Dinamica dei quarks e degli adroniDinamica dei quarks e degli adroni Transizione di fase nella materia nucleare e Transizione di fase nella materia nucleare e adronicaadronica Struttura nucleare e dinamica delle reazioniStruttura nucleare e dinamica delle reazioni Astrofisica nucleare e ricerca interdisciplinareAstrofisica nucleare e ricerca interdisciplinare

Programmi in corso e loro evoluzione a breve Programmi in corso e loro evoluzione a breve termine termine

Nuove proposte in fase di sviluppoNuove proposte in fase di sviluppo

Interesse scientifico per i nuovi progetti Interesse scientifico per i nuovi progetti nei nei Laboratori nazionaliLaboratori nazionali

Angela Bracco - Cortona, Ottobre 2006

Dinamica dei Quarks e degli Adroni Dinamica dei Quarks e degli Adroni

Lo spin del nucleone (Lo spin del nucleone (HERMES a DESY, HERMES a DESY, sonda: sonda: ee-- ))

Spettroscopia adronica (Spettroscopia adronica (sonde sonde elettromagneticheelettromagnetiche) )

Ricerca di stati esotici (Ricerca di stati esotici (AIACE a JLABAIACE a JLAB))

Risonanze barioniche, Risonanze barioniche, fotoproduzionefotoproduzione di di mesoni,mesoni, e loro proprieta’ (e loro proprieta’ (CTTCTT a Mainz, a Mainz, GRAALGRAAL a Grenoble) a Grenoble)

Ipernuclei e atomi Kaonici Ipernuclei e atomi Kaonici ((FINUDA, SIDDARTHA a LNFFINUDA, SIDDARTHA a LNF e LEDA a JLAB)e LEDA a JLAB)

Lo spin del nucleoneLo spin del nucleone

Misura di Misura di ΔΔss

Non c’e contributo dei quark sNon c’e contributo dei quark s PAX-RD PAX-RD COSY+CERCOSY+CERNN polarizzazionpolarizzazione e degli degli antiprotoniantiprotoni

di-hadron azimuthalproduction with transverse target

di-hadron azimuthalproduction with transverse target

Funzione struttura Funzione struttura transversita’transversita’

MISURA MISURA DIRETTADIRETTAnel 2015? nel 2015?

preliminary

preliminary

preliminary

preliminary

Pentaquark : Pentaquark : esperimenti esperimenti su protone e deuteriosu protone e deuterio

Pentaquark : Pentaquark : esperimenti esperimenti su protone e deuteriosu protone e deuterio

Reazioni in studio: ppp

Cou

nts

/4 [

MeV

]

M(nK+) [GeV]

U.L. (95% CL) < 0.5-1.2 nb

-

p

K+n

Ricerca di stati esotici, spettroscopia adronica…Ricerca di stati esotici, spettroscopia adronica…

Misura in corso : integrale di GDH a bassi Q2 (<0.05 GeV2/c2)

FUTUROFUTURO : e’ stato approvato l’upgrade in energy a 12 GeV : e’ stato approvato l’upgrade in energy a 12 GeV a JLABa JLAB

Momento Momento Magnetico Magnetico risonanza risonanza ++

Momento Momento Magnetico Magnetico risonanza risonanza ++

'0 pp '0 pp

asimmetria nella asimmetria nella fotoproduzione di fotoproduzione di ππ00 con n quasi liberocon n quasi libero

asimmetria nella asimmetria nella fotoproduzione di fotoproduzione di ππ00 con n quasi liberocon n quasi libero

preliminary

preliminary

Misure di alta precisione Misure di alta precisione fino al 2008fino al 2008

Missing energy (MeV)

p-Λ state

K-MAID K-MAID SLASLA

1212C(e,e’K)C(e,e’K)1212BB

ΛΛ

1212C(e,e’K)C(e,e’K)1212BB

ΛΛ

PLB 622 (2005) 35

12C(K- ,π-)12C12C(K- ,π-)12C

stopK C12 JLABJLABJLABJLAB

Spettroscopia di ipernuclei Spettroscopia di ipernuclei Spettroscopia di ipernuclei Spettroscopia di ipernuclei

9.349.34

Misura Misura sezione sezione d’urto d’urto per per i diversi i diversi stati stati eccitatieccitati

slVslVssVVV NNNNNNrrrrr

)()()()()(0

)])((3)[(

NNT

rrrV

Δ SΛ SN

T

Interazione Interazione ΛΛ-N nel nucleo : -N nel nucleo : per nuclei medio pesanti serveper nuclei medio pesanti serverisoluzione maggiorerisoluzione maggiore

