1 Sezione di Trieste Silvia DALLA TORRE CSN I, Frascati 15/11/05 WG: FISICA ADRONICA E DELLO SPIN...

Silvia DALLA TORRESilvia DALLA TORRE

CSN I, Frascati 15/11/05CSN I, Frascati 15/11/05 11

Sezione di TriesteSezione di Trieste

WG: FISICA ADRONICA E DELLO SPINWG: FISICA ADRONICA E DELLO SPIN

ORGANIZZAZIONE DI QUESTA PRESENTAZIONEORGANIZZAZIONE DI QUESTA PRESENTAZIONE

1.1. INTRODUZIONEINTRODUZIONE le caratteristiche di questo WG l’impostazione del lavoro iniziale

2.2. LAVORO INIZIALE: la prima riunione del WGLAVORO INIZIALE: la prima riunione del WG il menu’ di fisica risultante

3.3. MISCELLANEA di considerazioni scaturite in questa MISCELLANEA di considerazioni scaturite in questa fase istruttoria del lavorofase istruttoria del lavoro

materiale largamento ricavato dalle trasparenze dei materiale largamento ricavato dalle trasparenze dei colleghi dello colleghi dello

WG e da S.Forte (MI, 4/5/05): WG e da S.Forte (MI, 4/5/05): graziegrazie ! !




INTRODUZIONEINTRODUZIONE




WG: FISICA ADRONICA E DELLO SPINWG: FISICA ADRONICA E DELLO SPIN

sostanziali sostanziali overlap eoverlap e contiguita' scientifiche con altri WGcontiguita' scientifiche con altri WG:: (S)PS++ e fisica relativa

overlap e contiguita’ + evidenti, urgenti contatti con WG (S) PS++

Futuro di e+e- a LNF Fisica dei K

CSN III (si veda la prossima trasparenza) contiguita’ riconosciuta fin dall’inizio, contatti fra i Presidenti Prima linea scientifica della CSN III– Mauro Taiuti Referente fattori di forma: Valeria Muccifora Referente trasversita’ : Paolo Lenisa contatti con MT,VM,PL: non siamo riusciti ad avere una riunione

congiunta, i contatti continuano

il progresso del lavoro suggerira' come gestire queste aree comuni

GOAL di questa fase iniziale : delineare la nostra attivita’

parziale overlapparziale overlap

contiguita’ : facilities condivisecontiguita’ : facilities condivise




CSN III – attivita’ contigueCSN III – attivita’ contigue

per completezza, per completezza, una compilazione delle attivita’ contigue del gruppo una compilazione delle attivita’ contigue del gruppo

III, tutte III, tutte incluse nella loro linea scientifica prima:incluse nella loro linea scientifica prima:

fattori di forma e.m. dei nucleoni, anche con misure di fattori di forma e.m. dei nucleoni, anche con misure di polarizzazionepolarizzazione@ DAPHNE2, @ GSI@ DAPHNE2, @ GSI

spettroscopia adronica (charmonio, esotici, elettroproduzione e spettroscopia adronica (charmonio, esotici, elettroproduzione e fotoproduzione)fotoproduzione)@ GSI, JLab@ GSI, JLab

fisica dello spin fisica dello spin @ JLab, GSI@ JLab, GSI

distribuzioni partoniche generalizzate distribuzioni partoniche generalizzate @ JLab, GSI@ JLab, GSI

OVERLAP COSPICUO !OVERLAP COSPICUO !




I RIUNIONE del Working GroupI RIUNIONE del Working Group

Roma, 7/11/2005Roma, 7/11/2005

PartecipantiPartecipanti

D. BettoniF. BradamanteM.P. BussaF. CervelliS. Dalla TorreM. GrassiM. MaggioraA. MartinV. MucciforaF. Tessarotto la presenza di Valeria la presenza di Valeria

ha costituito un importante ha costituito un importante link con la CSN III: grazielink con la CSN III: grazie

ci e’ mancata la presenza del nostro teorico, ci e’ mancata la presenza del nostro teorico, oberato da molti impegni oberato da molti impegni (non e’ stato possibile individuare una data compatibile):(non e’ stato possibile individuare una data compatibile):

si e’ parlato molto di fisica e i commenti a si e’ parlato molto di fisica e i commenti a caldo del collega teorico sarebbero stati caldo del collega teorico sarebbero stati preziosipreziosi

le presenze, come l’agenda, sono il riflesso le presenze, come l’agenda, sono il riflesso dei gruppi che hanno alzato la manodei gruppi che hanno alzato la mano




