Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf L’esperimento LHCf ad LHC Oscar Adriani INFN Sezione di Firenze - Dipartimento di Fisica.

Slides:



Advertisements
Presentazioni simili
Misura dei rapporti di decadimento
Advertisements

Candidato: Giovanni Sorichetti Relatore: Prof. Oscar Adriani
Dr. Adolfo Esposito Esperto Qualificato LNF - INFN
SEM: zone di provenienza dei segnali prodotti
Rivelatori ultra-veloci a conteggio di fotone
Roberto Chierici2 Increasing size of detectors Increasing number of involved people Increasing size of detectors Increasing number of involved people.
1 I raggi cosmici. 2 La loro scoperta Tra la fine del 1800 e l inizio del 1900 si effettuarono numerosi esperimenti che misurarono la radioattività sulla.
Benvenuti Particelle Elementari del Dipartimento di Scienze Fisiche
Ricostruzione e visualizzazione di raggi cosmici nei rivelatori MDT
G. Pugliese Biofisica, a.a Raggi cosmici Sono particelle e nuclei atomici di alta energia che, muovendosi quasi alla velocità della luce, colpiscono.
Rivelatori di Particelle1 Lezione 23 LHCb Introduzione Motivazione fisica: Studiare la fisica del B con particolare riguardo alla violazione di CP ed alla.
La fisica delle Particelle... alla scoperta dei costituenti fondamentali della natura Visita delle scuole superiori – Lecce Marzo
UNIVERSITA` DEGLI STUDI di LECCE
Reazioni primarie in alta atmosfera:
Apparati su satellite Telescopi Cerenkov Particle detector Array Tecniche di misura dei gamma.
Interazioni con la Materia
I raggi cosmici ...cosa sono, da dove vengono e come possiamo vederli...
L’esperimento LHCf ad LHC
Firenze - 4 Luglio 2005Lesperimento LHCf LHCf: un esperimento per la fisica dei raggi cosmici ad LHC Oscar Adriani INFN Sezione di Firenze - Dipartimento.
LHCf: un esperimento per la fisica dei raggi cosmici ad LHC
Preparazione di un pannello per visualizzare e modificare le condizioni di operazione delle camere a muoni di ATLAS Gianluca Blankenburg Tesi di laurea.
21 Settembre 2005 Corso di laurea triennale in fisica
FISICA delle APPARECCHIATURE per MEDICINA NUCLEARE (lezione II)
Un rivelatore per la misura dellENERGIA: il calorimetro ZDC Problema: misurare lenergia di particelle ultra-relativistiche (adroni, elettroni, fotoni)
Rivelazione e misura di mesoni 0 con il rivelatore ICARUS T600 A. Menegolli – Collaborazione ICARUS A. Menegolli – Collaborazione ICARUS Università degli.
Lorenzo Giuntini Dipartimento di Fisica dell’Università e
La scienza nelle scuole
1 Astrofisica delle Particelle Fisica Cosmica Astroparticle Physics: Prof. Maurizio Spurio Università di Bologna a.a. 2011/12.
Microscopio Elettronico a Scansione
Rivelazione e misura di mesoni 0 con il rivelatore ICARUS T600 A. Menegolli – Collaborazione ICARUS A. Menegolli – Collaborazione ICARUS Università degli.
Davide Vitè - Universita' di Ginevra Torino, AMS alla ricerca dellantimateria n Il passato:AMS-01 missione STS-91, giugno giorni sul.
Laurea Magistrale in Fisica
M. Biglietti Università degli Studi di Napoli “Federico II”
TESI DI LAUREA STUDIO DI UN NUOVO ALGORITMO DI TRIGGER SUI VERTICI SECONDARI PER L’ESPERIMENTO BTeV AL FERMILAB STUDIO DI UN NUOVO ALGORITMO DI TRIGGER.
Apparato sperimentale:
Misura di elettroni di bassa energia in ICARUS T600 Alessandro Menegolli – ICARUS Collaboration Dipartimento di Fisica Nucleare e Teorica, Universita`
