21 NATIONAL LABS 744 FTE

ROMA

CALVETTI@FI.INFN.IT

PIANO TRIENNALE

ROMA

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 “chiusura”

In“Continuazione”

In“costruzione”

In fase di“progetto”

3%

27%

55% 1%Dotazioni 9.5%Indiviso 4.5%760 FTE

ROMA

0

5

1015

20

25

3035

40

45

AL

EPH

DEL

PH

I

L3

OP

AL

NA

48

BA

BA

R

HER

A-B

CM

S

ATL

AS

LH

C-b

ZEU

S

E-83

1

CO

MP

AS

S

CD

F

E-83

5

RELAZIONI STUDENTI RESPONSABILITA’

Attività 2000

21 conferenze internazionali 1998-2000 (in Italia)

ROMA

Atlas

44%

8%9%

9%

5%

5%

5%5% 5% 5%

CERN

Germania

Italia

UK

Francia

Israele

Norvegia

Spagna

Svezia

USA

CMS

53%

20%

13%

7%7%

CERN

Italia

USA

Portogallo

Svizzera

Spokespersons in 2000-20011) R.Cester E-835 FNAL2) F.Bedeschi CDF FNAL3) F.Bradamante COMPASS CERN4) L.Moroni E-831 FNAL5) A.Ceccucci NA48’ CERN6) G.Matthie TOTEM CERN 7) F.Tenchini ALEPH CERN8) P.Franzini KLOE FRASCATI

INFN INFN

AND THE

ROMA

ROMA

1) Conferma dell’esistenza della VIOLAZIONE DIRETTA di CP2) Prime misure di SIN(2) e del MIXING at SLAC3) Osservazione di candidati HIGGS al LEP4) Osservazione di possibile Mixing in mesoni con Charm5) Funzioni di Struttura del Protone

ROMA

Obiettivi di fisica per l’esperimento ALEPH

Picco del W nel canalesemileptonico qq

Fisica del Bosone W•Misura della Massa e della Larghezza•Misura della sezione d’urto•Misura produzione W Singoli

Presa dati dal 1989 al novembre del 2000Tanta analisi dei dati ancora da completare

Per la massa : ottenere una incertezza statisticae sistematica di 30 MeV

Misura Accoppiamenti Trilineari dei Bosoni di Gauge (TGC).•Misura degli accoppiamenti carichi (WW,ZWW)•Limite su accoppiamenti neutri (ZZZ,ZZ) 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

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 ms=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 s a LEPII•studio di-fermioni•e per tutto ……

Importanti lecombinazioni LEP !!

ROMA

BaBar Physics Program

The entire Physics of the Unitary TriangleThe entire Physics of the Unitary Triangle

Bd D*

CP

ROMA

BaBar Measurement of sin2

J/J/KKSS

J/J/KKLL

J/J/KKSS

J/J/KKLL

sin2=0.34±0.20 (stat) ±0.05(syst))

ROMA

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

1 yr data

Resa di fisica immediata!

Mixing Bs

ROMA

Fermilab promette 15-20 fb-1 tra il 2001 e il 2007

Effetto dei nuovi triggers su vertici secondari non e’ incluso nella previsione

LEP limit

20

ROMA

ROMA

Obiettivi di fisica di COMPASS

fase 1 (initial lay-out), dall’estate 2001

con fascio adronicoproduzione diffrattiva di stati esotici

con fascio di piccola accettanza per ildiffuso(Q2 < 4 GeV2) misura di G tramite

1.asimmetria di spin della sezione d’urto di produzione di open charm (G/G) = 0.11, in due anni di misura (12 mesi di run)

2.asimmetria di coppie di adroni correlati a grande pt (G/G) = 0.05, in un anno di misura (6 mesi di run)

concorrenza per G : Hermes (DESY), E161 (SLAC), SPIN (RHIC)

misura di g1p e g1

d a piccolo xa parita’ di tempo di run, statistica ~10 volte SMC

ROMA

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

KLOE 200 pb-1 per KLOE a fine 2001 può :

completare lo studio dei decadimenti radiativi della

Misura all’ 1% su had (g-2)

Studio dei decadimenti semileptonici dei Ks

Fattori di forma Kl3

Misurare Re(’/) al .2% -.3 % NEL 2001

KLOE . . . Sceglierà . . .

ROMA

Simultaneous K+ and K Beams

NA48’K+

K-

ROMA

Expected Stat Precision

NA48

1.0E-06

1.0E-05

1.0E-04

1.0E-03

1.0E-02

NA48

KLOEHyperCP

BNL

1.0E-06

1.0E-05

1.0E-04

1.0E-03

1.0E-02

Bel’kov-99

Shabalin-98

SUSY

D’Ambrosio-99

SM

ROMA

- BOBINE DEI MAGNETI per ATLAS e CMS - RIVELATORI DI TRACCE A STATO SOLIDO- MSGC- RPC- CALORIMETRIA a KRIPTON LIQUIDO- ELETTRONICA di TRIGGER

