Aggiornamento sui programmi europei Pisa, 6/4/2009 Aggiornamento sui programmi europei Coordinamento della fisica astroparticellare in Europa e strumenti di finanziamento Andrea Giuliani

Schema della presentazione I processi di coordinamento e i relativi organismi Gli strumenti di finanziamento europei I progetti approvati Il caso di ILIAS Costi e benefici di un progetto europeo

ApPEC Definizione di ApPEC L’obiettivo di promuovere la Fisica Astroparticellare a livello europeo in forma coordinata risale al 2001 con la fondazione di ApPEC (Astroparticle Physics European Coordination) http://www.appec.org/ Definizione di ApPEC ApPEC is an interest grouping of national funding agencies, which was founded in 2001 when six European scientific agencies took the initiative to coordinate and encourage Astroparticle Physics in Europe. Obiettivi di ApPEC develop long term strategies and offering advice to national funding agencies or other organisation as appropriate → STRATEGIA expressing the views of European Astroparticle Physics in international forums → INFLUENZA establish a system of peer review assessment applicable to projects where ApPEC members are involved → VALUTAZIONE

ApPEC Steering Committee (SC) Committee (PRC) Belgium    Fons de la Recherche Scientifique Belgium    National Fund for Scientific Research France    Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules France    Direction des Sciences de la Matière Germany    Bundesministerium für Bildung und Forschung Greece    National Center for Scientific Research Italy     Instituto Nazionale di Fisica Nucleare Portugal    Fundação para a Ciência e a Tecnologia Spain    Ministerio de Ciencia e Innovación The Netherlands    Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie Switzerland    Swiss National Science Foundation United Kingdom    Science and Technology Facilities Council Membri: 10 Nazioni – 12 Agenzie Organizzazione – due comitati: Steering Committee (SC) Peer Review Committee (PRC)

ApPEC Steering Committee Peer Review Committee It comprises scientific experts in Astroparticle Physics. It acts in an advisory capacity to the SC and to funding agencies as necessary through the Committee Elena Aprile, Laura Baudis, Jose Bernabeu, Pierre Binetruy, Franz v. Feilitzsch, Enrique Fernandez, Andrea Giuliani, Werner Hofmann, Uli Katz, Paul Kooijman, Paolo Lipari, Manel Martinez, Antonio Masiero, Benoit Mours, Francesco Ronga, Sheila Rowan, Andre Rubbia, Subir Sarkar, Günther Sigl, Gerard Smadja, Christian Spiering (Chairman), Jenny Thomas, Lucia Votano

ASPERA ApPEC è un organismo privo di fondi propri. Nel luglio 2006 viene approvato un progetto con obiettivi simili a quelli di ApPEC, nell’ambito di FP6, nel filone Coordination of Research Activities – ERANET Scheme → ASPERA (AStroParticle ERAnet) – livello di finanziamento: 2.5 M€ in tre anni Nel 2008, viene finanziata nell’ambito di FP7 la continuazione di ASPERA. http://www.aspera-eu.org/ 16 Nazioni – 20 Agenzie

ASPERA Obiettivi di ASPERA Propose common or compatible methods for benchmarking and managing large European Astroparticle Physics infrastructures. Compile a common information system, which lists and compares the various review and funding mechanisms for Astroparticle Physics research in Europe. Establish joint transnational electronic infrastructure facilities, comprising tools for communication, coordination and internet based information systems. Create a scientific roadmap for Astroparticle Physics, linking it with the more general European scientific infrastructure roadmap, as planned by EU structures (for instance ESFRI). Assess and identify which innovative Research and Development fields are inherently convergent and are most suitable for joint research projects with high European added value. Propose uniform processing and evaluation schemes for all types of joint transnational proposals, which can be agreed by the national agencies. Identify possible links amongst existing infrastructures (e.g. gravitational antennas, neutrino telescopes, gamma ray telescopes, space and ground cosmic ray facilities). Enable pan-European collaborations for the next generation of large scale infrastructures. Coordinate an examine selected transnational R&D domains with a view to develop a model call for R&D proposals. Provide guidance and possible frameworks for national agencies to align some of their resources in order to fund large Astroparticle Physics transnational research programme.

