Due presentazioni dedicate: OPERA A. Paoloni JEM – EUSO M. Ricci 0-2 Full time equivalent Ricercatori+Tecnologi (FTE) Attivita’ di Gruppo 2 ai LNF nel.

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1 Due presentazioni dedicate: OPERA A. Paoloni JEM – EUSO M. Ricci 0-2 Full time equivalent Ricercatori+Tecnologi (FTE) Attivita’ di Gruppo 2 ai LNF nel 2011 2-6 FTE >6 FTE F. Terranova, INFN-LNF JEM-EUSO Ai LNF prima del 2011 Ai LNF dal 2011

2 Considerazioni generali Il mio primo mandato da Coordinatore ha coinciso con una stimolante fase di transizione per gruppo II: Si e’ raccolto i frutti di molti anni di lavoro in diversi esperimenti, per esempio PAMELA (risultati di fisica) OPERA (risultati di fisica) PVLAS (risultati di fisica – esperimento completato) ICARUS (startup del T600) E ci si sta avviando verso una nuova generazione di esperimenti: JEM-EUSO (proposta di apertura sigla in 2011) CUORE (importante supporto per la costruzione da parte di DT) E’ una transizione in corso in cui diverse questioni sono ancora aperte o in fase di discussione (v. per esempio le decisioni prese di recente da Comm.II riguardo le barre risonanti)

3 Ricercatori: 6.2 FTE (7 persone) Tecnologi: 0.2 FTE (1 persona) Tecnici: 4.5 FTE (6 persone) Richieste 2011 OPERA: v. presentazione di A. Paoloni Anagrafica 2011 MI:277 kE(data taking, mantenance magnete, impiantistica, RPC, BH, coord.) ME: 42.5(meeting, coordinamento) CO: 146(spese di run, microscopi etc.) CA: 23.5(brick marking, etc.) IN2(slow control)

4 EXPLORER NAUTILUS 1990919293949596979899 00 01 02 030404 0505 96979899 00 01 02 03 0404 0505 0606 0707 0606 0707 Major upgrades 010304IGEC2 0808 0808 IGEC1 > 70% duty cycle> 90% duty cycle Coincidence Runs Virgo/Ligo pausa per costruzione rivelatori Advanced da ~2010-2011 a 2015 Decisione CSN2: si continua con NAUTILUS ed AURIGA fino alla messa in funzione degli Advanced in attesa Supernova galattica (rate~3/100 anni) (probabilità piccola ma non 0!!; in 5 anni: P ~1/6) …e possibili sorprese (Gamma Ray Burst vicino..)

5 ATTIVITA’ DEL GRUPPO ROG 2009 LNF : Giordano, Marini, Pizzella, Ronga Tecnici: Iannarelli, Lenci, Turri Le due antenne EXPLORER e NAUTILUS del gruppo ROG hanno raccolto dati in modo continuativo rispettivamente da 6 e 7 anni (inizio operazioni 20 e 15 anni fa rispettivamente(*)) Explorer è stato messo in “stand-by” a Giugno 2010 Il duty cycle è limitato essenzialmente dalle operazioni di manutenzione criogenica e supera il 90%. I dati hanno qualità costante e non sono molto influenzati dalle normali attività umane nel laboratorio…ma non vero se si trivella e scava.. EXPLORER (CERN)NAUTILUS (LNF) Nel 2009 miglioramento della sensibilità di NAUTILUS di un fattore 3 : riduzione rumore elettronica (era circa 2.5 mKelvin ora è circa 0.7 mKelvin) Giorni dell’anno 2008 2009 T eff Medie orarie [K]

6 Collaborazione IGEC 2 : ALLEGRO (USA LSU) - AURIGA (LNL) – EXPLORER (CERN) – NAUTILUS (LNF) Analisi effettuata sul 94% del tempo di osservazione lavoro in corso di pubblicazione su PRD; analisi essenzialmente del gruppo ROG (Giordano, Visco). Ultimo lavoro con 4 antenne. 515 giorni di osservazione dal 16 Novembre 2005 al 14 Aprile 2007. Ricerca di coincidenze triple e quadruple. Nessuna coincidenza trovata su un fondo di 1 evento / secolo sebbene le antenne risonanti abbiano sensibilità inferiore agli interferometri il limite “IGEC” alla presenza di Onde Gravitazionali per segnali impulsivi “grandi” (h rss >10 -19 Hz -1/2 ) è un fattore due migliore di quello degli interferometri Copertura completa

