GRUPPO II- - bo.infn.it - Gruppo2... · Baldi Paolo 60% (resp. Locale) Tortora Paolo 50% Dip Ing. Aerospaziale (Forli„)- UniBo ... La probabilità che l’evento ... 5 sistemi di

GRUPPO II-

FISICA ASTROPARTICELLARE E

DEI NEUTRINI

BOLOGNA, 6/7/2011

M. Spurio

Assemblea di Sezione 6 Luglio 2011 - M Spurio. ASSEMBLEA DI

SEZIONE

Assemblea di Sezione 6 Luglio 2011 - M Spurio.

Fisica Astroparticellare e dei Neutrini

Assemblea di Sezione GRUPPO2

CSN2 2010 Budget iniziale

13 M€

Linea 1 Fisica di neutrino (principalmente ai

LNGS) 23.6%

Linea 2 Misure di processi rari (principalmente

ai LNGS) 22.8%

Linea 3 Studio della radiazione cosmica in

superficie e nelle profondita' marine 22.0%

Linea 4 Studio della radiazione cosmica nello

spazio 18.3%

Linea 5 Ricerca di onde gravitazionali 10.5%

Linea 6 Fisica generale 2.8%

AMS2 sulla ISS: Ricerca antimateria nello spazio

ANTARES, NEMO sotto il mare: Telescopi di neutrini

CUORE ai LNGS: decadimento ββ senza neutrini

GGG: Verifica principio di equivalenza

LVD ai LNGS : Rivelazione collassi gravitazionali

OPERA ai LNGS: Oscillazioni neutrini

XENON ai LNGS : Ricerca materia oscura

36 ricercatori 29.5 FTE + 6 tecnologi 2.3 FTE

+ NESSiE al CERN

Sigle di CSN2 in Sezione

Ricercatori FTE nel 2010/2011

4.7 FTE

4.6 FTE

1.9 FTE

2.2 FTE

4.7 FTE

7.8 FTE

3.4 FTE

=29.5

22991

17544 16647

15823 14663 14620

13009

21213

15991 15432 14530

13541 13621 12454

1778 1553 1215 1293 1122 999 555

0

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

CSN2 : Assegnazioni

TOT

TOT ESP

TOT DOT

k€

AMS- II


Closing Endeavour’s Payload Bay Doors

at the Launch Pad


STS-134 launch May 16, 2011@08:56AM



•AMS-02 will identify with high precision the cosmic ray particles

and measure with accuracy their energy

• The combination of these factors will provide unprecedented

sensitivity to search for new physics

• AMS-02 has been

successfully installed on ISS

• The detector is fully

functional and is collecting

data at the rate of over 1

billion triggers per month


4

2.6

Accelerometro differenziale in rotazione

veloce per la verifica del Principio di

Equivalenza nello spazio (GG)

Programma e impegni 2010-2011Run di lunga durata di sGGG

-Design implementazione JPL sistema interferometria laser su sGGG. In

alternativa, design nuovi ponti capacitivi di simile sensibilità

(con test e realizzazione prototipo elettronica a Bologna)

GGG

Baldi Paolo 60% (resp. Locale)

Tortora Paolo 50% Dip Ing. Aerospaziale (Forli„)- UniBo

Giuseppe Casula 40%

Palmonari Federico -

Focardi Sergio -

Il gruppo di Bologna ha curato la scheda elettronica del

power coupler (ora montata su sGGG), di cui aveva

costruito lo scorso anno il prototipo


GGG

Finalità: telescopio sottomarino per neutrini ricerca di neutrini astrofisici di alta energia: sorgenti galattiche ed extra galattiche Flusso diffuso di neutrini Ricerca indiretta di dark matter Programma e impegni

2010 e 2011 Maintenence e connessione Linea Strumentata Continuazione dell’analisi dati

ANTARES


ANTARES PAPERS in 2011

ZENITH DISTRIBUTION AND FLUX OF ATMOSPHERIC MUONS MEASURED WITH THE 5-LINE ANTARES

DETECTOR. J.A. Aguilar et al., Astropart. Phys. 34 (2010) 179–18

PERFORMANCE OF THE FRONT-END ELECTRONICS OF THE ANTARES NEUTRINO TELESCOPE. J. A.