ASPERA – La “roadmap” Identificazione di sette argomenti chiave (“I Magnifici Sette”) Strategia e raccomandazioni per i prossimi 10 anni Ipotesi di budget in crescita (x 2 in 10 anni) Risultato di un lungo processo che ha coinvolto tutte le comunità Formazione di sette gruppi di lavoro Ruolo del PRC di ApPEC http://www.aspera-eu.org/images/stories/files/Roadmap.pdf

European Strategy Forum for Research Infrastructures ESFRI European Strategy Forum for Research Infrastructures Ad un livello molto più generale, la strategia europea sulle infrastrutture per la ricerca in tutte le discipline è coordinata da ESFRI. http://cordis.europa.eu/esfri/home.html The mission of ESFRI is to support a coherent and strategy-led approach to policy-making on new and existing pan-European and global research infrastructures. Uno degli obiettivi strategici di ApPEC e ASPERA è operare in modo che infrastrutture per la ricerca nella fisica astroparticellare siano incluse nella roadmap di ESFRI.

Come finanziare la fisica astroparticellare in FP7? Gli strumenti di finanziamento sono raggruppati in quattro aree: Progettazione di nuove infrastrutture di ricerca Design study Coordinamento delle attività di ricerca ASPERA ASPERA-2 Supporto alle infrastrutture di ricerca esistenti I3: Integrated Infrastructure Initiative Processi puramente bottom-up: Grant per mobilità di giovani ricercatori Finanziamento completo di idee innovative

Design studies This scheme aims at contributing to feasibility studies and technical preparatory work concerning new infrastructures of European significance. The budget of the study may include costs related to research and technological development, including innovation-related activities È possibile finanziare in modo solo marginale attività di R&D perché il budget in FP7 per i DS è stato sostanzialmente ridotto → possibili sopratuttto studi concettuali Processo puramente bottom-up Scala di finanziamento: 1 – 3 M€ (tipicamente, 1% del costo dell’infrastruttura finale) Le infrastrutture relative a design studies approvati possono accedere alla cosiddetta fase preparatoria e quindi sono prese in considerazione per essere incluse nella roadmap di ESFRI → KM3net Questa eventuale inclusione è invece un processo puramente top-down

Design studies KM3net ET (Einstein Telescope) Progetti approvati In FP6 KM3net In FP7 – call del 2007 ET (Einstein Telescope) LAGUNA (Large Apparatus studying Grand Unification and Neutrino Astronomy) Progetti respinti in FP7 EURECA (European Undeground Rare Event Calorimeter Array) ELIXIR (European LIquid Xenon Identification of Recoils) È prevista una nuova call per Design Studies

Integrated Infrastructure Initiative Si tratta di progetti (presenti in FP6 e con modalità praticamente immutate in FP7) il cui scopo è quello di integrare esistenti infrastrutture di ricerca omogenee e ottimizzarne il funzionamento. Processo puramente bottom-up. Scala di finanziamento: 10 M€ Missione di una I3 e sua struttura Coordinamento, cooperazione nell’ambito della comunità che usufruisce delle infrastrutture Networks (NW) Accesso transnazionale di ricercatori o gruppi di ricerca alle infrastrutture sulla base di progetti selezionati Transnational Accesses (TA) Sviluppo di nuove tecnologie, strumentazione e protocolli che migliorano i servizi forniti dalle infrastrutture e la loro funzionalità Joint Research Activities (JRA)

Possibili I3 in fisica astroparticellare Messaggeri di alta energia Le tre anime che si celano sotto i Magnici Sette di ASPERA: Raggi cosmici (particelle cariche) Raggi gamma Neutrini di altissima energia Messaggeri di alta energia dall’Universo Onde gravitazionali Materia Oscura Doppio decadimento beta Decadimento del protone /neutrini Fisica “underground” Quali infrastrutture?

La nascita di ILIAS in FP6 (Integrated Large Infrastructures for Astroparticle Science) Lunghe discussioni in ApPEC su che cosa fosse da considerarsi un’infrastruttura Alla fine prevalse l’interpretazione piu` ampia possibile La proposta iniziale di ILIAS conteneva tutte e tre le anime e i relativi apparati Proposta “mostruosa”, con una richiesta iniziale di 17 M€ e circa 70 contractors 9 NETWORKS 6 JOINT RESEARCH ACTIVITIES 1 TRANSNATIONAL ACCESS I revisori sfrondano impietosamente il progetto e lo dimezzano, lasciando: La fisica underground (Double Beta Decay, Dark Matter) Le onde gravitazionali La comunità dei fisici astroparticellari delle alte energie rimane senza la propria I3 e propone HEAPNET (che non ha mai l’opportunità di essere finanziato in FP6)