I RIUNIONE del Working GroupI RIUNIONE del Working Group

AGENDA – 7/11/05AGENDA – 7/11/05

Commenti introduttivi, Commenti introduttivi, S. Dalla TorreS. Dalla Torre Fisica dello spin a Fisica dello spin a COMPASS 2 ed COMPASS 2 ed

altroaltro, ,

F. BradamanteF. Bradamante Le prospettive sperimentali della Le prospettive sperimentali della

fisica adronica dell'esperimento fisica adronica dell'esperimento PANDAPANDA, ,

D. BettoniD. Bettoni Le prospettive dello studio della Le prospettive dello studio della

violazione di sapore leptonico nel violazione di sapore leptonico nel settore dei leptoni carichi, settore dei leptoni carichi, M. M. Grassi Grassi

Prospettive delle facility ad alta Prospettive delle facility ad alta intensita' per il progresso della fisica intensita' per il progresso della fisica adronica, adronica, F. CervelliF. Cervelli

Discussione conclusivaDiscussione conclusiva

NON E’ FISICA NON E’ FISICA ADRONICA, ADRONICA, MA STRUMENTI MA STRUMENTI DI ALTA INTENSITA’ DI ALTA INTENSITA’ IN COMUNEIN COMUNE

CONTIGUITA’ CONTIGUITA’ E CONTATTI,E CONTATTI,COME DETTOCOME DETTO(di questo non (di questo non si parlera’ nel si parlera’ nel seguito; si vedaseguito; si vedail talk di Franco)il talk di Franco)




I 3 SOGGETTI DI FISICAI 3 SOGGETTI DI FISICA

IN RAPIDI CENNIIN RAPIDI CENNI




COMPASS 2COMPASS 2




COMPASS 2, perche’ ? COMPASS 2, perche’ ?

i frutti della fisica adronica dello spin 1988 : la scoperta della “crisi dello spin” (misure di DIS) 2005 : la prima misura precisa di G/G (misure di SI-DIS) > 2000 : il ruolo della trasversita’ (misure di SI-DIS)

gli interrogativi aperti (alcuni molto datati) la natura dello spin del nucleone un oggetto quotidiano come il N e’

ancora mal capito e descritto !

i grandi effetti di polarizzazione nello scattering pp

il ruolo delle misure di DIS e SI-DIS illustrato dai risultati menzionati sopra le sonde : accesso ai piccoli x in misure DIS e SI-DIS con polarizzazione le prospettive - ~2010: il fascio di dell’SPS sara’ l’unica facility per DIS

ad alta energia (ELIC, eRHIC un sogno lontano)




LA CRISI DELLO SPINLA CRISI DELLO SPIN

il“puzzle”dello spin

dei nucleoni

LA CRISI DELLO SPINLA CRISI DELLO SPIN, , EMC 88EMC 88

poi confermata, oggi: poi confermata, oggi: ~ ~ 0.20.2[aspettazione SU(3) [aspettazione SU(3) = 0.6] = 0.6]

COMPASS, 2004: COMPASS, 2004: misure di precisionemisure di precisione

ed, inoltre, ed, inoltre, da misure di da misure di DIS polarizzatoDIS polarizzato

• verifica della verifica della Bjorken Sum Rule Bjorken Sum Rule (solo grazie al piccolo x !!!, (solo grazie al piccolo x !!!, SMC)SMC)• misura precisa misura precisa ss

+0.024+0.024 (in MS) = 0.237(in MS) = 0.237

-0.029-0.029




LO STUDIO DELLA CRISILO STUDIO DELLA CRISI

~ 0.2, contributo di ~ 0.2, contributo di G ?G ?

ruolo dell’anomalia assiale:ruolo dell’anomalia assiale:

la nuova frontiera sperimentale:la nuova frontiera sperimentale: SI-DISSI-DIS

per misurare:per misurare: G/GG/G

e non solo:e non solo: qqii (non accessibile in (non accessibile in Drell-Yan)Drell-Yan)

trasversita’trasversita’




LA PRIMA MISURA DI LA PRIMA MISURA DI G/GG/G

Photon GluonFusion (PGF)