Aguilar et al., Nucl.Instrum.Meth. A622 (2010) 59-73

SEARCH FOR A DIFFUSE FLUX OF HIGH-ENERGY νμ WITH THE ANTARES NEUTRINO TELESCOPE. J.

A. Aguilar et al., Phys.Lett. B696 (2011) 16-22

AMADEUS - THE ACOUSTIC NEUTRINO DETECTION TEST SYSTEM OF THE ANTARES DEEP-SEA

NEUTRINO TELESCOPE. J.A. Aguilar et al., Nucl. Instr. and Meth. A 626-627 (2011)128-143

TIME CALIBRATION OF THE ANTARES NEUTRINO TELESCOPE. J.A. Aguilar et al., Astropart.Phys. 34

(2011) 539-549

A FAST ALGORITHM FOR MUON TRACK RECONSTRUCTION AND ITS APPLICATION TO THE ANTARES

NEUTRINO TELESCOPE. J. A. Aguilar et al., Astropart.Phys. 34 (2011) 652-662

ANTARES : THE FIRST UNDERSEA NEUTRINO TELESCOPE. M. Ageron et al. Nucl.Instrum.Meth. A (in

press)

ACOUSTIC AND OPTICAL VARIATIONS DURING RAPID DOWNWARD MOTION EPISODES IN THE DEEP

NORTH-WESTERN MEDITERRANEAN SEA. H. van Haren et al., Deep-Sea Research Part I (in press) primo

paper su ANTARES come osservatorio multidisciplinare


Corresponding Author: A. Margiotta

Corresponding Authors: S:Biagi, M.S.


ANTARES a BOLOGNA

Simone Biagi (assegno di ricerca)

Stefano Cecchini – Steering Committee (Quality Control Manager)

Tommaso Chiarusi – Coord WG Shower reconstruction

Giorgio Giacomelli – Chairman Pubbl. Committee

Annarita Margiotta (resp. locale) – Steering Committee (Coord. simulazioni Monte Carlo)

Maurizio Spurio – Coord. WG diffuse flux neutrinos

Simulazioni Montecarlo:

Run-by-run simulation: miglioramento della rappresentazione del background ambientale (effetti su

ricostruzione eventi).

Analisi:

Oscillazioni di neutrini

Perfezionamento di uno stimatore energia spettro energetico dei neutrini atmosferici

Studio delle variazioni stagionali del flusso di neutrini atmosferici.

Sciami indotti da neutrini elettronici di alta energia

Quality control legato a manutenzione + Return of Experience

Turni di presa dati a La Seyne-sur-Mer

NEMO: Sviluppo di prototipi per un telescopio

a neutrini di grande dimensioni (KM3NeT).

NEMO Bo 2011 S. Biagi, T. Chiarusi , A. Margiotta, M. Spurio

Stato

NEMO Fase 2 in costruzione con completamento dell'integrazione e

installazione a settembre-ottobre

KM3NeT Pre-production model definito, avvio della costruzione a breve con

completamento ed installazione (possibilmente a Capo Passero) a metà 2012

Attività 2012

Presa dati di NEMO Fase-2 e ministringa Antares

Integrazione ed installazione del PPM. In discussione il sito di installazione,

ma Capo Passero è il miglior candidato.

