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FISICA CON ACCELERATORI
INFN-CSN1 14 FEBBRAIO 2001 FISICA CON ACCELERATORI PIANO TRIENNALE ROMA
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CSN1 AGENDA 1)INTRODUZIONE 2)RISULTATI DI FISICA RECENTI
3)PROGRESSI TECNOLOGICI RECENTI 4)OBIETTIVI SCIENTIFICI FUTURI 5)OBIETTIVI TECNICI FUTURI 6)PROPOSTE X NUOVI ESPERIMENTI 7)CONCLUSIONI ROMA
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24 ESPERIMENTI ALEPH KLOE COMPASS KOPIO DELPHI NA48 ATLAS P-BTeV
L HERAB CMS MUGTEST OPAL CDF LHC-b LINEAR COLLIDERS E ZEUS TOTEM FAST E BABAR GRID PEP-N In “chiusura” In fase di “progetto” In “costruzione” 3% In “Continuazione” 55% 1% 27% Dotazioni 9.5% Indiviso 4.5% ROMA 760 FTE
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21 conferenze internazionali 1998-2000 (in Italia)
Attività 2000 RELAZIONI STUDENTI RESPONSABILITA’ 21 conferenze internazionali (in Italia) ROMA
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CMS ATLAS INFN MANAGEMENT Spokespersons in 2000-2001
R.Cester E FNAL F.Bedeschi CDF FNAL F.Bradamante COMPASS CERN L.Moroni E FNAL A.Ceccucci NA48’ CERN G.Matthie TOTEM CERN F.Tenchini ALEPH CERN P.Franzini KLOE FRASCATI INFN AND THE MANAGEMENT ROMA
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ROMA
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PRINCIPALI RISULTATI 1999-2000
Conferma dell’esistenza della VIOLAZIONE DIRETTA di CP Prime misure di SIN(2b) e del MIXING at SLAC Osservazione di candidati HIGGS al LEP Osservazione di possibile Mixing in mesoni con Charm Funzioni di Struttura del Protone Quale Fisica nei prossimi tre anni ? ROMA
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Obiettivi di fisica per l’esperimento ALEPH
Presa dati dal 1989 al novembre del 2000 Tanta analisi dei dati ancora da completare Picco del W nel canale semileptonico mnqq Fisica del Bosone W Misura della Massa e della Larghezza Misura della sezione d’urto Misura produzione W Singoli Per la massa : ottenere una incertezza statistica e sistematica di 30 MeV Misura Accoppiamenti Trilineari dei Bosoni di Gauge (TGC). Misura degli accoppiamenti carichi (gWW,ZWW) Limite su accoppiamenti neutri (ZZZ,gZZ) Per gli accoppiamenti carichi : ottenere una incertezza totale O(0.01) Utilizzo del sistema WW per studi di QCD Correlazioni di Bose-Einstein Riconnessione di colore ROMA
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Fisica dei Quark Pesanti ALEPH Misura delle Oscillazioni del Bs
Completamento misure elettrodeboli Misure Branching Ratio Semileptonici Per le oscillazioni del Bs : migliorare la sensitivita’ , avvicinarsi a Dms=17 ps-1 …... Ricerca del Bosone di Higgs e di Nuova Fisica Completare Analisi Higgs SM, eccesso a 114 GeV…... Completare analisi Higgs, estensione SUSY Competare analisi Higgs, modelli esotici Completare studio limiti particelle SUSY Inoltre : misura di as a LEPII studio di-fermioni e per tutto …… Importanti le combinazioni LEP !! ROMA
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CP BaBar Physics Program The entire Physics of the Unitary Triangle
Bd D*p , Kp ROMA
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sin2b=0.34±0.20 (stat) ±0.05(syst) sin2b=0.34±0.20 (stat) ±0.05(syst)
BaBar Measurement of sin2b J/YKS J/YKS J/YKL J/YKL sin2b=0.34±0.20 (stat) ±0.05(syst) ROMA sin2b=0.34±0.20 (stat) ±0.05(syst)
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CDF Resa di fisica immediata! Run II inizia a Marzo 2001
Dati di fisica dall’estate 2001 ~ 500 pb-1 dopo un anno ~ 2 fb-1 per la fine del ‘03 Mixing Bs 1 yr data Resa di fisica immediata! ROMA
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CDF Fermilab promette 15-20 fb-1 tra il 2001 e il 2007
LEP limit 20 Fermilab promette fb-1 tra il 2001 e il 2007 Effetto dei nuovi triggers su vertici secondari non e’ incluso nella previsione ROMA
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ROMA
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Obiettivi di fisica di COMPASS
fase 1 (initial lay-out), dall’estate 2001 con fascio adronico produzione diffrattiva di stati esotici con fascio di m piccola accettanza per il m diffuso (Q2 < 4 GeV2) misura di DG tramite asimmetria di spin della sezione d’urto di produzione di open charm d(DG/G) = 0.11, in due anni di misura (12 mesi di run) asimmetria di coppie di adroni correlati a grande pt d(DG/G) = 0.05, in un anno di misura (6 mesi di run) concorrenza per DG : Hermes (DESY), E161 (SLAC), SPIN (RHIC) misura di g1p e g1d a piccolo x a parita’ di tempo di run, statistica ~10 volte SMC ROMA
