo altri circa kE per questo upgrade AnnoRichMIMECONINVAPPTOT

PAINUC FISICA: Scopo dell’esperimento PAINUC al JINR e’ lo studio delle interazioni di pioni positivi e negativi su targhetta gassosa di He-4, con energie fino a 150 MeV. Il rivelatore e’ costituito da uno spettrometro magnetico a camera a streamer equipaggiato con telecamere CCD e con bersaglio gassoso. ATTIVITA’ : A Gennaio 2009, il PAC del JINR ha approvato PAINUC fino al 2012, raccomandando il programma sperimentale con alta priorità. Purtroppo a causa di problemi con la linea di fascio dei pioni il programma sta subendo un forte ritardo. ATTIVITA’ 2011: Purtroppo i noti problemi con la linea del fascio di pioni non sono stati ancora risolti. L’attività sperimentale del gruppo è ferma in attesa che l’intensità del fascio di pioni diventi sufficiente per permettere lo svolgimento della misura. ATTIVITA’ 2012: Nel 2012 la Collaborazione intende riprendere le misure, qualora il fascio fosse disponibile.

-Nei prossimi tre anni non prevediamo grossi scostamenti dei costi di PAINUC dalle cifre finora assegnate - Piu' in dettaglio : di base per i prossimi due-tre anni pensiamo di chiedere finanziamenti per il completamento dell' analisi sui livelli assegnati nel kEUR per anno distribuiti sulle tre sedi di TO, AL, BS - Inoltre, se Dubna completera' la rimessa a punto del fascio con intensita' ragionevole, pensiamo di chiedere ulteriori kEUR per anno in ME per contribuire al lavoro di presa dati a Dubna - Verosimilmente il numero di FTE della parte italiana della collaborazione rimarra' al livello di 4-5 FTE come e' nel 2012 AnnoRichMIMECONINVAPPTOT  DOTZ 22.5

Sigla aperta nel 2009 per proseguire la linea scientifica gia sviluppata a Finuda FISICA: Studio ipernuclei nel laboratorio di J-PARC, in Giappone. PROPOSTE GRUPPO INFN: All’interno della collaborazione internazionale SKS, esperimenti E05 ed E13, approvati dal PAC di J-PARC del 7 marzo 2009 OBIETTIVI: spettroscopia ipernuclei con stranezza S=-2 (E05) e ipernuclei prodotti con fasci di K- (E13). E05 Spettroscopia di ipernuclei di stranezza S=-2, come gli ipernuclei  (la cui esistenza e’ ancora incerta), per es. il 12 Be(  ), prodotti in reazioni di tipo 12 C(K-,K+) e gli ipernuclei con due iperoni Lambda prodotti in reazioni a due step del tipo (1) K− p → Λ + π0(o ρ0, ω) (2) π0 (o ρ0, ω) p → K + Λ o del tipo (1) K − p → K +  − (2)  − p → ΛΛ Questo esperimento e stato approvato (2do e massimo stadio di approvazione) dal PAC di J-PARC come 1-st day experiment. E13 Con tecniche di spettroscopia gamma si propone di studiare lo spaziamento di livelli in ipernuclei leggeri. Il 4 ΛHe ipernucleo e’ uno dei due possibili candidati per studiare la rottura di simmetria nell’interazioneYN. Un secondo ipernucleo, il 19 ΛF e stato proposto per avere una prima determinazione precisa della ΛN spin-spin interaction nelle ipershell sd in seguito ai risultati ottenuti in esperimenti preliminari realizzati al KEK e BNL sulla ipershell p. Questi ipernuclei sono prodotti attraverso la reazione K- + (A,Z)  (A,Z, Λ) + pi- Questo esperimento e stato approvato (2do e massimo stadio di approvazione) dal PAC di J-PARC come 2-nd day experiment ULYSSES Nel 2010, a causa di problemi di qualita’ del fascio di Kaoni di J-PARC, la collaborazione SKS e il PAC del laboratorio hanno dato priorita’ agli esperimenti con fasci di pioni A causa del terremoto di marzo 2011 sia il laboratorio JPARC sia la strumentazione hanno subito danni severi che, grazie ad un notevolissimo impegno, si stanno risolvendo. Secondo le informazioni ufficiali date nella riunione del PAC di Luglio 2011, l’operativita’ degli acceleratori sara’ ristabilita a meta’ gennaio 2012 e fino a febbraio 2012 si realizzeranno la messa a punto e test degli acceleratori e linee di fascio, prevedendo di dare agli utenti 13 mesi di beamtime entro l’estate 2013 (marzo-giugno 2012 e ottobre 2012-giugno 2013), con un programma che sara’ approvato nella prossima riunione del PAC a gennaio 2012

- Piano precedente prevedeva conclusione nel Slittamento in avanti dovuto agli eventi noti - È intenzione della Collaborazione italiana chiedere di poter portare a termine il programma scientifico approvato - Richiesta attuale  mantenere una partecipazione qualificata alle attività della Collaborazione e in particolare ai turni di presa dati per le misure di interesse INFN - Quindi la richiesta è di traslare rigidamente il bilancio di previsione 2012, attualmente inserito nel DataBase dei preventivi, al 2013, con eventuale adeguamento delle richieste in funzione degli FTE - Assumendo l’usuale prolungamento di attività biennale, si prevedono analoghe richieste per il AnnointernoesteroconsumotrasportiinventarioTotale AnnoRichMIMECONINVAPPTOT