RivelatoriRivelatorial Geal Gein FINUDAin FINUDA

Test in futuro Test in futuro a LNF a LNF

ALICE at LHC ALICE at LHC

Na 60 at SPSNa 60 at SPS R&D SLHCR&D SLHC (per il futuro) (per il futuro)

HADES a GSI (decadimento eHADES a GSI (decadimento e++ee- - aa T= 50-100 T= 50-100 MeV)MeV)

Transizione di fase della materia ransizione di fase della materia adronica adronica

Progressi nello studio della soppressione della J/Progressi nello studio della soppressione della J/……… ………

l l e’ la dimensione e’ la dimensione trasversa trasversa dell’interazione dell’interazione dipende dal dipende dal volumevolume iniziale della iniziale della fireballfireball e e dall’ dall’ energia depositataenergia depositata nella collisionenella collisione

La La sovraproduzionesovraproduzione di stranezza e la di stranezza e lasoppressionesoppressione del charm sono del charm sono correlate al volume della correlate al volume della fireball e all’energia depositatafireball e all’energia depositata

Energie di SPS ….. sono all’ “ONSET” della formazione del QGP Problema aperto: Natura della transizione?

Teoria di F. Beccattini, L. Maiani et… alTeoria di F. Beccattini, L. Maiani et… al

Ass. adr.

Ass. nucl.

IPERIPER

Altro Segnale QGP: Perdita di energia Altro Segnale QGP: Perdita di energia partonica partonica nei JET nei JET

RHIC - Au-Au a 200 AGeV:RHIC - Au-Au a 200 AGeV:Trigger su una particella di alto pt Trigger su una particella di alto pt la correlazione e’ distrutta nella la correlazione e’ distrutta nella collisione Au+Au collisione Au+Au

jet quenching (perdita di energia jet quenching (perdita di energia partonica)partonica)

LHC: Pb-Pb a 5.5 TeVLHC: Pb-Pb a 5.5 TeV

LHC:

quench

Informazione rilevante Informazione rilevante sulle caratteristiche sulle caratteristiche dello stato formato nelle dello stato formato nelle collisioni di ioni pesanti collisioni di ioni pesanti ultrarelativisticheultrarelativistiche

SPS:

cronin

RHIC:

cronin+quench

HMPID

TOF

ITS

-arm ZDC

/~100 m/

Piano di lavoro:Piano di lavoro: Maggio 2007 configurazione con :Maggio 2007 configurazione con : ITS, TPC, HMPID, muon arm, PMD, ITS, TPC, HMPID, muon arm, PMD, trigger dets (V0, T0, ZDC, Accorde),..trigger dets (V0, T0, ZDC, Accorde),..

completicompleti: :

TRD, PHOS, TOFTRD, PHOS, TOF parzialmente completiparzialmente completi L’installazione continuera’ oltre la meta’ L’installazione continuera’ oltre la meta’ del 2007.del 2007.

EMCAL (per i JET) – nel 2010 EMCAL (per i JET) – nel 2010

attivita’ attivita’ R&DR&D per aumento di luminosita’ per aumento di luminosita’

(slice: 2o in )

ITS

PHOS

TRD

TOF

HMPID

84’210 primary particles

TPC

Quarks-gluon Plasma

Programma in Programma in GRIDGRID

Nch(-0.5<<0.5)=8000

Attivita’ di Attivita’ di calcolo calcolo e e simulazionesimulazione e analisi dati e analisi datiha fatto progressi con ha fatto progressi con la realizzazione di due la realizzazione di due centri prototipi di centri prototipi di TIER2 (TIER2 (Catania Catania e e TorinoTorino))

Primi 2 TIER a CT e ToPrimi 2 TIER a CT e To

Collisioni Collisioni tratraioniioni

(intervallo energeticoristretto, ma grande varieta’ di ioni)

5 MeV/A5 MeV/A

50 MeV/A50 MeV/A

EENNEERRGGIIAA

MultiframmentazioneMultiframmentazioneEquazione di statoEquazione di statoTransizione di fase Transizione di fase Liquido-gasLiquido-gas