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COMPASS – upgrade previsto dell’apparato
nel tracking a grande angolo nel secondo spettrometro nuovi odoscopi di trigger (Q2 ~ 100 GeV) calorimetria EM RICH2 ROMA
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KLOE 800 pb-1 nel 2004 Misurare Re(e’/e) al .2% -.3 % NEL 2001
200 pb-1 per KLOE a fine può : completare lo studio dei decadimenti radiativi della f Misura all’ 1% su shad (gm-2) Studio dei decadimenti semileptonici dei Ks Fattori di forma Kl3 Misurare Re(e’/e) al .2% -.3 % NEL 2001 KLOE 800 pb-1 nel 2004 KLOE Sceglierà . . . ROMA
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Simultaneous K+ and K Beams NA48’
K+p+p+p- K-p-p-p+ ROMA
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Expected Stat Precision NA48
Bel’kov-99 Shabalin-98 SUSY D’Ambrosio-99 SM ROMA
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SVILUPPI TECNICI - BOBINE DEI MAGNETI per ATLAS e CMS
- RIVELATORI DI TRACCE A STATO SOLIDO - MSGC - RPC - CALORIMETRIA a KRIPTON LIQUIDO - ELETTRONICA di TRIGGER - RIVELATORI PER m - CAMERE LETTURA RICH MMMMMNNNN ROMA
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KLOE-chamber ROMA
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CDF-ISL ROMA
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CDF-SVT CDF TRIGGER SUI VERTICI SECONDARI ROMA
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BABAR-vertex ROMA
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BABAR-VERTEX DETECTOR
INFN-PISA ROMA
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CMS ATLAS ROMA
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CMS MAGNET COIL CMS-coil ANSALDO GENOVA ROMA
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CMS COIL-ANSALDO-GENOVA
ROMA
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ATLAS-COIL INFN-LASA MILANO
LASA-MILANO/ANSALDO ATLAS-COIL INFN-LASA MILANO ROMA
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ATLAS TOROID COIL – LASA-MILANO
ROMA
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ATLAS TOROID FINAL COIL
ATLAS-coil LASA-INFN MILANO ROMA
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LHC ATLAS 7000 m2 di RPC in 1132 camere 46500 schede di elettronica
canali di lettura 65000 tubi a deriva in 200 camere 775m2 Rivelatori a pixels Elettrodi Calorimetria EM Amplificatori Elettronica di trigger di secondo e terzo livello LHC CMS 1600 RPC (400 camere) 4000 rivelatori al Silicio 10 Milioni di canali Etc..etc… ROMA
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CMS-MUON DETECTOR-TORINO
Torino - Partial view of workshop BOLOGNA ROMA
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CMS MUON DETECTOR PADOVA
ROMA Legnaro - workshop (partial view)
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CMS- MUON RPCs-BARI cms ROMA
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INFN-PISA ROMA
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Pisa - clean room CMS BARI-PERUGIA-PISA- FIRENZE-TORINO- PADOVA- ROMA
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40 MHz 1 Mbyte = 40 TByte/s IL CALCOLO PER LHC CMS
Biblioteca Nazionale di Firenze : 105Km di scaffalature 200 pagine/cm 20KBytes/pagina x 2 x 102 x 2 x 104 Bytes circa 40 TBytes CMS 40 MHz 1 Mbyte = 40 TByte/s Su nastro dopo la selezione dei Trigger : 100 MByte/s 1000TB/anno VIRGO MByte/s 40 Tbyte/anno ROMA
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CSN1 IL CALCOLO PER LHC ANALISI DISTRIBUITA
POTENZA DI CALCOLO 3x106 SI95 (105 PC) QUANTITA’ DI DATI PB/anno USO GENERALIZZATO DI TUTTI GLI ESPERIMENTI DELLA CSN1 AUSPICABILE APPLICAZIONE DI GRID PARTE INTEGRANTE DELLA SPERIMENTAZIONE AD LHC ROMA
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VIOLAZIONE del NUMERO LEPTONICO
MUG-TEST VIOLAZIONE del NUMERO LEPTONICO Misura del rapporto di decadimento con sensibilita` • Modello Standard • SUGRA (Attualmente ) 10-14 Il rivelatore • Calorimetro e.m. a Xe liquido • Spettrometro magnetico • Contatore temporale (INFN) ROMA
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Fondi • Positroni da decadimenti di Michel e ...
