ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo ... · 2. SFEC Cards (2 QM + 2 FS + 8 FM) 24...

ISTITUTO NAZIONALE DI FISICANUCLEARE

Preventivo per l'anno 2005

Codice Esperimento GruppoAMS2 2

Rapp. Naz.: R. Battiston

Rappresentante nazionale: R. BattistonStruttura di appartenenza: PGPosizione nell'I.N.F.N.:

INFORMAZIONI GENERALI

Linea di ricerca

Fisica dei raggi cosmici, ricerca dell'antimateria , ricerca materia oscura

Laboratorio ovesi raccolgono i dati

Space Shuttle, International Space Station Alpha

Sigla delloesperimentoassegnata

dal laboratorio

AMS

Acceleratore usato

Fascio(sigla e

caratteristiche)

Processo fisicostudiato

Misura flussi di antiprotoni, positroni, fotoni, nuclei ed antinuclei

Apparatostrumentale

utilizzato

"Spettrometro di precisione composto da un magnete superconduttore operato su unï8;orbita di centinaia dichilometri"

Sezioni partecipantiall'esperimento

Bologna, Milano, Perugia, Pisa, Roma

Istituzioni esterneall'Ente partecipanti

NASA, USA, Cina, Svizzera, Russia, Germania, Finlandia, Taiwan,Spagna, Portogallo

Durata esperimento >5 anni La missione di tre anni sulla Stazione Spaziale e' prevista nel gennaio 2008

Mod EC. 1 (a cura del responsabile nazionale)

ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEAREPreventivo per l'anno 2005

StrutturaBO


Resp. loc.: Federico PALMONARI

PREVENTIVO LOCALE DI SPESA PER L'ANNO 2005In KEuro

VOCIDI

SPESADESCRIZIONE DELLA SPESA

IMPORTI A cura dellaComm.neScientificaNazionale

Parziali Totale Compet.

SJ di cui SJ viaggi Bo−Firenze−Viareggio 60 giorni−uomo a 50 Euro

Riunioni collaborazione italiana e con referees 10 riunioni x 3 persone 30 x 100 Euro

Visite a ditte lontane (Brindisi, Terni) per meccanica TOF

3,0

3,0

2,08,0

USA 2 Riunioni collaborazione x 3 persone + 3 missioni Ing.Laurenti alla NASA perReviews del Payload

CERN 3 Coll.Meetings x 5 persone + 5 Electronics and Analysis meet. x 2 persone(5 mesi−uomo + 25 viaggi)

1 run di test per l'elettronica completa (su fascio da decidere) e/o 6 mesi−uomo disviluppo software del DAQ presso il gruppo DAQ di AMS

27,0

32,0

11,0

10,0

80,0 10,0

metabolismo CERN − acquisti di magazzino, noleggi pool di elettronica, piccolespese per studi e laboratorio elettronica

officina di sezione − attrezzature per laboratorio montaggio piani TOF e costruzioneartigianale parti movimentazione TOF

imballaggi − 2 casse speciali per trasporto TOF Inf e TOF sup e 1 casse pertrasporto materiali di riserva

simulatore spaziale − Spese per il funzionamento dell' impianto di termovuoto. Gas,liquido refrigerante, manutenzione impianto refrigerante e pompe da vuoto,sostituzioni passanti da vuoto e probe.

Common Fund

10,0

10,0

4,0

6,0

20,0

50,0 20,0

test vibrazione (2 viaggi Bo−Terni andata e ritorno Tof Inf e TOF Sup)

integrazione (1 viaggio Bo−CERN con pratiche doganali)

4,0

4,0 8,0 4,0

Consorzio Ore CPU Spazio Disco Cassette Altro

Impulsatore Laser per prove risposta temporale PM

2 Alimentatori da banco regolabili per 28 V DC

1 PC portatile per sviluppo DAQ

15,0

1,0

4,0 20,0

Meccanica −attrezzature test vibrazione TOF Inf e TOF Sup

Elettronica − HV Bricks (1 FS + 4 FM)

− Front−end SFET Cards (4 FS + 16 FM)

− SPT2 Cards for pre−trigger 2 FS + 4 FM models

− SDR Cards for local DAQ 2 FS + 4 FM models

− S−Crates 1 FS + 4 FM

20,0

120,0

80,0

40,0

80,0

40,0

32,0

48,0

460,0 200,0

Totale 626,0 di cui SJ234,0

Sono previsti interventi e/o impiantistica che ricadono sotto la disciplina della legge Merloni ? Breve descrizione dell'intervento:

Mod EC./EN. 2 (a cura del responsabile locale)


StrutturaBO



ALLEGATO MODELLO EC2

Il piano finanziario approvato dall’INFN prevedeva la costruzione del TOF entro il 2004. Le nostre richieste per terminare l’apparato TOFe consegnarlo alla collaborazione AMS−02 entro ottobre 2006 (vedi Allegato1− TOF time schedule) stanno entro il profilo di spesaapprovato.Alcuni costi sono stati messi sub−judice e possono essere suddivisi tra il 2005 ed il 2006.In sintesi con i fondi assegnati fino alla fine dell’anno finanziario 2004 saremo in grado di1)montare e testare i singoli contatori in termovuoto2)montare i telescopi TOF Sup e Inf sui supporti completando la meccanica,3)cablare il TOF e montare l’elettronica di volo per la misura di carica (schede SFEC) che si trova sul detector.3)fare il test funzionale dei prototipi QM dell’elettronica di volo (elettronica di Front−end , alimentazioni LV e HV, elettronica diPreTrigger, acquisizione dati col protocollo locale via TOFWire e del DSP per la riduzione dei dati e la trasmissione al DAQ generale diAMS−02 col protocollo comune via AMSWire).A gennaio 2005 sara’ pronto il crate prototipo QM dell’elettronica, a marzo il telescopio inferiore con 18 contatori calibrati sara’assemblato e pronto per i test di spazializzazione, a giugno il telescopio superiore. A ottobre saranno terminati i test funzionalidell’elettronica e verra’ ordinata l’elettronica di volo.Il costo dell’elettronica definitiva (flight model FM e flight spares FS) e’ tutto da finanziare, prima o nel corso dell’integrazione al CERNdel TOF in AMS2, che iniziera’ nel 2006.

Ordini da fare entro il 2004 (stime IVA compresa)I residui del 2004 sono attualmente 330 + 45 s.j. Keuro, che verranno impiegati per completare la meccanica e per avere i modelli QM ditutta l’elettronica come da tabella.La stima del supporto TOF sup e' basata sull'ordine gia' fatto del TOF Inf.

MECCANICA costo1. Supporto TOF Superiore 962. Bracci pretensionati TOF Inferiore 18Tot 114ELETTRONICA1. Front−end 2 SFET Cards QM 182. SFEC Cards (2 QM + 2 FS + 8 FM) 243. SPT2 Cards for pre−trigger 4 QM models 164. SDR Cards for local TOF DAQ 2 QM models 165. S−Crate Backplane 2 QM 306. 1 Complete S−Crate + power unit SDV 50Tot 154

Totale ordini 2004 268 Ke, con un residuo stimato di 60 + 45 s.j. KEuro

Stima dei finanziamenti necessari per completare il TOFPer ogni item e’ riportata in una prima colonna la stima del costo per completare l’apparato, nella seconda e nella terza i costi (subsudice all’approvazione della commissione scientifica) da sostenere nel 2005 e quelli rimandabili. La re

Mod EC./EN. 2a Pagina 1 (a cura del responsabile locale)


StrutturaBO




alizzazione definitiva dei “Flight Models” FM delle schede elettroniche dipende dall’avanzamento dell’integrazione del TOF nell’apparatoAMS−02 e alcune voci di spesa possono slittare al 2006.Valutazioni senza IVA.

Ordini per completamento apparato TOFcosto di cui s.j. e 2006MECCANICA

1. Attrezzature Vibrazione TOF Inf e TOF sup 20

ELETTRONICA1 HV Bricks (1 FS + 4 FM) 200 802 Front−end SFET Cards (4 FS + 16 FM) 120 403 SPT2 Cards for pre−trigger 1 FS + 4 FM models 32 324 SDR Cards for local DAQ 1 FS + 4 FM models 48 485 S−Crate 1 FS + 4 FM 40Tot 460 80 120TOTALE Costruzione Apparati 260 200

Richieste 2005 costruzione apparati 260 + 200 s.j.


ID Task Name1 AMS on ISS2 AMS-02 integration3

4

5

6 TOF assembly7 Counters8 Photomultipliers9 PMT positioning10 Scintillators11 Trapezoidal scint. charact.12 Scint. bars characterization13 Counters assembly14 Thermal vacuum test15 Counters characterization16 TOF mechanics17 Upper TOF planes mounting18 Support structure19 Delivery20 Dry mounting21 Counters22 Cosmic ray test23 Vibration test24 Cosmic ray test25 Lower TOF planes mounting26 Support structure27 Delivery28 Dry mounting29 Counters30 Cosmic ray test31 Vibration test32 Cosmic ray test33

34

35

36 Electronics

26/01 16/02 08/03 29/03 19/04 10/05 31/05 21/06 12/07 02/08 23/08 13/09 04/10 25/10 15/11 06/12 27/12 17/01 07/02 28/02 21/03 11/04March May July September November January March

AMS-02 TOF time schedule Fri 09/07/04

Page 1

ID Task Name37 SHV38 QM (1 pc)39 QM test40 FM+FS (4+2 pcs)41 DC/DC42 QM assembly43 QM test44 FM+FS45 S-crate electronics46 SPT247 QM design48 QM s/w development49 FM+FS (4+2 pcs)50 SDR51 CDP s/w development52 QM53 FM+FS (4+2 pcs)54 SFEC55 RICH preampl. Test for TOF56 Design57 EM58 QM59 FM+FS (8+4 pcs)60 SFET61 Final design62 QM63 FM+FS (10 pcs)64 SFEA65 Design of ACC part66 QM67 FM+FS (4+2 pcs)68 S-crate69 Mechanics70 Backplane71 QM integration72 FM+FS (4+2 pcs)

26/01 16/02 08/03 29/03 19/04 10/05 31/05 21/06 12/07 02/08 23/08 13/09 04/10 25/10 15/11 06/12 27/12 17/01 07/02 28/02 21/03 11/04March May July September November January March

AMS-02 TOF time schedule Fri 09/07/04

Page 2





PREVENTIVO GLOBALE DI SPESA PER L'ANNO 2005

In KEuro

Struttura

A CARICO DELL' I.N.F.N. A

caricodi altriEnti

Missioniinterne

SJ

Missioniestere

SJ

Materialedi

consumo

SJ

Trasportie

facchinaggi

SJ

Spesedi

calcolo

SJ

Affittie

manutenzione

SJ

Materialeinventariabile

SJ

Costruzioneapparati

SJ

TOTALECompet.

SJ

BOMIPGPIRM1

TOTALI

8,09,0

37,29,06,0

70,047,0

197,640,060,0

10,0 30,0100,0

75,014,033,5

20,0 5,0

10,020,0

82,8117,8

15,03,9

50,0

440,0

140,0198,5

78,0

80,0

46,0

553,0238,8587,6286,5181,4

110,0

50,046,0

0,00,0

500,00,00,0

69,2 414,6 10,0 252,5 20,0 15,0 20,0 219,5 50,0 856,5 126,0 1847,3 206,0 500,0

NB. La colonna A carico di altri enti deve essere compilata obbligatoriamente

Mod EC./EN. 4 (a cura del responsabile nazionale)





A) ATTIVITA' SVOLTA FINO A GIUGNO 2004ToF (Bologna)Il progetto meccanico del ToF e' in corso di completamento; calcoli addizionali sia termici che vibrazionali si sono resi necessari a causadelle modifiche dei parametri di carico delle interfacce fra il ToF ed il resto di AMS. Le procedure di gara per la realizzazione delle strutturein fibra i carbonio hanno avuto inizio. Per la parte di elettronica e' in corso di finalizzazione il disegno delle schede per la misura del ToF ela generazione del trigger.

Central Processing Facility (Milano)La macchina, mock�up del DTF, e' stata messa in funzione al CERN e sono state effettuate prove di trasferimento dati per periodiprolungati.

Italian Ground Segment (Bologna)E' stato deciso di sviluppare un cluster base presso il CNAF−TIER−1 per verificare il modello di produzione di MC di AMS presso l' IGS

Tracciatore al Silicio (Perugia)Sono stati completati 190 su 210 (inclusivi di spares), e il completamento dei ladder restanti e' previsto per settembre. L'attivita' diintegrazione dei ladder sui piani in fibra di carbonio e' in corso presso l' universita' di Ginevra; tre piani su otto sono stati ompletamenteintegrati. Sono stati prodotti tutti i cavi di volo per il tracciatore. I modelli di QM dell' elettronica di lettura e di alimentazioni del tracciatoresono stati realizzati a Taiwan sotto la supervisione di fisici italiani, e hanno passato i testi di qualifica, in parte realizzati in Italia.E' in corso di preparazione il fascio di test del tracciatore con elettroni e fotoni di alta energia, previsto in settembre al CERN.

ECAL (Pisa)Sono stati superati con successo le prove di qualifica dell' EM di Ecal, in Cina per quanto riguarda la struttura meccanica, in Italia (Terni)per quanto riguarda anche la qualifica dell' elettronica di lettura montata su ECAL.E' stato realizzato il pancake della versione FM di ECAL.E' stato sviluppato il progetto dell' elettronica di trigger per la fisica con i fotoni di alta energia. E' continuato lo sviluppo del sistema dialimentazione

Sistema a gas del Transition Radiation Detector (Roma I)E' stato completato e sottoposto a prove il modello EM delle schede elettroniche per il controllo del sistema a gas del TRD. E' stata attivatala procedura di gara per la produzione di QM e FM.

Star Tracker (Roma e Trieste)E'stato sviluppato il modello meccanico e termico della struttura di supporto del tracciatore stellare. E' stata qualificata l'elettronica di letturae il chip ccd presso il fascio di ioni dei laboratori INFN di Legnaro.

B) ATTIVITA' PREVISTA PER L'ANNO 2005ToF (Bologna)Realizzazione di tutte le strutture in fibra di carbonio e integrazione delle barre di scintillatore, delle guide di luce e dei fotomoltiplicatori.Realizzazione delle schede elettroniche QM e FM. Prove di vibrazione del ToF a Terni.

Central Processing Facility (Milano)Ottimizzazione e aggiornamento delle strutture di calcolo per la distribuzione dei dati ed il monitoraggio remoto del data base. Attivita' alCERN.

Italian Ground Segment (Bologna)Aumento della quantita' di dati di MC processati presso il CNAF, in modo da verificare nel modo piu' realistico possibile le potenzialita' dell'IGS

Tracciatore al Silicio (Perugia)Integrazione del Tracciatore al Silcio a Ginevra in collaborazione con il gruppo di Perugia. Prove prolungate con l'elettronica QM e FM.Trasporto a Terni per effettuare prolungate prove di termovuoto in cui verificare il modello termico del tracciatore, dell'elettronica di lettura edi alimentazione e del sistema di raffreddamento TTCS.Partecipazione allo sviluppo del TTCS, in collaborazione con Roma I, NKR e l' Universita' cinese di SYS (Guanzhou).

ECAL (Pisa)Realizzazione del FM di ECAL. Prove di termovuoto a TerniRealizzazione delle schede di trigger e di alimentazioni di ECAL.

Sistema a gas del Transition Radiation Detector (Roma I)Realizzazione dei QM e dei FM. Qualifica di QM ed FM. Integrazione con il sistema di monitoring e controllo di AMS.

Star Tracker (Roma e Trieste)Realizzazione della versione FM della struttura meccanica del tracciatore stellare. Costruzione dell' elettronica FM. Prove di qualifica dellaversione QM e FM del tracciatore stellare.

Magnete Superconduttore

Verranno realizzati nella seconda meta' del 2005 le prove di qualifica vibrazionale a bassa frequenza (5−200 HZ) del QM del MagneteSuperconduttore, utilizzando la facility installata a Terni. Queste prove, realizzate con la collaborazione di personale dellaLockheed Martin e della NASA permetteranno di verificare la risposta non lineare delle 8 fasce di supporto che collegano la massa freddadel magnete alla struttura di supporto di AMS.

C) FINANZIAMENTI GLOBALI AVUTI NEGLI ANNI PRECEDENTI In kEuro

Annofinanziario

Missioniinterne

Missioniestere

Materiale diconsumo

Trasporti efacchinaggi

Spese dicalcolo

Affitti emanutenzione


Costruzioneapparati TOTALE

1995199619971998199920002001200220032004

TOTALE

23,228,412,916,527,840,233,010,544,056,0

43,8202,9293,8281,9225,6168,3230,0

66,5284,0236,0

64,5157,5

63,598,1

180,7138,9192,5

56,1124,0170,5

5,110,3

7,7

7,5

14,013,5

1,530,930,912,9

8,215,011,018,518,5

105,890,843,859,3

115,6100,1

75,021,542,0

102,5

389,91393,9

720,4196,2581,0

1018,9899,0163,0561,0991,5

627,21878,61175,6

692,11143,61474,61452,0

328,61087,51588,5

292,5 2032,8 1246,3 58,1 1,5 145,9 756,4 6914,8 11448,3

Mod EC. 5 (a cura del rappresentante nazionale)





PREVISIONE DI SPESA

Piano finanziario globale di spesa

In KEuro

ANNIFINANZIARI

Missioniinterne

Missioniestere

Materialedi

consumo


Spesedi

calcolo



Costruzioneapparati

TOTALECompet.

200520062007200820092010

TOTALI

69,220,030,020,020,020,0

424,6300,0300,0200,0200,0200,0

272,5100,0100,0

80,080,080,0

15,010,010,010,010,010,0

20,020,020,010,010,010,0

269,550,050,040,040,040,0

982,5100,0

2053,3600,0510,0360,0360,0360,0

179,21624,6 712,5 65,0 0,0 90,0 489,5 1082,5 4243,3



StrutturaBO



COMPOSIZIONE DEL GRUPPO DI RICERCA

N RICERCATORECognome e Nome

QualificaAffer.

algruppo

% NTECNOLOGI

Cognome e Nome

Qualifica

%Dipendenti Incarichi Dipendenti Incarichi

Ruolo Art. 23 RicercaAssoc. Ruolo Art. 23Ass.

Tecnol. 123456789

10111213

Bindi Veronica Casadei Diego Castellini Guido Cindolo Federico Contin Andrea Giovacchini Francesca Levi Giuseppe Oliva Alberto Palmonari Federico Quadrani Lucio Sbarra Cristina Villa Lorenzo Zichichi Antonino

D.R.P.O.

R.U.

P.O.

P.O.

Dott.AsRicC.N.R

Dott.

Bors.

AsRicAsRicBors.

2223222222221

100703020501004010060707010010

12

D'Antone Ignazio Laurenti Giuliano

D.T.D.T.

1050

Numero totale dei Tecnologi Tecnologi Full Time Equivalent

20.6

NTECNICI

Cognome e Nome

Qualifica%Dipendenti Incarichi

Ruolo Art. 15Collab.tecnica

Assoc.tecnica

Numero totale dei ricercatori Ricercatori Full Time Equivalent

138.2

Numero totale dei Tecnici Tecnici Full Time Equivalent

00

SERVIZI TECNICI Annotazioni:

Denominazione mesi−uomo

1234

Disegnatori CAD Elettronica Officina meccanica Servizio Tecnico Generale

8.015.010.016.0

Osservazioni del direttore della struttura in merito alladisponibilità di personale e attrezzature






MILESTONES PROPOSTE PER IL 2005Data

completamento Descrizione

1/4/05 Completamento integrazione otto piani Tracciatore al Silicio

31/12/05 Realizzazione FM sistema di controllo TRD

31/12/05 Completamento FM ToF. Prove di qualifica vibrazionale a Terni

1/8/05 Completamento FM ECAL

31/12/05 Test TV Tracciatore al Silicio a Terni

31/12/05 Inizio test vibrazione QM magnete superconduttore a Terni

1/7/05 Integrazione meccanica tracciatore al silicio a Ginevra

1/11/05 Realizzazione FM meccanica di supporto del tracciatore stellare




Codice Esperimento GruppoANTARES 2

Rapp. Naz.: De Marzo Carlo

Rappresentante nazionale: De Marzo CarloStruttura di appartenenza: BAPosizione nell'I.N.F.N.:


Linea di ricerca

Astronomia dei neutrini di alta energia


Apparato sottomarino al largo di Tolone (Francia) e relativo laboratorio a terra


dal laboratorio

Acceleratore usato

Fascio(sigla e

caratteristiche)


Rivelazione di neutrini di alta energia

Apparatostrumentale

utilizzato

Telescopio sottomarino per neutrini


Bari, Bologna, Catania, Genova, LNS, Pisa, Roma1


Istituzioni europee della Collaborazione ANTARES

Durata esperimento 6 anni (2001−2006) per l'installazione (modulare)10 anni di presa dati (dal 2005)



StrutturaBO


Resp. loc.: Annarita MARGIOTTA


VOCIDI




SJ di cui SJ meeting collaborazione italiana e contatti tra le sedi 12,0

12,0

Quality Manager: Coll.Meeting (3 CM * (6*165.4+500)); Steering Commettes (8*(2*165.4 +700)); PRR, visite ai laboratori,... (8*(3*165.4+700));

Collaboration Meeting (no QM) (3 CM * (FTE/2 + resp OPF)*(5*165.4+500))

Working Groups e contatti con le sedi europee (4 WG * 2 persone *(3*165.4+500))

turni di presa dati a La Seyne (2 turni * 2 persone * (7gg*165.4+500))

Partecipazione a Conferenze Internazionali

22,3

12,0

8,0

6,6

4,0

52,9

Metabolismo (fotocopie, cancelleria, toner, manutenzione computer, cassette DAT,CD−rom, hard disk....)

