Commissione Scientifica Nazionale II Bologna, 10 dicembre 2008 Novità dalla CSN3 Una panoramica delle attività con una prospettiva “da osservatore in CSN2” e con enfasi sulle novità P. Antonioli INFN - Bologna Commissione Scientifica Nazionale II Bologna, 10 dicembre 2008

Outline La CSN3: numerologia e sociologia scientifica La CSN3: le linee di ricerca La CSN3: una descrizione vista dalla fisica Qualche highlight (enfasi sulle “novità”) Conclusioni Per panoramica completa CSN3 vedi relazioni presidente CSN3 alle giornate piani triennali: 2007: http://www.presid.infn.it/gpt/gpt07bracco.pdf 2008: http://www.presid.infn.it/gpt/gpt08bracco.pdf

La CSN3: persone…. Comunità scientifica consistente (in crescita) Anno FTE (ric) Persone 2005 446.7 541 2006 452.7 556 2007 463.3 554 2008 485 573 2009 492.9 575 Comunità scientifica consistente (in crescita) Anno FTE (ric) Persone 2005 587.5 771 2006 582.35 760 2007 602.9 778 2008 612 773 2009 601.2 734 Confronto con CSN2:

La CSN3: di più sul personale

La CSN3: le linee scientifiche Linea 1: dinamica dei quarks e degli adroni Linea 2: transizioni di fase Linea 3: Struttura nucleare e dinamica delle reazioni Linea 4: Astrofisica nucleare e ricerca interdisciplinare Linea # Exp Richieste (M€) Bilancio (M€) FTE 1 9 4.85 2.4 132.1 2 3 6.63 3.83 180.2 7 3.16 1.72 107 4 6 1.63 0.9 67.2

Un’ultima nota sugli esperimenti in gruppo 3 ALICE e’ circa il 30% di CSN3 (in FTE e bilancio) Esperimenti “piccoli” e uno “grande” FTE (ric) Linea 1 2 3 4

La CSN3: dalle stelle… al quark gluon plasma Astrofisica nucleare: reazioni alle energie delle stelle (linea 4) Struttura nucleare e dinamica delle reazioni: ioni stabili e radioattivi in condizioni estreme (linea 3 e 2) Struttura del nucleone e dinamica degli adroni: sonde elettromagnetiche e adroniche (linea 1) Quark Gluon Plasma collisioni ioni relativistici (linea 2)

Reazioni a energie stelle Hadron structure Nucleosintesi primordiale Energy of the probe O(100) KeV e 10-100 A MeV 5.5 TeV/nn 1-50 GeV Baryons and mesons Atoms 10-3 Sec 200 s QGP Reazioni a energie stelle Hadron structure Nucleosintesi primordiale Nucleosintesi per A>60 (processi r e s) Time

Highlight: LUNA@LNGS Ricordiamo risultato su 3He(a,g)7Be (DF(nBe) ridotto dal 9.4% a 5.5%! (Borexino…)] LUNA 90-200 KeV in CM E anche 14N(p,g) 15O importante per misura metallicità!

Highlight: LUNA@LNGS (2) LUNA upgrade (3 MV) (per reazioni rilevanti in evoluzione stellare) in discussione A.Bracco / giornate piano triennale 2008

Highlight: ASFIN@LNS Fasci EXCYT a LNS (facility che combina CYclotron e Tandem per produzione fasci EXotics come 8Li in range energetico 2.5 – 150 MeV) Studio reazione: 8Li(a,n)11B 8Li “collo di bottiglia” in nucleosintesi primordiale di A>8 (“inhomogenous big bang”) e rilevante anche per r-process Dati esistenti discordanti! Risultato ASFIN (PLB 2008) primo completo per misura spettro eccitazione a energie picco Gamow

n-TOF@CERN Fasci utilizzati: Neutroni di energia fra 1 eV e 250 MeV, prodotti per spallazione di protoni da 20 GeV/c dall’acceleratore PS su un bersaglio di Piombo

Per concludere su linea 4 E’ - evidentemente – la linea scientifica con più connessioni dirette con l’astrofisica particellare e la fisica di CSN2 Le connessioni non si esauriscono qui pero’…. Notare su questa linea anche AEGIS-RD (misura di g su anti-idrogeno)

Novità su studio dinamica nuclei e reazioni Esperimenti attivi a LNL e LNS (e in lab. esteri come GANIL, a Caen in Francia) Sforzo per arrivare a nuova facility a LNL: SPES R&D per detector di nuova generazione: FAZIA e AGATA Ricadute astrofisiche anche qui (e nel programma sperimentale già in corso)

