COLLABORAZIONE INTERNAZIONALE Paesi: Italia, Francia, Polonia, Romania (+ supporto dalla Spagna) Persone: almeno 40 fisici (italiani e non) + ingegneri + tecnici OBIETTIVI Costruzione di un nuovo apparato capace di identificazioni in carica e massa senza precedenti, con “basse” energie di soglia (grazie all’uso della PSA ), modulare, versatile, trasportabile. FASI DEL PROGETTO R&D sui rivelatori ed elettronica usando singoli telescopi ( ) Costruzione di un dimostratore -12 blocchi- ( ) Misure con fasci stabili ed instabili ( ) 30 Ricercatori (24.3 FTE) FTE/uomo ≈ 80% Rappresentanti Nazionali: S. Barlini (FI) L. Morelli (BO) Coord. TG2 analisi FAZIA, Run Coord. FAZIA Resp. Locale BO TG2 analisi FAZIA Run Coord. SPES FAZIA SPES S. Barlini INFN-Fi ed Universitità di Firenze

Indice della presentazione Breve resoconto degli anni passati Lista pubblicazioni e conferenze Zoom sulla fisica Ultimi risultati pubblicati Situazione attuale Primo test sotto fascio di un blocco Prime misure di fisica Risultati in termini di identificazione Milestone 2015 Programmi La fisica Planning costruzione apparato Richiesta fondi e Milestone 2016

PUBBLICAZIONI S.Carboni et al., « Particle identification using ΔE-E technique and pulse shape discrimination with detectors of the FAZIAproject», NIMA 664(2012), 251 G.Pasquali et al., «A single-chip telescope for heavy-ion identification», EPJA48 (2012), 158 Le Neindre et al., «Comparison of charged particle identification using pulse shape discrimination and ΔE-E methods between front e rear injection in silicon detectors», NIMA 701 (2013), 145 S.Barlini et al., «Effects of irradiation of energetic heavy ions on a digital pulse shape analysis with silicon detectors», NIMA 707 (2013), 89 S.Barlini et al., «Isospin transport in 84 Kr+ 112,124 Sn collisions at Fermi energies», PRC87 (2013), S.Piantelli et al., «N and Z odd-even staggering in Kr+Sn collisions at Fermi energies», PRC 88 (2013), R.Bougault et al., «The FAZIA project in Europe: R&D phase», EPJA 50(2014), 47 G.Pasquali et al., «Energy measurement and fragment identification using digital signals from partially depleted Si», EPJA 50 (2014), 86 A.Kordyasz et al., «Low-temperature technique of thin silicon ion implanted epitaxial detectors», EPJA 51 (2015), 15 Analisi dati di fisica Ultimi risultati pubblicati FN(2012)LNS (inv.),VARENNA 2012 (inv.+cont.), Eurisol 2013 (inv.), INPC2013 (inv.+cont.), Mazurian Lake 2013 (poster), Kemer 2013(inv.), IWM 2014 (cont.), LEA_COLLIGA 2014 (inv.), NN2015(inv.), NSD2015 (cont.), Eurisol 2015 (cont.), Kemer 2015 (inv.) Breve resoconto fase passata Totale : 9 Articoli 7 Proceeding Conferenze

Articoli di fisica 2013 Information on the density dependence of S(ρ) can be inferred from investigation of isospin effects on isospin related observables ISOSPIN TRANSPORT PHENOMENA: Differences between the neutron and proton currents P T QP* QT* QT QP PERIPHERAL AND MID-CENTRAL COLLISIONS Neck emission Breve resoconto fase passata ZOOM SULLA FISICA: FAZIA come strumento per lo studio dell’isospin

Considering θgr=4.1° and 4.0° for the two reactions, the position of the detector 4.8°<θ<6.0° and the energy treshold, in this zone we are looking mainly to QP fragment (coming out from evaporation or fission mechanism). Breve resoconto fase passata ISOSPIN DIFFUSION Range di ioni in più disponibili con FAZIA ZOOM SULLA FISICA: FAZIA come strumento per lo studio dell’isospin S.Barlini et al., PRC87 (2013),

Si1(21μm) Si2 510μm CsI(Tl) Si1 vs. Si2 Test spessore Silicio usando particelle α in trasmissione Disomogeneità di spessore Min-Max 1μm Breve resoconto fase passata ULTIMI ARTICOLI PUBBLICATI: Test sotto fascio di Silici sottili ΔE-E 21 μm Distribuzione degli spessori del riveltore misurati con le particelle α. A.Kordyasz et al., EPJA 51 (2015), 15 SOGLIE DI IDENTIFICAZIONE

Dic 2014: primo test sotto fascio di un blocco di FAZIA 2015: due misure di fisica a LNS FAZIA 2015:il presente SITUAZIONE ATTUALE: Il blocco di FAZIA. INFN Naples project IPN Orsay project IL BLOCCO DI FAZIA FAZIA FEE

Kapton bounding! Usate diverse colle e fatte diverse modifiche alla meccanica per migliorare l’incollaggio ed il bounding dei rivelatori 2 cornici di Ergal-Al +collimatore di Ottone FAZIA 2015:il presente Complessità interna, ma semplicità esterna! 48V 2 connettori ottici BLOCK BACK SIDE raffreddamento SITUAZIONE ATTUALE: Il blocco di FAZIA.