6,0

6,0


2 computer biprocessore

2 personal computer

8,0

3,0 11,0





StrutturaBO




Attivita' svolta nella prima parte del 2004Il lavoro del gruppo di Bologna ha riguardato:A) attivita' di tipo software:1 − Il gruppo di Bologna, in particolare Maurizio Spurio, ha la responsabilita' del Working Group (WG) dell'Offline Physics Filter (OPF) (v.organigramma della collaborazione). La versione 1.0 dell'OPF e' pronta ed e' gia' utilizzabile (v. all.1).E' necessario tuttavia un ulteriore sviluppo per l'integrazione di questo codice con le informazioni provenienti dai database dellecalibrazioni. Per approfondire questi argomenti si e' creato un Calibration WG che ha organizzato un primo incontro a Valencia nelmaggio 2004 a cui ha partecipato anche un rappresentante di Bologna.2 − E' stato completato il confronto tra i flussi di muoni da sciami atmosferici, sia a livello del mare che sulla superficie del detector,ottenuti utilizzando due diversi codici di simulazione: HEMAS e Corsika. Il lavoro e' stato condotto in stretta collaborazione con il gruppodi Sheffield ed e’ descritto in 2 note interne (v. all. 2 e 3).3 − Lo studio del fondo di muoni atmosferici e’ quasi ultimato. E’ stata preparata una nota interna (v. all. 4). E’ in corso di preparazioneuna pubblicazione che raccogliera’ sia il lavoro fatto a Bologna che quello portato avanti a Sheffield. Nei prossimi mesi una bozza dellavoro sara’ presentata al Publication Committee.4 − All’interno del gruppo di Bologna e’ emersa una linea di ricerca e sviluppo di nuovi strumenti software per la simulazione Montecarlodella risposta di un telescopio di neutrini al passaggio di particelle (Progetto BRIGHTCUBE, v. all. 5).Il progetto e’ stato presentato all’ultimo meeting generale di ANTARES (CERN, giugno 2004) dove e’ stato accolto con grande favore.B) attivita’ del Quality ManagerDall’inizio del 2004 la collaborazione ha affidato a Stefano Cecchini la responsabilita' di Quality System Manager (QM), cioe’ l’incarico disorvegliare ed assicurare la “qualita’” dei vari prodotti (meccanici, elettronici, stringhe e linee).Questo ha comportato la presa di contatto con una ditta esterna che fornisce un consulente esperto in qualita’ (RINA, Genova) e con ilaboratori responsabili dei vari prodotti e della loro integrazione.Si sono resi necessari diversi viaggi nelle vari sedi in Italia ed all’estero per valutare quale fosse la situazione e individuare all’interno diciascun laboratorio un referente per la qualita’. L’incarico ha inoltre comportato la presenza del QM alle riunioni dello SteeringCommittee e l’obbligo di riportare l’avanzamento dei lavori direttamente all’Institution Board. In questo periodo stanno iniziando gliincontri di Production Readiness Review (PRR). Il primo fra questi si e’ svolto nei giorni 1 e 2 luglio presso i laboratori del CPPM diMarsiglia.



StrutturaBO




Attivita' previste per il 2005A) attivita’ di tipo software:1 − E’ previsto uno sviluppo dell’OPF per ottenere una versione ottimizzata del codice e una migliore integrazione nella catena deiprogrammi di analisi dei dati.2 − Sara’ potenziato l’impegno nel progetto BRIGHTCUBE per lo sviluppo di nuovi strumenti di simulazione Montecarlo nel framework diGEANT4, ottimizzati per il telescopio ANTARES.In questo ambito si inquadra anche il lavoro di collegamento tra il software online e quello offline e la messa a punto di una catena diprogrammi che consenta di integrare l'acquisizione, la riduzione dei dati e il loro trasferimento su nastro con le informazioni provenientidal database e dalle calibrazioni. Sara' necessario partecipare a incontri con gli altri gruppi coinvolti nella medesima attivita' (Marsiglia,NIKHEF e Valencia, principalmente).Lo sviluppo dei programmi di ricostruzione delle tracce e' stato affidato al gruppo di Bologna.3 − Abbiamo preso contatti con il gruppo di GRID e richiesto un accesso temporaneo alle risorse del sistema per valutare la effettivaopportunita' dell'utilizzo di tale sistema sia per la simulazione che per il calcolo in rapporto alle necessita' di ANTARES.4 − Il gruppo di Bologna intende partecipare attivamente sia alla fase di test e di caratterizzazione del detector sia ai turni di presa datiprevisti nel 2005.B) attivita’ del QMContinuera’ l’attivita’ del QM che dovra’ partecipare alle riunioni dello Steering Committee con cadenza mensile, ai meeting dicollaborazione, ai PRR e saltuariamente recarsi presso i laboratori dove e’ in corso la costruzione sia per visite di ispezione che perincontri con i quality supervisor locali.

Calcolo delle missioni estereIl numero di partecipanti e' stato calcolato come:nFTE/2(=2)+ Responsabile dell'Offline Phys. Filter + QM.Durante i Collaboration Meeting il QM deve partecipare allo Steering Commettee e quindi e' stato aggiunto un giorno di diaria (6 invecedi 5).Tenendo conto del punto 2 nelle attivita' previste per il 2005 sono stati richiesti 4 incontri dei Working Groups del Software e delleCalibrazioni per 2 persone. E' stato richiesto un contributo per la presentazione dei risultati alle conferenze internazionali. Per l'attivita'del QM e' prevista la partecipazione ad uno Steering Commette al mese (escluso agosto), di cui solo 3 sono compresi nei Coll. Meeting.L'attivita' ispettiva e di coordinamento con i local quality supervisor e' stata valutata in 8 trasferte.InventariabileSi vogliono acquistare 2 computer biprocessore per simulazione e analisi. Inoltre la presenza di 4 laureandi, prevista per il prossimoanno, richiede l'allestimento di 2 nuove postazioni di lavoro. <


1

DRAFT 09/07/2004

The ANTARES

OFFline Physics Filter

Y. Becherini, M. Spurio Dipartimento di Fisica and INFN- Università di Bologna

P. Calandrini, M. Mussini, F. Strozzi Università di Bologna

1) Introduction

2) The OFFline Physic Filter Code (OFFil)

3) The selection criteria for “good” events

4) OFFil selection efficiencies

5) Conclusions

2

1. Introduction

The ANTARES OFFline Physics Filter (OFFil) is a software program

foreseen as an intermediate step between the software trigger [1] and the

reconstruction programs [2]. The aim is to reduce the CPU time needed to

reconstruct the physical events.

The raw data collected by the ANTARES data acquisition (DAQ) system is

dominated by the background from radioactive decay of the 40

K and from

bioluminescence. Neglecting the latter, the expected data rate for a 12 string

detector with 900 photomultipliers (PMTs) is ~0.8÷1.0 GB/s [2] . The software

trigger reduces the overall data rate on tape (or disk) by a factor of ~1000, i.e.

~1 MB/s. We refers to [1] for a description of the software trigger: the

expected trigger rate for pure 40

K background is ~200÷500 Hz, to be compared

with few Hz due to the atmospheric muons [3].

The ANTARES reconstruction package (RECO, [4]) is a C++ program

having several reconstruction strategies. The aim is the reconstruction of

physical events (track direction, impact parameter, energy). Each strategy is

optimized for a particular event topology (one-string or multi-strings muons,

high energy electrons...), and it is highly CPU consuming.

The aim of the OFFline Filter is to reduce as much as possible the number

of pure background events allowed as input for the reconstruction. Meanwhile,

it must keep as high as possible the efficiency for “good” events1.

1.1 Why do we need for an Offline Physics Filter (OFFil)?

As a test, we perform the reconstruction of 5592 background events,

generated with a Monte Carlo simulation (framegenerator) [1] of the DAQ

system. This data set is described in sec. 3.1 and corresponds to ~25 s of

detector live time. The events are stored on disk as a ROOT [5] file, as

foreseen for the real data.

We reconstruct these events with the Aart strategy [6] in RECO, using a

system with a 1.1 GHz Pentium III CPU, 1 GB RAM memory. As a result,

4544 events were reconstructed, and none of them has quality flag =1. The

total reconstruction time was 2848 s. This means that we need (only for this

strategy) ~110 CPU seconds to analyze 1 s of detector live time. Using the

present version (1.0) of the OFFil code, only 199/5592 background were fed to

RECO. The CPU-time needed for the OFFil step was 16.40 s [7]; the CPU-

time now needed by RECO to process the 199 events is 156 s (a global CPU-

time reduction of a factor of 17).

1The definition of a good event is given in sec. 3.1.

3

2. The OFFline Physic Filter Code (OFFil)

OFFil is a collection of C++ classes, included in the new RECO data chain

(ROOT framework) [8]. This program analyzes in the same way real and

simulated events. The events are written in a ROOT class (PhysicsEvent)

containing all hits information in a ~ 4.4 µs window centered around the

trigger time. OFFil processes each event before the RECO steps (see Fig. 1); it

returns a logical flag which is False (True) if the event is classified as

background (or not). If the OFFil output is F, the RECO step is skipped.

OFFil uses three classes: HitsEvent (input from Antcc); the

GroupHits, and the Clusters.

2.1 The HitsEvent Class

These objects are used as input by OFFil; they contain the list of the PMT

hits (reconstructed time and charge), after the calibration step [8] (at present,

the movements of the strings are not simulated).

2.2 The GroupHits Class

The HitsEvent are merged to form the GroupHits (GH). Two (or

more) different hits in the same string and storey, happened in a time window

∆tstorey<DTSTOC (DTSTOC=data parameter = 20 ns), are considered as one

object. This reduces the total number of object for the next step by more than a

factor of 3.

2.3 The Cluster Class

The GroupHits (GH) were used to form the clusters. A cluster is a group

of contiguous GH along the same string, temporally related one to each other.

The natural parameter to be used is the light transit time between two storeys,

∆tc ≅ 60 ns. Hits induced by a relativistic particle in contiguous storeys, are

delayed by ~∆tc while we expect uncorrelated hits for the 40

K noise. We thus

defined the average time difference ∆t as:

(1)

where t(h1) is the time of the lowest GHit in the cluster, t(hi) is the time of the

i-th

GHits, (i-1) is the difference between the storey numbers of the first and the

i-th

GHit, n is the number of storeys in the cluster. Fig. 2a) shows the

distribution of ∆t for each cluster in the simulated events containing only muon

hits (sec. 3.1). Fig. 2b) shows the same distribution for simulated events with a

pure 40

K background: the distribution of the delays is exponential, as expected

for a poissonian process. Fig. 3 shows the hit time for two different event

topologies.

4

The GroupHits in the cluster object must have an average time ∆t < 100

ns. A cluster can be formed also with a single GroupHits, if the total

number of photoelectron collected by the three PMTs in that storey inside

∆tstorey is greater than a minimum threshold value (PETHRE in the data

parameter).

The selection of “good” events and background rejection is based on cuts

(described in the next section) on the cluster objects: this saves CPU time

because the number of clusters is much smaller than the number of hits. For

events with 40

K background only, there are ~250 hits (4.4 µs × 70 kHz × 900

OM): on average, 1 cluster is formed every 25 hits. For “good” events, 1

cluster is formed every 10 hits.

Fig. 1 Sketch of the OFFil operation inside the new version of the ROOT Reco

program [9]. It reads the ROOT file with the (simulated) events, making first

the GroupHits, then the Clusters. The main part is the search for time/space

correlations between the clusters, performed through the variables and the cut

described in sec. 3. Il the event is accepted, the RECO strategies are called.

5

3. The selection criteria for “good” events

Some observable variables have a different behavior for “good” and

background events. The following selection criteria relies on cuts on these

variables, in order to maximize the probability to accept “good” events and to

reject events induced by 40

K background.

Fig. 2. Abscissa: average time difference ∆t (eq. 1) calculated from the

GroupHits in the same cluster. Ordinate: number of entries. a) Monte Carlo

events with only muon tracks. b) Monte Carlo with only background hits. Only

events with ∆t < 100 ns are shown.

Fig. 3. Sketch of a throughgoing muon firing different storeys of a string. A

near vertical (a) and an horizontal (b) muon are considered.

∆t (ns) ∆t (ns)

6

3.1 The MonteCarlo events

We used the following files as a simulation of the signal. The files MC1 to

MC4 represent the “good” events, while file MC5 is the background. The

repository directory (from the ANTARES web site) is also shown for each file.

MC1). Atmospheric muon neutrinos with CC interaction. 34620 νµ events with

Eν from 10 to 107 GeV.

hpss/mc/neutrino/mu/prod0401/nu_low/gea/gea.numu_lowe_5555_1.evt

MC2) Atmospheric electron neutrinos with CC interaction. 10000 events with


hpss/mc/user/hartmann/gea.em.cc.1507.10k.evt

MC3) Atmospheric electron neutrinos with NC interaction. 5000 events with


hpss/mc/user/hartmann/gea.el.nc.3110.5k.evt

MC4) Atmospheric downward going muons.

- 181438 events from 0o to 60

o degrees.

hpss/mc/muon/hemas/km3/prod0402/modk40-p1_0.1a.evt

- 99138 events from 60o to 85

o degrees.

hpss/mc/muon/hemas/km3/prod0402/modk40-p1_60.1a.evt

MC5) 40

K Background. 5592 background events generated with the

framegenerator [1] program. The framegenerator is a full simulation of

the PMTs response, of the read-out electronics, and the offshore DAQ

software. It starts from the data frames (13 ms, ~106 hits), which are filtered

from the datafilter, which writes the triggered events to disk in ROOT format2.

3.2 The observable and the cuts

The time difference ∆t between two clusters depends (for good events)

from the distance ∆s between the clusters itself. In Fig. 4a) the distribution of

∆t/ ∆s is shown for the events with a simulated muon (sample MC1) (a),

compared to the same distribution for the background events (Fig. 4b), sample

MC5.

The first cut is based on ∆t/ ∆s:

CUT1 : 2< ∆t/ ∆s < 4 (ns/m) (2)

The cluster pair fulfilling this cut are called correlated clusters.

The different effect of the cut is also shown in Fig. 4 as a red histogram: more

than 60% of the clusters are accepted in a), while less than 20% in b).

2 The framegenerator program is now in a revision phase by the DAQ group.

7

Fig. 4 Distribution of the variable ∆t / ∆s between each cluster pair in an

event. a) simulated events with a muon; b) simulated events with the pure 40

K

background. The cluster pairs accepted by the cut1 is inside the red

histogram.

The second cut was defined using the distribution of the number of hits

inside a cluster. Fig. 5a): simulated events with only muon hits; Fig. 5b):

simulated events with only 40

K hits. Most of the clusters induced by the 40

K

are made by two hits on two different storeys. We impose a tightening

condition on the ∆t (eq. 1 and Fig. 2) on the clusters with multiplicity equal 2

(hits=2):

CUT2 : (hits>2).or. [hits=2.and.(30< ∆t (ns)< 70)] (3)

This cut select 81% of clusters for the muon sample, and 46% of clusters for

the 40

K sample.

Fig. 5. Distribution of the hits multiplicity in the clusters with a muon (a) and for

the pure background (b). The accepted fraction of clusters after cut2 are shown

by the red histogram.

The average distance between ANTARES strings is ~60 m. If the largest

distance (∆smax) between correlated clusters (eq. 2) is ∆smax >120 m, we expect

8

hits on 3 different strings for a “good” event. The distribution of the number of

correlated hits (total number of hits belonging to any cluster pair correlated

each other by eq.2) versus the largest distance between correlated clusters is

shown in Fig. 6. Because the random process, the 40

K events prefers a large

value of ∆smax, and a small number of chits. The last cut allows to keep only

the clusters above the red line across the plot of Fig. 6:

CUT3 :

(∆smax<120 m .AND. chits>7 ) .OR. (∆smax >120 m .AND. chits>14) (4)

Fig. 6 Distribution of the number of correlated hits (chits) versus the largest

distance between clusters in the event ∆smax , for muon (a) and background (b)

events.

4. OFFil Selection efficiencies.

4.1

40K Background.

Fig. 7. Distribution of

the 5592 background

events vs. the total

number of hits. The

events surviving the

cuts 1 and 2 are 2551

(blue histogram); 199

events survive cut 3.

∆smax (m) ∆smax (m)

9

The distribution of the 5592 events versus the total number of hits in the

event is shown in Fig. 7. The number of hits for the so-called 3D events is

~250, while it is ~30 for 1D events. The effect of the cuts (sec. 3.2) 1+2 and

1+2+3 are shown as blue and red histograms, respectively. Only 199/5592

(3.5%) events survives.

4.2 CC interactions of Muon neutrinos

This file was extensively studied. We analyzed the 34620 simulated νµ

events with Eν from 10 to 107 GeV with different steps of the ANTARES

reconstruction. We studied the efficiencies of each step vs. the neutrino energy.

a) DF = DataFilter, the ANTARES trigger. It represent the most

important step of the chain, because only events triggered by this

program are stored on tape.

b) OFFil, the Physics Filter. Event discarded by this step are still on tape

and can be re-processed.

c) RECO, the reconstruction program. We used both the Aart [5] and the

Carmona strategies [10].

Fig. 8 shows the efficiency of each program step versus the neutrino energy.

The DF efficiency (open squares) is smaller than 10% for Eν < 100 GeV, and

reach 50% for Eν >106 GeV. This is smaller on what reported in [1] because

our simulated file does not contain the 40

K, and because a different choice of

the DF parameters3. After the OFFil step (full squares), the fraction of event

lost with respect to the DF is of the order of few percent for Eν between 103 to

107 GeV, while is larger for lower neutrino energies.

The effect of the OFFil Filter is however almost negligible on what

concern the reconstructed events. The continuous histogram in Fig. 8 shows

the reconstruction efficiency of the Aart strategy4 vs. the neutrino energy

(εΑart(Eν)) for all simulated event, without the pre-selection of the DF and of

the OFFil steps . The open circles shows εΑart(Eν) for the simulated events

passing the DF , and the black triangles shows εΑart(Eν) for the simulated

events passing both the DF and OFFil. The effect on the number of

reconstructed events due to the DF and OFFil selections is practically

negligible (note the logy scale on Fig. 8). For some physical analyses (i.e.

indirect search for WIMPs), the reconstruction efficiency below 100 GeV is

too small. We perform the same test also with the Carmona strategy5: the

efficiency below 300 GeV is few % lower with respect the Aart one, and is

greater for Eν> 300 GeV.

3 We set the parameter min3D =5, while was =4 in [1]. Whit this choice, the DF efficiency

shown in Fig. 8 increases by 10% from 103 to 10

7 GeV.

4 The parameters for the Aart strategy [5] are: 5 5 2 1 0 .

5 Same RECO parameters that Aart.

10

Fig. 8 Atmospheric muon neutrinos with CC interactions.

- Open squares: DF efficiency vs. log10(Eν)

- Full squares: DF+OFFil efficiency.

- Full histogram: reconstruction efficiency εΑart(Eν) (Aart strategy, parameters

in the text) for all simulated events, without the pre-analysis of the DF and of

the OFFil Filter.

- Open circles: εΑart(Eν) for the simulated events passing the DF.

-Full triangles: εΑart(Eν) for the simulated events passing the DF and OFFil.

4.3 Atmospheric muons

We used two simulated files with atmospheric muons. The first contains

muons with zenith angle Θ between 0o and 60

o, the second muons with

60o<Θ<85

o. Each simulated file contains all events with at least one muon hit.

Table 1 shows the number of simulated events, and the number of events

passing the DF and OFFil. The average energy of the muons at the detector

depth is ~300 GeV.

11

Zenith

Angle

# simulated

events

# events

after DF

# events

after OFFil

# events after

DF + OFFil

0o<Θ<60

o 181438 11811 12008

60o<Θ<85

o 99138 7639

Table 1. Number of simulated events (atmospheric muons) in two ranges of

zenith angles. It is also reported the number of events after the DF, OFFil and

DF+OFFil.

4.4 CC and NC interactions of Electron neutrinos

Table 2 shows the effect of the DF and of the OFFil programs for the

simulated events with a Charged Current (Neutral Current) interactions of

atmospheric electron neutrinos6.

