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ROMA
PIANO TRIENNALE
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
ALEPH
KLOE
COMPASS
KOPIO
DELPHI
NA48
ATLAS
P-BTeV
L3
HERAB
CMS
MUGTEST
OPAL
CDF
LHC-b
LINEAR COLLIDERS
E831
ZEUS
TOTEM
FAST
E835
BABAR
GRID
PEP-N
In
In fase di
In
“chiusura”
“progetto”
“costruzione”
In
3%
1%
“Continuazione” 55%
Dotazioni 9.5%
27%
ROMA
760 FTE
Indiviso 4.5%
Attività 2000
E-835
CDF
CO MPASS
E-831
ZEUS
LHC-b
ATLAS
CMS
HERA-B
BABAR
NA48
O PAL
L3
DELPHI
ALEPH
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
RESPONSABILITA’
RELAZIONI
STUDENTI
21 conferenze internazionali 1998-2000 (in Italia)
ROMA
CMS
Atlas
CERN
5%
5%
5%
Germania
5%
Italia
5%
44%
7%
7%
CERN
13%
UK
Italia
Francia
5%
9%
USA
Israele
INFN
9%
INFN
Norvegia
Spagna
53%
20%
Svezia
8%
USA
AND THE
ROMA
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
Spokespersons in 2000-2001
R.Cester
E-835
FNAL
F.Bedeschi
CDF
FNAL
F.Bradamante COMPASS CERN
L.Moroni
E-831
FNAL
A.Ceccucci
NA48’
CERN
G.Matthie
TOTEM
CERN
F.Tenchini
ALEPH
CERN
P.Franzini
KLOE
FRASCATI
Portogallo
Svizzera
ROMA
1)
2)
3)
4)
5)
ROMA
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
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
ROMA
•Riconnessione di colore
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
ROMA
•e
per tutto ……
Importanti le
combinazioni LEP !!
BaBar Physics Program
The entire Physics of the Unitary Triangle
CP
Bd  D*p , Kp
ROMA
BaBar Measurement of sin2b
J/YKS
J/YKS
J/YKL
J/YKL
ROMA
sin2b=0.34±0.20 (stat) ±0.05(syst)




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
Resa di fisica immediata!
ROMA
1 yr data
Mixing Bs
LEP limit


Fermilab promette
15-20 fb-1 tra il
2001 e il 2007
Effetto dei nuovi
triggers su vertici
secondari non e’
incluso nella
previsione
ROMA
20
ROMA
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
1. 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)
2. 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
ROMA
a parita’ di tempo di run, statistica ~10 volte SMC
COMPASS – upgrade previsto dell’apparato

nel 2002-2004
tracking a grande angolo
nel secondo
spettrometro
nuovi odoscopi di trigger
(Q2 ~ 100 GeV)
calorimetria EM
RICH2
ROMA
200 pb-1 per KLOE a fine 2001 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 . . . Sceglierà . . .