Proposta per il bando PON in preparazione (scade: 11 Agosto) per una

richiesta totale di 45 M€, con l'obiettivo di costruire un telescopio da 60 torri

in futuro espandibile a 100 (KM3NeT)

NEMO DAQ test-bench @

Bologna Electronics TriDAS

(developed by Roma1) (developed by Bologna with Pisa)


DOMTOWER - Prototype– Packaging

- Very compact packaging

integration in several production

sites and transport on trucks,

“easy” to be deployed


DU

Backbone

Storey

6 m long

20 storeys

@ 40 m

Anchor


FTE NEMO

FTE ANTARES

Anche per il prossimo anno avremo bisogno della collaborazione del servizio di Calcolo e reti (in particolare A. Paolucci). Approfitto dell’occasione per ringraziare tutti I tecnici del CC, in particolare Andrea Paolucci, per il lavoro e il supporto fornito nell’anno appena passato.


Risultati 2009-2011 :

Collaborazione: Cuoricino: limite T½0νβ+/EC(120Te) >1.9

1021 yr (90%C.L.)

limite T½0νββ(130Te) >2.8×1024 yr (90% C.L.)

Completate stime del background esterno <1

10-2 counts/Kg KeV yr

>700 cristalli TeO2 immagazzinati ai LNGS nella PSA ~2/3 del totale

Test sui campioni di cristalli consegnati del tutto soddisfacenti

Completata la costruzione dell‟edificio di Cuore e la messa a punto

delle camere pulite per l‟assemblaggio del rivelatore

Bologna: - PSA e relativo database pienamente operativi

- Completati test di concentrazione di azoto rilasciato dalla PSA in galleria

- Completati con successo installazione e test sistema di

sollevamento degli schermi criogenici

Programma e impegni 2011-2012 :

Collaborazione: Inizio costruzione Cuore 0

Commissioning prima parte criostato

Bologna: Manutenzione e gestione PSA e database

Realizzazione, installazione e test anelli di sollevamento schermi criogenici

CUORE

Servizio FTE Periodo

Elettronica

Servizio Tecnico Generale

Officina Meccanica 0.8 spalmati sull’anno

Progettazione meccanica 1.0 + 0.3 + 0.2 “

Calcolo e reti 0.1 “

Esperimento: CUORE

Richieste ai Servizi della Sezione

Assemblea di Sezione 6 Luglio

2011 - M Spurio.

Franco Rimondi……..50% Marco Guerzoni……..30%

Milena Deninno …….50% Carlo Crescentini…….20%

Stefano Zucchelli……50% Franco Semeria……..10%

Giacomo Bari………..40% Antonio Chiarini …….30%

Componenti e FTE del gruppo di Bologna per 2012 :


Rivelazione dei neutrini da collasso stellare

Risultati 2010-11:

• Ricerca di SN: acquisizione dati con uptime=99.95%

e massa attiva = 980 t: miglior upper limit al mondo sul

numero di SN nella galassia (0.15/y) ICRC2011

• Monitor del run 2010 del CNGS:

oltre 30000 eventi rivelati, in accordo con le attese.

Programma e impegni 2011-12:

• Acquisizione dati con la massima massa attiva ed efficienza.

• Monitor del CNGS beam.

Componenti e FTE per 2012:

P. Antonioli, G. Bari, E. Bressan, M. Garbini, P. Giusti, R. Persiani, G. Sartorelli, M.

Selvi, A. Zichichi. In totale circa 4 FTE

LVD


SN neutrino monitor

During last 12 months: average active mass 980 t, average duty cycle 99.95%.

Since no SN core collapse have been observed in the whole period of observation (1992-2009) the upper limit to the rate of such events in the Galaxy, at 90% C.L., is 0.15 y-1 .

(see Poster @ ICRC2011)

Given its mass, LVD is sensitive to gravitational stellar collapses up to a distance d = 20 kpc (most of the Galaxy), even in the case of the lowest neutrino-sphere temperature and even with just 1/3 of its mass.