File # simulated

events

# events

after DF

# events

after OFFil

# events after

DF + OFFil

CC νe 10000 1711 1236

NC νe 5000

Table 2. Number of simulated events (CC and NC interactions of atmospheric

electron neutrinos). It is also reported the number of events after the DF,

OFFil and DF+OFFil.

5. Conclusions

In this memo, we report the result of the version 1.0 of the OFFil code. The

program is now integrated in the ANTARES reconstruction data chain, and it

reduces the number of events processed by the heavy CPU-time consuming

part of the reconstruction codes by a factor of ~ 30. Using 25 s of the detector

live time (5592 background events), the total CPU time spent by the

reconstruction part (Aart strategy) was 2848 s; with OFFil, this CPU-time is

reduced to 156 s, plus 16.5 s needed for OFFil itself.

The “good” event loss is acceptable in the physical channels (atmospheric

muons, atmospheric muon neutrinos, atmospheric electron neutrinos with CC

and NC interactions) studied in sec. 4. This efficiency can be improved with an

additional and dedicated algorithm for one-string events. In addition, this

memo shows also the effect of the ANTARES online trigger (the

datafilter) on the same physical channels.

6 TEMPORARY NOTE. Sections 4.3 and 4.4. NOT completed because a broken data

storage disk.

12

Appendix A

Parameters and default values of the OFFil (v. 1.0)

Parameter Meaning Default

value

PETHRE Minimum number of photoelectron for a cluster

with a single hit.

2.5 p.e.

DTSTOC Time difference between different hits in the same

storey to be grouped in the same GroupHits

20 ns

FILETP Monte Carlo ASCII files (1) or ROOT (0) 1/0

CUTDIST Maximum distance between strings. 120 m

References

[1] B.A.P. van Rens: The software trigger in ANTARES. ANTARES-

Soft/2004-01

[2] ANTARES Collab.: The ANTARES 0.1 km3 TRD, chapter 4

[3] A. Margiotta: Simulation of muons from atmospheric showers in the

ANTARES detector using HEMAS, ANTARES-Soft/2004-002

[4] A.Romeyer and Th.Stolarczyk: Reconstruction algorithms : a handbook

for developers, ANTARES-Soft/2001-001

[5] Aart Heijboer, An algorithm for track reconstruction in ANTARES,

ANTARES-Soft/2002-002

[6] http://root.cern.ch/

[7] M. Mussini: Misura delle prestazioni del trigger software dell’esperimento

ANTARES, Tesi di Laurea Universita’ di Bologna (a.a. 2002/03), in Italian.

[8] Y. Becherini: The new RECO data chain, in preparation

[9] G. Strozzi: Reingegnereizzazione del trigger software dell’esperimento

ANTARES, Tesi di Laurea Universita’ di Bologna (a.a. 2002/03), in Italian.

[10] E. Carmona: A new reconstruction technique for ANTARES, ANTARES-

Soft/2000-011

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�

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G

QGSJET

SIBYLL

DPMJET

HDPM

VENUS

neXus

Primary energy [TeV]

even

tsMuons with E ≥ 500 GeV at sea level, primaries: p

10-3

10-2

10-1

1

10

10 2

10 3

1 10 102

103

104

105

106

107

'��¥B �� !�� !��!�� 9)/:;+$

$

QGSJET

SIBYLL

DPMJET

HDPM

VENUS

neXus

Primary energy / nucleon [TeV]

even

tsMuons with E ≥ 500 GeV at sea level, primaries: Fe

10-2

10-1

1

10

10 2

10 3

1 10 102

103

104

105

'��@B�� !�� !�� 9)/:;+

¥1

QGSJET

SIBYLL

DPMJET

HDPM

VENUS

neXus

Primary energy [TeV]

CP

U t

ime

per

show

er [

s]CPU time depending on E0, primaries: p

10-2

10-1

1

10

10 2

10 3

1 10 102

103

104

105

106

'��AB��L� �� !�� !�� 9)/:;+

¥¥

QGSJETSIBYLLDPMJETHDPMVENUSneXus

Cutoff energy [TeV]

CP

U t

ime

per

show

er [

s]CPU time depending on ECutoff, primaries: p, E0 = 103 TeV

10-2

10-1

1

10

10 2

10-1

1 10 102

'��NB��L� �� ! �� #��!�� ¥1�� 9)/:;+

¥@

10 2

10 3

10 4

10 5

10 6

3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8

10 2

10 3

10 4

10 5

10 6

3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8

10 2

10 3

10 4

10 5

10 6

3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8

Primary Spectrum log10 (E[GeV/nucleon])

Pro

tons CORSIKA / QGSJET

HEMAS

Primary Spectra (0-60 Degrees)


Hel

ium CORSIKA / QGSJET

HEMAS


Iron CORSIKA / QGSJET

HEMAS

'��HB .��!�� #�� !�� H11��I$/�� 8.+/��9)/:;+�� %��4�� 1DEF1D$

¥A

10 2

10 3

10 4

10 5

10 6

3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8

10 2

10 3

10 4

10 5

10 6

3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8

10 2

10 3

10 4

10 5

10 6

3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8


Pro

tons CORSIKA / QGSJET

HEMAS

Primary Spectra (60-85 Degrees)


Hel

ium CORSIKA / QGSJET

HEMAS


Iron CORSIKA / QGSJET

HEMAS

'��FB .��!�� #�� !�� ¥111��I$/�� 8.+/��9)/:;+�� %��4�� F1DEGHD$

¥N

10 2

10 3

10 4

10 5

10 6

2.75 3 3.25 3.5 3.75 4 4.25 4.5 4.75 5

10 2

10 3

10 4

10 5

10 6

2.75 3 3.25 3.5 3.75 4 4.25 4.5 4.75 5

10 2

10 3

10 4

10 5

10 6

2.75 3 3.25 3.5 3.75 4 4.25 4.5 4.75 5

log10 (E [GeV])

even

ts (

Pro

tons

)CORSIKA (QGSJET)HEMAS

log10 (E [GeV])

even

ts (

Hel

ium

)

CORSIKA (QGSJET)HEMAS

log10 (E [GeV])

even

ts (

Iron

)

CORSIKA (QGSJET)HEMAS

'��B��!�� #��& �� 8.+/��9)/:;+�� %��$

¥H

1

10

10 2

10 3

1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

H - CORSIKA / QGSJET

H - HEMAS

He - CORSIKA / QGSJET

He - HEMAS

Fe - CORSIKA / QGSJET

Fe - HEMAS

Multiplicity (0-60 Degrees)

log10 (Primary Energy [TeV/nucleon])

Mul

tipl

icit

y

'��GB �� !�� !��!�& �� 8.+/��9)/:;+�� %��4�� 1DEF1D$

¥F

10

10 2

10 3

1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

H - CORSIKA / QGSJET

H - HEMAS

He - CORSIKA / QGSJET

He - HEMAS

Fe - CORSIKA / QGSJET

Fe - HEMAS

Multiplicity (60-85 Degrees)

log10 (Primary Energy [TeV/nucleon])

Mul

tipl

icit

y

'��$B �� !�� !��!�& �� 8.+/��9)/:;+�� %��4�� F1DEGHD$

¥�

10 2

10 3

10 4

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

cos θ

Num

ber

of m

uons

10 3

10 4

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

cos θ

10 3

10 4

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

cos θ

1-10 TeV/nucleon

Primary proton

10-100 TeV/nucleon

100-105 TeV/nucleon

'��¥1B��#�� !��!��8.+/��9)�/:;+�� &��"�� 9)/:;+%�� 8.+/$-��! ��#��¥-�I$

¥G

10 3

10 4

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

cos θ

Num

ber

of m

uons

10 4

10 5

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

cos θ

10 4

10 5

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

cos θ

1-10 TeV/nucleon

Primary iron

10-100 TeV/nucleon

100-105 TeV/nucleon

'��¥¥B��#�� !��!��8.+/��9)�/:;+�� &��"�� 9)/:;+%�� 8.+/$-��! ��#��¥-�I$

¥$

1

10

10 210 3

0 200 400 600 800 1000

Distance from shower axis, m

Num

ber

of m

uons

10-11

1010 210 310 4

0 200 400 600 800 1000


10-210-11

1010 210 310 4

0 200 400 600 800 1000


1-10 TeV/nucleon

Primary proton 0-60

10-100 TeV/nucleon

100-105 TeV/nucleon

'��¥@B�� 4�� 1DEF1D�� $-��&��"�� 9)/:;+% ��8.+/$-��! ��#��¥-�I$

@1

11010 210 310 410 5

0 200 400 600 800 1000


Num

ber

of m

uons

11010 210 310 410 510 6

0 200 400 600 800 1000


11010 210 310 410 510 6

0 200 400 600 800 1000


1-10 TeV/nucleon

Primary iron 0-60

10-100 TeV/nucleon

100-105 TeV/nucleon

'��¥AB�� 4�� 1DEF1D��$-��&��"�� 9)/:;+% ��8.+/$-��! ��#��¥-�I$

@¥

1

10

10 210 3

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000


Num

ber

of m

uons

10-11

1010 210 310 4

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000


10-210-11

1010 210 310 4

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000


1-10 TeV/nucleon

Primary proton 60-85

10-100 TeV/nucleon

100-105 TeV/nucleon

'��¥NB�� 4�� F1DEGHD�� $ -��&��"�� 9)/:;+% ��8.+/$-��! ��#��¥-�I$

@@

11010 210 310 410 5

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000


Num

ber

of m

uons

11010 210 310 410 510 6

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000


11010 210 310 410 510 6

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000


1-10 TeV/nucleon

Primary iron 60-85

10-100 TeV/nucleon

100-105 TeV/nucleon

'��¥HB�� 4�� F1DEGHD��$-��&��"�� 9)/:;+% ��8.+/$-��! ��#��¥-�I$

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ANTARES-Soft/2004-002

Simulation of muons from atmospheric showers in the

ANTARES detector using HEMAS

Annarita Margiotta

Dipartimento di Fisica - Universita’ di Bologna

e Sezione INFN di Bologna

[email protected]

Contents

1 Introduction 3

2 Simulation chain 32.1 Air shower generation and propagation to sea level . . . . . . . . 32.2 Propagation of muons from the sea level to the detector level. . . 52.3 Propagation of muons through the detector, Cherenkov light pro-

duction and digitization of the response of PMTs. . . . . . . . . 62.4 Reconstruction of muon tracks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

3 Model for the cosmic ray flux 7

4 Evaluation of livetime and weighting of the events 8

5 Preliminary results and conclusions 8

A Appendix 13A.1 Some technicalities about the use of Monte Carlo files . . . . . . 13A.2 Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2

1 Introduction

Primary cosmic rays interacting with atmospheric nuclei produce electromag-netic and hadronic showers that, during their development through the atmo-sphere, give origin to a great number of both neutral and charged particles.However, only high energy muons (E > 500 GeV ) can reach an underwaterdetector like ANTARES producing a detectable amount of Cherenkov light.Indeed, atmospheric muons can represent a dangerous background source forneutrino telescopes if event reconstruction programs use Cherenkov light emit-ted by downgoing muons to mimic an upward going muon track.The knowledge of the detector response to atmospheric muons is an importanttool to evaluate the reliability of tracking and reconstruction procedure and toestimate the possible contamination of reconstruction results with fake upwardtracks.A complete Monte Carlo simulation has been performed starting from theproduction of cosmic ray induced atmospheric showers, propagating survivingmuons to the detector, simulating Cherenkov light production and reconstruct-ing muon tracks.A description of the simulation chain, of the cosmic ray flux model and of thedata weighting procedure is given.First preliminary results show that the contamination due to misreconstructedtracks cannot be neglected and require further improvement of selection criteria.

2 Simulation chain

The simulation chain can be divided into 4 steps. Each of them corresponds toa different Monte Carlo programs.

1. Air shower generation and propagation to the sea level (HEMAS).

2. Propagation of muons from the sea to the detector level (PROPA MUSIC).

3. Propagation of muons through the detector, Cherenkov light productionand digitization of the PMT response (KM3).

4. Reconstruction of muon tracks (RECO).

At the end of each step an ANTARES standard file is produced. It representsthe input file for the following step. Only not-empty events (i.e. with at leastone surviving muon at that step) are stored.

2.1 Air shower generation and propagation to sea level

HEMAS [1] is a simulation tool developed for the MACRO experiment [2] atLaboratori Nazionali del Gran Sasso.It simulates the interaction of a primary cosmic ray with atmospheric nucleiand follows the development of the hadronic and electromagnetic cascades to

3

the sampling level that can be chosen by the user. In this work the samplinglevel is the sea level. Only muons with energy greater than 500 GeV are stored.HEMAS is an old code and it is no more maintained by its authors. However,a recent, detailed comparison with the CORSIKA [3] simulation program hasshown that the results at the sea level and at the detector level are in goodagreement, as far as what concerns muon production. The comparison hasalso shown that both codes can be used and their results combined to evaluatethe contribution of atmospheric muons to the background in the ANTARESdetector [4, 5].In the HEMAS code, the choice among different options both for theorethicalmodels of hadronic interactions and for description of the atmosphere is allowed.Here the hadronic interaction model DPMJET II.4 [6] has been used and theatmosphere is described by a model that takes into account the curvature of theEarth, in order to extend the zenith angle range over 60 degrees.To save CPU time during the shower development, user can decide to followonly those particles with an energy greater than the threshold value to cross thewater depth down to the detector. As a consequence, the muon flux at sea leveldoes not represent the real one.The primary flux has been subdivided into 5 mass groups:

• protons (A = 1)

• helium (A = 4)

• CNO group (A = 14)

• Mg-Si group (A = 24)

• heavy nuclei group ( A = 56)

The energy spectrum used to generate each group is represented by a functionof the form

dΦ

dE= K · E−γ (1)

where K and γ have different values depending on the mass group. Furthermore,for the same nucleus, they have different values before and after the knee energy(Ek). Table 1 gives a summary of the used values.

nucleus K1 γ1 K2 γ2 Ek

proton 3000 2.56 2.1 ·106 3. 3. ·106 GeVHe 20100 2.74 6 ·106 3.12 2. ·106 GeV

CNO 600 2.5 3.7 ·107 3.24 3. ·106 GeVMg-Si 877 2.5 6.3 ·107 3.25 3. ·106 GeV

Fe 311 2.36 4.1 ·106 3. 2.7 ·106 GeV

Table 1: Parameters used for generation flux

4

For each nucleus, the production has been subdivided into 5 energy ranges:

1. 20 − 200 TeV (for Mg-Si the lower limit is 30 TeV and for iron 60 TeV)

2. 200 − 2 · 103 TeV

3. 2 · 103 − 2 · 104 TeV

4. 2 · 104 − 2 · 105 TeV

5. 2 · 105 − 2 · 106 TeV

and 2 zenith intervals:

1. 0o < ϑ < 60o

2. 60o < ϑ < 85o

At the end of the shower simulation, HEMAS provides its own standard out-put files. An appropriate program has been written to translate them intoANTARES standard format, storing only events that at sea level contain atleast one muon. The original files, obtained using the batch queues at the Lyoncomputer cluster, are stored on tapes, while the ANTARES format files havebeen gzipped and copied on the HPSS storage system.

2.2 Propagation of muons from the sea level to the detec-

tor level.

Muon propagation through water is performed with the MUSIC (MUon Simu-lation Code) program [7].MUSIC is a 3D muon propagation code. It takes into account energy lossesdue to bremsstrahlung, pair production, inelastic scattering and ionization. Itsimulates also the angular and lateral deflections due to multiple scattering.An important aspect of propagation from the sea to the detector level is thechoice of the sampling strategy.When a shower is generated at the top of the atmosphere it is characterized by 4parameters: primary mass, energy, zenith and azimuth angles. No informationon the impact points with the ground or the detector is provided. At the sealevel, information about the number of muons, their energy, angular displace-ment and lateral distribution with respect to the shower axis is added.Several approaches can be used to sample the shower axes on the detector sur-face. For ANTARES, an imaginary cylinder designed around the PMTs arrayis defined (the can). Its dimensions are obtained starting from the maximumdistance of PMTs from the centre of gravity of the PMT array plus 2.5 · λabs,where λabs = 55 m is the water absorption length. The dimensions of the can

used in this work are reported in Table 2.For each shower a random point is generated, according to a uniform distri-bution, on the surface of the can projected on a plane perpendicular to the

5

can radius 242 mcan height 592 m

Table 2: Parameters of the can

direction of the shower. It represents the impact point of the shower axis on thecan.Starting from it, the intersection points (if they exist) between the can and eachmuon of the shower are located, together with the impact points at the sea level.Then, each muon is propagated along the path between the sea level and thecan level using the MUSIC code.Only muons with a residual energy greater than 20 GeV at the surface of thecan are counted and only events with at least one surviving muon are stored.Indeed, the sampling of the shower axes on the can surface would neglect theeffect of lateral distribution of muons in the shower and the muon flux actuallyreaching the detector will be underestimated by ∼ 15% [8].For this reason, a ”sampling can” has been introduced, with dimensions largerthan the ”standard can”. The lateral extension of each shower (R) is estimatedas the maximum distance of muons from the shower axis at 2000 m under sealevel. Then, the quantity R is added to the size of the ”standard can” in orderto define the dimensions of the enlarged ”sampling can”.Only muons intercepting the ”standard can” are considered.

2.3 Propagation of muons through the detector, Cherenkov

light production and digitization of the response of

PMTs.

All the muons arriving at the can surface with residual energy greater than20 GeV have been processed with the KM3 [9] code (vrs. 2.01) to simulateCherenkov light production and digitize the response of the detector. Back-ground hits produced by 40K are added and a simplified simulation of front-endelectronic circuits is performed. The following default parameters have beenused:

• water model : partic-0.0075

• 40K rate = 60 KHz

• integration time = 25 ns

• dead time = 250 ns

Events producing at least one hit have been stored.

6

2.4 Reconstruction of muon tracks

Finally, the RECO code has been used to reconstruct muon tracks. At themoment only ”Aart strategy” [10] has been used with default parameters.For each event only one track is reconstructed, even if the event has a muonmultiplicity greater than 1.

3 Model for the cosmic ray flux

The model that at present seems to best describe the cosmic ray primary energyspectrum as reconstructed by direct measurements and indirect obsarvations ofEAS array is the model published in [11]. This has been adopted as the ”true”cosmic ray primary spectrum. It represents a superposition of individual spectraof elements with different cut-offs. A simplified version of the model has beenused:

• only elements with A ≤ 56 are considered;

• in [11] all elements are considered individually, while in this work they aregrouped into 5 groups.

The general expression for the flux of each element is given by:

dΦZ

dE0(E0) = Φ0

ZEγZ

0

[1 +

(E0

EZ

)εc](γc−γZ)/εc

(2)

where the parameters Φ0Z , γZ and EZ are the absolute flux at 1 TeV/nucleus,

the spectral index and the cut-off energy (knee), respectively and depend on theconsidered nucleus. γc and εc, which characterize the change in the spectrumat the cut-off energy EZ , are assumed identical for all spectra. In Table 3 thenumerical values for all groups are listed in detail.

γZ Φ0Z EZ (GeV )

p -2.71 8.73 · 10−2 4.5 · 106

He -2.64 5.71 · 10−2 9 · 106

CNO -2.68 3.24 · 10−2 3.06 · 107

Mg-Si -2.67 3.16 · 10−2 6.48 · 107

Fe -2.58 2.18 · 10−2 1.17 · 108

γc εc

−4.7 1.87

Table 3: Parameters of [11] used in this work.

7

4 Evaluation of livetime and weighting of the

events

The evaluation of livetime has been performed using the global weight stored inthe ANTARES standard files, w3, which represents the rate per year for eachevent. It is defined as :

w3 = S · Iϑ · IE · Eγ· F · Φ

where S is the effective can surface, that is the can surface projected on theplane perpendicular to the shower axis, Iϑ is the angular phase space factor, IE

is the energy phase space factor, Eγ takes into account the generation energyspectrum (energy is measured in GeV), F is the number of seconds per year, Φis the generation flux defined by eq. 1. For details see [12].For each branch of the production, the number of events generated on top ofthe atmosphere divided by the average value of w3 is taken as an evaluation ofthe livetime (LT = NGEN/ < w3 >), see the Appendix for numerical values.Finally, each event is weighted with the ratio between the ”true” flux, eq. (2),and the ”generation” flux, eq. (1), calculated for each event.To increase the livetime for certain ranges of the simulation, propagation fromthe sea level to the detector level has been repeated 3 times for the first twoenergy intervals, after having changed the initial seeds of random generators.The ratio between the number of events passing quality cuts (final events) andthe number of sea level events (starting events) is quite small (see Tables 5 and6) so the probability to find the same reconstructed events at the end of theprocedure is correspondingly small.

5 Preliminary results and conclusions

To put together the results from the different branches of simulation all thecontributions have been normalized to one-day livetime.