'

q

g

P

q

COMPASS 2005:COMPASS 2005:17 anni dopo la crisi dello 17 anni dopo la crisi dello spin,spin,

la prima misura la prima misura precisaprecisa del del contributo del gluone allo contributo del gluone allo spin del nucleonespin del nucleone

• q = c:

Open Charm (decadimenti D0, D*)limitazioni statisticheinterpretazione chiara: golden channelessenziale l‘alta energia

• q = u, d, s:

coppie adroniche ad alto ptmisure non limitate statisticamentefondo da processi fisici competitori




ANCORA CON SI-DISANCORA CON SI-DIS

HERMES: HERMES: prima prima

decomposizione decomposizione di di gg11 con 5 flavour con 5 flavour




UN’ INDICAZIONE PER I UN’ INDICAZIONE PER I PROSSIMI PASSI PROSSIMI PASSI

al valore di x misurato:al valore di x misurato:G/G piccolo, compatibile con zeroG/G piccolo, compatibile con zero

da confermare con il golden da confermare con il golden channel channel

da misurare a x differenteda misurare a x differenteda confrontare con le misure in corso al da confrontare con le misure in corso al

RHICRHICPhoenix: Phoenix: 00 inclusivo da pp inclusivo da pp (p (p

polarizzatipolarizzati))STAR: jet da pp STAR: jet da pp (p polarizzati)(p polarizzati)

il momento angolare orbitale gioca un ruolo centrale per lo il momento angolare orbitale gioca un ruolo centrale per lo spin del nucleone?spin del nucleone?

studio delle GPD (Generalized Parton Distributions)




TRASVERSITA’TRASVERSITA’

•sviluppo recente dellateoria

• ruolo complementare q eTq• ruolo di kt

caratteristiche della trasversita’

• verifica la natura relativistica dei q

• non c’e’ contributo di g

• evoluzione in Q2 e SumRule ≠ longit.

• sensibile ai q di valenza




TRASVERSITA’ – un esmpioTRASVERSITA’ – un esmpio




TRASVERSITA’ – LE PROSPETTIVE TRASVERSITA’ – LE PROSPETTIVE

da COMPASS:da COMPASS:

ED, INOLTRE:ED, INOLTRE:

la polarizzazione delle la polarizzazione delle l’identificazione degli adroni semi-inclusivi con il RICHl’identificazione degli adroni semi-inclusivi con il RICH

le misure di trasversita’ di HERMESle misure di trasversita’ di HERMES




GENERALISED PARTON GENERALISED PARTON DISTRIBUTIONSDISTRIBUTIONS




COMPASS 2COMPASS 2

LA FISICALA FISICA

IL IL FASCIOFASCIO

•ALCUNE MISURE POSSONO ESSERE EFFETTUATE CON L’INTENSITA’ATTUALE(MISURE SU PROTONI)

•ALCUNE MISURE BENEFICEREBBERO DI UNA INTENSITA’ MAGGIORE DEL FASCIO DI MUONI (x 5)

•ALCUNE MISURE BENEFICEREBBERO DI UNA MAGGIORE ENERGIA DEL FASCIO DI MUONI (ΔG da HIGH Pt HADRON PAIRS e OPEN CHARM)




COMPASS 2COMPASS 2

PERCHE’ ALTA ENERGIAPERCHE’ ALTA ENERGIA

importante avere importante avere grande Qgrande Q22 e grande W e grande W (massa equivalente dello (massa equivalente dello stato adronico) per stato adronico) per ridurre i contributi degli higher-twistsridurre i contributi degli higher-twists

per la misura di per la misura di G/G G/G dalla asimmetria delle coppie di adroni a grande pT

si puo’ migliorare la stima delle direzioni dei quark dalla asimmetria di open charm

aumenta la sezione d’urto di produzione




GPD’s a COMPASS2GPD’s a COMPASS2

La Collaborazione ha espresso il suo interesse perLa Collaborazione ha espresso il suo interesse per

queste misure al queste misure al meeting di Villarsmeeting di Villars, settembre 2004, settembre 2004“COMPASS with high intensity muon beams and unpolarized target”, N. d'Hose

e successivamente ha sottomesso unae successivamente ha sottomesso una

""Expression of InterestExpression of Interest"": SPSC-E0I-005: SPSC-E0I-005

canali proposticanali proposti::

Exclusive meson electroproduction:Exclusive meson electroproduction: Vector mesons (0) Pseudoscalar mesons ()

