CMS e EAS: idee per un esperimento T.Dorigo CMS-PD, 9 febbraio 2009

Motivazioni: anomalie nelle showers ad alta molteplicità Osservate da Delphi, Aleph, e altri esperimenti –DELPHI: –ALEPH: Astropart. Phys. 19 (2003) 513. –L3+C: Proc. 28° Cosmic Ray Conference, Tsukuba 2003, Cosmic Ray –KASCADE: Astropart. Phys. 16 (2002) 373. Eventi spettacolari, mal descritti dalle simulazioni –eccesso di eventi con molti muoni –incertezze nel flusso dei primari: H – Fe, spettro e composizione –forward physics –nuove particelle prodotte nelle collisioni primarie ?

Vantaggi dei rivelatori agli acceleratori Tipicamente risoluzione energetica e granularità ordini di grandezza migliore di altri esperimenti Fine tracking in campo magnetico –possibilità di determinare energia e altre caratteristiche della componente primaria –solo componente muonica; cutoff a GeV Determinazione di point sources –precisione O(mrad) per showers di molti muoni Possibilità di tuning dei modelli –misura complementare a quella di altri apparati

Risultati di DELPHI Esposizione di solo 1.6Ms (=20d) sensibili fino a 10^18 eV eventi con >3 muoni Problemi di readout misurato solo nel piano trasverso con lHAB –Impossibile misurare molteplicità superiori a 100 per problemi di saturazione The multiplicity distribution of muon bundles cannot be described by current MC models in a satisfactory way.[…] Even the combination of extreme assumptions of highest measured flux value and pure iron spectrum fails to describe the abundance of high multiplicity events.

Risultati di Aleph Run time 1.7Ms (=20 days) 584M eventi (all multiplicities) tracking tridimensionale Nessuna conclusione rilevante, ma osservano lo stesso effetto di DELPHI

Risultati di Kascade Kascade: array di 252 stazioni, calorimetro adronico con sotto una array di MWPC. Al centro dellarray, un detector centrale di 320 m^2 Studiato soprattutto il knee per diverse specie di primario –si usa la electron-richness della shower, Y –trovato che heavy nuclei non hanno knee

CMS Idea per CMS Serve un detector ground-based che misuri il rapporto e/ in unarea ragionevole, sopra CMS, per showers che lo investono (raggio tipico dei multi-muon events: 200 metri a ground level) –CMS può triggerare da solo su eventi con molti mu non necessario un trigger dallalto –Serve però un calorimetro e.m. a tiles e un contatore di muoni, di area O(10-20) metri quadri almeno –Materiale di risulta da esperimenti dismessi ? –Spares di CMS ? Assorbitore fra calorimetro e muon counters qualche metro di cemento o un metro di ferro –chi lo sostiene ? –Meglio collocare il rivelatore per muoni sottoterra se possibile –altrimenti la struttura è piu complicata dal punto di vista ingegneristico, ma sempre facile da fare con i $$ CMS det. em cal.

Proposte di finanziamento FIRB per giovani ricercatori ? –Serve un giovane ricercatore di Padova, con un ottimo curriculum, già in CMS… 8° programma quadro europeo –Secondo Pierluigi è più facile che passi lì si potrebbe presentare il progetto di un prototipo, con studi di fattibilità Utilizzo infrastrutture esistenti Altri progetti di ateneo ? Serve comunque un proponente con attitudini detector-oriented ( non io)…

Segue qualche slide di Pierre Le Coultre (ETH-Zh) Talk su indico: Cosmic Ray Studies with CMS 2&resId=0&materialId=slides&confId=50537indico.cern.ch/getFile.py/access?contribId= 2&resId=0&materialId=slides&confId=50537