In the Figs. 1-4 some histograms are shown at different levels of simulation.The legenda is the same for all pictures:

• continuous line refers to events arriving at the can surface (can level ∼1.1 · 107 ev/day)

• dashed line refers to events producing at least one hit in the detector (KM3level ∼ 4.7 · 106 ev/day)

• dotted line refers to events with one reconstructed track (RECO level∼ 8 · 105 ev/day)

• dashed-dotted line refers to events with one reconstructed track passingstandard quality cuts for Aart strategy (RECO1 level ∼ 2.3 · 104 ev/day).

8

Figure 1: Primary cosmic ray energy spectrum. Continuous line refers to pri-maries with at least one muon at can surface, dashed line refers to primarieswith one muon producing at least one hit on a PMT, dotted line refers to eventswith a reconstructed track and dashed-dotted line refers to reconstructed trackspassing quality cuts.

In Fig. 1 the energy spectrum of the primary nuclei is shown. In Fig. 2 themuon energy spectrum is presented, while the azimuth distribution is shown inFig. 3. The effect of geometrical string distribution is evident in the recon-structed events.Finally, the cosine of the zenith angle is shown in Fig. 4. It must be remem-bered that all generated events have a cosine greater than zero (downward go-ing muons). This means that the shaded area refers to misreconstructed events(∼ 8/day).Analyzing in detail the misreconstructed events it is possible to notice that mostof them come from the angular range between 50 and 70 degrees, see Fig. 5.The characteristcs of the corresponding not weighted events are listed in Table8 in Appendix. Further detailed studies must be performed to investigate thedependence of the misreconstructed events both on applied strategy (a compar-ison with Carmona strategy [13] results is in progress) and on likelihood cuts.Furthermore, event analysis and reconstruction after Data Filter selection is inproject.AcknowledgmentsSpecial thanks are due to Dr. M. Sioli for discussions and precious suggestions.

9

Figure 2: Muon energy spectrum (the legenda is as in Fig. 1)

References

[1] C. Forti et al., Phys. Rev. D 42(1990)3668; E. Scapparone, HEMAS: a MonteCarlo code for hadronic, electromagnetic and TeV muon components in airshower, arXiv: physics/9902043 (1999)

[2] M. Ambrosio et al. - (MACRO Collaboration), The MACRO detector atGran Sasso, Nucl. Instr. Methods Phys. Res. A486(2002)663-707

[3] D. Heck, CORSIKA, Forschungszentrum Karlsruhe Report FZKA-6019(1998)

[4] S. Cecchini et al., Study of atmospheric muon background with HEMAS andCORSIKA, ANTARES-Soft/2003-005

[5] S. Cecchini et al., Study of atmospheric muon background with HEMAS andCORSIKA. Part 2: Propagation to the can level, ANTARES-Soft/2003-006

[6] J. Ranft, Phys. Rev. D51(1995)64; arXiv: hep-ph/0002137 (2000)

[7] P. Antonioli et al., A three dimensional code for muon propagation throughthe rock, Astrop. Phys. 7(1997)357; arXiv: hep-ph/9705408

[8] A. Margiotta, Transparencies of ANTARES Coll. meeting, CERN June 2002

[9] S. Navas and L. Thompson, KM3 user guide and reference manual,ANTARES-Soft/1999-011

[10] A. Heijboer, An algorithm for track reconstruction in ANTARES,ANTARES-Soft/2002-002

[11] J. Horandel, On the knee in the energy spectrum of cosmic rays, Astrop.Phys. 19(2003)193

10

Figure 3: Azimuth angle (the legenda is as in Fig. 1). The azimuth angles forcan and KM3 level events are the simulated ones, while for RECO and RECO1level events the reconstructed angles are shown.

Figure 4: Cosine of zenith angle (the legenda is as in Fig. 1). The angles forcan and KM3 level events are the simulated ones, while for RECO and RECO1level events cosine of the reconstructed angles is plotted.

11

Figure 5: True zenith angle for misreconstructed events

[12] J. Brunner, Updated tag list for the new ANTARES event format,ANTARES-Soft/1999-003

[13] E. Carmona, J.J.Hernandez, A new reconstruction technique forANTARES, ANTARES-Soft/2000-011; E. Carmona, Update of the new pre-fit reconstruction, ANTARES-Soft/2001-006

12

A Appendix

A.1 Some technicalities about the use of Monte Carlo files

All the ANTARES standard output files produced at the end of each simula-tion step are stored on HPSS (High Performance Storage System) at the Lyoncomputer cluster.

• Sea level files can be found in :$ANTHPSS/mc/muon/hemas/sea/prod02/.The names of the files follow the format:< nucleus >< energy range > < angle > . < n > .evt.gzFor example, the file: p1 0.1.evt.gz refers to proton nuclei, in the firstenergy range (p1 = 20 - 200 TeV) with zenith angles between 0 and 60degrees, while: fe4 60.1.evt.gz refers to iron nuclei, in the fourth energyrange (fe4 = 20000 - 200000 TeV) with zenith angles between 60 and 85degrees.When it is not easy to handle a unique file, it has been subdivided and anorder number < n > has been assigned to the sub-files.

• Can level files can be found in :$ANTHPSS/mc/muon/hemas/can/prod0402/.The names of the files follow the format:can− < nucleus >< energy range > < angle > . < letter > .evt.gzwhere < nucleus >, < energy range > and < angle > follow the indicationgiven for sea level files, while < letter > refers to the 3 different propaga-tion performed with different initial seeds for random number generators(see sect. 2.2). In this case < n > is not specified because all the files areput together.

• Files after detector response digitization (KM3 level) are stored in :$ANTHPSS/mc/muon/hemas/km3/prod0402/.The names of the files follow the format:modk40− < nucleus >< energy range > < angle > . < n >< letter >.evt.gzwhere < n > and < letter > are defined above.

• Files after reconstruction process with Aart strategy are stored in :$ANTHPSS/mc/muon/hemas/reco/prod0402/.reco− < nucleus >< energyrange > < angle > . < n >< letter > .evt.gzwhere < n > and < letter > are defined above.

A useful way to handle data is the creation of ntuples with PAW. Please, noticethat to produce correctly normalized histograms user must fill them using thecorrect weights for livetime (that can be found in the tables 3 and 4) and forprimary cosmic ray flux (Wflux = eq.(1)/eq.(2)).

13

A.2 Tables

energy ranges 1 2 3 4 5Ngen LT Ngen LT Ngen LT Ngen LT Ngen LT

days days days days daysproton 16560098 1.51 240000 0.75 36000 1.35 4800 15.70 600 174

He 15355100 1.35 222000 0.98 40700 2.98 4440 38.57 600 602CNO 8400105 2 222000 1.48 34001 2.42 4801 50.88 600 979Mg-Si 6300105 1.90 180000 0.81 28501 1.36 4204 30.17 478 549

Fe 3150105 1.86 180002 0.38 27006 0.45 3962 5.68 466 59

Table 4: Number of generated showers and corresponding livetimes for angularrange between 0 and 60 degrees

energy ranges 1 2 3 4 5Ngen LT Ngen LT Ngen LT Ngen LT Ngen LT

days days days days daysproton 13824044 1.38 1440002 5.05 120004 5.29 14406 57 1810 668

He 11570036 1.09 1332002 6.63 103602 9 13326 142 1654 2.17e03CNO 7295040 1.83 970002 7.25 84007 7.12 11814 154 1411 2.95e03Mg-Si 5080037 1.60 954009 4.81 81010 4.63 9015 80.53 1384 2.1e03

Fe 2815037 1.71 802520 1.85 45015 0.87 4515 8.13 1228 207

Table 5: Number of generated showers and corresponding livetimes for angularrange between 60 and 85 degrees

14

Ngen sea level can level km3 level reco reco +quality cuts

p1 16560098 7139704 2961351 1255626 554900 13370p2 240000 222387 143163 72168 56250 2336p3 36000 35992 28900 19071 8423 681p4 4800 4800 3540 2925 10800 1338p5 600 600 400 361 273 0he1 15355100 6446546 2234398 948486 361700 6647he2 222000 216242 144326 77460 66140 2462he3 40700 40700 31225 22289 10490 708he4 4440 4440 3096 2623 1653 67he5 600 550 339 302 248 2cno1 8400105 2121616 516934 240775 84131 1220cno2 222000 216970 139359 78591 69560 2284cno3 34001 34001 24809 18794 9456 588cno4 4801 4802 3085 2681 1816 41cno5 600 600 312 285 231 0

mg-si1 6300105 1711358 444554 188859 25017 753mg-si2 180000 176859 107201 60273 52017 1602mg-si3 28501 28501 20113 15377 8066 462mg-si4 4204 4204 2638 2281 1565 32mg-si5 478 477 264 239 185 0

fe1 3150105 964425 201594 82894 19192 150fe2 180002 171572 88630 49319 38905 1002fe3 27006 27006 18440 14439 7749 337fe4 3962 3962 2390 2125 1523 14fe5 466 466 225 204 165 0

Table 6: Number of generated showers and corresponding surviving events atdifferent levels of simulation for angular range between 0 and 60.

15

Ngen sea level can level km3 level reco reco +quality cuts

p1 13824044 1770392 230964 99150 69540 4078p2 1440002 768022 209268 100193 85250 6843p3 120004 102180 46288 26392 10800 1338p4 14406 13838 7920 5625 3020 584p5 1810 1802 1059 877 589 90he1 11570036 927545 95758 39483 21860 1094he2 1332002 770958 204480 101859 85760 6144he3 103602 91118 40101 24494 10602 1235he4 13326 12953 7079 5303 3001 495he5 1654 1653 339 813 565 80cno1 7295040 214520 15254 6253 2996 115cno2 970002 520925 119174 60383 49610 3114cno3 84007 74016 34223 21945 10233 1091cno4 11814 11529 6159 4823 2868 439cno5 1411 1411 750 652 480 56

mg-si1 5080037 129163 6617 2570 1089 33mg-si2 954009 453395 90795 4569 35887 2079mg-si3 81010 70645 31791 20783 9727 996mg-si4 9015 8791 4592 3649 2193 287mg-si5 1384 1384 707 615 437 47

fe1 2815037 38467 648 212 47 0fe2 802520 271095 42066 21435 16440 861fe3 45015 38212 15761 10554 4936 xxxfe4 4515 4385 2200 1795 1098 137fe5 1228 1226 586 503 364 41

Table 7: Number of generated showers and corresponding surviving events atdifferent levels of simulation for angular range between 60 and 85.

16

nucleus energy muon true zenith true azimuth reco zenith reco azimuth(TeV) mult. angle angle angle angle

1 p 26.1 1 48.7 82.2 132.6 59.12 p 33.2 1 58.7 137.7 142.2 152.13 p 56.3 1 18.3 330.6 98.8 279.74 p 24.7 1 50.9 61.3 138.1 28.75 p 51.3 2 22. 179.4 98.7 135.66 p 27.4 1 74.3 123.5 158.3 144.67 p 27.6 1 64.6 252.5 142.2 1918 p 36.5 1 61.5 82.1 144.2 79.19 p 274 1 72.9 197.6 96 172.610 p 287 2 68.6 306.5 129.6 269.411 p 201 1 60.4 129.8 97.6 115.112 p 389 1 62.1 150.9 111.1 194.213 p 2.5 · 103 2 61.6 103.9 91.7 23.914 he 28.2 1 46.9 182.7 129.2 22115 he 581 2 61.6 34.5 133.8 97.716 cno 186 2 54.9 179.2 106.2 128.817 cno 186 2 55.2 31.8 92.7 36.418 cno 686 1 69.3 139.5 147.6 144.319 cno 804 1 76.2 53.1 94. 53.320 cno 2.7 · 103 1 74.7 325.4 106 283.421 fe 380 3 30.3 101.8 94.2 232.222 fe 2 · 103 2 63.5 267.3 149 25423 fe 2.4 · 103 16 52.4 203.3 110.5 157.124 fe 2.1 · 103 6 72.7 120.2 102.1 104.3

Table 8: Physics parameters of the misreconstructed events.

17

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-/. 021)354 3#6 7 .98 : . 7 ;9<

=�>@?BA�A�CED5C!FHG�CJI�KLA�K=�>@?BA�A�C�MNDOCJFHG�C!IPKLAQKSRUTV?QMWKXAQYZA+M[KX\

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media

n rate

(kHz

)

0

50

100

150

200

250

300

350

LCM 1

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In KEuro

Struttura


caricodi altriEnti

Missioniinterne

SJ

Missioniestere

SJ

Materialedi

consumo

SJ

Trasportie

facchinaggi

SJ

Spesedi

calcolo

SJ

Affittie

manutenz.

SJ


SJ

Costruzioneapparati

SJ

TOTALECompet.

SJ

BABOCTGELNSPIRM1

TOTALI

25,012,014,0

5,011,027,820,0

65,052,952,044,049,050,045,0

106,06,0

35,015,0

5,010,010,0

8,01,03,0

47,011,0

5,06,0

9,34,0

54,0

200,0163,0

297,081,9

114,0271,0231,0

97,179,0

0,00,00,00,00,00,00,0

114,8 357,9 187,0 12,0 82,3 417,0 1171,0







A) ATTIVITA' SVOLTA FINO A GIUGNO 2004Lo stato di avanzamento dell'esperimento, al giugno 2004 beneficia dell'esperianza ottenuta con i vari prototipi realizzati e sperimentatidurante tutto l'anno precedente e la prima metà del 2004.Con la 'sector line' immersa e recuperata nel 2003 è stato verificato: i) la soddisfacente qualità del sistema di trasmissione dei dati; ii)lanecessità di modificare la struttura dei cavi elettromeccanici che costituiscono le stringhe; iii) i livelli di rumore di fondo nei sensori ottici; iv)i livelli particolarmente alti dell'attività biologica (bio−luminescenza) nel sito; v) lo studio delle correlazioni tra corrente e bio−luminescenza.Con misure su banco è stato altresì effettuata una revisione completa delle soluzioni per la meccanica e l'elettronica dell'apparato conconseguente ottimizzazione. Ciò ha permesso l'avvio delle attività di produzione di massa delle stringhe definitive del rivelatore.Sul versante dell'approfondimento dei temi di fisica che verranno indagati, nonché degli strumenti software a ciò necessari, l'attività èproseguita secondo le linee già impostate negli anni precedenti.

B) ATTIVITA' PREVISTA PER L'ANNO 2005

Con il 2005 l'esperimento entra nella fase della sua installazione. Data la sua modularità, la presa dati comincerà già con la connessionerdella prima stringa, prevista per l'agosto 2005. Contemporaneamente procederà la produzione di massa delle parti del rivelatore, in mododa poter procedere al ritmo di completare una stringa ogni due mesi. Le principali attività costruttive coinvolgono vari gruppi dell'INFN,così come francesi, olandesi e spagnoli.

La disponibilità di mezzi marini per il deployment e la connessione subacquea dei cavi resta un punto delicato in questo genere di attivitàsperimentale, a cui si sta cercando di porre rimedio al meglio.


Annofinanziario

Missioniinterne

Missioniestere

Materiale diconsumo


Spese dicalcolo

Affitti emanutenz.



2001200220032004

TOTALE

55,043,038,051,5

154,0213,0223,0219,0

88,0134,0114,5175,5

16,017,026,0

273,0294,0

20,518,0

453,5315,0355,5147,0

1023,51015,0

768,5637,0

187,5 809,0 512,0 59,0 605,5 1271,0 3444,0






PREVISIONE DI SPESA


In KEuro

ANNIFINANZIARI

Missioniinterne

Missioniestere

Materialedi

consumo


Spesedi

calcolo

Affitti emanutenz.


Costruzioneapparati

TOTALECompet.

2005

TOTALI

114,8 357,9 187,0 12,0 82,3 417,0 1171,0

114,8 357,9 187,0 12,0 0,0 0,0 82,3 417,0 1171,0



StrutturaBO





QualificaAffer.

algruppo

% NTECNOLOGI

Cognome e Nome

Qualifica


Ruolo Art. 23 Ricerca Assoc. Ruolo Art. 23Ass.

Tecnol. 1234567

Becherini Yvonne Cecchini Stefano Giacomelli Giorgio Margiotta Annarita Popa Vlad Sioli Massimiliano Spurio Maurizio

Ric.

P.O.R.U.

Ric.P.A.

Dott.C.N.R

2222222

100503080703040


00

NTECNICI

Cognome e Nome



Assoc. tecnica


74


00



1 Servizio di Calcolo 3.0









31.01.2005 Avvio delle attività di integrazione e test dei moduli LCM, MLCM, SCM

30.04.2005 Deployment ed inizio presa dati del secondo prototipo di stringa (MILOM)

31.08.2005 Deployment della prima stringa del rivelatore ed inizio della presa dati

31.12.2005 Completamento della fornitura dei BSS, per un totale di 13

31.12.2005 Prima e seconda stringa dell'apparato ANTARES in presa dati




Codice Esperimento GruppoEEE 2

Rapp. Naz.: Antonino ZichichiRappresentante nazionale: Antonino ZichichiStruttura di appartenenza: BOPosizione nell'I.N.F.N.:

PROGRAMMA DI RICERCA

A) INFORMAZIONI GENERALI

Linea di ricercaFisica dei raggi cosmici di altissima energia.


I rivelatori saranno localizzati prevalentemente presso scuole medie superiori

Sigla delloesperimento assegnata dallaboratorio

Acceleratore usato

Fascio(sigla e caratteristiche)


Rivelazione della componente muonica di sciami cosmici. Studio di eventi in

coincidenza in rivelatori dislocati sull'intero territorio italiano.

Apparato strumentaleutilizzato

Telescopio per raggi cosmici costituito da 3 piani di MRPC.


Bologna

LNFLNGSLecceTorinoCatania

Istituzioni esterne all'Entepartecipante

MIUR

FCCSEMINGVWFSAIF

Durata esperimento10 anni

B) SCALA DEI TEMPI : piano di svolgimento

PERIODO ATTIVITA' PREVISTA

2005

Ingegnerizzazione del modulo e costruzione del prototipo di un piano

Gare ed ordini ed in parallelo sviluppo elettronica di read−out e acquisizione datiCostruzione del primo modulo e testCostruzione ed installazione di altri 9 moduli

2006Inizio presa dati dei singoli telescopi

Installazione e messa in opera del sistema di coincidenze e networking delle varie scuoleCostruzione ed installazione di altri 20 moduli

2007Costruzione e messa in opera di ulteriori 35 moduli

Presa dati

2008−2014Presa dati di tutti i moduli

Analisi dei dati del singolo modulo e dei moduli in coincidenzaEventuale analisi di coincidenza con altri rivelatori.

mailto:

Mod EN. 1 (a cura del responsabile nazionale)


StrutturaBO


Resp. loc.: Gabriella Sartorelli


VOCIDI




SJ di cui SJ Riunioni fra le varie sedi 10,0

10,0

Incontri per eventuale ampliamento della rete di moduli 6,0

6,0

Metabolismo per costruzione di un piano del prototipo 10,0

10,0

Trasporto materiale nelle scuole 10,0

10,0


Attrezzatura di laboratorio per test: oscilloscopio, alimentatori HV e LV, PC, crateVME, moduli di read−out

50,0

50,0

Costruzione di 10 telescopi comprensivo di read out. 450,0

450,0





StrutturaBO








Rapp. Naz.: Antonino Zichichi


In KEuro

Struttura


caricodi altriEnti

Missioniinterne

SJ

Missioniestere

SJ

Materialedi

consumo

SJ

Trasportie

facchinaggi

SJ

Spesedi

calcolo

SJ

Affittie

manutenz.

SJ


SJ

Costruzioneapparati

SJ

TOTALECompet.

SJ

BOCTLNF:DTZLNGSTO:DTZ

TOTALI

10,08,03,06,05,0

6,05,0

4,03,0

10,02,0

10,04,04,0

10,0 50,03,05,0

450,0 536,018,018,014,012,0

0,00,00,00,00,0

32,0 18,0 30,0 10,0 58,0 450,0 598,0




Nuovo esperimento GruppoEEE 2

PROPOSTA DI NUOVO ESPERIMENTO

Mod EN. 5 Pagina 1 di 2 (a cura del rappresentante nazionale)


Nuovo esperimento GruppoEEE 2

PROPOSTA DI NUOVO ESPERIMENTO

Mod EN. 5 Pagina 2 di 2 (a cura del rappresentante nazionale)





PREVISIONE DI SPESA


In KEuro

ANNIFINANZIARI

Missioniinterne

Missioniestere

Materialedi

consumo


Spesedi

calcolo

Affitti emanutenz.


Costruzioneapparati

TOTALECompet.

20052006200720082009

TOTALI

32,030,030,030,030,0

18,020,020,020,020,0

30,030,030,030,030,0

10,020,035,0

58,010,010,010,010,0

450,0900,0

1575,0

598,01010,01700,0

90,090,0

152,0 98,0 150,0 65,0 0,0 0,0 98,0 2925,0 3488,0



StrutturaBO





QualificaAffer.

algruppo

% NTECNOLOGI

Cognome e Nome

Qualifica



Tecnol. 123456789

101112131415

Caporaloni Marina Casadei Diego Cifarelli Luisa Cindolo Federico Contin Andrea Garbini Marco Hatzifotiadou Despina Levi Giuseppe Menghetti Helenia Sartorelli Gabriella Scapparone Eugenio Scioli Gilda Selvi Marco Williams Crispin Zichichi Antonino

D.R.