Fusione, fissione,Fusione, fissione,Viscosita’,Viscosita’,TermodinamicaTermodinamicaStruttura nucleare Struttura nucleare a temperatura finitaa temperatura finita

struttura nucleare struttura nucleare fusione sotto barriera fusione sotto barriera stati debolmente legati stati debolmente legati e risonanzee risonanze

Struttura nucleare Struttura nucleare in condizioni estremein condizioni estremeIsospin, T e momentoIsospin, T e momentoangolare angolare

ISOSPIN ISOSPIN

NUCLEXNUCLEXFiestaFiestaN2PN2P

PRISMAPRISMAMAGNEXMAGNEXEXOTICEXOTIC

GAMMAGAMMA

STRUTTURA NUCLEARE e REAZIONI STRUTTURA NUCLEARE e REAZIONI

EXP-INFNEXP-INFN

LNL,LNL,GSI, GANILGSI, GANILLNL,LNL,GSI, GANILGSI, GANIL

LNSLNSLNSLNS

LNLLNLLNLLNL

LNS, LNLLNS, LNLLNS, LNLLNS, LNL

Equazione di stato della materia nucleare: Equazione di stato della materia nucleare: esperimenti esperimenti con con CHIMERACHIMERA a a LNSLNS

160fm/c 300fm/c

Dipendenza dall’isospin di EOSDipendenza dall’isospin di EOS : : Rapporto isotopico per Rapporto isotopico per framm.leggeri framm.leggeri

Coll. CentraliColl. Centrali

Coll perifericheColl periferiche

Contronto tra Contronto tra 124124Sn+Sn+6464NiNi112112Sn+Sn+5858NiNi

Esperimenti approvati suEsperimenti approvati su : Simmetria di isospin, Produzione di cluster, Termodinamica e tempi di formazione

CorrelazioneCorrelazione tra la tra la velocita’velocita’ dei dei frammentiframmenti : : Sonda per identificare la transizione tra Sonda per identificare la transizione tra emissone pronta e sequenzialeemissone pronta e sequenziale

Energia di simmetria (informazione per stelle di neutroni)

Struttura nucleare a temperatura finita e il Struttura nucleare a temperatura finita e il ruolo della dinamica della reazioneruolo della dinamica della reazione

vibrazione dipolare (GDR) sonda la vibrazione dipolare (GDR) sonda la forma forma dei nuclei a T finita e dei nuclei a T finita e meccanismi smorzamentomeccanismi smorzamento

c1 adiabatic

GDR GDR dipende dipende dalla deformazionedalla deformazione

TSF

TSF+ CN

LNL-Garfield

c1

Onset multiframmentazioneOnset multiframmentazione TermodinamicaTermodinamica

R&D strumentazione R&D strumentazione fasci radioattivi (FAZIA)fasci radioattivi (FAZIA)

GDRGDR

T (MeV)T (MeV)

Esperimenti con Esperimenti con ALPI ALPI a a LNL LNL

6464Ni + Ni + 6868Zn Zn E E LAB LAB = 300-500 MeV= 300-500 MeV

132132CeCe

Fluttuazioni Termiche forma

Digitalizzazionesegnali

Sviluppo rivelatore modulare Sviluppo rivelatore modulare in collaborazione internazionalein collaborazione internazionale((ITALIA-FRANCIAITALIA-FRANCIA))

36SiPRISMA

CLARATransizione tra regime Transizione tra regime vibrazionale e rotore vibrazionale e rotore tra Si and Mg at N=22tra Si and Mg at N=22

Transizione tra regime Transizione tra regime vibrazionale e rotore vibrazionale e rotore tra Si and Mg at N=22tra Si and Mg at N=22

Spaziatura tra 2+ e 4+ dà Spaziatura tra 2+ e 4+ dà informazione sulla forma informazione sulla forma

Studio dei nuclei instabili ricchi di Studio dei nuclei instabili ricchi di neutroni con N~20neutroni con N~20

La forma dei nuclei …..La forma dei nuclei …..

36S 230MeV + 208Pb

rotor

vibrator

LNL

34Mg RIKEN

From our data the 1057 keV transition is the 4 → 2 member of the yrast cascade. Therefore 58Vg.s. is probably 3, also predicted at low energies.

64Ni 400MeV + 238U GR = 64o

E4+/E2+ = 2.20E4+/E2+ = 2.20

E6+/E2+ = 3.65E6+/E2+ = 3.65

vibrator to -unstable rotor

E(5) critical point symmetry

58Cr

F.Iachello

Rare ISotope INvestigation at GSIStopped Campaign (exotic beams)

10/2005 – 2007

Test case:Test case:127127Sn from Sn from 136136Xe fragmentationXe fragmentation

g=0.168g=0.168

Same values for relativistic fission and projectile fragmentation

Spin-alignment is present in both relati-vistic fission and in projectile fragment-

ation for high-Z beams.