Apparato sperimentale:
Catania - IFAE 2005 Rivelazione di UHECR Carla Aramo INFN, Sezione di Napoli Catania, 31 Marzo
Misura di raggi cosmici
Masterclass 2011 L’esercizio Z ad ATLAS Lecce, 22 marzo 2011.
Astrofisica delle Particelle “Astroparticle Physics”
Sorgenti di radiazione
Rivelazione di particelle
Esperimento OPAL Collaborazione di circa 300 fisici
27 Febbraio Dott. Mirco Andreotti I raggi cosmici.
I Raggi Cosmici: Cosa sono e quando sono stati scoperti 1/3
Referees LHCB-CSN1 05/061 LHCB : proposte dei referees Giovanni Batignani Roberto Ferrari Chiara Meroni Rosario Nania.
ScienzEstate 20/7/2006Piergiulio Lenzi Le frontiere della fisica subnucleare Elementi di Fisica LHC al CERN di Ginevra l’esperimento CMS Elementi di Fisica.
Acceleratori e rivelatori di particelle
Esperimenti in alta quota: CLUE, EAS-TOP, TTC, ARGO Nell’esperimento CLUE installato all’Osservatorio di La Palma (isole Canarie, 2200 m slm) si rivela.
Università di Pavia Dipartimento di Fisica Nucleare e Teorica 17 Dicembre 2004 Alessandro Menegolli Dottorato di Ricerca, XVIII ciclo L’esperimento ICARUS.
Napoli – 19 Settembre 2005LHCfOscar Adriani LHCf INFN Sezione di Firenze - Dipartimento di Fisica dell’Università degli Studi di Firenze  Fisica di LHCf.
3 febbraio 2003Commissione Scientifica Nazionale I 1 Anna Di Ciaccio NA48 /2 :Relazione dei referees Commissione Scientifica Nazionale I LNF 3-4 febbraio.
Scuola di Scienze Matematiche Fisiche e Naturali Corso di Laurea Magistrale in Scienze Fisiche e Astrofisiche Studio della risoluzione energetica di un.
Determinazione della velocità media dei muoni dai raggi cosmici
Analisi in aria di un dipinto mediante strumentazione PIXE 1.7.
Partecipanti della Sezione INFN di Lecce e dell’Università del Salento: R. Assiro P. Creti D. Martello A. Surdo (responsabile locale) P. Bernardini I.
L. Carminati - P. GovoniIII Workshop sull fisica di ATLAS-CMS1 sessione di discussione uno spunto: la calibrazione in situ dei rivelatori CALORIMETRI ELETROMAGNETICI:
Una breve introduzione alla fisica delle particelle elementari
Il CERN Km di circonferenza 90m di profondità Collisioni p+p a 7+7 TeV 2.
L’Osservatorio Pierre Auger LECCE LECCE Luglio 2008.
Carlo Civinini INFN - Firenze IFAE 2012 – Ferrara.
2. Il Modello Standard del Microcosmo Ricerca del Bosone di Higgs a LHC Pergola Aprile Il Modello Standard (SM) è descritto nelle 3 diapositive.
International MasterClasses 2016: Rivelazione di Particelle Un'iniziativa IPPG (International Particle- Physics Outreach Group) con la partecipazione dalla.
Incontro “Sviluppo di Bioconiugati per Terapia a Cattura di Neutroni” Trieste - 30 Marzo 2010 Utilizzo del Gd-157 G. Gambarini Dipartimento di Fisica dell’Università.
Seminario di Dottorato XXI Ciclo, 16 Ottobre 2008, Universita’ “La Sapienza” Francesco Simeone Rivelazione dei segnali.
TomoSciDos SVILUPPO DI UN CALORIMETRO A FIBRE SCINTILLANTI PER LA DOSIMETRIA DI FASCI TERAPEUTICI DI PROTONI USANDO TECNICHE TOMOGRAFICHE Ernesto Lamanna.
Facility di irraggiamento di cellule coltivate in vitro con raggi gamma a basso rateo di dose Giuseppe Esposito 1,2, Alessandro Campa 1,2 1 Dipartimento.
L’esperimento LHCf ad LHC
LHCf Misura della sezione d’urto di produzione di p0 nella regione ‘very forward’ a LHC Energia equivalente nel laboratorio  1017 eV Fisica di LHCf Descrizione.
Transcript della presentazione:

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf L’esperimento LHCf ad LHC Oscar Adriani INFN Sezione di Firenze - Dipartimento di Fisica dell’Università degli Studi di Firenze  INTRODUZIONE  LA FISICA DI LHCf  L’APPARATO SPERIMENTALE  STUDIO E SIMULAZIONE DEL RIVELATORE  TEST AL CERN (LUGLIO/AGOSTO 2004)  IL POSSIBILE CONTRIBUTO INFN Studio delle sezioni d’urto di produzione di pioni neutri nella regione “ very forward ” ad un’energia equivalente di eV nel laboratorio

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf La Collaborazione LHCf O. Adriani(1), L. Bonechi(1), M. Bongi(1), A. Faus(2), M. Haguenauer(3), K. Kasahara(4), K. Masuda(5), Y. Matsubara(5), Y. Muraki(5), Y. Obata(5), T. Sako(5), T. Tamura(6), K. Tanaka(5), S. Torii(6), W.C. Turner(7), J. Velasco(2), K. Yoshida(6) (1) Università di Firenze, Italia (2) IFIC, Centro Mixto CSIC-UVEG, Valencia, Spain (3) Ecole - Polytechnique, Paris, France (4) Shibaura Inst. of Techn., Saitama, Japan (5) STE laboratory, Nagoya University, Japan (6) Kanagawa University, Yokohama, Japan (7) LBNL, Berkeley, California, USA LHC at CERN SwitzerlandFrance 4.3 km Deriva dalla collaborazione CERN UA7 che ha effettuato uno studio della produzione di  e  0 a basso angolo (E = eV nel laboratorio)

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf Stato conoscitivo dei raggi cosmici primari Composizione, origine e accelerazione... GZK cutoff: eV PROFONDITA DEL MASSIMO DELLO SCIAME ENERGIA DEL RC PRIMARIO

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf Gli eventi di energia estrema (HiRes e AGASA) GZK cutoff: eV AGASAvsHiRes super GZK events?!? Dopo correzione del 15% sulla scala assoluta di energia!!!

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf Il contributo predominante al flusso di energia è nella regione “ very forward ” (  = 0) Le misure a più alta energia (E=10 14 eV) di sezione d’urto di produzione di pioni neutri in regione di alta rapidità (, y = 5÷7) sono quelle di UA7 E lab =10 17 eV LHCf consente di estendere le misure fino a E lab =10 17 eV (energia equivalente nel s.d.r. del laboratorio, E lab = E 2 cm (LHC) /2 m P ) Sviluppo di sciami atmosferici Simulazione di uno sciame atmosferico iniziato da un protone di eV.

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf Studio dello sviluppo degli sciami atmosferici Non esistono dati sugli spettri di produzione di particelle ad alte energie!! Questi spettri servono agli esperimenti che studiano lo sviluppo degli sciami in atmosfera (TA, Auger, EUSO) Necessità di misurare direttamente la sezione d’urto di produzione di pioni in funzione di P T (x cm ) per stimare correttamente l’energia del Raggio Cosmico primario Livello del mare Fattore 2 di discrepanza

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf Installazione di un Calorimetro Elettromagnetico per rivelare i π 0 prodotti nell’interazione pp ad LHC, nella regione in cui si ha la separazione del tubo a vuoto, ad una distanza di circa 115m (140m) dal punto di interazione (IP) ATLASLHCb Possibilità di utilizzare le regioni di interazione IR1 (ATLAS) e IR8 (LHCb) Metodo sperimentale proposto interno: 95mm

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf È l’assorbitore per le particelle neutre che provengono dalla regione di interazione ed è alloggiato all’interno della recombination chamber La regione della TAN recombination chamber : è la regione in cui il tubo a vuoto si divide per guidare separatamente pp Un’apertura nel coperchio superiore permette di inserire o estrarre il contenuto agendo dall’alto La TAN contiene vari spessori di rame da 10cm (per assorbire particelle neutre) e un “luminosity monitor” (collocato dopo i primi 3 spessori di rame)

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf Il rivelatore proposto sinora dal gruppo giapponese (di cui già esiste un prototipo funzionante) consiste in un calorimetro elettromagnetico suddiviso in tre sezioni: L’apparato sperimentale di LHCf Tre torri con identica struttura nella direzione di moto delle particelle, ma con dimensioni trasversali diverse Dimensioni max (90 × 335 × 290) mm 3 Il calorimetro dovrebbe sostituire tre spessori di rame di 10 cm LA GEOMETRIA SELEZIONATA È DETERMINATA DALLA RISTRETTEZZA DELLO SPAZIO A DISPOSIZIONE NELLA TAN!!