ILIAS (Integrated Large Infrastructure in Astroparticle Science) Participants CEA, Paris, France CNRS, Paris, France INFN, Frascati, Italy Universidad de Zaragoza, Spain University of Sheffield, UK Czech Technical University in Prague, Czech Republic University of Southern Denmark, Odense, Denmark University of Jyväskylä, Finland Max-Planck Society for the advancement of Science, represented by Max-Planck-Institute for Nuclear Physics, Heidelberg, Germany Technische Universität München, Germany Eberhard Karls Universität Tübingen, Germany Aristotle University of Thessaloniki, Greece IFN-CNR-Sezione di Trento, Italy European Gravitational Observatory, Cascina, Italy Leiden Univ., LION Institute of Physics, Netherlands Comenius University, Bratislava, Slovakia Cern, Geneva, Switzerland Bogazici University, Istanbul, Turkey University of Glasgow, UK University College London, UK IRMM, Geel, Belgium Activity area: FP6−Structuring the European Research Area: Research Infrastructures Action Instrument: Integrating Activity implemented as Integrated Infrastructures Initiative EC Contract: R113-CT-2004-506222 Duration: 5 years from 2004 EU Contribution: €7.5 M (INFN: €2.6 M ) Participants: 21 contractors from 13 countries; a further 10 countries represented among the associated partners Coordinator: Gilles Gerbier (CEA) Activities: 1 Transnational Access activity, 6 Networking activities and 3 Joint Research activities in the fields of Underground Laboratories Double Beta Decay Gravitational Waves Dark Matter Searches

CoMAG EULabs 6 NETWORKS 3 JOINT RESEARCH ACTIVITIES 1 TRANSNATIONAL ACCESS Struttura molto più leggera The Deep Underground Laboratories Transnational Access T1, Networking Activity N2, Joint Research Project J1 T1: Coordinating experiment approval procedures and access to Europe’s deep underground laboratories, with emphasis on encouraging new users. Tens of approved projects for access in Underground Laboratories [feb 2007] GranSasso Boulby Canfranc Modane for a total of 3095 person x days Coordinator: L. Pandola (INFN) N2: Networking the labs to share good practice, coordinate scientific activities and public outreach, and enhance collaboration. J1: Enhancing and extending the facilities of the labs by developing new techniques to reduce and monitor background Theory Networking Activity N6 Networking European theoretical work in all three ILIAS focus areas, organizing visits, schools and personnel exchanges. CoMAG EULabs

Gravitational Waves Network N5, Joint Research Project J3 Coordinating the European interferometric and resonant gravitational wave detectors. Sharing new technology and data analysis methodology. Developing new materials and techniques for noise reduction. Working towards an advanced European Gravitational Observatory. J3 Coordinator: G. Cagnoli, then M. Bassan (INFN) Direct Dark Matter Detection Networking Activity N3 Networking the major European experimental collaborations searching for particle dark matter – exploring new techniques and prospects for large scale experiments. Nature and Mass of the Neutrino Network N4, Joint Research Project J2 Establishing links between the European collaborations attempting to measure the neutrino mass and nature through neutrinoless Double Beta Decay. Coordinating production and use of rare isotopes. Developing new techniques for isotope enrichment and for radioactive background analysis and control. J2 Coordinator: A. Giuliani (INFN)

ILIAS-next – proposal confezionato per FP7 Call del settembre 2007 – chiuso febbraio 2008 Lunga preparazione, coinvolgendo la comunità Struttura di ILIAS-next WP1 - Management Networks Transnational access WP8 [TA1] – TA to European UG Labs WP9 [TA2] – Low-BKG services in UG laboratories WP2 [N1] – Deepnet – Deep underground labs WP3 [N2] – IDnet - UG InterDisciplinary Sciences WP4 [N3] – DMnet - Dark Matter WP5 [N4] – NMnet - Neutrino Mass WP6 [N5] – GWnet - Gravitational Waves WP7 [N6] – THnet - Theory Joint Research Activities WP10 [JRA1] – low background technologies WP11 [JRA2] – innovative detector R&D WP12 [JRA3] – technologies for UG detector operation WP13 [JRA4] – aboveG experiments for UG physics WP14 [JRA5] – simulations

ILIAS-next – innovazione rispetto a ILIAS-FP6 New points in ILIAS-next structure: more clear and full connection to underground laboratories additional aspects of science beyond (astroparticle) physics, connected to underground environment new structure of JRAs, which are technologically oriented and connect transversally communities dedicated to different physics issues additional TA, which foresees the exchange of materials to be measured in underground labs richer participation of underground labs: one new laboratory as participant, contacts with emerging sites in East Europe, role of semi-deep labs deep connection and integration with other projects of the European astroparticle programme funded in FP7, such as the Design Study LAGUNA (excavation issues) and ET (underground site for gravitational wave searches).