Neutron rich nuclei in heavy nuclei are accessible for moments studies

Preliminary results:- Proton radioactivity in 54Ni- Low-lying structure of 86Tc revealed- Isomeric ratios for 206Hg- New Isomers in: 204Au,204Pt,203Pt,189Ta- Highest spin isomers ever seen in projectile fragmentation of 148Tb and 147Gd -8+ Isomer in 130Cd

- waiting point in r-process

Relativistic Coulomb excitation of 68Ni: Search for Pygmy Resonance

Does Neutron rich nuclei exhibit a strong (,n) strength component near particle threshold ?

At ECM ~ 10-11 MeV Strength measured with all Rising detectors

At ECM ~ 4-6 MeV Strength measured with Miniball Detectors

Analysis in progress

68Ni

E (

CsI

)

dE (Si)

58Ni, 68Ni, 78Ni photoabsorption

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

0 5 10 15Energy (MeV)

mb

58Ni

68Ni

78Ni

58Ni, 68Ni, 78Ni photoabsorption

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

0 5 10 15Energy (MeV)

mb

58Ni

68Ni

78Ni

Relativistic mean field approach- Collective vibration of neutron skin -

Random phase approximation approach- Non Collective p-h excitation

2 4 6 8 10 12

-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

(Y(9

0°)

-Y(1

42))

/(Y

90°)

+Y

142°)

)

Energy [MeV]2 4 6 8 10 12

-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

(Y(9

0°)

-Y(1

42))

/(Y

90°)

+Y

142°)

)

Energy [MeV]

6 8 10 12 140

10

20

30

40

50Y A

xis

Titl

e

gamma energy

MB CLUSTER BAF

6 8 10 12 140

10

20

30

40

50

Y A

xis

Titl

e

gamma energy

MB CLUSTER BAF

~ 10.5 MeV

68Ni emission

BaF2

Reazioni break-up e trasferimento: nuclei Reazioni break-up e trasferimento: nuclei esotici leggeriesotici leggeri

1717F+F+208208Pb Pb Diffusione Diffusione elastica elastica e breakupe breakup

Studio Studio struttura ad struttura ad alone per alone per protoniprotoni

Misure con fasci radioattivo Misure con fasci radioattivo 88Li prodotto daLi prodotto da EXCYT EXCYT

COMMISSIONING COMMISSIONING TERMINATOTERMINATOCOMMISSIONING COMMISSIONING TERMINATOTERMINATO

ASTROFISICA NUCLEARE ASTROFISICA NUCLEARE applicazioni interdisciplinari applicazioni interdisciplinari

e fisica fondamentalee fisica fondamentale

99Be(p,a)Be(p,a)66LiLi

--Direct Direct datadata

••THM THM datadata --Direct Direct datadata

••THM THM datadata

Nuclei nell’ Universo : Reazioni nucl. di interesse Nuclei nell’ Universo : Reazioni nucl. di interesse astrofisicoastrofisico

Sezione d’urto per l’abbondanza del Be

Metodo indiretto del THM Metodo indiretto del THM (attraverso una reazione a 3 corpi)(attraverso una reazione a 3 corpi)

ASFIN2- LNSLNS

ERNERNAA

12C(α,)16O12C(α,)16O

3He (3He,2p)4He

3He (3He,2p)4He

min =20 fb, con 2 eventi/mese

Picco di GamowPicco di Gamow30-500 keV30-500 keV

Cinematica inversa

direttodiretto

indirettoindiretto

CS-driver

Production target ISOL Tandem - post accelerator

10/06/2

005

Upgrade con nuovo ciclotroneUpgrade con nuovo ciclotrone

3He(,)7BeQ=1.6 MeV LUNA a LNGS

Neutrini solari Proprieta’ del nucleo del sole

Big-Bang 7Li• Sezione d’urto fino a 60-70 keV (CM

energy) usando fasci di 4He su bersaglio di 3He

• Reazioni a 100-150 keV (CM energy) via off-line decadimento radioattivo decadimento radioattivo dei nuclei prodotti e raccolti in un catcher

• errore finale < 5 %

25Mg(p,)26Al

Nucleosynthesis Mg-Al

interesse in astronomia per il decadimento gamma del 26Al

• sezione d’urto a 180-400 keV (CM energy) con rivelatori Ge non sottoterra Ge non sottoterra • sezione d’urto a piu’ basse energie con BGO BGO (underground)

• Misure in actinidi con lunghe vite e i dati sulla reazione 243Am(n,) sono i primi esistenti.