Deeply Virtual Compton Scattering (DVCS)Deeply Virtual Compton Scattering (DVCS)




E=

190,

100G

eV

At fixed xAt fixed xBjBj, study in Q, study in Q22

Limitation by luminosity

now N = 2·108 μ per SPS spill

Q2 < 7.5 GeV2

for DVCS

if N 2 Q2 < 11 GeV2 for DVCS

Benefit of a higher muon intensity for GPDs study

if N 5 Q2 < 17 GeV2 for DVCS




Transverse Structure Functions Transverse Structure Functions via Drell-Yanvia Drell-Yan

Xμμp)p(πp

kinematics

q2P

Mx

1

2

1

xxx 21F

q2P

Mx

2

2

2

s

Mxxτ

2

21

possibile misura con fascio di possibile misura con fascio di

--, pbar e bersaglio di protoni , pbar e bersaglio di protoni

polarizzati trasversalmentepolarizzati trasversalmente[“Future Physics using Hadron Beams [“Future Physics using Hadron Beams with COMPASS”, S. Paul,Villars, Sett. 2004with COMPASS”, S. Paul,Villars, Sett. 2004]]




Transverse Structure Functions (Drell-Transverse Structure Functions (Drell-Yan) Yan)

30 GeV/c

15 GeV/c

40 GeV/c

= const: hyperbolae

xF = const: diagonal

PANDA (GSI)

ASSIA (GSI)

COMPASS

Phase space




COMPASS 2 COMPASS 2

INFORMAZIONI GENERALI, preliminariINFORMAZIONI GENERALI, preliminari

Costuzioni dal 2008:Costuzioni dal 2008: Tracciatori a piccolo angolo Sistema di trigger - partecipazione INFN DAQ - partecipazione INFN RICH2 (alti p) - partecipazione INFN Terzo ECal Recoil detector per DVCS

Data taking: 2011/12-2020Data taking: 2011/12-2020

Costo ~10 M€Costo ~10 M€

impegno INFN ~ quello attuale in COMPASSimpegno INFN ~ quello attuale in COMPASS ~30 FTE, fisici ~5 FTE, tecnici 25% costi




ALTRE VIE ALLA ALTRE VIE ALLA FISICA DELLO SPINFISICA DELLO SPIN




… … e ALTROe ALTRO

interesse per altre opzioni di studio della fisica dello spininteresse per altre opzioni di studio della fisica dello spin

FISICA DELLO SPIN A FAIRFISICA DELLO SPIN A FAIR SIS300 @ GSI: pbar > 40 GeV LOI ASSIA

Drell-Yan di-lepton production transversity spin observables in hadron production electromagnetic form factors

LOI PAX

FISICA DELLO SPIN A PROTVINOFISICA DELLO SPIN A PROTVINO Intensita’ fino a 5x1012/spill Energia fino a 70 GeV Polarizzazione fino a 70% Collaborazione: Protvino-Troitsk-Novosibirsk

FISICA DELLO SPIN A J-PARC FISICA DELLO SPIN A J-PARC la potenza aumentera’ fino a ~1 MW raggiunto nel 2012 Previsto fascio di protoni polarizzati a 50 GeV




da ASSIA LoI• studio di possibili lay-out degli accelaratori per avere un fascio di

antiprotoni polarizzati di energia sufficiente• collider simmetrico• collider asimmetrico ...

• studio di fattibilita’ di almeno parte del programma a PANDA• simulazioni per Drell-Yan

PAX• definizione dell’apparato

• studi per polarizzabilita’ degli antiprotoni: possibili misure a COSY e a AD

Fisica dello spin a FAIR

work in progress verso uno Spin Experiment with AntiProtons (SEAP)

in parallelo a PANDA




FISICA ADRONICA A PANDAFISICA ADRONICA A PANDA




FISICA ADRONICA A PANDAFISICA ADRONICA A PANDA

il programmail programma il fascioil fascio p beams with momenta

up to 15 GeV/c (√s 5.5 GeV)

PANDA – PANDA – esperimento esperimento approvatoapprovatodalla CSN III con refereedalla CSN III con refereecongiunti con la CSN I per congiunti con la CSN I per la parte adronica la parte adronica del programma di fisicadel programma di fisica




PANDA – L’APPARATOPANDA – L’APPARATO

richiesterichieste:: (Nearly) (Nearly) 44 solid angle coverage solid angle coverage