Linea 3: dinamica reazioni / struttura nucleo Novità: progetto SPES per Legnaro Notare Decisione CD Novembre 2008: sblocco fase 1 (16 MEU, già accamtonati) da completare entro 2010 Prima fase (ciclotrone e infrastrutture) puo’ dare sottoprodotti (prod. ioni radioattivi, BNCT, studi x reattori GENIV e MACS!) ma non farà ancora fasci radioattivi (2015)

La ricerca del limite della stabilità nucleare Produzione di fasci radioattivi Nuclei ricchi di neutroni con A=60-160 Studio struttura nucleare nuclei instabili presenti nelle stelle Proton drip line rp-process Neutron drip line Implicazioni astrofisiche: Nucleosintesi nelle supernove Fe r-process Covello CSN3 04/2009

R&D: AGATA e FAZIA FAZIA: in prospettiva rivelatore 4p per SPES: charge and mass identification using Digital Electronics signal processing (rivelatore modulare da utilizzare anche a SPIRAL2/GANIL) AGATA: R&D su rivelatore 4p per misura gamma prodotti in reazioni nucleari. Per LNL/GANIL/GSI.

Nell’ambito di un nutrito programma di misure/esperimenti! EXOCHIM Notare anche qui rilevanza astrofisica (SN) Sviluppi su rivelatori Germanio “passati” a GERDA (e un rivelatore prestato)

Studio struttura nucleone / struttura adronica Novità Sonde leptoniche: JLAB12 (USA, VA) Sonde adroniche: PANDA (portato come proposta CSN3 al CSC) (GSI-Germania) E attenzione a sviluppi a JPARC (Giappone)

Upgrade Jefferson Lab a 12 GeV (dal 2015) K. de Jager CSN3 Sep 2007 Elettrone sonda ideale (variando q) per studiare al dettaglio struttura nucleone NSAC long range plan 07 Construction start 2009 Commissioning start late 2013 INFN già presente a JLAB (6 GeV) con AIACE e LEDA

FAIR & PANDA http://www.gsi.de/fair/index_e.html Anti-protons and ions @GSI INFN contribuisce con Ansaldo a magneti per SIS300

FAIR: consorzio internazionale di cui per ora Italia non è chiaro se sarà parte PANDA: esperimento su p-pbar (programma scientifico di FAIR si estende pero’ anche a ioni, AGATA farà misure al GSI) Studio interazioni p-pbar (1-15 GeV) come sonda QCD nel regime non perturbativo FAIR schedule still unclear FAIR GmbH should be signed by Minister May 2009 First experiments expected in 2015 (?) Notare possibile complementarietà/competività con LHC per studio QGP La CSN3 ha sottoposto il programma di PANDA al Comitato di Coordinamento Scientifico

JPARC (laboratorio “noto” anche a CSN2!) Tipica efficienza giapponese! T. Nagae CSN3 Sep 2008

A JPARC con fascio p 50 GeV programma per ipernuclei Programma scientifico finora coperto nell’INFN via FINUDA Ipernuclei sonde struttura nucleare (per evitare Pauli… e studiare oggetti astrofisici esotici)

Studio ioni relativistici a LHC: ALICE Motivazioni: - collisioni ultrarelatavistiche nucleo-nucleo per accedere allo stato deconfinato di quark e gluoni - ricostruzione della situazione dopo il Big Bang a t 10-6 s Ecm per collisione: 5.5 TeV Osservabili: “adrochimica”, PID, jet, di-muon, open-charm, global event characterization….

ALICE: luglio 2008 Contributo italiano a ALICE 27% del core ITS, TPC, TRD (10%), TOF, HMPID, PHOS, V0, T0, FMD, ZDC, EMCAL, TRK&TRIG muon chambers

ALICE: un confronto con gli altri….

Da notare programma p+A di LHC (e ALICE)

Conclusioni Programma di fisica nucleare ovviamente ben ancorato a fisica di CSN2 Risultati attesi “da CSN3” nei prossimi anni con ricadute su fisica gruppo II Alcune sinergie potrebbero in futuro forse essere esplorate più a fondo (per fisica, lab. Nazionali, calcolo)

Riserve

Fair Time Schedule First experiments scheduled for beginning of 2012 (Super-FRS) – Phase I Phase II : p-bar production / HESR Phase III: SI300/CBM End of project scheduled for beginning of 2015 (political wish) This schedule probably shifted of …one year and half? (construction not started yet in 2008!)

RIB production scheme Fase 1

Facility europee per RNB

SPES: neutron beam program