Programma sperimentale 2006-2010: Misure su Mo, Ru,. Pd, Fe, Ni, Zn, Se

(Stellar Nucleosyntesis e utili per ADS); Sezioni d’urto di cattura su isotopi radioattivi

di U, Pa, Am e Cm

(utili per la produzione di energia e utili per la produzione di energia e l’incenerimento di scorie radioattivel’incenerimento di scorie radioattive).).

Programma sperimentale 2006-2010: Misure su Mo, Ru,. Pd, Fe, Ni, Zn, Se

(Stellar Nucleosyntesis e utili per ADS); Sezioni d’urto di cattura su isotopi radioattivi

di U, Pa, Am e Cm

(utili per la produzione di energia e utili per la produzione di energia e l’incenerimento di scorie radioattivel’incenerimento di scorie radioattive).).

The 240Pu(n,) reaction

First measurement worldwide

Mass=10 mg; Activity > 80 MBq!

The 243Am(n,) reaction

FISICA Nucleare applicativa : n_TOF al CERN FISICA Nucleare applicativa : n_TOF al CERN

C12H20O4(6Li)2

Neutron Absorber

10B loaded Carbon Fibre

Capsules

Neutron

Beam

Misure con neutroni En = 1eV -250 MeV Spallazione : 20 GeV/c p(PS) su Pb

The VIP experiment has the scientific goal of reducing by four orders of magnitude the limits on possible violations of the Pauli exclusion principle (PEP) for electrons, by measuring the PEP-violating X-ray transition in copper from the 2p to the 1s level, with 1s already occupied by 2 electrons (have energy displaced by ~ 400 eV w.r.t. “normal” transitions”); bring the probability of PEP violation to β2/2<10-30.

n=2

n=1(l’energia di transizione

e’ diversa da quella nominale )

Fisica Fondamentale : VIP a LNGSViolazione principio di Pauli

Transizione atomica In Cu

312 1062/

4.5 x 10-28

Misura a LNF :

PLB641(2006)18.

ATHENA R&D ( Ge e Bo, Mi )

interazione gravitazionale degli antiatomi

( test del Principio di equivalenza e della CPT )

Studio apparato sperimentale

•Accumulatore positroni

•Magnete con comb. di magn. permanenti e SC

•Rivelatore antidrogeno

•Trappole inserite in un criostato

•Mantenere accesso ottico

Misura precisa della transizione atomica 1S-2S per H e anti-Hper variazioni di ΔU (pot. grav.)

ΔU fornito dall’orbita della terra su un periodo di 3 mesi

Precisione minore di 10-12

•Intrappolamento•Raffredamento •Spettroscopia

Formazione di protonio in una reazioneChimica fra materia e antimateria

Comunicato stampa

Laboratori Laboratori

Nuova strumentazione Nuova strumentazione

DANAEDANAE

IRIR

WigglersWigglers

rfrf

FUTUR0 a LNF

Energy (cm) (GeV) 1.02 2.4

Integrated Luminosity per year (ftbarn-1)

10

Total integrated luminosity (5 years, ftbarn-1) >50 3

Peak luminosity

> (cm-1sec-2)8.1032 1032

• Fisica del KFisica del K• Fattori di forma del Fattori di forma del

nucleone nucleone • Deeply bound statesDeeply bound states• Light sourceLight source• Total cross sectionTotal cross section• --γγγγ physics physics

• Fisica del KFisica del K• Fattori di forma del Fattori di forma del

nucleone nucleone • Deeply bound statesDeeply bound states• Light sourceLight source• Total cross sectionTotal cross section• --γγγγ physics physics

Programma scientifico Programma scientifico

Di interesse per la Di interesse per la fisica Nucleare fisica Nucleare

Perche’ misurare il fattore di forma time-like?