ROMA
KLOE
Simultaneous K+ and K Beams
NA48’
ROMA
K+p+p+p
K-ppp+
Expected Stat Precision
NA48
1.0E-02
1.0E-02
BNL
Bel’kov-99
1.0E-03
Shabalin-98
1.0E-03
NA48
SUSY
1.0E-04
1.0E-05
1.0E-06
ROMA
D’Ambrosio-99
SM
HyperCP KLOE
1.0E-04
1.0E-05
1.0E-06
-
BOBINE DEI MAGNETI per ATLAS e CMS
RIVELATORI DI TRACCE A STATO SOLIDO
MSGC
RPC
CALORIMETRIA a KRIPTON LIQUIDO
ELETTRONICA di TRIGGER
m
- RIVELATORI PER
- CAMERE LETTURA RICH
• MMMMMNNNN
ROMA
KLOE-chamber
ROMA
CDF-ISL
ROMA
CDF-SVT
ROMA
BABAR-vertex
ROMA
BABAR-VERTEX
DETECTOR
ROMA
CMS
ATLAS
ROMA
CMS-coil
ROMA
CMS-coil
ROMA
LASAMILANO/ANSALDO
ATLASCOIL INFNLASA
MILANO
ROMA
ATLAS TOROID COIL – LASA-MILANO
ROMA
ATLAS-coil
ROMA
ATLAS
7000 m2 di RPC in 1132 camere
46500 schede di elettronica
372000 canali di lettura
65000 tubi a deriva in 200 camere
775m2
Rivelatori a pixels
Elettrodi Calorimetria EM
100000 Amplificatori
Elettronica di trigger di secondo e terzo livello
CMS
1600 RPC (400 camere)
4000 rivelatori al Silicio
10 Milioni di canali
Etc..etc…
ROMA
cms
Torino - Partial view of
workshop
BOLOGNA
ROMA
ROMA
Legnaro - workshop (partial view)
cms
Theworkshop
workshopin
inBari
Bari
The
ROMA
INFN-PISA
ROMA
CMS
Pisa - clean room
BARI-PERUGIA-PISAFIRENZE-TORINOPADOVA-
ROMA
Biblioteca Nazionale di Firenze : 105Km di scaffalature
200 pagine/cm
20KBytes/pagina 107 x 2 x 102 x 2 x 104 Bytes circa 40 TBytes
40 MHz 1 Mbyte = 40 TByte/s
Su nastro dopo la selezione dei Trigger : 100 MByte/s  1000TB/anno
VIRGO
ROMA
4MByte/s  40 Tbyte/anno
1) ANALISI DISTRIBUITA
2) POTENZA DI CALCOLO 3x106 SI95 (105 PC)
3) QUANTITA’ DI DATI PB/anno
4) USO GENERALIZZATO DI TUTTI GLI
ESPERIMENTI DELLA CSN1
5) AUSPICABILE APPLICAZIONE DI GRID
6) PARTE INTEGRANTE DELLA
SPERIMENTAZIONE AD LHC
ROMA
MUG-TEST
VIOLAZIONE del NUMERO
LEPTONICO μ  eγ
Misura del rapporto di decadimento
con sensibilita` 10-14
• Modello Standard
• SUGRA
(Attualmente 1.2 10-11)
mn  0,n di Dirac  BR  10-48
-13
15
BR  10 10
Il rivelatore
• Calorimetro e.m. a Xe liquido
• Spettrometro magnetico
• Contatore temporale (INFN)
ROMA
m 10 s
8
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
-1
_
KL p°nn
ROMA
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
At
SLAC
“INFN in Research Network”
ROMA
- aem
- gm-2
s had/sm
- Nucleon form factors
- Meson form factors
- Spettroscopia 1 - - Interazioni gg*
1 GeV – 30 mA Proton beam
Q0
1E+11
1E+10
1E+09
0
1
2
3
4
5
6
7
Eacc [MV/m]
8
9 10 11 12
Trasco Superconducting Cavity Z101 (Zanon)
F=700 MHz, T=1.5 K, b=0.47, RRR=58
Rs [nW] @ Eacc=1.7 MV/m
Trasco Superconducting Cavity Z101 (Zanon)
F=700 MHz, T=1.5 K, b=0.47, RRR=58
1000
100
10
1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
-1
1/T [K ]
Super Conducting Linac
Ion Source
0.1 MeV
ROMA
RFQ
5 MeV
DTL or ISCL
100 MeV
Matching Section ß=0.5 Section ß=0.65 Section
up to 190 MeV up to 430 MeV
100 MeV
ß=0.85 Section
up to 1000 MeV
FUTURE COLLIDERS
TESLA
TTF
Cryomodule Design
“Finger Welded” Shields
Sliding Fixtures
Sliding Fixtures Qualifica
tests in LASA
Reduced Alignment Tolerances
Simplified alignement Strategy
ROMA
First SASE lasing at the TTF FEL in 2000
TTF FEL Undulator
Lasing at 109 nm
Clear indication
of SASE signal
ROMA
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
ROMA
CDF
CALCOLO
AND UPGRADES
BABAR
“
“
COMPASS
“
“
MOF + CALCOLO PER LHC……
NUOVE INIZIATIVE…………….