Il budget Contributo totale richiesto: 9120000 € Institution INFN USFD -Sheffield CNRS CEA EKUT - Tuebingen UNIZAR -Zaragoza UOX - Oxford TUM - Muenchen EGO MPG - Max Planck LSC - Canfranc WWU - Muenster FZK - Karlsruhe IRMM - Geel TUD - Dresden CANBERRA CERN UNSPMF - Novi Sad UPAT - Patras ETHZ - Zuerich UHAM - Hamburg FOM - Nikhef UAAR - Aarhus CTU - Prague FMFI-UK - Bratislava UCL - London JYU - Jyuvaeskylae LIPC - Coimbra Budget 2004800 1015500 915100 597400 511100 368000 367700 298000 280000 279000 265400 253500 234500 204000 121000 100000 99000 90000 76000 71000 70000 63000 60000 55000 40000 37000 34000 Contributo totale richiesto: 9120000 € Costo totale del progetto: 19651550 €

La valutazione Total: 13.0 Progetti con valutazione > 13.0 → finanziati Progetti con valutazione < 13.0 → scartati ILIAS nel limbo per qualche mese, poi scartato HEAPNET → valutato 12.5

ILIAS-next – ripresentazione Una nuova call si sta per aprire – si parla di luglio 2009 Ci sono forti indicazioni che questa call sia “targeted” Uno dei target sarà (documento ufficioso): Considerazioni di budget + numero di targets → tasso di successo del 60%

Finanziamento di R&D tramite ASPERA Coordinate an examine selected transnational R&D domains with a view to develop a model call for R&D proposals. Call aperto per R&D in CTA ricerca diretta di Dark Matter

Finanziamento attraverso una tasca virtuale Solo parte su Dark Matter

Infrastrutture per la ricerca Quadro complessivo dei meccanismi di finanziamento Specifiche calls di ASPERA per R&D ApPEC ASPERA (coordinamento) Astroparticle Physics Roadmap Roadmap di ESFRI Nuove → Design studies Infrastrutture per la ricerca Calls in FP7 Esistenti → Integrated Infrastructure Initiatives People Calls in FP7 Ideas Calls in FP7

Il gioco vale la candela? Confezionare un progetto europeo è uno sforzo enorme Gestire un progetto approvato è un impegno considerevole Che cosa ne viene in cambio? Non ho la statistica per dare una risposta generale, ma posso riferire sulla mia esperienza Coordinamento per 5 anni di una delle JRAs di ILIAS IDEA – Integrated Double-beta-decay European Activities

Summary of the achieved results and impact N4 + JRA2 (IDEA) funded in ILIAS (6FP) ~ 0.35 M€ ~ 1.1 M€ procurement of ~ 4 kg of pure 82Se Important test of this isotope and its purity for superNEMO new technology for the enrichment (ICR, AVLIS) Isotope enrichment control surface radioactivity → CUORE liquid nitrogen and argon shields → GERDA study of cosmogenics (simulation and experiments) clean crystallization techniques Increase of sensitivity Nd- and Se-based calorimeters Scintillating bolometers New detectors for promising isotopes Occasions for the theorists to meet and discuss

Impatto di JRA2 sulla ricerca bolometrica del Doppio Decadimento Beta CUORE → enorme aumento della potenzialità di scoperta se BKG va dagli attuali 10-2 counts/keV/kg/y a 10-3 – 10-4 counts/keV/kg/y In JRA2-IDEA abbiamo:  Studi su bolometri scintillanti → emerge tra gli altri il candidato ZnSe (82Se) Studi sull’arricchimento e la purificazione del Se Sinergia: tutti gli elementi per il dimensionamento di un nuovo esperimento IDEAS – Advanced ERC Grant → LUCIFER (progetto in valutazione)  Studi su bolometri a sensibilità superficiale → pulse shape analysis Sinergia: tecniche usate in EDELWEISS trasferite su bolometri di TeO2 Marie Curie approvata per appronfondire questi aspetti → ARBRES

Doppia funzione di un progetto europeo di successo di promozione di nuove idee sperimentali Funzione “utilitaristica” Mascherato dietro uno sviluppo di R&D per il potenziamento di una infrastruttura di ricerca, sostegno ad un esperimento finanziato dall’INFN Il confronto tra tecnologie diverse utilizzate in campi limitrofi stimola in modo naturale approcci che possono essere anche radicalmente nuovi