1 evento di segnale e meno di un evento di fondo attesi in un anno di presa dati Fondi • Positroni da decadimenti di Michel e ... • Fotoni da: – decadimento radiativo – annichilazione di positroni in volo ROMA Inizio presa dati previsto per il 2003
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_ KL p°nn KOPIO ROMA
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PEP-N "Letter of Intent" PEP-II LER + VLER
( 140 MeV < Ee <500 MeV) 1.4 MeV < Ecm< 2.5 GeV 40 pb-1 / anno ( 10 pb-1 totale raccolto ad oggi ) misura di R s had/sm - aem gm-2 Nucleon form factors Meson form factors Spettroscopia 1 - - Interazioni gg* "Letter of Intent" At SLAC “INFN in Research Network” ROMA
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TRASCO 1 GeV – 30 mA Proton beam Super Conducting Linac ROMA
Ion Source MeV RFQ 5 MeV DTL or ISCL 100 MeV Matching Section 100 MeV ß=0.5 Section up to 190 MeV ß=0.65 Section up to 430 MeV ß=0.85 Section up to 1000 MeV Super Conducting Linac ROMA
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FUTURE COLLIDERS TESLA TTF Cryomodule Design ROMA
“Finger Welded” Shields Sliding Fixtures Sliding Fixtures Qualification tests in LASA Simplified alignement Strategy ROMA
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First SASE lasing at the TTF FEL in 2000
TTF FEL Undulator Lasing at 109 nm Clear indication of SASE signal ROMA
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CONCLUSIONI 1 CSN1 2002-2004 CDF CALCOLO AND UPGRADES BABAR “ “
COMPASS “ “ MOF + CALCOLO PER LHC…… NUOVE INIZIATIVE……………. AUMENTO PRESENZA AL CERN ………… ROMA
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CSN1 Piano Triennale 2002-2004 Conclusioni 2
Solida presenza sulla Frontiera della Ricerca 2) Conclusione del (capo)lavoro al LEP Costruzione degli strumenti della ricerca di base del futuro (impegno crescente al CERN) Raggiungimento obiettivi scientifici di KLOE E DAFNE 5) Fisica degli eventi rari 6) Solida presenza nei Dipartimenti di Fisica ROMA
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METODOLOGIE E LINEE DI RICERCA
LEP e+e Modello Standard at 200GeV KLOE;NA48;MUGTEST Decadimenti Rari BABAR;HERA-B …… Asimmetria materia-antimateria ZEUS; COMPASS …………. Interazioni Inelastiche Struttura del protone CDF ………………………….. Modello Standard in p-antip E-835; E-831………………….Spettroscopia del CHARM ATLAS; CMS; B-TeV; LHC-b ………………. ..Oltre il Modello Standard Linear Colliders ………………Oltre il Modello Standard ROMA
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COLLABORAZIONI INTERNAZIONALI
FRAZIONE INFN NELLE COLLABORAZIONI INTERNAZIONALI INFN FTE / ALL FTE per Esperimento ROMA
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TTF Cathode Preparation System
3) Connection to the GUN 1) Preparation in Milano 2) Transfer to DESY Thermal emittance measurements with TOF ROMA
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INTERNATIONAL CONFERENCE or Collaboration Meetings ROMA
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AFFERENTI alla (FTE) CSN1 Anno 2000 2001 FRASCATI 63 63 LEP 114 60
SLAC FNAL DESY LHC TOTAL FTE TECNOLOGI TOTAL 19 INFN-SECTIONS+ LNF EXTERNAL REFEREES ROMA
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Ricerca di SUSY CDF Buone speranze di scoprire SUSY nel Run II o di mettere forti vincoli sulla teoria Previsioni basate su 2 fb-1 ROMA
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BaBar at PEPII ROMA
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ATLAS ROMA
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ROMA
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KOPIO: KL® p0 n`n a BNL Elementi caratterizzanti della tecnica :
tempo di volo del K0L con fascio “m-bunched” di bassa energia impulso del K per reiezione cinematica di K0L® p0 p0 “preradiator” tracciante per misura della direzione dei fotoni misura diretta di mgg per condizione mgg = mp° veto “ermetici” Motivazioni Dominato da CP diretta Misura della altezza del triangolo di unitarietà in un unico esperimento con incertezze teoriche di qualche % Confronto stringente con dati di CP in b: deviazioni a livello del 30% sarebbero indicazioni di nuova fisica Risultati attesi ( 9000 h con 1014 ppp ): 65 eventi con S/N ~ 2 D(BR)/BR~0.15 D(h) ~ 0.08
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TRASCO 700 MHz: b=0.5 single-cell prototype
ROMA
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