Linea 4 ASTROFISICA NUCLEARE E RICERCHE INTERDISCIPLINARI Commissione Scientifica Nazionale 3 INFN Roma, 30-31 gennaio 2012 Giacomo-Vito Margagliotti,

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1 Linea 4 ASTROFISICA NUCLEARE E RICERCHE INTERDISCIPLINARI Commissione Scientifica Nazionale 3 INFN Roma, 30-31 gennaio 2012 Giacomo-Vito Margagliotti, Dimitra Pierroutsakou 130/01/2012CIII _ G.V.Margagliotti & D. Pierroutsakou

2 EsperimentoProblematica fisicaItaliaEstero AEGIS BO GE MI PV TN Misura dell’accelerazione di gravità terrestre “g” su antiidrogeno  Verifica sperimentale diretta della validità del principio di equivalenza per antimateria. Raffreddamento antiprotoni fino a 100 mK, cioè una temperatura oltre 10 volte inferiore a quella raggiunta finora Spettroscopia atomo anti- idrogeno. CERN: Antiproton Decelerator. Apparato confina, manipola, raffredda e rivela antiprotoni, positroni ed elettroni (per raffreddare antiprotoni). AEGIS formerà antidrogeno con scambio carica tra Positronio in stato Rydberg e antiprotoni pre- raffreddati in trappola Penning. Rivelatori al silicio e scintillatori, deflettometro di Moiré, laser. ASFIN2 LNS Astrofisica nucleare (metodo del Trojan Horse) Misure regione delle basse energie (fino a 100 keV). 13 C+ 6 Li ; 17 O+p; 6 Li+ 3 He  3 He+ 4 He  7 B+p; 18 O + 3 He; 16 O+ 12 C  23 Ne+p+ α ; 26 Al + p; in collaborazione con ERNA: 13 C( α,n), 13 C( 6 Li, 16 On)d Tandem LNS Tandem Napoli Rivelatori a gas e a stato solido; misura posizione. Rivelatori al silicio Rivelatori di neutroni Rez, Rep. Ceca TAMU Cyclotron (Texas) Florida State University Riken (Japan) Tandem Atomki, Bucarest 2

3 EsperimentoProblematica fisicaItaliaEstero ERNA NA PG Nucleosintesi stellare nella regione di basse energie. 7 Be(p, γ ) 8 B; 12 C+ 12 C Misure in collaborazione con ERNA e ASFIN2 CIRCE: separatore di massa di ioni di rinculo Bersaglio gassoso Apparato rivelazione gamma con rivelatori NaI, e La 2 Br 3, spettrometro di coppie Collaboratori: Bochum (Germania); ATOMKI (Ungheria) LUNA3 GE LNGS MI NA PD TO Astrofisica nucleare Nucleosistesi stellare Combustione di idrogeno a temp. maggiori di quella solare. Reazioni studiate: 2 H( α, γ ) 6 Li; 17 O(p, γ ) 18 F 17 O(p, α ) 14 N; 22 Ne(p, γ ) 23 Na ed anche, 2 H( 3 He,p) 4 He, importante per nucleosintesi primordiale LNGS Acceleratore da 400 kV Bersagli solidi, e gassosi a pompaggio differenziale Rivelatori a stato solido; Germani ultra-low-background; BGO di grande volume 3

4 EsperimentoProblematica fisicaItaliaEstero N-ToF BA BO LNL TS Nucleosintesi stellare e Tecnologia nucleare (reattori IV generazione) Cattura su 24,25,26 Mg, 62 Ni, 54 Fe, 56 Fe, 241 Am, 92 Zr, 94 Zr, Au Fissione per distrib. angolari di 232 Th, 233 U, 234 U, 235 U, 238 U, 237 Np, 243 Am CERN Neutron Time of Flight facility (n_TOF) Sala misure adatta a bersagli radioattivi Bersaglio per spallazione Rivelatori di neutroni, calorimetro a BaF 2, camere a fissione, Micromegas VIP LNF Principio di esclusione di Pauli (possibili violazioni) LNGS (basso rumore ambientale) CCD: misurare transizioni “e” su livelli totalmente occupati Upgrade con rivelatori SDD triggerabili e un sistema di veto (fondo ambientale) 4