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf Struttura del rivelatore: sezione trasversale Hamamatsu MAPMT per fibre scintillanti PMTs per scintillatori 4cm 3cm 2cm BEAM CENTER y ≈ 9.9 y ≈ 8.5 y ≈ 7.8 Fibre scintillanti Fibre per readout di scintillatori Range di rapidità

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf Assorbitore 50 strati di tungsteno, ciascuno di 3.5 mm di spessore (W: X 0 = 3.5mm, R M = 9mm) Scintillatori Sistema di trigger e misura dell’energia rilasciata dallo sciame a varie profondità nel calorimetro Fibre scintillanti Determinazione del profilo spaziale dello sciame con fibre di 1 mm (diametro) Struttura longitudinale del rivelatore

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf SIMULAZIONE DEL CALORIMETRO La simulazione presentata è stata effettuata dai gruppi di ricerca giapponesi (programma ‘custom’)

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf Sviluppo degli eventi nel calorimetro SCIAME PRODOTTO DA UN RAGGIO GAMMA DI ALTA ENERGIA SCIAME PRODOTTO DA UN RAGGIO GAMMA DI ALTA ENERGIA: IL RILASCIO DI ENERGIA È LIMITATO AI PRIMI SCINTILLATORI, PERCHÉ LO SCIAME SI ESAURISCE IN POCHE LUNGHEZZE DI RADIAZIONE QUESTA REGIONE È INTERESSATA IN PREVALENZA DAI RILASCI DI ENERGIA DOVUTI AD EVENTI DI MUONI O ADRONI INCIDENT γ - RAY 54 r.l.

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf Conteggio dei secondari prodotti dai γ

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf DISCRIMINAZIONE DI PARTICELLE

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf Porzione dello spettro in P T dei fotoni di diversa energia osservabili con LHCf Rivelazione dei singoli fotoni

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf ~0.1  con E>100 GeV per ogni interazione Rivelazione dei singoli fotoni Alcune ore di presa dati con L=10 29 cm -2 s -1 dovrebbero essere sufficienti

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf Rivelazione dei 2 fotoni del decadimento del  0 ( ) cm 2

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf Eventi multipli/contaminazione in energia

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf Simulazioni: ricostruzione dell’energia dei γ e risoluzione

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf Il prototipo del calorimetro PIANI DI FIBRE SCINTILLANTI PIANI DI SCINTILLATORE IL SISTEMA COMPLESSIVO

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf LHCf - schedule  ESPERIMENTO APPROVATO DA Ministery of Education IN GIAPPONE nell’ambito dello studio dei RC di altissima energia (TA)  4 MAGGIO 2004: LETTER OF INTENT a LHC Committee(LHCC)  4 MAGGIO 2004: LETTER OF INTENT a LHC Committee (LHCC)  ESPERIMENTO APPROVATO DA LHCC  RICHIESTI DA LHCC ENTRO METÀ DEL 2005 : 1) BEAM TEST per lo studio della risoluzione energetica del rivelatore (definizione della regione fiduciale) 2) simulazione per lo STUDIO DEI FONDI di macchina 3) TECHNICAL DESIGN dell’apparato completo  TEST AL CERN (SPS) EFFETTUATO IN LUGLIO/AGOSTO 2004 (misurata la risoluzione in energia per elettroni fino a 200 GeV; misurati inoltre adroni e muoni)

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf TEST SU FASCIO LUGLIO - AGOSTO 2004 ELETTRONI PROTONI MUONI  SPS-H4 2 TORRI (2×2 e 4×4)cm 2 + SISTEMA TRACCIANTE (telescopio di test sviluppato per PAMELA) MISURE DI ELETTRONI(50÷250) GeV/c MISURE DI PROTONI(150÷350) GeV/c MISURE DI MUONI(150) GeV/c SCAN x-y DEL RIVELATORE ( STUDIO DELLE DIPENDENZE DALLA DISTANZA DAL BORDO DEL CALORIMETRO )