Ric.

D.R.

Art.2222

P.O.

P.O.

R.U.

P.A.

P.O.

R.U.AsRic

Dott.

Dott.

Dott.Dott.

223322322233231

503030303040403040503020404030


00

NTECNICI

Cognome e Nome



Assoc.tecnica

12

Massera Fernando Pilastrini Renato

CTer.CTer.

5050


155.3


21











31/03/2005 Ingegnerizzazione del modulo ecostruzione del prototipo di un piano

30/06/ 2005 Gare ed ordini ed in parallelo sviluppo elettronica di read−out e acquisizione dati

31/08/2005 Costruzione del primo modulo e test

31/12/2005 Costruzione ed installazione di altri 9 moduli




Codice Esperimento GruppoGGG 2

Rapp. Naz.: Anna M. Nobili

Rappresentante nazionale: Anna M. NobiliStruttura di appartenenza: PIPosizione nell'I.N.F.N.:


Linea di ricerca

Verifica del principio di equivalenza


INFN di Pisa, Sede di San Piero a Grado


dal laboratorio

GGG

Acceleratore usato

Fascio(sigla e

caratteristiche)


Caduta di corpi di diversa composizione nel campo gravitazionale del Sole

Apparatostrumentale

utilizzato

Accelerometro differenziale in rotazione veloce con masse di prova cilindriche debolmente accoppiate(progettato e costruito dal gruppo stesso)


PI−BO


Durata esperimento 5 anni



StrutturaBO


Resp. loc.: Sergio FOCARDI


VOCIDI




SJ di cui SJ Viaggi Bologna−Pisa e Bologna−Brasimone 4,0

4,0

Partecipazione congressi 2,0

2,0

Disegni di parti meccaniche e componenti elettroniche 7,0

7,0


Viti micrometriche motorizzate con controllo: 10 10,0

10,0

Parti meccaniche ad hoc e progettazione elettronica 8,0

8,0





StrutturaBO










In KEuro

Struttura


caricodi altriEnti

Missioniinterne

SJ

Missioniestere

SJ

Materialedi

consumo

SJ

Trasportie

facchinaggi

SJ

Spesedi

calcolo

SJ

Affittie

manutenz.

SJ


SJ

Costruzioneapparati

SJ

TOTALECompet.

SJ

BOPIRM2:DTZ

TOTALI

4,03,52,0

2,05,0

7,025,0

10,028,0

8,040,0

31,0101,5

2,0

0,00,00,0

9,5 7,0 32,0 38,0 48,0 134,5







A) ATTIVITA' SVOLTA FINO A GIUGNO 2004GGG e' stato approvato in Commissione II il 16 Marzo 2003. Il trasferimento dal laboratorio Laben−Proel di Firenze a San Piero a Gradoe'avvenuto a fine Giugno 2003.

Nel periodo Giugno 2003−Giugno 2004 sono state svolte le seguenti attivita':

1. Acquisizione della camera a vuoto completa dalla Laben−Divisione Proel di Firenze dove l'apparato era ospitato, sua messa in funzionenel nuovo laboratorio. Progettazione e implementazione di diversi miglioramenti costruttivi della camera per adattarla ad un espeirmentodi misura di picocle forze (nuovo sistema di apertura/chiusura, attuatori per un primo livello di il controllo di orizzontalita' sia della strutturache dell'acceleromtero installato al suo interno...)

2. Attrezzatura e sistemazione del nuovo laboratorio

3. Modifiche all'apparato dell'accelerometro rese necessarie dalle misure effettuate in precedenza nel laboratorio Laben−Proel di Firenze.Le modifiche principali sono 4:

A) Spostamento del motore passo−passo sull'asse del rotore, allo scopo di eliminare la dissipazione prodotta in rotazione dalla presenzadi O−rings (inevitabili nella precedente configurazione con motore fuori asse) mantenendo la trasmisisone dei dati all'esterno per via otticalungo l'asse.Cio' ha richiesto di disegnare uno speciale giunto con gioco nel piano orizzontale, invece di un classico giunto flessibile (inassenza di tale gioco, il sistema, essendo fatto di varie parti debolmente accoppiate non e' in condizioni di ruotare). Anche i contattistriscianti sono stati un problema non banale nella nuova configurazione.

B) Controllo dei deboli moti instabili di "whirl" oltre che alla frequenza naturale differenziale anche alle due frequenze di modo comune(sistema pronto ma da testare)

C) Riduzione dei tilts del terreno alle basse frequenze sino al livello di sensibilita' del tiltmetro usato (10^−9 rad). La fase piu' fine vienefatta in automatico usando delle PZT e un circuito doppio stadio da noi disegnato e relaizzato. Testato il singolo stadio.

D) Aumento della sensibilita' dell'elettronica digitale (attualmente a 16 bit) con passaggio automatico ad una scala piu' sensibile quando glispostamenti relativi delle masse di prova si riducono.

B) ATTIVITA' PREVISTA PER L'ANNO 2005Per il 2005 prevediamo di fare prese dati lunghe eseguendo un controllo automatico dei tilts del terreno alle basse frequenze (24 hr)mediante doppio stadio e realizzando uno smorzamento attivo delle instabilita' di whirl sia alla frequenza naturale differenziale che aquelle di modo comune. Il software di analisi dati gia' in parte sviluppato verra' aggiornato e ottimizzato.

Prevedimao inoltre di ridurre la frequenza naturale di accoppiamento attraverso un bilanciamento fine del sistema e utilizzandosospensioni cardaniche con lamelle piu' sottili lavorate con precisione.

Infine, progetteremo e implementeremo una elettronica digitale di presa dati a 24 bit nominali, anziche' a 16 come quella attualmenteutilizzata, anch'essa con informazione sulla fase di ogni dato fornita via hardware tramite encoder ad hoc gia' funzionante.


Annofinanziario

Missioniinterne

Missioniestere

Materiale diconsumo


Spese dicalcolo

Affitti emanutenz.



20032004

TOTALE

3,03,5

3,05,0

30,020,0

30,030,0 50,0

66,0108,5

6,5 8,0 50,0 60,0 50,0 174,5






PREVISIONE DI SPESA


In KEuro

ANNIFINANZIARI

Missioniinterne

Missioniestere

Materialedi

consumo


Spesedi

calcolo

Affitti emanutenz.


Costruzioneapparati

TOTALECompet.

200520062007

TOTALI

9,57,57,5

7,07,07,0

32,032,032,0

38,040,040,0

48,048,048,0

134,5134,5134,5

24,5 21,0 96,0 0,0 0,0 0,0 118,0 144,0 403,5



StrutturaBO





QualificaAffer.

algruppo

% NTECNOLOGI

Cognome e Nome

Qualifica



Tecnol. 12345

Baldi Paolo Campari Enrico Casula Giuseppe Focardi Sergio Palmonari Federico

P.O.P.O.

P.O.P.O.Altro

22222

5050307020


00

NTECNICI

Cognome e Nome



Assoc. tecnica


52.2


00











30.06.2005 Realizzazione e analisi di prese dati lunghe complete di controllo automatico dei tilts e damping attivo dellefrequenze naturali (differenziale e di modo comune) con utilizzo dell' elettronica a 16 bit nella scala ad alta sensibilita'.

31.12.2005 Riduzione della frequenza naturale di accoppiamento, progettazione e implementazione di elettronica digitale a 24bit (nominali) in modo da rivelare spostamenti relativi di 10^−9 m (corrispondenti ad una sensibilità eta=10^−8)




Codice Esperimento GruppoLVD 2

Rapp. Naz.: A. Zichichi

Rappresentante nazionale: A. ZichichiStruttura di appartenenza: BOPosizione nell'I.N.F.N.:


Linea di ricerca

Fisica underground


L.N.G.S.


dal laboratorio

LVD

Acceleratore usato

Fascio(sigla e

caratteristiche)


Fisica e Astrofisica dei neutrini.Fisica della radiazione cosmica.Interazioni di muoni e neutrini di alta energia

Apparatostrumentale

utilizzato

Rivelatore di grande massa: scintillatore liquido.


BO,LNF, LNGS, TO


Istituto di Fisca dello Spazio Interplanetario del CNR (sez. Torino),Brown University (USA), UniversidadeEstadual de Campinas (Brasile),Indiana University (USA), Mosca−INR (CSI), Huston Univ. (USA), MIT (USA),Northeastern Univ. (USA), Okayama Univ. (Japan), Hirosaki Univ. (Japan), Ashikaga Inst. of Tecnology(Japan).

Durata esperimento > 15 anni



StrutturaBO


Resp. loc.: Paolo GIUSTI


VOCIDI




SJ di cui SJ Meetings di collaborazione

Turni di acquisizione dati

Turni di manutenzione ordinaria e straordinaria

Turni di calibrazione

16,0

22,0

25,0

7,5

70,5

Working Group rete SNEWS

Riunioni con collaboratori stranieri

Conferenze internazionali

10,5

8,0

6,024,5

Metabolismo

Riparazioni

Manodopera esterna per manutenzione

Assistenza per calibrazioni

12,0

15,0

6,5

5,0

38,5


Rack per macchine DAQ, apparecchiatura di rete, computer e firewall 5,0

5,0





StrutturaBO










In KEuro

Struttura


caricodi altriEnti

Missioniinterne

SJ

Missioniestere

SJ

Materialedi

consumo

SJ

Trasportie

facchinaggi

SJ

Spesedi

calcolo

SJ

Affittie

manutenzione

SJ


SJ

Costruzioneapparati

SJ

TOTALECompet.

SJ

BOLNGSTO

TOTALI

70,55,0

67,0

24,53,0

25,5

38,547,069,0

8,07,0

5,0

10,0 18,0

138,563,0

196,5

0,00,00,0

142,5 53,0 154,5 15,0 15,0 18,0 398,0







A) ATTIVITA' SVOLTA FINO A GIUGNO 2004− Acquisizione dati con tre torri: uptime > 99%− Inizio della sistematica calibrazione dei fototubi dell'apparato− Analisi dati: presentati due contributi alla conferenza Neutrino 2004− Partecipazione a rete SNEWS durante tutto l'uptime− Realizzato e testato con successo il prototipo del multiplexer per i segnali di LTCR e HTCR. Iniziata la produzione di tutte le schedenecessarie.− Messa a punto, nella facility in hall di montaggio, dei test per la calibrazione a bassa energia dell'apparato.− E' disponibile e testato tutto l'hardware necessario per il sistema di distribuzione del clock e del segnale di sincronismo ai TDC;l'installazione sull'apparato avverrà in autunno.

B) ATTIVITA' PREVISTA PER L'ANNO 2005− Continuazione dell'acquisizione dati con massimo uptime e massa attiva− Manutenzione ordinaria e straordinaria dell'apparato− Prosecuzione e completamento della calibrazione dei fototubi dell'apparato− Continuazione attività nella rete SNEWS− Test di calibrazione a bassa energia e ottimizzazione delle soglie effettuato con diverse sorgenti radioattive presso la facility nei laboratoriesterni (hall di montaggio)− Realizzazione di un test su una tank per il drogaggio dello scintillatore con gadolinio− Studio del flusso di neutroni associati al passaggio di muoni cosmici nell'apparato− Studio della fattibilità della calibrazione a bassa energia di una tank presso un reattore nucleare.


Annofinanziario

Missioniinterne

Missioniestere

Materiale diconsumo


Spese dicalcolo




1985199319941995199619971998199920002001200220032004

TOTALE

1599,4327,9222,0198,8198,8216,9196,2139,4134,2142,0100,0111,0123,5

357,330,928,423,220,618,0

7,712,920,618,616,021,022,5

4277,2937,3320,2286,6222,0222,0199,8111,0144,6180,7128,0193,5115,0

331,930,912,910,333,546,4

10,310,310,3

9,58,5

18,5

10,3 3293,9632,6

46,454,282,641,3

5,1

13,516,524,0

4178,0888,3

51,6103,2929,6185,9

72,3

13,4

9,528,0

14048,02847,9

681,5676,3

1487,1730,5403,7351,0309,7365,0267,0360,0331,5

3710,1 597,7 7337,9 533,3 10,3 4210,1 6459,8 22859,2





PREVISIONE DI SPESA


In KEuro

ANNIFINANZIARI

Missioniinterne

Missioniestere

Materialedi

consumo


Spesedi

calcolo



Costruzioneapparati

TOTALECompet.

200520062007

TOTALI

142,5140,0140,0

53,050,050,0

154,5160,0160,0

15,015,015,0

15,040,040,0

18,040,020,0

398,0445,0425,0

422,5 153,0 474,5 45,0 0,0 0,0 95,0 78,0 1268,0



StrutturaBO





QualificaAffer.

algruppo

% NTECNOLOGI

Cognome e Nome

Qualifica



Tecnol. 123456789

10

Antonioli Pietro Bari Giacomo Garbini Marco Giusti Paolo Luvisetto Maria Luisa Menghetti Helenia Pesci Alessandro Sartorelli Gabriella Selvi Marco Zichichi Antonino

Ric.Ric.

D.R.Ric.

Ric.P.A.

P.O.

Dott.

Dott.

Dott.

3222222221

40706070406040506010


00

NTECNICI

Cognome e Nome



Assoc.tecnica

1 Chiarini Antonio CTer. 50


105


10.5



123

Elettronica Officina meccanica Servizio Tecnico Generale

2.03.03.0









31/12/2005 Acquisizione dati con massimizzazione di uptime e massa attiva

30/06/2005 Completamento della calibrazione dei fototubi di tutto l'apparato

31/12/2005 Test per la calibrazione a bassa energia e per l'ottimizzazione della soglia effettuato con sorgenti radioattive pressola stazione di test nei laboratori esterni (hall di montaggio)

31/12/2005 Realizzazione di un test su una tank per il drogaggio dello scintillatore con Gadolinio

31/12/2005 Misura del flusso di neutroni in correlazione col passaggio di muoni cosmici nel rivelatore

30/06/2005 Studio della fattibilità della esposizione di una tank al flusso di antineutrini di un reattore nucleare per calibrazione abassa energia

31/12/2005 Continuazione partecipazione rete SNEWS




Codice Esperimento GruppoNEMO−RD 2

Rapp. Naz.: Emilio Migneco

Rappresentante nazionale: Emilio MignecoStruttura di appartenenza: LNSPosizione nell'I.N.F.N.:


Linea di ricerca

Neutrino Astronomy


Stazione di prova sottomarina a 20 Km dal porto di Catania (LNS)e sito ad 80 Km SE di Capo Passero.


dal laboratorio

Acceleratore usato

Fascio(sigla e

caratteristiche)


Rivelazione di neutrini di alta energia, proprieta' ottiche edoceanografiche di siti marini a > 3000m di profondita'.

Apparatostrumentale

utilizzato

Apparati per la caratterizzazione delle proprieta' ottiche edoceanografiche dei siti, stazione di Prova Sottomarina LNS


Bari, Bologna, Cagliari, Catania, Genova, LNF, LNS, Pisa, Roma 1


Ist.Nazionale per l'Oceanografia e la Geofisica Sperimentale,Trieste; Ist. Talassografico CNR, Messina; Ist. di Biologia delMare CNR, Venezia; Ist. per l'Oceanografia Fisica CNR, La Spezia;Istituti partecipanti alla collaborazione ANTARES

Durata esperimento 2001 − 2005



StrutturaBO


Resp. loc.: Maurizio Spurio


VOCIDI




SJ di cui SJ 2 Meeting di Collaborazione per 3 persone (0.75KE/p)

Contatti con altre sedi e riunioni di Working Group Software

Missioni a CT per integrazione FPGA con LIRA

4,5

4,5

2,511,5

Contatti con collaborazioni Internazionali per il KM3

Partecipazioni a workshop e conferenze specializzate.

5,0

3,08,0

Nuova PCB e FPGA per LIRA

Materiale di consumo (fotocopie, toner stampanti, carta, cancelleria, ricambi...)

8,0

2,5

10,5


Biprocessore LINUX per server CVS NEMO.

2 Personal computer per connessione al cluster

4,0

3,0 7,0





StrutturaBO




Nel 2004 è stata realizzata dal gruppo di Catania una versione del prototipo della LIRA (campionamento analogico dei segnali raccoltidai fotomoltiplicatori), le cui prestazioni, testate con strumentazione dedicata, si sono dimostrate coerenti con quelle richieste. Il gruppodi Bologna ha realizzato una FPGA opportunamente programmata per generare gli appositi segnali di controllo con cui pilotare la LIRA;questo compito è stato completato con risultati soddisfacenti. Lo step successivo è quello di integrare questa parte con l’elettronica,inserita sempre nella stessa FPGA, per memorizzare il "time stamp" ed altri parametri essenziali per l’elaborazione off−line delleinformazioni sul segnale. Questi dati opportunamente “impacchettati” verranno inviati al concentratore Locale, con lo stesso protocolloche dovrà gestire lo SLOW−CONTROL.Nel prossimo anno, oltre a verificare il corretto funzionamento di quanto sopra precisato, dovremo realizzare un circuito stampatocapace di ospitare la LIRA, la FPGA e tutta l’elettronica che verrà collocata nel modulo ottico. Lo scopo è quello di realizzareun'elettronica con un approccio all’elaborazione del segnale diverso da quello realizzato dal gruppo di Roma, ma che dovràesternamente essere visto, sia dal punto di vista HW sia SW, allo stesso modo.

Dal punto di vista del software, il gruppo di Bologna continua lo sviluppo di simulazioni Monte Carlo per la stima del fondo dovuto aimuoni e multimuoni atmosferici. Nel 2004, utilizzando macchine già presenti nel gruppo, abbiamo inoltre provveduto allainstallazione, compilazione e test di tutto il software disponibile nella Collaborazione su un server CVS (sotto il sistema operativo Linux)per l'ulteriore manutenzione e sviluppo, con un protocollo di mantenimento nell'ambito della Collaborazione. Per questo motivo, sirichiede l'acquisto di un server Linux appositamente dedicato per il software ed i dati di NEMO. Si richiedono inoltre due PC da utilizzarsiper le connessioni al server.L'attività per il 2005 prevede l'inizio dello studio di un sistema di trigger non−locale per i muoni, con valutazione dell'efficienza e delfondo. Infine, si cercherà di effettuare un test di utilizzo di GRID per valutare la effettiva opportunita' dell'utilizzo di tale sistema sia per lasimulazione che per il calcolo in rapporto alle necessita' di NEMO.



StrutturaBO










In KEuro

Struttura


caricodi altriEnti

Missioniinterne

SJ

Missioniestere

SJ

Materialedi

consumo

SJ

Trasportie

facchinaggi

SJ

Spesedi

calcolo

SJ

Affittie

manutenz.

SJ


SJ

Costruzioneapparati

SJ

TOTALECompet.

SJ

BABOCTGELNFLNSPIRM1

TOTALI

29,511,523,523,016,053,028,045,0

8,08,0

22,02,0

30,06,0

12,0

6,010,551,5

4,06,5

85,010,0

117,0

2,0

1,02,0

2,08,0

8,07,0

11,06,0

8,08,0

20,0

31,0

37,765,0

274,020,010,0

26,0

84,537,0

145,7101,0

24,5450,0

74,0212,0

26,0

0,00,00,00,00,00,00,00,0

229,5 88,0 290,5 15,0 68,0 437,7 26,0 1128,7 26,0







A) ATTIVITA' SVOLTA FINO A GIUGNO 2004

B) ATTIVITA' PREVISTA PER L'ANNO 2005


Annofinanziario

Missioniinterne

Missioniestere

Materiale diconsumo


Spese dicalcolo

Affitti emanutenz.



2001200220032004

TOTALE

64,578,5

126,0130,0

26,060,535,547,0

63,0130,5144,5122,5

2,5

10,011,0

16,516,522,528,0

2,5

95,0410,0

175,0286,0433,5748,5

399,0 169,0 460,5 23,5 83,5 507,5 1643,0


NEMO-RD, allegato preventivi 2005, Relazione sull’attività 2004 1/10

Esperimento NEMO-RDRelazione sull’attività 2004

Studio dei sitiLe attività previste per la prima parte dell’anno sono state ritardate a causa della difficoltà nelreperimento di una nave oceanografica (URANIA, UNIVERSITATIS) adatta alle operazionida effettuare. In aprile 2004 è stata effettuata, utilizzando la N/O Universitatis, una campagnanel corso della quale era previsto il recupero della catena correntometrica e della catena per ilbiofouling su KM4 e, in seguito, il test del modello della torre Nemo. Sfortunatamente, acausa delle condizioni meteo, durante il periodo di disponibilità della nave non è statopossibile raggiungere il sito di KM4. Le operazioni di recupero e posa delle catene sono statiquindi rimandate alla seconda metà del 2004. È stato invece possibile eseguire il test delmodello della torre in quanto le operazioni hanno avuto luogo sottocosta in acqua bassa.