5 Esperimenti “09 AEGIS-RD ASFIN2 ERNA LUNA3 N-Tof VIP Esperimenti “10 AEGIS-RD ASFIN2 ERNA LUNA3 N-Tof VIP Esperimenti “11 AEGIS ASFIN2 ERNA LUNA3 N-Tof VIP Esperimenti “12 AEGIS ASFIN2 ERNA LUNA3 N-Tof VIP Stabilità delle sigle negli ultimi 3 anni e per il 2012 Linea 4 ASTROFISICA NUCLEARE E RICERCHE INTERDISCIPLINARI 2009201020112012 Ricercatori 111108113120 FTE 70.269.774.180.8 Partecip. % 63.264.565.667.3 Partecipazione globale negli ultimi 3 anni e per il 2012 530/01/2012CIII _ G.V.Margagliotti & D. Pierroutsakou

6 Linea 4 ASTROFISICA NUCLEARE E RICERCHE INTERDISCIPLINARI Partecipazione per sigla negli ultimi 3 anni e per il 2012 AEGIS 2009201020112012 Ricercatori 343129 FTE 17.919.418.820.9 Partecip. % 0.500.630.650.72 ASFIN2 Ricercatori 12131817 FTE 11.211.114.113 Partecip. % 0.930.850.780.77 ERNA Ricercatori 17 1926 FTE 11.211.613.617.5 Partecip. % 0.660.68 0.67 LUNA3 Ricercatori 2119 FTE 12.711.211.610.9 Partecip. % 0.600.590.610.57 N_Tof Ricercatori 1615 FTE 11.711.210.811.3 Partecip. % 0.730.750.720.75 VIP Ricercatori 1113 14 FTE 5.55.9 7.2 Partecip. % 0.500.45 0.51 30/01/2012

7 Andamento assegnazioni a sigle di Linea 4 (2009-2012) _ Cifre in k€ Ass InizialiAnticipiAss Totali AEGIS RD 2 0 0 9 143,00,0143,0 AEGIS RD 2 0 1 0 284,00,0284,0 AEGIS 2 0 1 1 251,546,0297,5 AEGIS 2 0 1 2 257,54,0261,5 Ass InizialiAnticipiAss Totali ASFIN2 2 0 0 9 160,00,0160,0 ASFIN2 2 0 1 0 120,00,0120,0 ASFIN2 2 0 1 1 105,00,0105,0 ASFIN2 2 0 1 2 60,035,095,0 Linea 4 ASTROFISICA NUCLEARE E RICERCHE INTERDISCIPLINARI 7 k€

8 Linea 4 ASTROFISICA NUCLEARE E RICERCHE INTERDISCIPLINARI Ass InizialiAnticipiAss Totali ERNA 2 0 0 9 116,029,0145,0 ERNA 2 0 1 0 133,071,0204,0 ERNA 2 0 1 1 122,560,0182,5 ERNA 2 0 1 2 94,50 Ass InizialiAnticipiAss Totali LUNA3 2 0 0 9 350,09,0359,0 LUNA3 2 0 1 0 248,535,0283,5 LUNA3 2 0 1 1 202,035,5237,5 LUNA3 2 0 1 2 241,010,5251,5 8 Andamento assegnazioni a sigle di Linea 4 (2009-2012) _ Cifre in k€ k€

9 Linea 4 ASTROFISICA NUCLEARE E RICERCHE INTERDISCIPLINARI Ass InizialiAnticipiAss Totali N-Tof 2 0 0 9 180,520,0200,5 N-Tof 2 0 1 0 171,020,0191,0 N-Tof 2 0 1 1 99,022,0121,0 N-Tof 2 0 1 2 131,00,0131,0 Ass InizialiAnticipiAss Totali VIP 2 0 0 9 33,00,033,0 VIP 2 0 1 0 19,00,019,0 VIP 2 0 1 1 18,00,018,0 VIP 2 0 1 2 75,00,075,0 9 Andamento assegnazioni a sigle di Linea 4 (2009-2012) _ Cifre in k€ k€