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf T.Sako K.Tanaka K.Yoshida Y.Obata T.Tamura O.Adriani L.Bonechi W.TurnerM.Haguenauer M.Bongi S.Torii K.Masuda K.KasaharaEM Calorimeter Si Tracker Le facce di LHCf - SPS H4, Lug-Ago 2004

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf Gli apparati in esame Sistema tracciante (INFN Firenze -Pamela) Calorimetro (Japan)

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf Risultati del test: profilo longitudinale degli sciami 200GeV/c electron fully content 200GeV/c electron partially content 50GeV/c electron fully content350GeV/c proton

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf Effetto distorsivo sulla ricostruzione dell’energia dovuto al mancato contenimento dello sciame (uscita dalle pareti laterali del calorimetro) DISTANZA DAL BORDO (mm) Risultato dopo la correzione per l’effetto di leakage. La correzione risulta efficace fino a circa 1.5 mm dal bordo Valore medio dell’energia ricostruita dopo la correzione (normalizzato a 200 GeV) RMS della distribuzione: Risoluzione energetica Risultati del test: risoluzione energetica Elettroni 200 GeV Raw Energy Corrected Energy Normalized mean energy RMS Preliminary!!!

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf POSSIBILE CONTRIBUTO INFN  L’interesse scientifico per l’esperimento è legato alle attività di Gruppo 2 (Fisica dei raggi Cosmici) nelle quali il gruppo di Firenze è coinvolto (Wizard/Pamela, EUSO, attività future sulla Fisica del Ginocchio...)  Il gruppo di Firenze ha acquisito competenze tecnologiche su sistemi traccianti (Tracker di Pamela) e su tecniche di analisi e di simulazione per Raggi Cosmici 1)SVILUPPO DI UN SISTEMA TRACCIANTE DI RIVELATORI AL SILICIO:  MIGLIORE RICOSTRUZIONE SPAZIALE DEGLI SCIAMI (PUNTO DI IMPATTO)  VERIFICA DEL CONTENIMENTO DEGLI SCIAMI NEL RIVELATORE 2)REALIZZAZIONE DI UNA SIMULAZIONE COMPLETA SIA DEL RIVELATORE CHE DEI FONDI DI MACCHINA PER LO STUDIO DI FATTIBILITÀ DELL’ESPERIMENTO E PER LA SUA OTTIMIZZAZIONE 3) CONTATTI CON LHC E IL CERN

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf IMPEGNI PER IL PROSSIMO FUTURO A)LA REALIZZAZIONE DELLA SIMULAZIONE RICHIEDE: 1) L’IMPEGNO DI DUE PERSONE PER LO STUDIO DELLA STRUTTURA DI LHC, CON NECESSITÀ DI SOGGIORNARE AL CERN PER QUALCHE SETTIMANA 2) PARTECIPAZIONE AL “2 nd FLUKA User Course” (HOUSTON, TEXAS, GENNAIO 2005) B)LO SVILUPPO DI UN SISTEMA TRACCIANTE DI RIVELATORI AL SILICIO RICHIEDE (FASE DI PROTOTIPAGGIO): 1) LA PROGETTAZIONE E L’ACQUISTO DI SENSORI AL SILICIO E DI CHIPS PER IL READOUT, LA PRODUZIONE DI SCHEDE DI ACQUISIZIONE DATI 2) IL MANTENIMENTO DI CONTATTI CON I GRUPPI GIAPPONESI PER LO SVILUPPO PARALLELO DI CALORIMETRO E SISTEMA TRACCIANTE

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf Richieste finanziarie 2005 A) MISSIONI  1 MESE UOMO DI TRASFERTA AL CERN = 4000 €  CONTATTI CON I GRUPPI GIAPPONESI. DUE VIAGGI DI DUE PERSONE PER UNA DURATA DI 7 GIORNI A VIAGGIO = 7000 € B)SVILUPPO DEL PROTOTIPO DEL RIVELATORE TRACCIANTE 1) ACQUISTO DI SENSORI PER UN PROTOTIPO DEL RIVELATORE, PER UN TOTALE DI 6000€ 2) ACQUISTO DI CHIP PER ELETTRONICA DI FRONT-END PER UN TOTALE DI 3000€ LE RICHIESTE SONO STATE FATTE SOTTO DOTA1

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf

Assisi - 24 Settembre 2004Presentazione dell’esperimento LHCf