EXP. ISOFAZIA 80 Kr+ 40,48 SITUAZIONE ATTUALE: Prime misure di fisica a LNS FAZIA 2015:il presente 80 Kr = 1.22 N/Z 40 Ca= 1 48 Ca= 1.4 Extension of the study of the isospin transport performed by FAZIA and many others (MSU, WU, CHIMERA, INDRA, TEXAS A&M, others...) to the QP fission channel Centrality selection by means of the Zbiggest - vlab correlation Identifying light fragments coming from the neck Measuring the isotopic composition of both fission fragments in reaction with different isospin combination of target/projectile Comparison with transport models (e.g. SMF V.Baran et al., NPA 730 (2004) 329, AMD A.Ono, PRC 59 (1999) 853) GOALS 4 blocchi montati in conf. «belt» tra 3.6° to 17.8° Giugno 2015

EXP. FAZIASYM 40,48 Ca+ 40,48 Completion of the INDRA+VAMOS GANIL (2007) LCP not detected at foward angles Scarce efficiency of VAMOS for Z<15 Difficult measurement of absolute cross section Some limitations have been found: VAMOS EXPERIMENT Objectives: Absolute isotopic cross section measurement Influence of secondary deexitation -Isotopic cross section measurements up to QP -Exclusive detection in the angular range 2°-7° SITUAZIONE ATTUALE: Prime misure di fisica a LNS Dicembre 2015

ESi2 (a.u.) ESi1 (a.u.) 4Gev vs. 4GeV full range Z=12 4Gev vs. 4GeV full range ESi2 (a.u.) p,d,t ESi1 (a.u.) FAZIA 2015:il presente ZOOM Risultato confermato SITUAZIONE ATTUALE: risultati in termine di identificazione delle particelle

4Gev full range Z=36 ESi1 (a.u.) Q rise time (ns) Z=36 I max (a.u.) ESi1 (a.u.) 4Gev full range Saturazione dell’ADC che legge la corrente (risolvibile con un cambio di guadagno prima dell’ADC che campiona la corrente) FAZIA 2015:il presente Risultato confermato SITUAZIONE ATTUALE: risultati in termine di identificazione delle particelle

250 MeV full range Discriminazione in massa in PSA per particelle stoppate nel primo silicio FAZIA 2015:il presente Risultato nuovo SITUAZIONE ATTUALE: risultati in termine di identificazione delle particelle

Ecsi(a.u.) ESi1+ESi2(a.u.) Z=12 ESi1+ESi2(a.u.) Ecsi(a.u.) FAZIA 2015:il presente Risultato confermato SITUAZIONE ATTUALE: risultati in termine di identificazione delle particelle ZOOM

CsI Slow (a.u.) CsI Fast (a.u.) Z=1 Z=4 FAZIA 2015:il presente Risultato confermato SITUAZIONE ATTUALE: risultati in termine di identificazione delle particelle

SITUAZIONE ATTUALE: milestone 2015 FAZIA 2015:il presente FAZIA: Assemblaggio completo di 8 blocchi del dimostratore (4 usati per gli esperimenti LNS e 4 nuovi) completi 50% FAZIA: presentazione di almeno una proposta a un PAC di un laboratorio di riferimento 100% FAZIA: contributo annual report per i LNS sul commissiong e sui risultati preliminari degli esperimenti 80% Silici finiti! The nuclide chart as detected in FAZIA first experiments (adapted from J.Frankland, Spiral2 week, 2014)

PROGRAMMA DI MISURA LNS (già schedulata) LNS (2 proposte al PAC) GANIL (FAZIA+INDRA) SPES, LNS Kr+ 40,48 (giugno) 40,48 Ca+ 40,48 (dicembre) ,48 Ca ,36 S+ 12 AMeV FAZIA+INDRA 4 Blocchi configurazione a “belt” 4,6 Blocchi 4 Blocchi configurazione a “muro” 12 Blocchi Nuovo MoU da sottoscrivere (scadenza MoU attuale 31 Dic. 2015) PROGRAMMI : La fisica Programmi