10 Richieste previste per gli anni successivi al 2011 come da Piano Finanziario Globale di Spesa presentato nel 2011 (k€) Linea 4 ASTROFISICA NUCLEARE E RICERCHE INTERDISCIPLINARI 10 2012201320142015 AEGIS315,0309,0// ASFIN2211,0230,0// ERNA234,594,0// LUNA3369,0354,0 / N-Tof274,0255,0 / VIP 107,068,0 30/01/2012CIII _ G.V.Margagliotti & D. Pierroutsakou

11 AEGIS: Mantenimento Linea 4 ASTROFISICA NUCLEARE E RICERCHE INTERDISCIPLINARI 11 AEGIS: Sviluppo & Upgrade CERN ha approvato nuovo stadio decelerazione (ELENA) per AD (energia protoni 100 keV invece di 5 MeV): incrementa di 2 ordini di grandezza numero di anti-p catturabili. Modificare stadio interfaccia AD e AEGIS  impulsatore di 100 kV Costo stimato: 120 k€ a partire dal 2014 CERN Common Funds: 50÷60 k€/anno per 2013 - 2015 Mantenimento stimato: 150 k€/anno per 2013 - 2015 Stima Missioni Estere: 150 k€/anno per 2013 - 2015 30/01/2012CIII _ G.V.Margagliotti & D. Pierroutsakou : istallazione su linea del fascio di anti-p di AD iniziata nel 2011, sarà completata nel 2012 e 2013. Firma MoU è di questi giorni AEGIS

12 Linea 4 ASTROFISICA NUCLEARE E RICERCHE INTERDISCIPLINARI 12 ASFIN2: Mantenimento e futuro Cospicua attività sperimentale in collaborazione internazionale e importante produzione scientifica, motivano richiesta a C3 di altri 5 anni di prolungamento. Nel triennio 2013÷2015 si prevede: chiude nel 2012, dopo un prolungamento dal 2007 2013 k€ 2014 k€ 2015 k€ M.I.20 M.E.100 Cons.5030 Trasp10 Inv.5040 TOT230200 M.E. prevalentemente per esperimenti in laboratori non italiani, cui si abbina il Trasporto. Cons. e Inv.: sostituzione rivelatori e integrazione modulistica di acquisizione 30/01/2012CIII _ G.V.Margagliotti & D. Pierroutsakou ASFIN2

13 : completamento programma richiede ulteriori 3 anni Collaborazione chiederà prolungamento al 2016 Misure con separatore: 7 Be+p, 12 C+ 4 He, 16 O+ 4 He, 14,15 N+ 4 He (FIRB) Misure senza separatore: 12 C+ 12 C Linea 4 ASTROFISICA NUCLEARE E RICERCHE INTERDISCIPLINARI 13 Rivelatori particelle cariche (track. ioni rinculo e spettrometro di coppie) ed elettronica associata: circa 100 k€ Array gamma ad alta efficienza: collaboratori esteri Completamento prog. sperimentale ERNA: circa 180 k€/anno nel periodo 2013÷2016 30/01/2012CIII _ G.V.Margagliotti & D. Pierroutsakou ERNA: Mantenimento Sostituire: 8 gruppi pomp. turbo per separatore, pompaggio jet-target, sistema acquisizione: dal 2013, totale circa 300 k€ Costi esercizio/consumo circa 50 k€/anno; M.I & M.E. circa 30 k€/anno ERNA: Sviluppi & Upgrade ERNA