(see Astrop. Phys. 28 (2008) 516)


CNGS beam event


Elettronica 0.1

Servizio Tecnico Generale 0.1

Officina Meccanica 0.2

Calcolo e reti 0.1

Esperimento: LVD LVD + XENON


Elettronica 0.2

Servizio Tecnico Generale 0.2

Officina Meccanica 0.3

Calcolo e reti 0.1

Esperimento: XENON

Assemblea di Sezione

Evidenza oscillazioni → nel fascio di

del CNGS

Ricerca oscillazioni sub-leading → e

Programma 2011 e 2012 2011 Run CNGS 18/3 20/11 (223 giorni)

Integrale atteso (2008

2011) ∼14.5 x 1019 pot ∼ 65% di 5 anni nominali

2012 : ultimo CNGS Run (salvo estensioni ad oggi non previste)

OPERA

6/7/2011

26

STATUS

Analisi 2008-2009 completata. Verificate efficienze e fondi

Osservato un candidato nel canale di decadimento adronico con una

significatività del 95%

In parallelo: scanning e analisi eventi run 2010 e 2011

Prossimo obiettivo: aumentare il campione statistico della ricerca →

Ricerca oscillazioni → e: contribuire alla definizione dell’angolo di mixing θ13

6/7/2011 Assemblea di Sezione

Detection of the first

candidate event PLB691

(2010) 138

27

Un candidato osservato

nel canale τ → h 0.49

0.12 eventi attesi con

0.05

0.01 eventi di fondo

La probabilità che l’evento

non sia dovuto a una

fluttuazione del fondo è del

95%

Attività in Sezione

Misura ai microscopi del laboratorio

5 sistemi di scanning + 3 robot per il montaggio delle lastre

Infrastruttura di calcolo per la ricostruzione locale (40 cpu + 40 TB)

Ricostruzione ed Analisi degli eventi assegnati a Bologna

Eventi run 2008 e 2009 (254 brick) completati

Eventi run 2010 e 2011 (80 brick) in corso

Produzione e manutenzione di componenti

hardware per i microscopi

Item specifici di fisica e MC correlati

Oscillazione e

Ottimizzazione misura di sciami elettromagnetici

Controllo efficienze di ricostruzione

Attività ai LNGS Scanning Station, Sviluppo Emulsioni,

Electronic Detectors : ~ 1 anno-uomo

OPERA a BOLOGNA

6/7/2011 28

S. Balestra, G.Brunetti, P. Calligola, L. Degli Esposti, D. Di Ferdinando, G. Giacomelli, G. Mandrioli, L. Patrizii, M. Pozzato, M. Sioli, G. Sirri, M.Tenti, V. Togo, C. Valieri

Un evento e ricostruito a Bo

Assemblea di Sezione

Servizio Mesi-Uomo Periodo

Elettronica 12 tutto 2012

Servizio Tecnico Generale 24 locali

6 al GS

tutto 2012

Officina Meccanica 3 saltuari

Calcolo e reti

Gruppo Multimediale

6 6 m.u. (tutto 2012)

Amministrazione e Direzione Tutti Sempre

6/7/2011

29

Richieste ai Servizi per il 2012

OPERA BOLOGNA 2011 9 Fisici (7.8 FTE) 2012 7 Fisici (5.6 FTE)

6 Luglio 2011 30

Neutrino Experiment with SpectrometerS in Europe

SPECTROMETER(S) Prospects for a new

CERN-PS Experiment:

Oscillazioni dei neutrini:

problema risolto?

Neutrino oscillations have established a picture and a large

number of experiments consistent with the mixing of three physical

neutrino e and with mass eigenstates and .

There are however a number of anomalies which, if confirmed,

could be due to the presence of an additional, large squared

mass difference and of additional neutrinos.

Two distinct classes of anomalies have been observed, namely

apparent disappearance signals: (1) the anti- e events detected from

near-by nuclear reactors and (2) from the from Mega-Curie k-capture

calibration sources in the Gallium experiments to detect solar ne

observation for excess signals of ne electrons from neutrinos from

particle accelerators (LNSD/MiniBooNE)

+ MINOS (CPT?)