Misurate dalla soglia fino a s~15 GeV2

• e+e-→ppbar (ADONE, DM1-2, FENICE, BaBar) • ppbar →e+e- (PS135 and PS135 at CERN, E760 & E835 at FNAL)

Dati esistenti

Protone

Neutrone solo una misura dalla soglia fino a s=4.4 GeV2

• e+e-→nnbar (FENICE)

Non esistono dati di polarizzazione (necessari per estrarre la fase relativa tra GE and

GM)

Ipotesi diverse su GE/GM influiscono fortemente sull’estrazione di GM, soprattutto nella regione di bassa energia

Finestra di energia molto adeguataVEPP2000 BEPCDAFNE2

Deeply bound states con K (AMADEUS-SIDDARTHA coll.)

minv< mp + mΛ

Evidenza di un Evidenza di un possibile possibile stato legatostato legato

•Informazioni riguardanti la modificazione Informazioni riguardanti la modificazione della massa del kaone e dell’della massa del kaone e dell’interazione K-N interazione K-N nel mezzonel mezzo nucleare nucleare

• Argomento nuovo e di interesse (esperimenti a GSI e a J-Argomento nuovo e di interesse (esperimenti a GSI e a J-PARC) . PARC) . indicazioni da FINUDA a indicazioni da FINUDA a LNFLNF

•Studio di fattibilita’ con KLOE Studio di fattibilita’ con KLOE e’ in corsoe’ in corso

Misure delle larghezze parziali e Misure delle larghezze parziali e distribuzioni angolari richiedono distribuzioni angolari richiedono alta luminosita’alta luminosita’

Previsioni per Previsioni per la densita’ la densita’ (dinamica molecolare)(dinamica molecolare)

La frontiera in struttura nucleare: La frontiera in struttura nucleare: Il limite della stabilita’ NucleareIl limite della stabilita’ Nucleare

Pro

ton

Neutron

Terra In

cognita

Fe

proton drip-lin

e

neutron drip

-line

r-Process

rp-P

roce

ss

nucleosintesi nelle supernovae

abbondanze r-process

waiting points nuclei

Implicazioni Implicazioni AstrofisicheAstrofisiche

SPES a LNLSPES a LNL Produzione di fasci radioattivi di seconda generazione con la tecnica ISOL

Nuclei ricchi di neutroni con A = 60-160 1012-13 fissioni 108 pps di 132Sn

Studio della struttura nucleare di nuclei instabili presenti nelle stelle

Heff [ ρ, ρ- ]

con ρ = densità ρ = ρp + ρn ρ- = ρp - ρn

Heff [ ρ, ρ- ]

con ρ = densità ρ = ρp + ρn ρ- = ρp - ρn La piu’ grande incertezza riguarda

la parte isovettoriale o di SIMMETRIA del

funzionale energia. n aloni, n skins, pygmy resonances…

Unstable nuclei 0.6 < N/Z < 4Es ~ 0-30 MeV > 10-3 0

Stable nuclei N/Z=1-1.5Es =6-8 MeV0 = 0.15 fm-3

Al variare di N/Z varia il potenziale e le densita’

Nuclei lontano dalla valle di stabilita’

Energia del primo stato 2+ …

28Ni

Nuova struttura a SHELLNuove simmetrie, forme e coesistenza di forme, stati collettivi e n-skin

np

FACILITIES FACILITIES per la produzioneper la produzione fasci radioattivi fasci radioattivi con metodocon metodo ISOL : ISOL :

limite della stabilita’ nucleare (n-drip line)limite della stabilita’ nucleare (n-drip line)

104-105 p/s104-105 p/s 106-107 p/s106-107 p/s 108-109 p/s108-109 p/s 1011 p/s1011 p/s

Pochi kWPochi kWPochi kWPochi kW 10-20kW10-20kW10-20kW10-20kW 100-200kW100-200kW 5 MW5 MW5 MW5 MW

EXCYTEXCYT,TRIUMF,TRIUMFGANIL,ORNL,GANIL,ORNL,REX-ISOLDEREX-ISOLDE

LOUVAINLOUVAIN

EXCYTEXCYT,TRIUMF,TRIUMFGANIL,ORNL,GANIL,ORNL,REX-ISOLDEREX-ISOLDE

LOUVAINLOUVAIN

upgradingupgrading

SPESSPESp-driverp-driverfissione fissione

con pcon p

SPESSPESp-driverp-driverfissione fissione

con pcon p

SPIRAL2SPIRAL2d-driverd-driverfissione fissione

con ncon n

SPIRAL2SPIRAL2d-driverd-driverfissione fissione

con ncon nUSAUSAUSAUSA

NETWORKING di Facilities RegionaliNETWORKING di Facilities RegionaliComplementari (LNL e GANIL)Complementari (LNL e GANIL)NETWORKING di Facilities RegionaliNETWORKING di Facilities RegionaliComplementari (LNL e GANIL)Complementari (LNL e GANIL)