(partial wave analysis)(partial wave analysis) High-rate High-rate capability capability

(2(2×10×1077 annihilations/s) annihilations/s) Good Good PID PID ((, e, µ, , e, µ, , K, p), K, p) Momentum resolutionMomentum resolution (( 1 %) 1 %) VertexVertex reconstruction for D, K reconstruction for D, K00

ss, , Efficient triggerEfficient trigger Modular designModular design

per il charmonio, in particolareper il charmonio, in particolare::

Pointlike interaction regionPointlike interaction region LeptonLepton identification identification Excellent Excellent calorimetrycalorimetry

Energy resolution Sensitivity to low-energy

photons




Charmonium Physics OutlookCharmonium Physics Outlook All 8 states All 8 states below D Dbar thresholdbelow D Dbar threshold have been observed, with open have been observed, with open

problems:problems: The study of the hc (1P1 singlet resonance) remains a very high priority in

charmonium physics: contradictory evidence The agreement between the various measurements of the c mass and width is

not satisfactory. New, high-precision measurments are needed. The large value of the total width needs to be understood.

The study of the c has just started; mass agrees, m = 5 M eV, but theoretical doubts : small splitting from the must be understood. Width and decay modes must be measured.

The angular distributions in the radiative decay of the triplet P states must be measured with higher accuracy.

The energy The energy region above open charm threshold is the most interesting region above open charm threshold is the most interesting for the future for the future and have to be explored in great detail:and have to be explored in great detail:

find all missing states, measure their properties. explain nature of existing states (X(3872), Y(3940) ...) study radiative and strong decays, e.g. (4040)D*D* and (4160)D*D* ,

multi amplitude modes which can test the mechanisms of the open-charm decay.




CHARMONIO, IL FUTUROCHARMONIO, IL FUTURO

near futurenear future: new results in charmonium spectroscopy will : new results in charmonium spectroscopy will come from existing come from existing ee++ee-- machines machines:: BES at BEPCBES at BEPC in Beijing will collect data at the in Beijing will collect data at the (3770) resonance(3770) resonance CLEO-c at CornellCLEO-c at Cornell will run for at least 5 years at the will run for at least 5 years at the and especially and especially

above threshold.above threshold. BaBar and BelleBaBar and Belle at the existing at the existing B-factories B-factories will continue to provide first will continue to provide first

rate results in charmonium spectroscopy.rate results in charmonium spectroscopy.

measurements which can only be done in a precision measurements which can only be done in a precision pp experimentpp experiment:: The measurement of The measurement of very narrow widthsvery narrow widths, which cannot be achieved in , which cannot be achieved in

ee++ee--, e.g. the h, e.g. the hCC and the X(3872). and the X(3872). The The systematic study of the spectrumsystematic study of the spectrum, below and above threshold., below and above threshold. The The systematic study of all decay modessystematic study of all decay modes..

COMPLEMENTARIETA’




IL CHARMONIO A PANDAIL CHARMONIO A PANDA

At 2At 210103232cmcm-2-2ss-1-1 accumulate 8 pb accumulate 8 pb-1-1/day (assuming 50 % overall /day (assuming 50 % overall efficiency) efficiency) 10 1044101077 (c (cc) states/dayc) states/day

Total integrated luminosity Total integrated luminosity 1.5 fb1.5 fb-1-1/year/year (at 2 (at 210103232cmcm-2-2ss-1-1, , assuming 6 months/year data taking).assuming 6 months/year data taking).

Improvements with respect to Fermilab E760/E835:Improvements with respect to Fermilab E760/E835: Up to ten times higher instantaneous luminosity. Better beam momentum resolution p/p = 10-5 (GSI) vs 210-4 (FNAL) Better detector (higher angular coverage, magnetic field, ability to

detect hadronic decay modes).




ADRONI NELLA MATERIA NUCLEAREADRONI NELLA MATERIA NUCLEARE




Hybrids and GlueballsHybrids and Glueballs

Exoti

c lig

ht

qq

Exoti

c cc

1 -- 1 -+

0 2000 4000MeV/ c2

10 -2

1

102

•Spin-exotic quantum numbers JPC are powerful signature of gluonic hadrons.

•In the light meson spectrum exotic states overlap with conventional states.