Contiamo di recuperare la strumentazione attualmente immersa:

- una stazione per la misura dell’oscuramento delle superfici di vetro dovuto al biofoulingposizionata, nella regione di Capo Passero, a 3400m di profondità da piu’ di 18 mesi;

- un stazione per la misura, in contemporanea, del rumore ottico da 40K e dabioluminescenza posizionata a 2000 e 3000m di profondità nella regione di Capo Passeroda più di 6 mesi;

- una stazione di misura con correntometri e trappola per sedimenti, in acqua da più di 6mesi;

entro ottobre 2004 e di continuare le attività di misura per un monitoraggio su tempi lunghidei più rilevanti fenomeni ambientali.

Progetto Fase 1Nei primi mesi del 2004 sono state portate avanti una serie di attività sia per il progettoLAMS che per il progetto SIRENA.

In particolare il 2004 ha visto la chiusura del primo anno di progetto del LAMS, con unoStato Avanzamento Economico pari al 63% sul totale dell’intero progetto, per un importocomplessivo di € 2.812.544,26.

Nel 2004 sono state portate avanti le gare per:

- il sistema di posizionamento acustico;

- il sistema di trasmissione dati;

- il sistema di cavi e connettori;

- il sistema di terminazione e deployment dei telai.

Le gare sono state assegnate alle ditte e si è ora in fase di formalizzazione dei contratti perl’inizio delle attività.


Per quanto riguarda la stazione di terra sono stati ultimati i lavori inerenti la LAN. Si staultimando l’installazione del sistema di collegamento e trasferimento dati dalla stazione diterra ai LNS mediante ponte radio a 20 Mb/s.

È stata firmata una convenzione con l’ISCTI per la caratterizzazione del sistema ditrasmissione dati e per le attività inerenti il sistema di controllo qualità del progetto.

Il progetto SIRENA è stato approvato dal MIUR per un importo complessivo pari a quello dipresentazione della richiesta di finanziamento a meno di una rimodulazione della quota partea carico dell’ente che è passata da una cifra di € 500.000 ad una cifra di € 575.000.

MinitorreNei primi mesi del 2004 sono state portate avanti le attività inerenti la realizzazione della torredi 4 piani che dovrà essere installata contemporaneamente al deployment delle tre JB delprogetto LAMS. In particolare sono state condotte le attività inerenti:

- il sistema di calibrazione temporale, definendo lo schema di massima ed implementandoun primo prototipo della scheda di calibrazione ottica;

- i moduli ottici, caratterizzando diversi PMT presenti in commercio con caratteristicheadatte al tipo di struttura da realizzare, al fine di permettere una analisi esaustiva delle lorocaratteristiche ed una conseguente scelta del PMT che verrà utilizzato per il progettoSIRENA sia nella torre di 4 piani che nella torre di 16 piani;

- la strumentazione oceanografica, definendo gli strumenti (marca, modello, caratteristiche)che dovranno essere installati sulla torre di 4 piani al fine di permettere il correttomonitoraggio dei parametri dell’acqua;

- la progettazione di una nuova tipologia di piano a seguito dei risultati sperimentali ottenutisul modello di piano in vetroresina realizzato a fine 2003. Questo studio ha portato alladefinizione di un progetto con struttura reticolare del piano NEMO da realizzare inmateriale metallico (titanio, AL marino) o composito;

- definizione della struttura impacchettata della torre al fine di permettere una corretta esemplice integrazione della stessa (tenendo in considerazione le caratteristiche dellastruttura del laboratorio di terra) e delle operazioni di deployment);

- la realizzazione di un modello scala 1:5 della torre di 4 piani. Il modello aveva lo scopo divalidare la filosofia progettuale della torre stessa (principio di funzionamento sul fondo delmare, rigidità torsionale della stessa) ed il sistema di apertura e chiusura, determinante alfine di permettere un corretto e fattibile deployment della stessa;

- l’elettronica di acquisizione da installare nei Moduli Ottici, realizzando due prototipi chesono attualmente in fase di test e caratterizzazione al fine di validare il layout dello stesso epermettere la produzione in serie;

- l’elettronica di piano, realizzando il layout e lo schema della scheda stessa, attualmente infase di realizzazione prototipale;

- l’elettronica di Slow Control da installare su ogni piano, definendo le caratteristiche dellastrumentazione oceanografica da installare su ogni piano della minitorre. La scheda diSlow control è stata disegnata, individuando la componentistica da installare. E’ in fase direalizzazione il primo prototipo;


- lo studio di fattibilità del sistema di cavi e connettori per il collegamento di tutta lastrumentazione e l’elettronica presente nella minitorre. Questo studio ha condotto ad unaridefinizione della struttura di piano al fine di ridurre i costi di realizzazione del sistema dicablaggio e rendere lo stesso più semplice ed efficace.

Attività previste per la seconda metà del 2004Entro la fine del 2004 verranno:

- definiti i materiali per la realizzazione dei piani della minitorre e della torre ed acquisiti glistessi;

- definiti in linea preliminare i sistemi di aggancio dei Moduli ottici alla struttura del piano;

- realizzati, a seguito di test positivi, le schede di DAQ per la minitorre;

- realizzati, a seguito di test positivi, le schede di trasmissione dati per la minitorre;

- firmati i contratti per le forniture del sistema di posizionamento acustico, del deploymentdei telai, del sistema cavi e connettori;

- definito il progetto esecutivo del sistema di trasmissione dati del LAMS e della minitorre;

- completato il sistema di controllo della potenza per il LAMS e per la minitorre;

- definito il sistema di alimentazione da installare a terra per il progetto NEMO fase 1;

- completati i lavori di ristrutturazione del laboratorio di terra e l’installazione delleattrezzature di movimentazione internamente allo stesso;

- completati i lavori di adeguamento della camera iperbarica, ed il sistema di controllo dellastessa;

- posizionati sul fondo del mare i due telai di terminazione dei cavi elettro ottici, laconnessione della stazione di monitoraggio acustico sul telaio nemo e la connessione dellastazione SN1;

- definito il sistema di cavi e connettori della minitorre;

- acquisite le boe ed i sistemi di cavi di tensionamento e di apertura e chiusura dellaminitorre;

- definito il progetto esecutivo dei contenitori in pressione delle JB e della minitorre edordinati gli stessi;

- definito il PMT da installare sulla minitorre, con conseguente definizione di tutta lacomponentistica necessaria per la realizzazione dei MO e per il loro assemblaggio ecaratterizzazione;

- definito in dettaglio il progetto del sistema di calibrazione temporale, e completati losviluppo e la caratterizzazione della scheda di calibrazione ottica.


Attività delle Sezioni

BariAl gruppo di Bari compete la responsabilità della sincronizzazione e calibrazione temporaledell’apparato. Per calibrazione temporale si intende l’operazione di determinare l’offsettemporale relativo a ciascun modulo ottico con accuratezza adeguata perché si possanocorrettamente riallineare nel tempo le misure effettuate in tutto l’apparato. Una calibrazionetemporale inaccurata comporterebbe un errore sistematico nella codifica degli istanti diacquisizione dei singoli segnali, con conseguente deterioramento della capacità diricostruzione delle tracce e di puntamento del telescopio. Il lavoro sta evolvendo secondo lelinee-guida delineate nello scorso anno. Una progettazione di massima del sistema dicalibrazione temporale è stata effettuata, anche in riferimento all’esperienza relativaall’apparato ANTARES, sulla base delle esigenze specifiche di un apparato della complessitàdi NEMO, in particolare per quanto riguarda le scelte essenzialmente già definite per ilsistema di comunicazione dei dati e per la distribuzione spaziale dei moduli ottici. Nel corsodi quest’anno è partita la fase di progettazione di dettaglio della elettronica da installareoffshore, che consiste in un sistema di calibrazione ottica in grado di illuminaresimultaneamente i moduli ottici dei singoli piani della torre mediante una sorgente otticaattivabile da terra ed un opportuno sistema di distribuzione degli impulsi di calibrazionerealizzato con fibre ottiche. Un prototipo della scheda da utilizzare è stato realizzato inprimavera ed è attualmente sotto test. La seconda metà dell’anno sarà dedicata allaottimizzazione della scheda, ai necessari sviluppi per integrare questo sistema all’interno delFloor Control Module (il modulo che sovraintende alle operazioni di ogni singolo piano dellatorre) attualmente in fase di definizione e ad esplorare soluzioni alternative al progetto finoradelineato, nel tentativo di migliorare l’affidabilità del sistema e di diminuire i costi diimplementazione.

Sul fronte delle simulazioni, il gruppo è fortemente impegnato nello sviluppo di codice perl’esperimento ANTARES, in particolare per quanto riguarda la generazione di neutriniatmosferici convenzionali e prompt e la propagazione di neutrini µ e τ, che si rende ancheimmediatamente fruibile nell’ambito delle attività di NEMO-RD.

BolognaNel 2004 è stata realizzata dal gruppo di Catania una versione del prototipo della LIRA(campionamento analogico dei segnali raccolti dai fotomoltiplicatori), le cui prestazioni,testate con strumentazione dedicata, si sono dimostrate coerenti con quelle richieste. Il gruppodi Bologna ha realizzato una FPGA opportunamente programmata per generare gli appositisegnali di controllo con cui pilotare la LIRA; questo compito è stato completato con risultatisoddisfacenti. Lo step successivo è quello di integrare questa parte con l’elettronica, inseritasempre nella stessa FPGA, per memorizzare il “time stamp” ed altri parametri essenziali perl’elaborazione off-line delle informazioni sul segnale. Questi dati opportunamente“impacchettati” verranno inviati al concentratore Locale, con lo stesso protocollo che dovràgestire lo Slow Control.

Dal punto di vista del software, il gruppo di Bologna continua lo sviluppo di simulazioniMonte Carlo per la stima del fondo dovuto ai muoni e multimuoni atmosferici. Nel 2004,utilizzando macchine già presenti nel gruppo, abbiamo inoltre provveduto alla installazione,compilazione e test di tutto il software disponibile nella Collaborazione su un server CVS


(sotto il sistema operativo Linux) per l'ulteriore manutenzione e sviluppo, con un protocollo dimantenimento nell'ambito della Collaborazione. Per questo motivo, si richiede l'acquisto di unserver Linux appositamente dedicato per il software ed i dati di NEMO.

Catania

MicroelettronicaAll’inizio del 2004 è stato inviata in fonderia, una versione nuova del Chip LIRA (LIRA04)comprendente, tra l’altro, separatamente un PLL, un T&SPC, tutti testabili separatamente, e laversione integrata completa di LIRA con due banchi di memoria analogica di 3 canali da 256celle ciascuno che dovrebbe essere il prototipo testabile di LIRA. Sono stati eseguiti tutti i testcon esito abbastanza soddisfacente. Mentre nella versione precedente soltanto il T&SPC davatutte le prestazioni richieste adesso anche il PLL funziona perfettamente. Per quanto riguardail sampler, invece, esistono ancora alcuni problemi che riguardano:

- il gain del canale che è basso e ha tre valori differenti nei tre canali e cioè circa 0.3, 0.35 e0.4;

- la banda passante a 3 dB della memoria non raggiunge e 100 MHz;

- manca il filtro anti-aliasing;

- la parte di controllo del chip è prevalentemente esterna e realizzata con dispositivi discretia 20 MHz oppure utilizzando un generatore programmabile.

I primi due inconvenienti limitano rispettivamente la sensibilità e le prestazioni temporali delMO. Tuttavia è ancora pensabile di inserire questo chip, in un prototipo di MO da mettere inacqua.

Comunque bisogna ovviare a queste limitazioni e portare gain e banda passante ai valoriprescritti di circa 1 V/V e 80 MHz, rispettivamente. Attualmente il gruppo è impegnato nellaprogettazione di questo nuovo chip (LIRA05) con il quale ovviare ai primi due inconvenienti.Il layout sarà pronto entro agosto, e potrebbe essere inviato in fonderia, se sarà finanziato nel2004 con fondi anticipati. Questo nuovo chip potrebbe dare migliori prestazioni di quelloattualmente a disposizione in un prototipo di MO da mettere in acqua.

DEWASNel novembre 2003 sono stati ordinati altri 2 cristalli. La ditta tedesca che li ha prodotti hasbagliato le superfici da lucidare e sono stati rimandati indietro. A tuttora non ci sono statiancora riconsegnati. Sono state eseguite tutte le modifiche elettroniche e le tarature possibilisu DEWAS. Inoltre sono state definite le procedure operative relative alle operazionipreliminari di taratura e pulizia della finestra ottica.

Si sta lavorando alla simulazione delle proprietà ottiche dell’oblò di plastica attuale e diquello in quarzo futuro per vedere se è possibile utilizzare i dati di precedenti campagne.

Per quanto riguarda DEWAS, quindi, resta da rifare l’oblo e le necessarie calibrazioni con lesferette di latex. L’operazione sarà condotta, prima con l’oblò di plexiglas e poi, una voltasostituito, con quello in quarzo.


Dark Room: ECLAPSLa Dark Room per la caratterizzazione di PMT e Moduli ottici era stata completamentesmantellata per il trasporto dal vecchio al nuovo Dipartimento in quanto, a causa delle suedimensioni (cubo da 1.5 m di lato), non passava intera dalle aperture. Il sistemad’acquisizione con cui operava era obsoleto e si basava sull’uso di schede d’acquisizione chepossono essere montate soltanto su vecchi 486. Pertanto si è provveduto a rifarlo di sanapianta con l’utilizzo di un Pentium IV ed una scheda d’acquisizione moderna dotata di duecanali con Banda passante 100 MHz e 200 Msample/sec. Per questo il sistema è stato dotatodi intelligenza e di capacità di automazione. Si è proceduto alla sua istallazione ed allacostruzione del codice di controllo della scheda e di acquisizione dei segnali del PMT. Si èproceduto alla taratura della sorgente a singolo fotoelettrone utilizzando un fotomoltiplicatoreibrido ad alta risoluzione con il quale si distinguono perfettamente i picchi dovuti a nfotoelettroni.

Banco per l’assemblaggio dei moduli otticiSi è costruito un banco per il montaggio dei Moduli Ottici. Si è realizzato un contenitorecubico di circa 70 cm di lato in plexiglass di spessore 4 cm. Esso è provvisto di una pompa davuoto per realizzare il degassamento quando si utilizza il Gel. La pompa attualmente utilizzataè in prestito e dovrà essere restituita. È stato acquisito un trapano ad ultrasuoni per realizzareil foro di passaggio del connettore nella sfera di vetro. Sono state anche acquistate unabilancia di precisione ed un agitatore da utilizzare per miscelare le due componenti del Gel.

Moduli OtticiSi ricorda che le misure da eseguire sui PMT sono di TTS, gain e efficienza quantica siapunto-punto che complessivi. Sono state già eseguite misure sia del PMT nudo che del MOcon e senza schermo magnetico. Si sta procedendo alla progettazione di una base attiva per ifotomoltiplicatori. Sono stati finora acquistati diversi tipi di PMT di grande area, e cioèElectron Tube da 8” e da 11”, Photonics da 10”, Hamamatsu da 10” (sia il Mod. 7081 che ilMod. 7081/20) e da 13” e si è provveduto al montaggio di un OM che è stato completamentecaratterizzato. Sono anche state definite le procedure operative per il montaggio del MO. Altri16 PMT saranno acquistati entro l’anno una volta che la collaborazione avrà fatto la sceltadefinitiva del PMT da utilizzare, prevista entro luglio 2004. Il montaggio di questi PMTcomincerà entro settembre. Si sono acquistati modeste quantità di gel ottico bicomponentedella WAKER per testarne le proprietà ai fini della scelta finale anche in vista del montaggio.A seguito dei test effettuati è stato scelta i la composizione migliore sia per le prestazionimeccaniche che ottiche.

Camera iperbaricaLa Camera Iperbarica al Test Site è stata già usata in diverse occasioni dalla collaborazione,ad esempio per testare connettori sottomarini, l’oblo di Dewas e parti di NERONE. Le provead alta pressione condotte in camera iperbarica per il test dell’oblò di quarzo non sono moltoaffidabili in quanto l’attuale sistema, sprovvisto di un efficace sistema di controllo, nonconsente una graduale variazione della pressione. Mentre per portare DEWAS a 3500 metri diprofondità, con il verricello, occorrono circa 30 minuti a 1mt/secondo circa, in cameraiperbarica ci sia arriva in pochissimo dando, probabilmente origine a shock. Si rende pertantonecessario introdurre un adeguato sistema di controllo computerizzato per il quale sirichiedono un PC con schede d’acquisizione, di interfaccia, di potenza e software di gestione.


La progettazione di questo sistema è già iniziata ed è previsto che entro la fine dell’annopossa essere ordinato. Tuttavia la stima iniziale di 15 k€ è risultata eccessivamente bassa. Peril completamento si richiedono altri 20 k€.

GenovaSi sta assemblando il prototipo con 4 fotomoltiplicatori da 5” alloggiati nella sfera assieme aduna delle guide di luce in plexiglas.

Per lo studio delle prestazioni, la sfera verrà inizialmente inserita nell’apparato di test appenacompletato che consiste in:

a) un contenitore riempito di acqua,

b) due scintillatori per selezionare la direzione dei muoni cosmici e fornire il triggerall’acquisizione,

c) un supporto girevole per variare l’orientamento della sfera rispetto ai cosmici.

La risposta è stata studiata con un MonteCarlo basato su ROOT ed è risultato che misure didurata di 8 ore sono sufficienti per accumulare una statistica di un migliaio di eventi necessariper studiare la risposta del prototipo con una precisione migliore del 10%. Con questaconfigurazione il numero medio di fotoni Cherenkov rivelati è di circa 40.

Successivamente il prototipo verrà portato a Catania per la caratterizzazione definitiva.

La realizzazione del fotomoltiplicatore ibrido, finanziato per il 2003, ha purtroppo subito unabattuta d’arresto improvvisa alla fine dell’anno scorso. Durante la fase di deposizione delcromo necessario per mascherare la parte non sensibile del fotocatodo pur garantendo laconducibilità elettrica, il prototipo è imploso. È stato necessario quindi provvedere alla puliziadi tutto il sistema da vuoto ed alla manutenzione straordinaria della pompa turbomolecolare,ancora in corso, ed all’acquisto di un nuovo prototipo. Il costo di tale acquisto è comunquetrascurabile perché la flangia e la giunzione vetro-metallo sono rimaste praticamente intatte.Contiamo di riprendere l’attività non appena ripristinato il sistema da vuoto ed ottenuta lanuova boccia.

Nell’ottobre del 2003 durante il workshop VLVnT ad Amsterdam sono stati presi contatti condiversi produttori di fotomoltiplicatori presenti (Photonis, EMI e Hamamatsu). Di questi solol’Hamamatsu ha dimostrato interesse allo sviluppo di un prototipo di fotomoltiplicatore di 10”multianodico (4 anodi). Hamamatsu è disponibile a sviluppare tale prototipo, dividendo i costidi sviluppo al 50% con l’INFN dandoci il diritto di studiare le caratteristiche e pubblicarneper primi i risultati. La forma esterna del prototipo è la stessa di un fototubo standard epertanto si adatta perfettamente alla sfera utilizzata da ANTARES e NEMO-RD.

Con questo fototubo è inoltre possibile alloggiare all’interno della sfera stessa il sistema diraccolta di luce in grado di focalizzare su superfici distinte del fototubo la luce proveniente dadirezioni diverse.

Tale sistema di guide di luce potrebbe essere costituito da superfici riflettenti opportunamentesagomate, e da gel ottico per riempire gli interstizi. Questo oggetto è stato modellizzato e leprestazioni studiate con un Monte-Carlo basato su ROOT.


LNFNel 2004 il gruppo LNF ha continuato il lavoro su NERONE, cercando di rivedere l’interoprogetto nell’ottica dell'affidabilità, che finora è stata decisamente scarsa. Ci si è in particolarededicati ad ottenere un fascio di luce di dimensioni costanti su tutto il range di interesse (20cm - 3m).

Nel frattempo è stata avviata una riflessione sul progetto e sui suoi punti deboli, giungendo aduna proposta per un NERONE II più compatto ed affidabile, senza movimentazioni in acqua ebasato sul principio di una sorgente che effettua un numero variabile di riflessioni fra duespecchi a prima superficie immersi in acqua, semplicemente modificando l'angolo diemissione.

LNS

Meccanica della torreNel 2003 e nei primi mesi del 2004 è stato realizzato un modello in scala 1:5 della torre, alloscopo di validarne con dei test in acqua la filosofia progettuale (principio di funzionamentosul fondo del mare, rigidità torsionale della torre stessa), nonché il sistema di apertura echiusura, determinante al fine di permettere un corretto e fattibile deployment della torre. Ilmodello realizzato prevede 16 piani, come la torre completa di NEMO, ed ha pertanto, unavolta aperto, un’altezza di circa 150 m. Come primo test si è però preferito utilizzare solo 4piani allo scopo di ridurne l’altezza a soli 30 m e consentire il deployment ad una profonditàdi circa 60 m, garantendone così la recuperabilità con un’operazione relativamente semplicein caso di malfunzionamento. Il test è stato eseguito con pieno successo in aprile utilizzandola N/O Universitatis ed un ROV a noleggio che ha consentito di riprendere tutte le operazioni.