Sviluppo tecnologiaSviluppo tecnologia

2010-15>2015>2015

20062006

GSIGSITecnicaTecnica

FRAMMENTAZIONEFRAMMENTAZIONE>2012-2013>2012-2013

GSIGSITecnicaTecnica

FRAMMENTAZIONEFRAMMENTAZIONE>2012-2013>2012-2013

Spettroscopia gamma Spettroscopia gamma (AGATA)(AGATA)

Dimostratore(5 triple-clusters)Dimostratore

(5 triple-clusters)1π Array(15 triple-clusters)

1π Array(15 triple-clusters)

ACQ + on line PSA + γ-ray trackingCollab. Europea

a a LNLLNL nel nel 2007 e 20082007 e 2008Accoppiato a PRISMAAccoppiato a PRISMA

ACQ + on line PSA + γ-ray trackingCollab. Europea

a a LNLLNL nel nel 2007 e 20082007 e 2008Accoppiato a PRISMAAccoppiato a PRISMA

Il primo “tracking array”Accelatori: SPIRAL2, SPES, HI-Stable, FAIR1π in operazione dal 2010Accoppiato a rivelatori ancillariAccoppiato a rivelatori ancillariAGATA a 4 π nel 2018

Il primo “tracking array”Accelatori: SPIRAL2, SPES, HI-Stable, FAIR1π in operazione dal 2010Accoppiato a rivelatori ancillariAccoppiato a rivelatori ancillariAGATA a 4 π nel 2018

Struttura nucleareStruttura nuclearein nuclei esotici in nuclei esotici utilizzando reazioni utilizzando reazioni di diverso tipo di diverso tipo

Proprieta’ diProprieta’ diparticella singolaparticella singola

Proprieta’ Proprieta’ collettive, forme, collettive, forme, simmetriesimmetrie

UNILACSIS

FRS

ESR

100 m

SIS 100/300

HESRSuperFRS

NESR

CRStorage and Cooler Rings

•1011 stored and cooled 0.8 - 14.5 GeV antiprotons

GSI Future FacilityGSI Future Facility

Primary Beams

•1012/s; 1.5 GeV/u; 238U28+

•Factor 100-1000 over present in intensity•2(4)x1013/s 30 GeV protons•1010/s 238U73+ up to 25 (- 35) GeV/u

Secondary Beams

p 3 - 30 GeVRIB….

p Target

PANDAProduction rate 2x107/sec Pbeam = 1 - 15 GeV/c Nstored = 5x1010 p Internal Target

•Lumin. = 1032 cm-2 s-1

Alta risoluzionedp/p ~ 10-5 (electron cooling) Lumin. = 1031 cm-2 s-1

PANDAPANDA : Fisica con antiprotoni a FAIR (GSI: Fisica con antiprotoni a FAIR (GSI))

Widths e branching di decadimento di tutti gli stati per estrarre informazioni sul confinamento dei quarks

Spettroscopia Spettroscopia deldelCharmonio Charmonio ad ad alta alta risoluzionerisoluzione

Ricerca di eccitazioni gluoniche (ibridi, glueball) nella regione di massa (3 – 5 GeV/c2).

Spettroscopia Spettroscopia su ipernuclei con su ipernuclei con ΛΛ e doppia e doppia ΛΛ

Informazioni di Informazioni di struttura struttura

e sulla interazione e sulla interazione ΛΛ –N e –N e ΛΛ - - ΛΛ..

ipernucleiipernuclei

Modificazioni Modificazioni proprieta’ proprieta’ mesoni nel mesoni nel mezzo nucleare mezzo nucleare e e ripristino della ripristino della simmetria simmetria chiralechirale..