Anomalie nelle misure di a reattori


G. Mention et al. arXiv:1101.2755v1 [hep-ex] Experimental results are compared to

the prediction without oscillation, taking into account the new spectra, the neutron

mean lifetime and the off-equilibrium effects. The averaged ratio is 0.937

0.027

LSND: Evidence for ( e)


Excess of events: 87.9 22.4 6.0

Beam related backgrounds

Expectation for oscillations

Data points after background subtraction

7 Luglio 2011 Luca Stanco - CdS Padova

F.Mills,

ICHEP,

July 2010

Putting together LNSD and MiniBooNE

6 Luglio 2011 NESSIE 36

Due Spettrometri

FAR (850 m)

NEAR (127 m)

al CERN-PS C. Rubbia et al A search for anomalous neutrino

disappearance and oscillatory phenomena at the CERN-PS”

•Memorandum to SPSC, March 9th 2011

Misura dell’impulso e del segno della carica dei muoni che emergono dal

rivelatore a monte

Studio di oscillazioni νμ → νe con un fascio (anti) νμ di

bassa energia con LAr in posizione NEAR E FAR per

stabilire cosa sta oscillando e cosa non oscilla


FAR site DESIGN STUDY

spettrometri al FAR site e al NEAR site che

siano

- poco costosi

- non richiedano (o quasi) R&D

- veloci da realizzare

- pienamente compatibili con il

proposal del LAr

- massimizzino il risultato di fisica

Allo studio:

• spettrometro leggero, e.g. 2.5 cm di lastre di

ferro

• dipolare : B=1.5 Tesla

• diversi strati sensibili, e.g. 8-10 strati per

braccio di RPC e/o Drift Tubes

• 2 Moduli sul Far ; 1 Modulo sul Near

circa 0.7 ton/Modulo

fascio dal PS


Risultato di esercizio con analisi completa

Reconstructed Neutrino Energy

FAR site

-bar LAr+Spect (Q)

LAr+Spect (Q)


Azioni Recenti e del Prossimo Futuro

MAGGIO: presentazioni a Neutrino Conferences

⇒ caso di fisica ben accettato

discussioni preliminari con management INFN

⇒ Giunta OK ma nessun finanziamento per il fascio

discussioni con management CERN

⇒ PRONTI a studiare il progetto del fascio e a pagare il fascio

GIUGNO: discussioni preliminari con la Comm2

⇒ andare avanti con lo studio e la definizione di una collaborazione

SETTEMBRE : Valutazione in Comm2

Sottomissione di un Memorandum al CERN-SPSC

POI : ottimizzazione dei magneti e dei rivelatori

NESSIE 40

Collaboration

Bari

Bologna

Frascati

Lecce

Padova

Roma1

Salerno

Se il DESIGN STUDY diventerà un ESPERIMENTO

i ricercatori aumenteranno fino a un totale di 18-20 FTE

Nel frattempo:

espressioni di Interesse da

- 2 altre sezioni Italiane

- gruppi Francesi

- gruppi Cinesi

A questo Design Study stanno collaborando ricercatori di

Richieste finanziarie 2012

Richieste ai servizi per il 2012:

Elettronica: 6 m.u. per consulenza DAQ

Progettazione Meccanica 2 m.u. per Struttura meccanica

89 k€ totali, di cui 20 k€ a Bologna


(Richieste molto limitate per il prossimo anno)

Gruppo di Bologna

Simulazione, Software, DAQ, Disegno, Meccanica

L. Patrizii (40%) Responsabile Locale

S. Cecchini (30%)

M. Sioli (20%)

M. Spurio (20%)

Costo stimato Spettrometri (magnete +rivelatori)7-8 M€

GRUPPO II- - bo.infn.it - Gruppo2... · Baldi Paolo 60% (resp. Locale) Tortora Paolo 50% Dip Ing. Aerospaziale (Forli„)- UniBo ... La probabilità che l’evento ... 5 sistemi di

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