•In the cc meson spectrum the density of states is lower and the exotics can be resolved unambiguously.1(1400) and 1(1600) with JPC=1-+.11(2000) and h(2000) and h22(1950)(1950)

•Narrow state at 1500 MeV/c2 seen by Crystal Barrel :best candidate for glueball ground state (JPC=0++).

Detailed predictions of mass Spectrum from quenched LQCD.




Proton Timelike Form FactorsProton Timelike Form Factors

The electromagnetic form factors of the proton in the time-like regionThe electromagnetic form factors of the proton in the time-like regioncan be extracted from the cross section for the process: can be extracted from the cross section for the process: pp pp e e++ee--

First order QED predicts:First order QED predicts:

Excellent electron identification and background rejection make thisExcellent electron identification and background rejection make thismeasurement possible in measurement possible in PANDA. The measurement can be carried PANDA. The measurement can be carried out in parallel to the spectroscopy program and does not require anyout in parallel to the spectroscopy program and does not require anyspecial running.special running.

*22

2*22

222

* cos14

cos12cos

E

pM G

s

mG

xs

c

d

d




Proton Magnetic Form Factor |GM|

(relevant for PAX, DAPHNE 2)(relevant for PAX, DAPHNE 2)




Form Factor Measurement in Form Factor Measurement in PANDAPANDA

PANDA -- measurement of proton timelike form factorsPANDA -- measurement of proton timelike form factors

over the over the widest qwidest q22 range range ever covered by a single experiment, from ever covered by a single experiment, from

threshold up to qthreshold up to q22=20-25 GeV=20-25 GeV22, and reach the , and reach the highest qhighest q22..

AtAt low qlow q22 (near threshold) (near threshold) high statisticshigh statistics, measure the , measure the angular angular distributiondistribution (and thus G (and thus GMM and G and GEE separately) and confirm the separately) and confirm the sharp rise of the FF.sharp rise of the FF.

FF at theFF at the highesthighest values ofvalues of qq22 ever reachedever reached, , 20-25 GeV20-25 GeV22, ,

2 larger than the maximum value measure by E835. Since the FF 2 larger than the maximum value measure by E835. Since the FF decrease ~1/sdecrease ~1/s55, to get comparable precision to E835 we will need , to get comparable precision to E835 we will need ~80 times more data.~80 times more data.

in thein the E835 region,E835 region, at least 10-20 more data neededat least 10-20 more data needed to be able to to be able to measure the electric and magnetic FF separately.measure the electric and magnetic FF separately.




VIOLAZIONE DEL VIOLAZIONE DEL

FLAVOUR LEPTONICOFLAVOUR LEPTONICO




VIOLAZIONE FLAVOUR LEPTONICO VIOLAZIONE FLAVOUR LEPTONICO (LFV)(LFV)

con attenzione al settorecon attenzione al settore

perche’ studiare queste violazioni ?perche’ studiare queste violazioni ?

Charged Lepton Flavour Violation (CLFV) processes, like e , eee , e conversion, and also e , ,lll, are negligibly small in the extended Standard Model (SM) with massive Dirac neutrinos (BR 10-50)

Super-Symmetric extensions of the SM (SUSY-GUTs) with right handed neutrinos and see-saw mechanism may produce CLFV processes at significant rates

CLFV decays are therefore a clean (no SM contaminated) indication of profound New Physics (mainly SUSY, but also on other exotic scenarios )

and they are experimentally accessible




VIOLAZIONE FLAVOUR LEPTONICO VIOLAZIONE FLAVOUR LEPTONICO (LFV)(LFV)

in generale, le stesse lagrangiane efficaci per in generale, le stesse lagrangiane efficaci per descrivere idescrivere i seguenti fenomeni seguenti fenomeni

LFV non zero EDM deviazioni di g-2 rispetto alle

predizioni dello SM

e, ovviamente, connessioni con le oscillazioni di e, ovviamente, connessioni con le oscillazioni di

LVF, le violazioni variano di ordini di grandezza a LVF, le violazioni variano di ordini di grandezza a seconda dei seconda dei

modelli: modelli: 1010-12-12 – 10 – 10-19 -19 (da confrontare con SM: (da confrontare con SM: BR 10-50)

In SUSY models the slepton mixing matrix

links the three processes




Experimental situationExperimental situation

LFV searches

Orders of magnitude improvement are required:

experimental challenge!