14 LUNA3 Mantenimento Linea 4 ASTROFISICA NUCLEARE E RICERCHE INTERDISCIPLINARI 1430/01/2012CIII _ G.V.Margagliotti & D. Pierroutsakou chiude nel 2012 e chiederà prolungamento al 2014 per terminare il piano scientifico. Questo comprende il completamento delle misure in corso su 17 O(p, γ ) 18 F e 2 H( α, γ ) 6 Li, e lo studio delle reazioni 17 O(p, α ) 14 N, 22 Ne(p, γ ) 23 Na, 23 Na(p, γ ) 24 Mg, 18 O(p, γ ) 19 F e 2 H( 3 He,α )p LUNA3 2013 k€ 2014 k€ 2015 K€ M.I.65 M.E.25 Cons.60 Inv.65 App.60 Tra.444 TOT279 Richieste per il periodo 2013÷2015 analoghe alle assegnazioni stabilite per il 2012 ( già decurtate, rispetto alle richieste presentate col Piano Finanziario 2011, similmente a quanto operato in C3 a settembre 2011 ) La necessaria spesa prevista di Mantenimento & Gestione dell’esperimento in questo periodo è dunque di 837 k€

15 Linea 4 ASTROFISICA NUCLEARE E RICERCHE INTERDISCIPLINARI 15 LUNA3 Sviluppo & Upgrade 30/01/2012CIII _ G.V.Margagliotti & D. Pierroutsakou 2012÷2014  Facility LUNA-MV presso LNGS Preparazione sito (nodo B, zona interferometrica): 500 k€ Acquisto Macchina Acceleratrice: 2000 k€ Linee trasporto fasci: 400 k€ Schermatura sito: 400 k€ TOTALE: 3300 k€ Presentata richiesta di accesso ai Fondi Premiali per 2800 k€ nel 2012 (richiesta premiale globale di 6200 k€ su 5 anni) Per completamento necessari altri 500 k€ Partecipazione ad un ERC Synergy Grant

16 : shut-down CERN 2013-14, allestimento 2 a sala sperimentale (a carico CERN)  Acquisto rivelatori, strutture di sostegno e alimentazione Linea 4 ASTROFISICA NUCLEARE E RICERCHE INTERDISCIPLINARI 1630/01/2012CIII _ G.V.Margagliotti & D. Pierroutsakou 2013 k€ 2014 k€ 2015 k€ M.I.7050 M.E.100160 Cons.5035 Inv.1055 App.2010 TOT250260 Le cifre sono in linea col Piano Finanziario presentato nel 2011 Un nuovo piano triennale o quadriennale, più dettagliato, sarà presentato a giugno 2012 Parallelamente, manutenzione rivelatori già presenti nella 1 a sala Il 75% circa del Consumo, Apparati e Inventario previsti, ovvero 135 k€ circa, andranno in Sviluppo & Upgrade, i restanti 45 k€ in mantenimento N-Tof

17 Costruzione upgrad. setup di VIP, installazione e trasporto a LNGS Presa dati nei prossimi 2-3 anni per limite su probabilità violazione Princ. Pauli per elettroni (≈ 3 ordini grandezza meglio attuale limite VIP) Confermata Previsione Globale di Spesa del Piano Finanziario, con una suddivisione di circa 70 k€/anno nel triennio 2013-1015 La parte Implementazione & Upgrade è concentrata nel periodo 2012-13 per un totale di circa 50 k€ di Inventariabile, il resto è Mantenimento, Consumi e Missioni a LNGS Verrà esplorato possibile utilizzo metodo analogo a VIP per altre misure sui fondamenti della Meccanica Quantistica Linea 4 ASTROFISICA NUCLEARE E RICERCHE INTERDISCIPLINARI 1730/01/2012CIII _ G.V.Margagliotti & D. Pierroutsakou V I P ( termina nel 2015, potrebbe chiedere prolungamento )

18 Riassumendo, per la Linea 4, nel periodo 2013÷2015 Non sono attualmente previste nuove sigle Ogni sigla è certa o prevede di chiedere prolungamenti Le previsioni di richieste di spesa per Mantenimento e Sviluppo sono: Linea 4 ASTROFISICA NUCLEARE E RICERCHE INTERDISCIPLINARI 1830/01/2012CIII _ G.V.Margagliotti & D. Pierroutsakou Mantenimento (k€)Sviluppo (k€) AEGIS1080120 ASFIN26300 ERNA ( 2013÷2016 )620100 LUNA3837 (500 o 3300 possibili) NTOF41498 VIP16050 TOT3741368 ( 868 o 3668 )