Mesoni nel nucleo: modificazione della massaMesoni nel nucleo: modificazione della massaEccitazioniEccitazionigluoniche gluoniche

(350 ricercatori di 14 paesi (46 istituti) )

periodo 2006-2009 Attivita’ di R&D

FUTURO EXP LUNA: spiegare l’ abbondanza di C e OFUTURO EXP LUNA: spiegare l’ abbondanza di C e O

C e O dopo H e C e O dopo H e 44He sono gli He sono gli elementi piu’ abbondanti elementi piu’ abbondanti C e O dopo H e C e O dopo H e 44He sono gli He sono gli elementi piu’ abbondanti elementi piu’ abbondanti

1212C e’ distrutto C e’ distrutto da da 1212C(C(αα,,))1616O O

1212C e’ distrutto C e’ distrutto da da 1212C(C(αα,,))1616O O

12C e’ prodottoda 3α

12C e’ prodottoda 3α

AbbondanzeAbbondanzeelementielementi

La reazione e’ stata studiata fino a 1 MeV La reazione e’ stata studiata fino a 1 MeV Per studiare questa reazione a 500 keV Per studiare questa reazione a 500 keV (picco di Gamow a 300 keV) (picco di Gamow a 300 keV)

Nuovo AcceleratoreNuovo Acceleratore di 3-4 MeV di 3-4 MeV (anche per altre reazioni)(anche per altre reazioni)

CSN - I I I previsioni budget (KEuro)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

2005 2006 2007 2008 2009 2010

Esp-esistenti

CSN - I I I previsioni budget (KEuro)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

2005 2006 2007 2008 2009 2010

Esp-esistenti

CSN - I I I previsioni budget (kEuro)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

2005 2006 2007 2008 2009 2010

nuovo

espesistenti

CSN - I I I previsioni budget (kEuro)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

2005 2006 2007 2008 2009 2010

nuovo

espesistenti

28,6

28,3

16,015,6

28,631,9

19,6

24,0

27,7

31,9

21,8

42,1

28,131,4

21,7

37,7 36,4

32,2

22,619,3

0

10

20

30

40

50

2006 2007 2008 2009 2010

Resources/FTE in kEuro (esistente+nuovo)

LINEA 1LINEA 2LINEA 3LINEA 4

28,6

28,3

16,015,6

28,631,9

19,6

24,0

27,7

31,9

21,8

42,1

28,131,4

21,7

37,7 36,4

32,2

22,619,3

0

10

20

30

40

50

2006 2007 2008 2009 2010

Resources/FTE in kEuro (esistente+nuovo)

LINEA 1LINEA 2LINEA 3LINEA 4

Linea 1 : Dinamica dei quarks e degli adroni (121 FTE) Linea 2 : transizioni di fase (179 FTE)

Linea 3 : Struttura Nucleare e dinamica delle reazioni (136 FTE)

Line 4 : Astrofisica Nucleare (54 FTE)490 FTE in totale

Previsioni di spesa fino al 2010Previsioni di spesa fino al 2010

Conclusioni Conclusioni Attivita’ in corsoAttivita’ in corso : svolgimento del programma : svolgimento del programma previsto previsto + R&D per upgrade+ R&D per upgrade

Attivita’ nuove (priorita’ basate anche sulla Attivita’ nuove (priorita’ basate anche sulla maturitamaturita’ ’ del progetto e tempistica) del progetto e tempistica)

AGATAAGATA (rivelazione gamma- struttura nucleare) (rivelazione gamma- struttura nucleare) PANDAPANDA (fisica con antiprotoni a partire dal 2010) (fisica con antiprotoni a partire dal 2010) LUNALUNA (nuovo acceleratore dedicato a LNGS)(nuovo acceleratore dedicato a LNGS)

………………..Tempi piu’ lunghi PAX (misura transversita’)..Tempi piu’ lunghi PAX (misura transversita’)

LABORATORILABORATORI SPES a LNLSPES a LNL: Fasci radioattivi (A>60) struttura Fasci radioattivi (A>60) struttura nuclearenucleare DANAE a LNFDANAE a LNF : Fattori di forma + deeply bound : Fattori di forma + deeply bound statesstates Upgrade di EXCYTUpgrade di EXCYT (RIB con A<60) per astrofisica (RIB con A<60) per astrofisica e reazioni per equazioni di statoe reazioni per equazioni di stato

Nuclear Modification of Leading Part. Spectra?

ddpdT

ddpNdpR

TNN

AA

TAA

TAA /

/)(

2

2

<Nbinary>/inelp+p

nucleon-nucleon cross section

1. Compare Au+Au to nucleon-nucleon cross sections2. Compare Au+Au central/peripheral

Nuclear Modification Factor:

If no “effects”: RAA < 1 in regime of soft physics RAA = 1 at high-pT where hard scattering dominates Suppression: RAA < 1 at high-pT

AA

AA

AA