7 7 ATTIVITA’ DEL GRUPPO ROG 2011 Virgo/Ligo pausa per costruzione rivelatori Advanced da ~2010-2011 a 2015 Decisione CSN2: si continua con NAUTILUS ed AURIGA fino alla messa in funzione degli Advanced in attesa Supernova galattica (rate~3/100 anni) (probabilità piccola ma non 0!!; in 5 anni: P ~1/6) …e possibili sorprese (Gamma Ray Burst vicino..) Ma impianto di recupero e liquefazione dell’elio di NAUTILUS obsoleto: risale ai tempi di Tazzari (fu fatto per le cavità a RF dell’acceleratore lineare LISA: importante pianificare interventi di manutenzione straordinaria (v. richieste 2011) richiesta ROG LNF : ~ 190 KEuro principalmente per Elio ed Azoto per Nautilus Importante mantenere un adeguato supporto tecnico Cosa fare di Explorer? Smontaggio oppure interesse di istituzioni russe per continuazione del run (eventualmente al CERN). In discussione.

8 WIZARD/PAMELA Ricerca di antimateria e materia oscura nella radiazione cosmica ( CSNII-Linea 4 - Studio della radiazione cosmica nello spazio) Collaborazione: Italia: INFN Bari, Firenze, LNF, Napoli, Roma 2-Tor Vergata, Trieste IFAC-CNR (FI), ASI, Univ.Tor Vergata (Dip.Ing.El.) Germania: Siegen Univ. Svezia: Stockholm KTH Univ. Russia: Moscow(MEPhi, FIAN), IOFFE St. Petersburg, TsSKB- Progress Samara Linea di Ricerca - Studio di spettri, flussi e meccanismi di produzione di particelle e antiparticelle (e -, e +, p, antip) nei Raggi Cosmici - Ricerca di possibili indicazioni indirette di Dark Matter - Ricerca di antimateria cosmica (antielio) -Studio composizione nucleare e isotopica raggi cosmici - Fisica solare

9 PAMELA è in orbita e funziona regolarmente da 4 anni: > 10 9 triggers registrati e > 18 TB di dati trasmessi a terra finora La missione è prevista terminare a fine 2011. Il rapporto antiprotone/protone e lo spettro energetico degli antiprotoni (100 MeV - ~ 200 GeV) non mostrano significative deviazioni dalla produzione secondaria nelle collisioni dei raggi cosmici con il mezzo interstellare. La frazione di positroni ad alta energia (> 10 GeV) cresce in modo significativo (ed inatteso) con l’energia  Segnali indiretti di Materia Oscura? Sorgenti Primarie? Circa 400 articoli sono stati scritti tra fine 2008 e inizio 2010 per interpretare questo risultato. In preparazione analisi dati aggiuntivi ad alta energia (fino al limite imposto dallo spillover ~ 300 GeV). Spettro di elettroni fino a ~ 200 GeV: mostra caratteristiche spettrali che potrebbero indicare componenti addizionali. Analisi in corso fino alle energie più elevate ( ~ 500 GeV). Spettro “all electron” (e - + e + ) fino a 1 TeV. Confronto con dati di FERMI/GLAST e ATIC. Componente Isotopica e Nucleare dei Raggi Cosmici (rapporti secondari/primari): analisi in corso. Risultati preliminari presentati a varie Conferenze. Pubblicazioni attese per il 2011. Fisica Solare: risultati e analisi delle osservazioni su una porzione di 5 anni del ciclo solare. Collaborazioni e analisi congiunte con missione ULYSSES (Kiel, Ger.) e gruppo North-West Univ., Potchefstroom, South Africa