40,48 Ca+ 12 Proprietà degli stati eccitati di frammenti (o cluster) prodotti durante il decadimento di QP ottenuti attraverso reazioni nucleari fortemente dissipative (esempio tipico lo studio del decadimento 12 C*->3 α –stato di Hoyle-) PROGRAMMI : La fisica del 2016 (LNS) Programmi ,36 S+ 12 Studio del decadimento del QP in funzione del suo isospin e dell’energia del fascio: quanto del contenuto dell’isospin iniziale sopravvive aumentando l’energia di bombardamento? Scadenza Call LNS 13 settembre 4, 6 blocchi completi di FAZIA

LOI SPIRAL 2014 PROGRAMMI : La fisica del Radial flow in central collisions of 124,129,136 Xe+ 40,48 Ca 30 to 50 AMeV Compare with existing systematics and explore isospin Isospin transport in semiperipheral collisions 124,129,136 Xe+ 40,48 Ca 30 to 50 AMeV Extend studies at higher fragments; comparisons with AMD and SMF From multifragmentation to vaporization of medium-mass systems in Ca+Ca reactions 50 to 90 AMeV Clusters at high Temperature and low densities; Esym from the isotopic distribution of the biggest fragment Decay chain reconstruction of light systems 40,48 Ca+ 12 C at 35AMeV Detect Z,A of all species coming from QP decay; Z,A yield staggering and tracing back decay step with multiparticle correlations Possibilità: Light UNSTABLE BEAMS from LISE Programmi blocchi

NovNov DicDic GenGen FebFeb MarMar AprApr MagMag GiuGiu LugLug AgoAgo SetSet OttOtt NovNov DicDic 2016 PROGRAMMI : Planning costruzione apparato Ordine ultime FEE (fondi 2016) Produzione e test 32 FEE (fondi 2014) Ordine 32 FEE (fondi 2015) Produzione e test 32 FEE (fondi 2015) Le schede di servizio (block card, HV, bus etc..) sono già state prodotte in almeno 12 copie (sufficienti per il Dimostratore) FEE: 32 già usate 2015 COSTRUZIONE APPARATO

Ordine ultime FEE (fondi 2016) Produzione e test 32 FEE (fondi 2014) Ordine 32 FEE (fondi 2015) Produzione e test 32 FEE (fondi 2015) 2016 PROGRAMMI : Planning costruzione apparato FEE ACQ Completamento e test RB NovNov DicDic GenGen FebFeb MarMar AprApr MagMag GiuGiu LugLug AgoAgo SetSet OttOtt NovNov DicDic Aumentato numero di blocchi collegati da 1 a 4. Introduzione della scrittura tramite ethernet I° STEP ACQ: 2014  2015 TEST CARD Fino a 12x3 blocchi gestibili. Hardware simile (tranne I connettori i/o di fibra) già esistente. Software VHDL della TC riutilizzabile. Compatibilità con il sistema di acquisizione di INDRA (Narval, standard GANIL). II° STEP ACQ REGIONAL BOARD Fatto! COSTRUZIONE APPARATO

Ordine ultime FEE (fondi 2016) Produzione e test 32 FEE (fondi 2014) Ordine 32 FEE (fondi 2015) Produzione e test 32 FEE (fondi 2015) FEE ACQ Completamento e test RB 2016 PROGRAMMI : Planning costruzione apparato NovNov DicDic GenGen FebFeb MarMar AprApr MagMag GiuGiu LugLug AgoAgo SetSet OttOtt NovNov DicDic Consegna Silici (gara 2014) Montaggio e test dei rivelatori nei blocchi Riv. Ottobre 2014: Inizio procedura di gara Aprile 2015: Invio wafer alla ditta CIS (mai testata prima dalla collaborazione) COSTRUZIONE APPARATO

Ordine ultime FEE (fondi 2016) Produzione e test 32 FEE (fondi 2014) Ordine 32 FEE (fondi 2015) Produzione e test 32 FEE (fondi 2015) FEE ACQ Completamento e test RB Consegna Silici (gara 2014) Montaggio e test dei rivelatori nei blocchi Riv. COSTRUZIONE APPARATO 2016 PROGRAMMI : Planning costruzione apparato NovNov DicDic GenGen FebFeb MarMar AprApr MagMag GiuGiu LugLug AgoAgo SetSet OttOtt NovNov DicDic Installazione elettronica di un blocco a GANIL Test con rivelatori a GANIL