PROSPETTIVE NEL SETTORE PROSPETTIVE NEL SETTORE ++ee++ee++ee-- : : SINDRUM ISINDRUM I

present limit B(3e ) < 1x10-12

a new experiment should aim to a sensitivity: B 10-16 (6 order of magnitude !)

++ee++ present limit B(e) < 1.2x10-11 by

the MEGA Collaboration il prossimo futuro (2006-09):

upper Limit at 90% CL BR 110-13 MEG (esperimento ben noto alla CSN I)

--ee- - conversionconversion 1 particella nello stato finale:

non c’e’ fondo accidentale ! present limit B(e:Au ) < 8x10-13 by

the SINDRUM II

+ corpi nello

stato finale:

limitazioni dai fondi accidentali !

coherent LFV decay (A,Z) e (A,Z)

e- -

(A,Z)




--ee- - generalities generalities

1 particle in the final state: 1 particle in the final state: no accidental Backgroundno accidental Background

chance for pushing down the limit on BRchance for pushing down the limit on BR

Event selection based on Event selection based on ee-- momentum only momentum only lifetime lifetime ~.9 ~.9 ss on Al or on Al or .35 .35 ss on Ti on Ti

Key elementKey element: : beam quality !beam quality ! Short (t ~ 10ns) and intense (~ 1013 s) pulses of

low momentum (~ 68 MeV/c) Long beam off intervals ( t ~ 1 s ) Extremely low contamination (10-9 proton

extinction or FFAG) Narrow momentum spread (<2 % with FFAG)




--ee- - : : PRISM beamPRISM beam

PPhase hase RRotated otated IIntense ntense SSlow low MMuon uon sourcesource

•To be operated at J-PARC (Japan) or elsewhere !!! (if J-PARC …)• Based on a FFAG ring• FFAG funded by Osaka Univ.• Ready end 2007

nuovo elemento:

apertura importante




--ee- - : : PRIME detectorPRIME detector

Only a LOI has been presented at J-PARC

The detector is in form of conceptual design

The Collaboration seed is formed by Jap and US researchers

Cost ???Timescale ???

The physics channel is a very challenging but really interesting




MISCELLANEA DI MISCELLANEA DI

CONSIDERAZIONICONSIDERAZIONI




MISCELLANEA DI CONSIDERAZIONI 1MISCELLANEA DI CONSIDERAZIONI 1

FISICA DELLO SPINFISICA DELLO SPIN - considerando- considerando lo stato le prospettive immmediate i programmi futuri le nuove facility gli interrogativi aperti

indubbia vitalita’, grande interesse scientifico, panorama stimolante, entusiasmo di chi vi si dedica

la continguita’ e la complementarieta’ fra quanto proposto la continguita’ e la complementarieta’ fra quanto proposto nel settore adrinico nell’ambito delle CSN I e III e’ evidente:nel settore adrinico nell’ambito delle CSN I e III e’ evidente:

si auspica una si auspica una collaborazione solida e fattivacollaborazione solida e fattiva

in questa fase istruttoria,in questa fase istruttoria, nel WG si e’ parlato soprattutto nel WG si e’ parlato soprattutto (piacevolmente !) di fisica(piacevolmente !) di fisica

le motivazioni (e l’entusiasmo) dei partecipanti vengono dalla fisica

lo schema delle informazioni richieste sara’ completato nella prossima fase




MISCELLANEA DI CONSIDERAZIONI 2MISCELLANEA DI CONSIDERAZIONI 2 i partecipanti a questo WG i partecipanti a questo WG considerano il CERN un considerano il CERN un

importante laboratorio di riferimentoimportante laboratorio di riferimento sia con le facility attuali (SPS: COMPASS, COMPASS 2) sia, in prospettiva, con possibili facility future

proton driver, SPS ++ : e COMPASS ++ e, certamente, altro che si materializzerebbe avendo lo

strumento a disposizione sinergie con l’aumento di luminosita’ di LHC ...

temonotemono, pero’, che le strategie di sviluppo del CERN possano , pero’, che le strategie di sviluppo del CERN possano venir formulate senza un reale input della comunita’ venir formulate senza un reale input della comunita’ scientifica:scientifica:

il laboratorio e’ della comunita’ scientifica europea e non puo’ essere autoreferenziale

auspicano auspicano che che l’INFN partecipil’INFN partecipi costruttivamente a delineare costruttivamente a delineare il futuro del Laboratorioil futuro del Laboratorio

come comunita’ scientifica a livello istituzionale

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