PAX FISICA: - Prima misura diretta funzioni di distribuzione TMD (Transverse Momentum Distributions) che descrivono la distribuzione dei partoni all'interno del nucleone attraverso la reazione protone-antiprotone polarizzati - Necessario fascio di antiprotoni polarizzati con sufficiente intensità; un tale fascio non esiste, e questo rappresenta una sfida tecnologica notevole OBIETTIVI: - Dimostrare fattibilità utilizzo tecnica spin filtering (fascio di antiprotoni non polarizzato su bersaglio interno di idrogeno polarizzato, che tende a interagire in modo asimmetrico rispetto allo spin dell'antiprotone) ed eventualmente ottimizzare la tecnologia - Utilizzare esperienza maturata e consolidata in HERMES per il complesso bersaglio polarizzato gassoso interno all'anello di DESY - A medio termine  misure con fasci di COSY/Jülich (protoni) e in particolare dello AD/SPS/CERN (antiproton decelerator) per caratterizzazione quantitativa processi fondamentali determinanti per lo spin filtering, molto poco noti - Misura, per la prima volta, della sezione d'urto dipendente dallo spin dell'interazione protone-antiprotone A questo scopo PAX svolge attività di ottimizzazione e commissioning dell'apparato sperimentale a COSY realizzando, tra l'altro, una misura importante della sezione d'urto dipendente dallo spin dell'interazione protone-protone attraverso la determinazione del polarization buildup. Prevede quindi di effettuare le misure con il fascio di antiprotoni AD dello SPS del CERN. ATTIVITÀ INFN: - trasporto dall’esperimento HERMES e messa in opera del bersaglio polarizzato e del relativo polarimetro e sistema di controllo - disegno e realizzazione di un prototipo di una cella di accumulazione dedicata - contributo all’acquisto di silici ed elettronica di rivelazione per la realizzazione del polarimetro del fascio - implementazione presso l’unità di Ferrara di un banco di prova per la caratterizzazione di rivelatori a silicio Il programma di misure longitudinali presso l’anello COSY e l’auspicabile programma di misure su antiprotoni presso l’anello AD del CERN sono supportati da due finanziamenti approvati dalla comunità europea: - Grant Agreement for Frontier Research (ERC) no (POLPBAR), scadenza 05/ WP 25 (POLANTIP) nell’ambito dei progetti I3HP2/I3HP3, scadenza 12/2014

L’attività della Collaborazione per il prossimo triennio dipenderà in parte dai tempi di risposta della proposta inoltrata al CERN. In caso di risposta positiva, la Collaborazione sarà impegnata su due fronti paralleli: la prima fase dell’installazione al CERN (legata all’implementazione delle modifiche dell’anello di accumulazione) e la prosecuzione degli studi a COSY Il bilancio di previsione per il triennio non prevede sostanziali costi di investimento ed apparati (che sono già stati finanziati dalla commissione). Prevede invece costi di gestione e mantenimento degli apparati già realizzati (vedi bersaglio, relativo polarimetro, banco di prova per rivelatori al silicio) o in via di realizzazione (come il rivelatore a grande copertura angolare). D’altro canto, data l’attività e le responsabilità italiana all’interno della collaborazione, fondamentale importanza rivestono le missioni estero, che hanno subito una sostanziale riduzione di finanziamento negli ultimi anni. A questo riguardo si sottolinea il costante e coscienzioso impegno da parte di chi scrive nella ricerca di fondi esterni alla Commissione. AnnoRichMIMECONINVAPPTOT

EE xotic states P ANDA Scientific Program CC harmonium/open charm spectroscopy  Hadrons in the nuclear medium NN ucleon structure via e.m. processes HH ypernuclear physics  Strange and charmed baryons

PANDA Italian R&D activities Superconducting Solenoid DesignGE INFN Micro Vertex DetectorTO Univ & INFN Tracking with Straw TubesPV Univ.& INFN FE Univ & INFN LNF Muon Detector setupTO Univ. & INFN Cluster Jet TargetGE INFN Hypernuclear setupTO polit. & INFN LNL Software developmentTO Univ. PV Univ & INFN TS Univ. & INFN DAQ & Online softwareTO Univ. & INFN

Costs Modularised Start Version Accelerators (including Super-FRS) and personnel, Modules 0 – 3502 M€ Civil construction, Modules M€ FAIR contribution to MSV experimental endstations *78 M€ FAIR GmbH personnel and running costs until M€ Grand Total Modules M€ in 2005 € (inflation escalation until 2018 ca. +50%) * Total MSV exp. endstations (excluding Super-FRS): ca. 210 M€ (2005) = 315 M€ (2018)

Piano finanziario Italia AnnoRichMIMECONINVAPPTOT

TOTALI Assegnati/Richiesti Linea 1 Sopravvivenza richieste

N. FTE Linea 1 Diminuzione di 21.2 FTE dovuti alle nuove regole INFN sugli FTE (0 per gli over 70)

kE/FTE Linea 1