È stato intrapreso uno studio sulle procedure di integrazione della torre da cui sono risultateimmediatamente evidenti le difficoltà dovute alla necessità di operare su una struttura di circa12 m di altezza. Attualmente è in corso uno studio per definire una nuova struttura diimpacchettamento della torre, che consenta di ridurre l’altezza della stessa, nellaconfigurazione chiusa, al fine di semplificarne le operazioni di integrazione. Si prevede, nel2005, di testare anche questa nuova configurazione con il modello in scala apportando lenecessarie modifiche.

A fine 2003 sono stati eseguiti dei test sul tubo in vetroresina proposto in passato per larealizzazione del piano della torre. Questo tubo è costituito da due pezzi da 10 m giuntati alcentro con una flangia. I test hanno mostrato dei problemi strutturali che hanno spinto verso laprogettazione di una nuova struttura. Il nuovo progetto è realizzato con una struttura reticolareda realizzare in materiale metallico (titanio o Al marino) o composito. Si prevede di definire ilmateriale entro l’anno e di procedere all’acquisto dello stesso per la realizzazione dei 4 pianidella minitorre. Le lavorazioni saranno effettuate nel 2005.

Junction BoxesSono stati caratterizzati tutti i sensori di stato interno che dovranno essere installati,nell’ambito del sistema di controllo della potenza, internamente alle 3 JB, oltre ai test suisensori, sono stati portati avanti e completati anche i test relativamente ai teleruttori e a partedell’elettronica di controllo potenza che verrà posizionata internamente alle JB.

Sono stati consegnati e testati i 3 trasformatori trifase ordinati nel 2003.


La parte di progettazione meccanica delle Junction Boxes è quasi completata. E’ stata portataavanti l’attività inerente l’integrazione con particolare riferimento alla definizione dellesequenze di integrazione delle JB, all’impostazione della documentazione per la redazione delmanuale di integrazione.

SoftwareIl lavoro di simulazione della risposta del rivelatore sia rispetto al processo fisico in esame(neutrini astrofisici) che rispetto ai parametri ambientali dei siti proposti è stato ulteriormentesviluppato durante il corso del 2004. In particolare le aree efficaci di neutrini e le prestazioniin risoluzione angolare sono state simulate con i parametri ambientali del sito di Capo Passero(lunghezza di assorbimento e rumore ottico dovuto al 40K e alla bioluminescenza). Sono stateeffettuate simulazioni della sensibilità di un apparato Km3 costituito da torri NEMO a flussidi neutrini da microquasar per diverse sorgenti note. Per tale studio è stata necessaria lasimulazione dei fondi di muoni e neutrini atmosferici. Una produzione di massa di muoni eneutrini atmosferici, che richiede lunghi tempi di CPU e grandi capacità diimmagazzinamento dei dati, è stata intrapresa.

Confronti fra le prestazioni di possibili geometrie dell’apparato in funzione del rate di fondo edei diversi trigger applicabili sono stati effettuati e sono ancora in corso. Inoltre è stataintrapresa una prima indagine sulla possibilità dell’apparato di discriminare fra neutrinielettronici e muonici. In collaborazione con la sede di Bologna è stato installato sotto CVS ilsoftware per le simulazioni.

Roma 1È stato completato lo studio e la caratterizzazione del primo prototipo della scheda dicampionamento (DAQ) dei dati dei Moduli Ottici ed per il loro relativo trasferimentoall’elettronica di piano (Concentratore). I test hanno mostrato che la scheda risponde allespecifiche richieste; nuove esigenze (FIFO, dati di slow control, gestione dell’HV delfotomoltiplicatore) ed esigenze legate alla meccanica, ci hanno portato a sviluppare erealizzare un secondo prototipo della scheda DAQ. Tale prototipo, progettato in laboratorio erealizzato dalla PROSER (Roma), ha superato la fase di collaudo, che è stata positiva. Ilsoftware di controllo della scheda DAQ (XILINX e DSP) è stato sviluppato; i test dellascheda e del software procedono di pari passo. La produzione delle schede per i quattro pianidella minitorre sarà avviata a settembre 2004 e completata entro l’anno.

La scheda elettronica che controlla il flusso di dati di ogni piano (fino ad 8 moduli ottici,sensori ambientali e di slow control), che riceve i comandi e che controlla la trasmissione dativerso riva è stata progettata e realizzata. Il circuito stampato è stato realizzato con l’aiuto dellaSezione di Pisa ed è attualmente in fase di assemblaggio dei componenti. I test elettrici efunzionali inizieranno alla fine di luglio 2004 e saranno terminati entro la fine dell’anno. Ilsoftware di controllo della scheda concentratore (XILINX, DSP e software diinterfacciamento con la trama STM) è altresì in fase di sviluppo, i tests della scheda e delsoftware procederanno di pari passo.

La collaborazione ha deciso di utilizzare una scheda “concentratore”, che per costruzione èsimmetrica nel canale RX-TX, per gestire lo scambio dati (ricezione dei dati e invio deicomandi) della minitorre da 4 piani. Il gruppo di Roma sta sviluppando pacchetti di softwarespecifico per l’acquisizione dei dati provenienti dai 4 piani in un unico stream e per realizzareun “trigger di primo livello” capace di ridurre il volume dei dati da registrare a riva.


In quanto responsabili della macro area “Trasmissione dati” il gruppo è stato particolarmenteimpegnato nel seguire la fase di progettazione del sistema e delle scelte dei componenti.

Il gruppo ha anche lavorato allo sviluppo di software per la simulazione e la ricostruzionedegli eventi da neutrini, da muoni, da elettroni allo scopo di caratterizzare le variabiliosservabili in un apparato da 1 km3, ed eventualmente in SIRENA, studiandone l’areaefficace, la risoluzione angolare ed in energia.

NEMO-RD, allegato preventivi 2005, Programma di attività 2005 1/1

Esperimento NEMO-RDProgramma di attività 2005

Progetto NEMO Fase 1Durante il 2005 dovranno essere condotte una serie di attività al fine del completamento delprogetto LAMS e l’avanzamento del progetto SIRENA.

Progetto LAMSRicordiamo che il progetto prevede la realizzazione di un laboratorio multidisciplinaresottomarino, costituito da:

- stazione di terra per la gestione del laboratorio completa di laboratori di elettronica,meccanica, sistema di alimentazione e sistema di acquisizione ed elaborazione dei dati;

- cavo elettro ottico sottomarino di lunghezza pari a circa 25 km. Il cavo è costituito, nellaparte NEMO, da 6 fibre ottiche monomodali G652 e da 4 conduttori elettrici.

- laboratorio sottomarino costituito da 3 junction box (una principale e due secondarie)connesse ad anello mediante dei cavi elettro ottici con connettori di tipo ROV operabili.

In particolare nel 2005 è previsto:

- consegna di tutte le commesse di fornitura dei sottocomponenti delle JB;

- integrazione delle JB e test in camera iperbarica delle JB complete;

- progettazione e realizzazione del sistema di alimentazione di terra;

- definizione e richiesta di tutte le autorizzazioni necessarie per la posa ed il collegamentodelle JB;

- deployment e connessione delle JB.

Progetto SIRENAIl progetto SIRENA prevede la progettazione e realizzazione di due torri modello NEMO, laloro installazione e connessione al Laboratorio LAMS. È inoltre prevista attività diformazione di personale interno ed esterno.

Il progetto SIRENA è stato approvato nel febbraio 2004 con un finanziamento così suddiviso:

- € 1.725.000 finanziamento MIUR;

- € 575.000 cofinanzimento INFN.

Il progetto prevede la realizzazione prima di una minitorre di 4 piani, la cui installazioneavverrà insieme alle Junction Boxes del progetto LAMS in modo da contenere i costidell’operazione, e da una torre completa di 16 piani. Le richieste presentate nel 2004 e quelledel 2005 fanno riferimento in gran parte alla realizzazione della minitorre di 4 piani.

Le attività previste per il 2005 sono:


- modifiche del modello 1:5 della torre completa. Campagna a mare per il deployment delmodello della torre di 16 piani nella configurazione finale al fine di verificare il sistema diapertura e chiusura e le procedure di deployment;

- realizzazione dei piani della torre;

- assemblaggio e test dei moduli ottici;

- integrazione dei Floor Control Module (FCM);

- acquisizione dei sistemi di cavi e connettori;

- acquisizione della strumentazione oceanografica;

- realizzazione dei sistemi di fissaggio dei MO al piano della torre;

- realizzazione dei supporti per i MO da connettere alla struttura centrale del piano;

- realizzazione della base della torre completa di sistema di sgancio e di apertura/chiusura;

- realizzazione del sistema di calibrazione temporale, nelle sue parti offshore e onshore;

- definizione delle procedure di integrazione;

- integrazione della minitorre;

- deployment e connessione della minitorre.

Organizzazione del progetto NEMO Fase 1Ricordiamo brevemente l’organizzazioe del progetto Fase 1 con le relative responsabilità.

Nella struttura organizzativa sono individuati:

- Sottoprogetti;

- Macro aree.

I sottoprogetti rappresentano i sottosistemi del progetto NEMO Fase 1 e sono (tra parentesi iresponsabili di ciascun sottoprogetto):

- Torre (G. Raia, LNS);

- Junction Box (M. Taiuti, Genova);

- Modulo di controllo di piano (V. Russo, Catania);

- Laboratorio di Terra (P. Piattelli, LNS);

- Moduli Ottici (S. Aiello, Catania);

- Slow Control (A. Rovelli, LNS).

Per ogni sottoprogetto è stato individuato un responsabile con il compito di coordinare leazioni delle diverse aree di intervento sotto descritte e di far si che gli obiettivi progettuali erealizzativi si attuino nei tempi e nei budget preventivamente indicati.

Le macro aree di intervento rappresentano le attività di progettazione e realizzazione propriesuddivise in (tra parentesi i responsabili di ogni macro area):

- Meccanica (G. Raia, LNS);

- Trasmissione dati (M. Bonori, Roma);


- Potenza (G. Raia, LNS);

- Sistema di posizionamento (N. Randazzo, Catania);

- Sensori ambientali (T. Capone, Roma);

- Sincronizzazione e calibrazione temporale (M. Circella, Bari);

- Cavi e connettori (M. Sedita, LNS).

Ogni sottoprogetto ha coinvolto al suo interno un certo numero di macro aree in funzionedella attività che è necessario portare a compimento.

Il management del progetto è così costituito:

- Responsabile del progetto (Prof. E. Migneco, LNS);

- Responsabile Amministrativo (Rag. C. Vittorio, LNS);

- Coordinatore Tecnico (R. Papaleo, LNS);

- Institution Board, composto dal responsabile del progetto e dai rappresentanti dellesezioni coinvolte;

- Technical Board, composto dal responsabile del progetto e dai responsabili deisottoprogetti e macro aree.

Per quanto riguarda le riunioni di coordinamento del progetto, per il 2005 sono previsti dueMeeting della Collaborazione (di cui uno si terrà ai LNS ed un altro in altra sede dellecollaborazione ancora da definire), più cinque meeting del Technical Board e duedell’Institution Board.

Principali obiettivi del progetto NEMO Fase 1 per il 2005I principali obiettivi che si intende conseguire nel 2005 sono di:

- portare a termine l’integrazione delle tre junction boxes (entro giugno 2005) e quinditestarle in camera iperbarica;

- integrare la minitorre di 4 piani (entro ottobre 2005);

- installare e connettere le junction boxes (dicembre 2005);

- installare e connettere la minitorre (contemporaneamente alle junction boxes).

Studio dei sitiNel 2005 continuerà l’acquisizione dei dati correntometrici e di sedimentazione nel sito diCapo Passero per avere a disposizione una lunga serie temporale sufficiente a prevederecaratteristiche medie e variabilità delle grandezze fisiche. Continuerà lo studio della eventualedipendenza delle proprietà ottiche dell’acqua marina abissale dalle stagioni (trasmissionedella luce, rumore ottico da 40K, bioluminescenza, biofouling).

Alcune misure (sedimentazione, correnti, rumore ottico dovuto a cause naturali), che sono daconsiderarsi ormai “di routine”, richiedono il posizionamento ed il recupero periodico distrumenti che rimangono in acqua per almeno sei mesi.


Nel 2005 sono previste quattro campagne con navi (Universitatis, Urania, Thetis) scelte divolta in volta in accordo con la difficolta’ delle operazioni di misura, posizionamento e/orecupero previste.

All’attività di studio del sito partecipano le sezioni di Catania, LNF, LNS e Roma 1.

Attività delle Sezioni

BariPer il prossimo anno le attività costruttive si concentreranno su due fronti:

- implementazione delle schede per la calibrazione temporale da utilizzare sulla torre;

- allestimento della stazione di gestione dei segnali di sincronizzazione e del sistema dicalibrazione temporale da utilizzare a riva.

In particolare, per questo secondo sviluppo occorre implementare e gestire: un ricevitore GPSmediante il quale sarà possibile agganciarsi alle misure di tempo UTC e generare un segnaledi sincronizzazione ad alta stabilità; un sistema di distribuzione di tale segnale disincronizzazione all’intero apparato; un sistema che permetta la misura dei tempi dipropagazione dei segnali da riva alla elettronica offshore, basato su un opportuno selettore dicanale ed un TDC di precisione (già acquisito). Si propone per tutti questi sviluppi di farericorso a componenti commerciali già selezionati. La gestione di tutto questo sistema saràaffidato ad un unico PC attraverso il quale all’utente sarà permesso di: controllare in remotola strumentazione collegata, programmare le operazioni di misura per la calibrazionetemporale, accedere alle informazioni raccolte.

BolognaNel prossimo anno si prevede di realizzare un circuito stampato capace di ospitare la LIRA, laFPGA e tutta l’elettronica che verrà collocata nel modulo ottico. Lo scopo è quello direalizzare un'elettronica con un approccio all’elaborazione del segnale diverso da quellorealizzato dal gruppo di Roma, ma che dovrà esternamente essere visto, sia dal punto di vistaHW sia SW, allo stesso modo.

Per quanto riguarda le attività di software e simulazione l’attività per il 2005 prevede l'iniziodello studio di un sistema di trigger non-locale per i muoni, con valutazione dell'efficienza edel fondo. Infine, si cercherà di effettuare un test di utilizzo di GRID per valutare la effettivaopportunità dell'utilizzo di tale sistema sia per la simulazione che per il calcolo in rapportoalle necessità di NEMO.

Catania

Microelettronica

In contemporanea con i test di LIRA05 (primi mesi del 2005) sarà progettata una nuovaversione del Chip con il filtro anti-aliasing e la parte di controllo inglobata internamente nelchip (LIRA06). Il controllo non sarà più a 20 MHz ma a 200 MHz e consentirà:

- una riduzione dei cavi di ritardi necessari, che ora sono di circa 60 ns, a poco più di 6 nscon miglioramento della sensibilità e dell’ingombro;


- riduzione ulteriore dei consumi e degli ingombri.

LIRA06 dovrebbe andare in fonderia verso marzo ed essere testata a luglio 2005. Il costoprevisto di area minima è di circa 8 k€. La board di test multilayer è stimata a 2k€.

Un miglioramento delle prestazioni del rivelatore si potrebbero avere impiegando PMT piùveloci, i quali richiederebbero anche un sampler altrettanto più veloce. Sono stati fatti dei testper vedere se l’attuale LIRA è in grado di lavorare a maggiore velocità e sembra che, conmodifiche non marginali, si possa arrivare a sampling a 400 MHz. Il sistema di trasmissionedati a terra prevista per NEMO ha larghezza di banda sufficiente per sopportare un flusso didati doppio. Pertanto disponendo di un sampler a 400 MHz si potrebbero migliorareulteriormente le prestazioni del rivelatore. Durante la fase di test di LIRA06 prevista a luglio-agosto si procederà alla progettazione di quest’uiltimo chip (LIRA07) a 400 MHz.

Sistema di posizionamento acustico

La realizzazione del sistema di posizionamento acustico è stata affidata alla A.C.S.A. diMarsiglia. Nel 2005 è prevista l’esecuzione di un test in acqua di una parte del sistema, primadella realizzazione finale. Per questo test si prevede che due persone partecipino per unasettimana. I risultati del test sono dati grezzi che debbono essere analizzati e ridotti. A tal finesarà necessario far sviluppare un Software opportuno di particolare complessità.

Moduli Ottici

La sezione dovrà provvedere all’assemblaggio ed alla caratterizzazione dei 16 Moduli Otticiper la minitorre entro aprile 2005, per poi procedere nei successivi 10 mesi all’assemblaggiodei 64 moduli necessari alla realizzazione della seconda torre. Pertanto è essenziale che sia ilsistema di assemblaggio che la dark room siano sempre in grado di funzionare. A tal fine siintende procedere all’acquisto di una serie di pezzi di ricambio.

Inoltre, per i motivi su esposti di cadenze temporali, è opportuno poter disporre di almeno unaltro banco per l’assemblaggio. Il procedimento di degassaggio è lungo e deve essere moltoaccurato. Pertanto due banchi consentono di non fermare la produzione prevista che è di 80MO in 16 mesi cioé 5 al mese. Un duplicato è valutato in circa 5k€.

GenovaNel primo semestre del 2005 è previsto l’assemblaggio delle tre junction box del progettoLAMS. Un membro del gruppo (M.Taiuti) è il responsabile dell’attività di integrazione epertanto seguirà in loco presso i LNS l’assemblaggio.

In parallelo, all’interno della proposta di instrumentare con fotomoltiplicatori il laboratorioLAMS, il gruppo intende proseguire nella linea di sviluppo dei fotomoltiplicatori sensibili alladirezione della luce. Vorremmo pertanto sfruttare l’interesse che l’Hamamatsu ha manifestatoed acquistare 2 prototipi di fotomoltiplicatore multianodico da 10”. Il costo di sviluppo è statostimato da Hamamatsu in 15 Myen (circa 120 K€) di cui il 50% a carico proprio ed il resto acarico dell’INFN. Il tempo di realizzazione è previsto in 4 mesi. Dato che il deployment dellaboratorio LAMS è previsto entro il 2005, chiediamo di considerare la possibilità dianticipare a quest’anno l’acquisto in modo da poter inse-rire nella struttura della mini-torre idue prototipi.


Il gruppo intende inoltre completare la realizzazione del prototipo di fototubo sensibile alladirezione della luce incidente. L’attività verrà ripresa non appena rimesso in funzione ilsistema di vuoto ed acquisita la nuova boccia di vetro.

L’unità di Genova dal prossimo anno potrà contare su un assegnista ed un laureando entrambial 100%, i quali porteranno avanti l’integrazione del fototubo direzionale nei codici disimulazione e ricostruzione e gli studi di ottimizzazione della risposta del rivelatore km3.

LNFIl gruppo intende avanzare una proposta per lo sviluppo di un NERONE II più compatto edaffidabile, senza movimentazioni in acqua e basato sul principio di una sorgente che effettuaun numero variabile di riflessioni fra due specchi a prima superficie immersi in acqua,semplicemente modificando l’angolo di emissione.

Per questo progetto si intende chiedere finanziamenti, mantenendoli sub judice alla riuscitadelle misure che effettueremo quest’anno con il primo NERONE.

LNSNel prossimo anno le attività dei LNS nell’ambito del progetto NEMO Fase 1 sarannoincentrate su:

- completamento ed integrazione delle Junction Box;

- completamento ed integrazione della minitorre;

- installazione del LAMS e collegamento della Minitorre.

Junction Box

Durante il 2005 verrà completata la meccanica delle Junction Box e nei primi mesi dell’annosaranno consegnate le forniture dei sottosistemi. Successivamente verranno iniziate, presso lastazione di terra dei LNS, l’integrazione delle JB, che saranno testate in camera iperbarica unavolta completate. Il test in camera iperbarica delle Junction Box complete dovrà essererealizzato, viste le dimensioni delle stesse, presso la stessa azienda dove in passato sono statieseguiti i test in camera iperbarica della Junction Box di Antares.

Minitorre

Nel 2005 è prevista la realizzazione della minitorre. Questa attività comporterà:

- La realizzazione dei 4 piani della stessa a seguito del progetto esecutivo che saràcompletato entro la fine del 2004. I piani saranno realizzati con una struttura di tiporeticolare, composta da 3 pezzi (centrale e due supporti per i moduli ottici). Di questi 3pezzi costituenti il piano, la realizzazione della struttura centrale sarà a carico dei LNS,mentre i supporti dei moduli ottici verranno realizzati dal gruppo di Pisa.

- La realizzazione della base della minitorre completa del sistema di aggancio e sgancio conconnettore ROV operabile e del sistema di apertura e di chiusura.