Capitol o BOFiLNLNAPD.DTZTOT SPES SJ Missioni Inventari o Consumo AltroCons Manut. Apparati Totale FAZIA: Test e validazione 32 FEE di FAZIA FAZIA: presentazione di almeno una proposta a un PAC dei LNS FAZIA: preparazione di un set-up a 6 blocchi per un possibile esperimento ai LNS FAZIA: report LNS sulla prima misura 80 Kr+ 40, FAZIA: report sul R&D di silici sottili in collaborazione con gli Istituti Polacchi partner nella collaborazione MILESTONES 2016 FAZIA PROGRAMMI : Richieste fondi FAZIA 2016

CapitoloBOFiLNLNAPD.DTZTOTGran TOT SPES+FAZIA SJ Missioni Inventario Consumo AltroCons Manutenzioni Apparati Totale Esperimento NUCL-EX Richieste finanziarie 2016

BACK SLIDES

Univ. FiS.Barlini Univ. FiM.Bini INFN FiG.Casini INFN FiN.Gelli0.6 Post-DocD.Gruyer INFN FiA.Olmi Univ. FiG.Pasquali Ph.dG.Pastore INFN FiS.Piantelli Univ. FiG.Poggi0.8 Univ. FiA. Stefanini0.7 Ph.dS.Valdré Tecn. FiG.Tobia Tot. 8,73.1 Univ. BoM.D'Agostino1 Univ. BoL.Morelli Tecn. BoM.Guerzoni0.2 Tecn. BoA.Paolucci0.2 Tecn. BoS.Serra0.4 Tot INFN LNLM. Cinausero INFN LNLF. Gramegna LNL Asseg.J. Miabala LNL Asseg.T. Marchi INFN LNLP.F. Mastinu0.2 INFN LNLG. Prete0.2 Tecn. LNLS. Carturan0.2 Tecn. LNLM. Dalla Palma0.6 Tot Univ. PdD.Fabris Tot Ph.DD.Dell’Aquila 0.2 Na Asseg.L. Francalanza 0.8 Univ. NaM.La Commara 0.2 Univ. NaG. La Rana0.7 Tecn. NaR. La Torre1 Na Asseg.I. Lombardo 0.2 Tecn. NaA. Ordine0.7 Na Asseg.K.R.Prasanta0.2 Univ. NaE.Vardaci0.5 Univ. NaM. Vigilante0.5 Tot Persona Fazia fte Spes fte NUCLEX fte Fazia fteSpes fte NUCLEX 2016: chi siamo

Silici non svuotati Breve resoconto fase passata ULTIMI ARTICOLI PUBBLICATI: Silici underdepleted CSN G.Pasquali et al., EPJA50 (2014),87

FAZIA : misure con singoli telescopi Ultimi test con I singoli telescopi Confronto tra le prestazioni dei silici front e rear injection ( Le Neindre NIMA 701(2013),145 ) Front Rear PI ident da ΔE-E Identification energy Studio della risposta dei rivelatori ai silici non svuotati ( G.Pasquali EPJA 50 (2014),89 ) PSA a differenti HV Studio dei fenomeni di trasporto dell’isospin ( S.Barlini PRC 87(2013), ) Studio dei fenomeni di staggering nelle yield di produzione dei frammenti ( S.Piantelli PRC 88(2013), ) Staggering nella distribuzione in Z dei frammenti Staggering nella distribuzione in N dei frammenti

Dic Test Card (max 1block) Global trigger (validation) ACQ Usb Slow controls Server Slow controls Different client 1 telescopio (Si1+Si2+CsI) Si 300 μm Carica 250 MeV full scale 250 Ms/s 14 bit Carica 4 GeV full scale 14 bit Corrente 250 Ms/s 14 bit Si2 500 μm Carica 4 GeV full scale 14 bit Corrente 250 Ms/s 14 bit CsI(Tl) 10 cm Carica 4 GeV full scale 14 bit I° step FAZIA 2014: primo test sotto fascio del blocco In Vuoto 48V Fibra ottica 8FEE (48 canali acquisiti) per ogni blocco 6 Preamp 12 ADC 2 FPGA BLOCK CARD + HV card Cooling plate FEE Rivelatori Dissipatore di calore 84 Primo test sotto fascio del blocco

FAZIA 2015: la fisica 80 Kr+ 40,48 Ca at 35AMeV Ruolo dell’isospin del target nel decadimento del QP 2015 : 4 blocchi di FAZIA in configurazione «belt» o «muro. Copertura parziale degli angoli in avanti. FISICA DI INTERESSE: decadimenti del QP (in funzione dell’isospin del target) 40,48 Ca+ 40,48 Ca at 35AMeV Misure di sezione d’urto dei vari isotopi Rivelazione di LCP ed IMF nel range 2-7° (dati mancanti nella precedente campagna INDRA+VAMOS) Dic2015 Giu2015