10 Gruppo WIZARD/PAMELA-LNF Composizione 2011 M.Ricci (Resp.), F.Bongiorno (ass.), G. Pizzella (ass.) TOT 1.8 FTE Attività 2009 (II sem.) - 2010 -Controlli/gestione missione e Data taking (turni a Mosca) -Analisi dati - Conferenze – Publicazioni Attività 2010 - 2011 - Analisi dati – Pubblicazioni - Conferenze - Continuazione turni a Mosca controllo missione Rich. finanz. 2011 minimali per Missioni e Consumo ~ 40 k€ Anti-p Positrons

11 ICARUS/WARP Contributo alla costruzione e al commissioning del T600 Doping dell’LAr usato da WARP per ricerche dirette di Dark Matter Main-stream Utilizzo del Tetra-Metil-Germanio (TMG) per fotoni da 128 nm Alternative in esame Drogaggio di LAr con piccole percentuali di Xe per shiftare la luce di scintillazione verso i 170 nm, piu’ facilmente rivelabili. Dopaggio con CH 4 ed altri idrocarburi per variare la velocita’ di drift degli elettroni ed avere luce visibile al posto di UV Soluzione in LAr di sali di gadolinio per cattura neutroni ? G. Mannocchi (70%) P. Picchi Resp (100%) L. Periale (100%) G. Trinchero (80%) Primo evento dal CNGS! 28 Maggio

12 NEMO Partecipanti: M. Cordelli (40%) R.Habel (100%) L.Trasatti (100%) Resp, A.Martini (40%) Dopo NERONE, una nuova attivita’, finalizzata a NEMO fase II e pensata specificatamente per misure di interesse oceanografico (PORFIDO).

13 Il ritardo e la riprogettazione di AMS ha creato seri problemi all’esperimento CUORE: la Divisione Tecnica dei LNF si avvia a dare un contributo cruciale per uno degli esperimenti flagship dell’INFN CUORE [v. presentazione di C.Sanelli]

14 Responsabilità: Coordinamento Ingegneria Integrazione Apparato Sperimentale Impegno SPCM: A. Franceschi50% T. Napolitano50% A.Saputi50% A. Tiburzi50% CUORE_DTZ @LNF

15 ASI Phase A Study MAGIA, submitted to Experimental Astronomy

16 Paper on new gravitational physics Constraining spacetime torsion with the Moon and Mercury Generalization of General Relativity following Einstein and recent work by Y. Mao, M. Tegmark, A.H. Guth and S. Cabi PRD 76, 1550 (2007) R. March, G. Bellettini, R. Tauraso, S. Dell’Agnello. Generalize spacetime to the most general mathematical structure: CURVATURE + TORSION We used the Lunar Laser Ranging (LLR) data of the Moon orbit and Mercury Radar Ranging (MRR) data to put limits on the adimensional TORSION PARAMETERS at 10 -2 -10 -3 level. Can improve with current data and future missions t3t3 t2t2

17 Untested regions Testing gravity in deep/interplanetary space Test the 1/r 2 law in solar system New physics signal ~ Pioneer Anomaly~10 -9 m/sec 2 Built a prototype sub-satellite with 102 reflectors to be laser-ranged by a mothership With SCF facility and orbital/thermal software we can control thermal systematics ≤ 10 -11 m/sec 2 A. Bosco et al, IJMP D, Vol. 16, No. 12A (2007) 2271-2285 Deep Space Gravity Probe (PI: S. Turyshev, JPL) Europa Jupiter System Mission Titan Saturn System Mission ASI COFIS WP5200

18 Attività completate ordini materiale (tubi in vetro di ricambio e banco ottico aggiuntivo) completamento delle movimentazioni per componenti ottici in vuoto (incluso il nuovo modulatore PEM simmetrico) mappatura in birifrangenza della PEM simmetrico e misura della sensibilità base con solo PEM in aria installazione del banco ottico aggiuntivo di rialzo Operazioni in corso rimontaggio dell’ottica di iniezione in cavità sul nuovo banco ottico rialzato Prossime attività (nel contesto del R&D 2010) misura della sensibilità in vuoto con PEM in vuoto e ottica di iniezione misura della sensibilità con cavità Fabry-Perot misure di caratterizzazione con gas (N 2, Ne) PVLAS Fase II – RD10 Importanti progressi verso la realizzazione di un table-top. Proposta, pero’, ancora non matura per un esperimento.