- 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

ATLAS-COIL INFN-LASA MILANO

LASA-MILANO/ANSALDO

ROMA

ATLAS TOROID COIL – LASA-MILANO

ROMA

ATLAS-coil

ROMA

ATLAS7000 m2 di RPC in 1132 camere46500 schede di elettronica372000 canali di lettura65000 tubi a deriva in 200 camere775m2 Rivelatori a pixelsElettrodi Calorimetria EM100000 AmplificatoriElettronica di trigger di secondo e terzo livello

CMS1600 RPC (400 camere)4000 rivelatori al Silicio10 Milioni di canali Etc..etc…

ROMA

Torino - Partial view of workshop

cms

BOLOGNA

ROMA Legnaro - workshop (partial view)

ROMA

The workshop in BariThe workshop in Bari

cms

ROMA

INFN-PISA

ROMA

Pisa - clean roomCMS

BARI-PERUGIA-PISA-FIRENZE-TORINO-PADOVA-

ROMA

Biblioteca Nazionale di Firenze : 105Km di scaffalature

200 pagine/cm20KBytes/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 4MByte/s 40 Tbyte/anno

ROMA

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

Misura del rapporto di decadimento

con sensibilita`

• Modello Standard

• SUGRA

MUG-TEST

VIOLAZIONE del NUMERO LEPTONICO eγμ

-4810 BR Diracdi ,0 m15-13 1010 BR

Il rivelatore

• Calorimetro e.m. a Xe liquido

• Spettrometro magnetico

• Contatore temporale (INFN)

(Attualmente 1.2 10-11)10-14

ROMA

Fondi • Positroni da decadimenti di Michel e ...

• Fotoni da: – decadimento radiativo

– annichilazione di positroni in volo

-18 s 10

1 evento di segnale e meno di un evento di fondo attesi in un anno di presa dati

Inizio presa dati previsto per il 2003

ROMA

KL °_

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 had/-em - g-2- Nucleon form factors- Meson form factors- Spettroscopia 1 - -

- Interazioni

AtSLAC

“INFN in Research Network”

ROMAIon Source

0.1 MeVRFQ

5 MeVDTL or ISCL100 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

1 GeV – 30 mA Proton beam

ROMA

TTF Cryomodule Design

Sliding Fixtures Qualification tests in LASA

“Finger Welded” Shields

Sliding Fixtures

Simplified alignement Strategy

FUTURE COLLIDERS TESLA

ROMA

First SASE lasing at the TTF FEL in 2000

Clear indication of SASE signal

Lasing at 109 nm

TTF FEL Undulator

ROMA

1) CDF CALCOLO AND UPGRADES2) BABAR “ “3) COMPASS “ “4) MOF + CALCOLO PER LHC……5) NUOVE INIZIATIVE…………….6) AUMENTO PRESENZA AL CERN7) …………8) …………

ROMA

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 DANE

5) Fisica degli eventi rari

6) Solida presenza nei Dipartimenti di Fisica

Conclusioni 2

Piano Triennale 2002-2004

ROMA

LEP e+e- Modello Standard at 200GeVKLOE;NA48;MUGTEST Decadimenti RariBABAR;HERA-B …… Asimmetria materia-antimateriaZEUS; COMPASS …………. Interazioni Inelastiche Struttura del protoneCDF ………………………….. Modello Standard in p-antipE-835; E-831………………….Spettroscopia del CHARMATLAS; CMS; B-TeV; LHC-b ………………. ..Oltre il Modello StandardLinear Colliders ………………Oltre il Modello Standard

METODOLOGIE E LINEE DI RICERCA

ROMA

% FTE

0,0000,100

0,2000,3000,400

0,5000,600

Atl

as

CM

S

Ze

us

CD

F(I+

II)

Co

mp

ass

Eps

i

He

ra-b

Bab

ar

Ale

ph

De

lph

i

LH

CB

E835

% FTE

FRAZIONE INFN NELLE COLLABORAZIONI INTERNAZIONALI

ROMA

TTF Cathode Preparation System

2) Transfer to DESY

1) Preparation in Milano

3) Connection to the GUN

-2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5

E - Ef (eV)

a. u

.

Thermal emittance measurements with TOF

ROMA

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 Detectorsfor a Linear Electron - Positron Collider"

Collaborazione Babar "Workshop di BaBar (BaBar Physics Week)", Sep. 99Phisics 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 Conference on Hyperons Charm Beuty HadronsWorkshop Pixel 2000

21 INTERNATIONAL CONFERENCE orCollaboration Meetings

ROMA

AFFERENTI alla (FTE)Anno 2000 2001

FRASCATI 63 63 LEP 114 60 SLAC 70 84 FNAL 83 82DESY 47 41LHC 249 301

TOTAL FTE 628 631TECNOLOGI 120 133

TOTAL 748 764

19 INFN-SECTIONS+ LNF + EXTERNAL REFEREES

ROMA

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

KOPIO: KL 0 a BNL Elementi caratterizzanti della tecnica :

tempo di volo del K0L con fascio “-bunched” di bassa

energia impulso del K per reiezione cinematica di K0

L0 0

“preradiator” tracciante per misura della direzione dei fotoni misura diretta di m per condizione m = m°

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 (BR)/BR~0.15 () ~ 0.08

ROMA

TRASCO 700 MHz: b=0.5 single-cell prototype