AUMENTO PRESENZA AL CERN
…………
…………
Conclusioni 2
Piano Triennale 2002-2004
1) Solida presenza sulla Frontiera della Ricerca
2) Conclusione del (capo)lavoro al LEP
3) Costruzione degli strumenti della ricerca
di base del futuro (impegno crescente al CERN)
4) Raggiungimento obiettivi scientifici di KLOE
E DAFNE
5) Fisica degli eventi rari
6) Solida presenza nei Dipartimenti di Fisica
ROMA
METODOLOGIE E LINEE DI RICERCA
LEP e+eModello 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
FRAZIONE INFN NELLE
COLLABORAZIONI INTERNAZIONALI
% FT E
0,600
0,500
0,400
0,300
0,200
% FT E
ROMA
E835
LHCB
Delphi
Aleph
Babar
Hera-b
Epsi
Com pass
CDF(I+II)
Zeus
CMS
Atlas
0,100
0,000
TTF Cathode Preparation System
1) Preparation in
Milano
Thermal emittance
measurements
with TOF
a. u.
2) Transfer to DESY
3) Connection to the GUN
ROMA
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
E - Ef (eV)
0.0
0.5
SCUOLE, WORKSHOP, ecc. Anni 1998-2000
FERRARA
"International Conference on CP Violation Physics", Sep. 2000
PADOVA
CHEP2000 "COMPUTING IN HIGH ENERGY AND NUCLEAR PHYSICS"
Linear Collider 2000 "2nd ECFA/DESY Study on Physics and Detectors
for a Linear Electron - Positron Collider"
21 INTERNATIONAL
CONFERENCE or
Collaboration Meetings
Collaborazione Babar "Workshop di BaBar (BaBar Physics Week)", Sep. 99
Phisics and Exp. For future e+e- colliders
MILANO
International Conference on Advanced Technology and Particle Physics
ROMA/1
"Fouth Workshop on Electronics for LHC Experiments", Sep. 98
FIRENZE
2nd Int. Conf. On Radiation effects on semiconductors ( FI 98)
4th Large scale applications on Radiation hardness of semicondutor detectors (FI 99)
NA48 Intern. Workshop (FI 99)
3nd Int. Conf. On Radiation effects on semiconductors ( FI 99)
BARI
5th Workshop on RPC and related detectors
PISA
"Les rencontres des Physiques de la Vallee D'Aoste" La Thuile, 1998
"Les rencontres des Physiques de la Vallee D'Aoste" La Thuile, 1999
"Les rencontres des Physiques de la Vallee D'Aoste" La Thuile, 2000
8-th Pisa Meeting on Advanced Detectors, La Biodola 2000
FERRARA
Intern. Conf. On CP violation Physics
LNF
Physics in Collision, Frascati ‘98
Workshop on Physics and detectors for DAFNE, Frascati ‘99
Workshop on Hadron Spectroscopy, Frascati ‘99
GENOVA
ROMA
Conference on Hyperons Charm Beuty Hadrons
Workshop Pixel 2000
AFFERENTI alla
Anno
2000
2001
FRASCATI
LEP
SLAC
FNAL
DESY
LHC
63
114
70
83
47
249
63
60
84
82
41
301
TOTAL FTE
TECNOLOGI
628
120
631
133
TOTAL
748
764
ROMA
(FTE)
19 INFN-SECTIONS+ LNF
+ EXTERNAL REFEREES
Ricerca di SUSY

Buone speranze di
scoprire SUSY nel
Run II o di mettere
forti vincoli sulla
teoria
Previsioni basate su 2 fb-1
ROMA
BaBar at PEPII
ROMA
ATLAS
ROMA
ROMA
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
TRASCO 700 MHz: b=0.5 single-cell prototype
Q0
1E+11
1E+10
1E+09
0
1
2
3
4
5
6
7
Eacc [MV/m]
ROMA
8
9 10 11 12
Trasco Superconducting Cavity Z101 (Zanon)
F=700 MHz, T=1.5 K, b=0.47, RRR=58
Rs [nW] @ Eacc=1.7 MV/m
Trasco Superconducting Cavity Z101 (Zanon)
F=700 MHz, T=1.5 K, b=0.47, RRR=58
1000
100
10
1
0.2
0.3
0.4
0.5
-1
1/T [K ]
0.6
0.7