- La definizione delle procedure di integrazione che comporterà la redazione della dellesequenze di montaggio dei singoli sottosistemi, dei test da effettuare in fase di integrazioneed a completamento della stessa. L’attività porterà alla redazione di un documentodescrittivo di tutte le operazioni che verranno svolte.


- Acquisizione dei cavi e connettori ed integrazione degli stessi. L’attività comporterà ladefinizione di un progetto esecutivo per il cablaggio della minitorre, l’acquisizione dellacomponentistica e l’integrazione della stessa durante le fasi di assemblaggio.

- Integrazione del Floor Control Module. Nell’ambito di questa attività, i LNS realizzerannoe testeranno i contenitori esterni in materiale plastico, insieme ai contenitori interni apressione acquisiti durante il 2004.

Nell’ambito della realizzazione e della progettazione della minitorre, si ritiene utile estrategico eseguire entro i primi mesi del 2005 un test di deployment del modello scala 1:5della torre di 16 piani.

Installazione del LAMS e collegamento della Minitorre.

Entro la fine del 2005 verranno eseguite le operazioni di deployment del progetto LAMS (letre Junction boxes) e della minitorre di 4 piani. Le tre junction boxes saranno connesse tra diloro mediante jumper elettro ottici, così come sarà connessa ad una delle JB secondarie laminitorre di 4 piani. Le operazioni di deployment della minitorre terranno in considerazione irisultati ottenuti dalla posa del modello scala 1:5 della torre di 16 piani che verrà eseguito neiprimi mesi dell’anno.

PisaIl gruppo NEMO-RD di Pisa è di nuova istituzione. Dall’inizio dell'anno 2004 alcunicomponenti hanno partecipato alle riunioni di collaborazione fornendo anche un piccolocontributo alla realizzazione della scheda “concentratore di piano”.

Si propone di contribuire, nel 2005:

- allo sviluppo di due schede elettroniche necessarie per la qualifica della catena diacquisizione dati con particolare attenzione alla misura dei tempi di transito e dei jittertemporali;

- alla progettazione e costruzione di 8 strutture di sostegno per i Moduli Ottici (ciascuna ingrado di alloggiare due Moduli Ottici) per la torre di 4 piani, da integrare con le strutturemeccaniche realizzate dai LNS.

Roma 1Il gruppo NEMO-RD di Roma continuerà nel 2005 il lavoro già intrapreso, in breveidentificabile con gli items:

- studio delle proprietà del sito abissale di Capo Passero. In particolare per la misura delbiofouling si sta ricondizionando la stazione di misura che dopo averci permesso diraccogliere dati per un tempo inferiore a due mesi aveva subito danni e non era piùoperativa. Il ricondizionamento prevede la sostituzione dell’unità centrale (un “singleboard computer” già acquisito), il rifacimento del “driver” in corrente dei LED’s e delsoftware di gestione della stazione di misura;

- produzione finale, test ed integrazione delle schede di elettronica (DAQ) per ilcampionamento dei segnali dei PMT che saranno inclusi nella “minitorre” di 4 piani. Leschede prodotte nel 2004 dovrebbero già essere quelle finali, in tal caso verranno validate,caratterizzate ed integrate;


- produzione finale, test ed integrazione delle schede di elettronica per la gestione del flussodati (Concentratore) di ogni singolo piano della “minitorre”. Le schede prodotte nel 2004sono da considerare prototipi, a seconda dei risultati dei test verranno eventualmenteriprodotte, validate, caratterizzate ed integrate;

- produzione, test ed integrazione delle schede di elettronica per la gestione dello “slowcontrol” di ogni singolo piano di SIRENA. Tale scheda controllerà i “sensori ambientali”che misureranno in tempo reale le caratteristiche fisiche del sito abissale (temperatura,salinità, conducibilità, correnti, velocità del suono,…) sia i sensori “interni” all’apparato(temperatura ed umidità in parti specifiche dell’apparato, correnti elettriche, H.V. deiPMT, …). Le schede prodotte nel 2004 sono da considerare prototipi; a seconda deirisultati dei test verranno eventualmente ri-prodotte, validate, caratterizzate ed integrate.

- sviluppo del sistema di acquisizione dati a riva mediante una delle schede “Concentratore”e mediante lo sviluppo di software per la realizzazione di trigger di primo livello;

- integrazione di tutta l’elettronica realizzata per SIRENA con il sistema di trasmissione datidi LAMS;

- sviluppo di software per la simulazione e la ricostruzione degli eventi da neutrini, damuoni, da elettroni allo scopo di caratterizzare le variabili osservabili in un apparato da 1km3, ed eventualmente in SIRENA, studiandone l’area efficace, la risoluzione angolare edin energia.





PREVISIONE DI SPESA


In KEuro

ANNIFINANZIARI

Missioniinterne

Missioniestere

Materialedi

consumo


Spesedi

calcolo

Affitti emanutenz.


Costruzioneapparati

TOTALECompet.

2005

TOTALI

229,5 88,0 290,5 15,0 68,0 463,7 1154,7

229,5 88,0 290,5 15,0 0,0 0,0 68,0 463,7 1154,7



StrutturaBO





QualificaAffer.

algruppo

% NTECNOLOGI

Cognome e Nome

Qualifica



Tecnol. 1234

Chiarusi Tommaso Gandolfi Enzo Margiotta Annarita Spurio Maurizio

P.A.R.U.P.A.

Dott. 2322

70302060

1 Gabrielli Alessandro T.L. 30


10.3

NTECNICI

Cognome e Nome



Assoc.tecnica


41.8


00











30−06−2005 Completamento dell'integrazione delle tre junction Boxes del LAMS

31−10−2005 Completamento dell'integrazione della minitorre di 4 piani

31−12−2005 Deployment e connessione delle JB e della minitorre




Codice Esperimento GruppoOPERA 2

Rapp. Naz.: Muciaccia Maria Teresa

Rappresentante nazionale:Muciaccia Maria TeresaStruttura di appartenenza:BAPosizione nell'I.N.F.N.:


Linea di ricerca

Fisica del neutrino: ricerca oscillazioni numu − nutau per longbase line


L.N.G.S.


dal laboratorio

OPERA/CNGS1

Acceleratore usato

SPS del CERN

Fascio(sigla e

caratteristiche)

fascio neutrini mu CNGS


Rivelazione di oscillazioni numu − nutau tramite l'identificazionediretta del leptone tau prodotto in reazioni di corrente carica delneutrino−tau

Apparatostrumentale

utilizzato

Apparato ibrido: bersaglio di piombo ed emulsioni nuclearicomplementato da rivelatori elettronici e spettrometri per muoni


BARI, FRASCATI, LNGS, L'AQUILA, NAPOLI, ROMA1, SALERNO,BOLOGNA, PADOVA


BRUSSEL,ITEP(MOSCA),JINR(DUBNA),BERN UN.,NEUCHATEL,LYON UN.−IPNL,HAIFA,METU ANKARA,AICHIUN.(GIAPPONE),TOHO UN.(GIAPPONE),KOBE UN.(GIAPPONE),NAGOYA UN.(GIAPPONE),UTSONOMYA(GIAPPONE),LAPP(ANNECY),MUNSTER UN.,IHEP(PECHINO),BERLINO,HAGEN,DESY,ROSTOK,STRASBURGO,ORSAY,ZAGABRIA

Durata esperimento 1999 (preparazione) − 2012


StrutturaBO


Resp. loc.: Gianni MANDRIOLI


VOCIDI




SJ di cui SJ Riunioni di Collaborazione e Project Boards

Working Groups analisi

Preparazione laboratorio e tests LNGS

Working Groups microscopi

8,0

3,0

31,0

8,0

50,0

Rionioni di Collaborazione e Project Boards

Working Groups analisi

Test beam in Europa

Test beam Fermilab

Working Groups microscopi

28,0

16,0

21,0

5,0

4,0

74,0

Operazione e manutenzione laboratorio microscopi

Metabolismo sede

30,0

10,0

40,0


Upgrade primo microscopio

Nuovo microscopio completo

Cambio automatico lastre (x2)

Sistema di elaborazione e storage

30,0

90,0

40,0

45,0

205,0





StrutturaBO










In KEuro

Struttura


caricodi altriEnti

Missioniinterne

SJ

Missioniestere

SJ

Materialedi

consumo

SJ

Trasportie

facchinaggi

SJ

Spesedi

calcolo

SJ

Affittie

manutenzione

SJ


SJ

Costruzioneapparati

SJ

TOTALECompet.

SJ

BABOLNFLNGSNAPDRM1SA

TOTALI

66,550,0

281,023,0

161,0139,0

32,037,5

82,074,085,034,0

166,065,023,556,5

55,040,0

103,0185,0120,0122,0

20,079,0

38,010,0

20,020,0

1075,0

130,0260,0

20,040,0

209,0

90,0

205,0753,0214,0433,0

80,0610,0

30,0

2670,0

50,0

1278,5369,0

1260,0596,0

1140,0446,0745,5412,0

2670,0

140,0

0,00,00,00,00,00,00,00,0

790,0 586,0 724,0 88,0 1734,0 90,0 2325,0 2720,0 6247,0 2810,0







A) ATTIVITA' SVOLTA FINO A GIUGNO 2004Spettrometri: completamento primo magnete. Inizio montaggio secondo magneteWall : inizio consegna e montaggio per il primo supermodulo.Struttura supporto: completamento installazione per il primo supermodulo.RPC: installazione completa primo magnete, inizio installazione secondo magneteEmulsioni: realizzata infrastruttura storage emulsioni LNGS, realizzato prototipo catena automatizzata sviluppo,realizzazione test beam CERN, in corso test−beam DESYMicroscopi: e' stato installato il primo microscopio in versione finale in ciascun laboratorio.Sono in corso misure suibrick di OPERABAM: assegnazione gara, inizio costruzione in ditta, preparazione sito LNGSAnalisi:sviluppati algoritmi per ricerca del brick di interazione, studio di nuovi canali per aumento sensitivita'

B) ATTIVITA' PREVISTA PER L'ANNO 2005Spettrometri: completamento secondo magnete. Accensione primo magnete ( compatibilmente con le attivitàpermesse in sala )Wall: completamento montaggio primo supermodulo. Inizio montaggio WALL secondo supermodulo.Struttura di supporto : installazione per il secondo supermodulo e dell'arco e piattaforma di fondo con relativopavimento.RPC: completamento installazione per il secondo magnete e inzio commissioning del progetto.Emulsioni:messa a punto laboratorio sviluppo presso LNGS, realizzazione test−beam PSI, DESY, Fermilab,produzione brick per controlli di qualita' e per test−beamMicroscopi:up−grade vecchi microscopi, installazione microscopi da dedicare a misure di eventi speciali e a misuredi CS. Sviluppo algoritmi di misura e analisi. Completamento e test finali cambio automatico lastreBAM: controllo qualita' produzione brick, montaggio e messa in funzione BAM in galleria a LNGSAnalisi: sviluppo software per analisi 'ibride'


Annofinanziario

Missioniinterne

Missioniestere

Materiale diconsumo


Spese dicalcolo




2000200220032004

TOTALE

25,3216,5321,0496,0

108,4499,5229,5311,0

74,8573,5775,5346,0

15,042,560,0

41,3201,5382,5

73,0

1225,02202,01225,0

249,82731,03953,02511,0

1058,8 1148,4 1769,8 117,5 698,3 4652,0 9444,8






PREVISIONE DI SPESA


In KEuro

ANNIFINANZIARI

Missioniinterne

Missioniestere

Materialedi

consumo


Spesedi

calcolo



Costruzioneapparati

TOTALECompet.

20052006

TOTALI

790,0800,0

586,0500,0

724,0950,0

88,0100,0

1824,0500,0

5045,02000,0

9057,04850,0

1590,01086,0 1674,0 188,0 0,0 0,0 2324,0 7045,0 13907,0



StrutturaBO





QualificaAffer.

algruppo

% NTECNOLOGI

Cognome e Nome

Qualifica



Tecnol. 123456789

10

Consiglio Lucia Cozzi Michela Di Ferdinando Donato Esposito Luigi Giacomelli Giorgio Giorgini Miriam Mandrioli Gianni Patrizii Laura Sioli Massimiliano Sirri Gabriele

I RicRic.

P.O.

Ric.

Dott.Dott.Dott.Dott.

AsRic

AsRic

2222222222

10010010010030701003070100


00

NTECNICI

Cognome e Nome



Assoc.tecnica

12345

Bottazzi Emilia Calligola Patrizia Degli Esposti Luigi Togo Vincent Valieri Claudia

CTer.CTer.CTer.CTer.CTer.

30501003040


108


52.5



123

Elettronica Officina meccanica Servizio di Calcolo

6.02.03.0









31/12/2005 Completamento installazione microscopi e procedura di scanning

31/12/2005 Completamento del II magnete e della struttura generale

31/12/2005 Messa a punto laboratorio di sviluppo presso LNGS

31/12/2005 Test in galleria e messa in funzione RPC e I magnete

31/12/2005 Completamento e test finali cambio automatico lastre emulsioni

31/12/2005 Installazione a LNGS e messa in funzione della BAM

31/12/2005 Insrtallazione I supermodulo e 1/2 del II supermodulo




Codice Esperimento GruppoSLIM 2

Rapp. Naz.: Laura PATRIZII

Rappresentante nazionale: Laura PATRIZIIStruttura di appartenenza: BOPosizione nell'I.N.F.N.:


Linea di ricerca

Ricerca di monopoli magnetici


Laboratorio de Fisica Cosmica de Chacaltaya, Bolivia


dal laboratorio

Acceleratore usato

Fascio(sigla e

caratteristiche)


Ricerca di monopoli magnetici e nucleariti nella radiazione cosmica a 5290 s.l.m.

Apparatostrumentale

utilizzato

Rivelatore nucleare a tracce


BO, TO


University of Alberta, Edmonton, Alberta, CanadaRPN−Pinstech, Nilore, Islamabad, Pakistan

Durata esperimento 7 anni



StrutturaBO


Resp. loc.: Laura PATRIZII


VOCIDI




SJ di cui SJ Riunioni di collaborazione 2,5

2,5

2 viaggi a Chacaltaya (per una persona) per smontaggio di 213 mq di rivelatore in 2tempi

8,0

8,0

Prodotti chimici per l'attacco di 213 mq di rivelatore

Smaltimento rifiuti di attacco

Manutenzione ordinaria e pezzi di ricambio del sistema di agitazione delle vasche

Metabolismo

6,0

24,5

8,5

3,0

42,0

Trasporto aereo da LaPaz a Bologna di 213 mq di rivelatore in due fasi 14,5

14,5


Controllo della temperatura ambientale per il laboratorio di attacco chimico 2,5

2,5





StrutturaBO




SLIM e' entrato nella sua fase di analisi. Sono stati reimportati 50 mqdalla prima spedizione (del marzo 2000; una meta' circa era stata recuperata e analizzata nel 2002−2003 per prove di attacco chimico eanalisi). Entro agosto 2004 rientrano altri 90 mq, da febbraio 2005 in avanti i rimanenti 213 mq.

Le richieste attuali riguardano:− Missioni Estero e Trasporti: spese di recupero del materiale a Chacaltaya

− Consumo: spese per l'attacco chimico, di cui oltre il 50% sono i costi di smaltimento rifiuti chimici.

− Mat. Inv. : Un sistema di condizionamento termico (che sostituisce quello attuale non piu' utilizzabile) necessario a mantenere durantel'inverno la temperatura ambiente nella sala d'attacco a 21 gradi C per garantire:− riproducibilita' delle titolazioni delle soluzioni− riproducibilita' delle condizioni termiche di attacco.



StrutturaBO










In KEuro

Struttura


caricodi altriEnti

Missioniinterne

SJ

Missioniestere

SJ

Materialedi

consumo

SJ

Trasportie

facchinaggi

SJ

Spesedi

calcolo

SJ

Affittie

manutenzione

SJ


SJ

Costruzioneapparati

SJ

TOTALECompet.

SJ

BOTO:DTZ

TOTALI

2,51,5

8,08,0

42,01,5

14,53,0

2,5 69,514,0

0,00,0

4,0 16,0 43,5 17,5 2,5 83,5







A) ATTIVITA' SVOLTA FINO A GIUGNO 2004

B) ATTIVITA' PREVISTA PER L'ANNO 2005Per il 2005 si prevede il rientro di 213 mq di rivelatore, la cui esposizione era cominciata nel 2001.L'attivita' sara' organizzata nel seguente modo:−rientro di 113 mq a febbraio 2005. Attacco chimico ed analisi nel periodo marzo− agosto 2005.−rientro di 100 mq a agosto 2005. Attacco chimico ed analisi nel periodo agosto−dicembre 2005.


Annofinanziario

Missioniinterne

Missioniestere

Materiale diconsumo


Spese dicalcolo




199920002001200220032004

TOTALE

3,02,02,02,54,02,0

2,011,814,011,010,0

6,0

2,56,76,05,0

13,026,5

13,415,0

1,55,09,0

11,05,5

43,843,855,0

51,377,792,020,043,049,0

15,5 54,8 59,7 43,9 16,5 142,6 333,0


09/07/2004

Rapporto dell’attivita’ svolta in SLIM

nel periodo settembre 2003-giugno 2004

1. Sistema automatico di scan veloce.

La realizzazione del sistema di scansione veloce del primo strato dei moduli SLIM, la cui

messa in funzione era pianificata per dicembre 2003 (ved. milestones per 2003), ha subito un

ritardo di circa sei mesi.

Il ritardo e’ dipeso in parte da difficolta’ nell’ integrare l’hardware che avevamo gia’

disponibile (assi motorizzati), con l’elettronica di movimentazione. Un ulteriore ritardo ha

riguardato la progettazione della parte ottica piu’ strettamente legata ai risultati relativi all’attacco

chimico (descritti di seguito). In particolare la maggiore trasparenza delle lastre dopo l’etching e

l’innalzamento della soglia di rivelazione hanno reso necessario riconsiderare quale fosse il tipo di

illuminazione e quali gli ingrandimenti piu’ idonei allo scopo.

I problemi sono stati risolti e il sistema approntato e’ ora in fase di test.

2. Nuova procedura di etching.

I risultati preliminari ottenuti nel 2003 (SLIM Int. Memo1/2003) mostrano che la nuova

procedura di etching, basata sull’aggiunta di alcool etilico a soluzioni acquose di NaOH o KOH, ha

il pregio di aumentare il rapporto segnale/rumore riducendo drasticamente le tracce di fondo sulle

lastre, dovute, principalmente, a interazioni di neutroni nel rivelatore. Questo fondo si e’ rivelato in

SLIM piu’ alto del previsto, e la sua riduzione e’ cruciale per non abbassare l’efficienza di

rivelazione delle particelle cercate.

Il nuovo attacco chimico e’ molto delicato, soprattutto a causa dell’alta volatilita’ dell’alcool

etilico. E’ stata migliorata l’ermeticita’ delle vasche utilizzate per gli etching, e sono state condotte

diverse prove per garantire la riproducibilita’ del processo di attacco chimico.

3 Calibrazione dei rivelatori

Vengono discussi dapprima i risultati relativi alla prima serie di prove fatte con il nuovo

attacco chimico e successivamente le recenti nuove calibrazioni ottenute in condizioni modificate

rispetto alle prime.

I rivelatori sono stati calibrati con fasci di ioni Fe 26+ di 1 GeV/nucleone, Pb 82+ di 30

GeV/nucleone e In 49+ di 160 GeV/nucleone.

Lo schema delle esposizioni e’ mostrato in Fig.1. I fogli dei rivelatori posti dopo la targhetta

rivelano sia gli ioni del fascio che non hanno interagito, che i frammenti nucleari con carica

decrescente dalla carica del ione incidente alla soglia del rivelatore (ad es. da Z= 82 a Z=50,nel

caso del Makrofol).

Fig.1

3.1 IL Makrofol

Un risultato significativo e' stato ottenuto con la calibrazione, per la prima volta, del

Makrofol su un ampio intervallo di perdita di energia (ovvero di Z/β)

Fig.2 Aree di base dei coni di post-attacco di ioni Pb82+

+ frammenti. Misure mediate su 2 facce. Etching: 6N KOH + 20% di alcool etilico a 50

oC per 8h.

In fig.2 e’ mostrata la distribuzione delle aree di base delle tracce di ioni Pb relativistici +

frammenti, su lastre di Makrofol attaccate in soluzione acquosa 6N di KOH + alcool 20% (in

rivelatori rivelatoritarghetta

Pb82+

frammenti

volume) a 50 oC per 8h. (Le misure delle aree sulle lastre sia di Makrofol che di CR39 vengono

fatte con un sistema automatico di scansione e analisi immagine). In fig.3 sono mostrati i punti

sperimentali di p=vT/vB vs REL da Z/β =82 a Z/β =52. La soglia del rivelatore, ottenuta per

estrapolazione a p=1, si trova a Z/β~50.

Fig. 3 Punti sperimentali di calibrazione del Makrofol attaccato in 6N di KOH + 20% alcool etilico a 50 oC. Soglia: ~ 2500 MeV·cm2·g-1 (Z/β ∼50) .

3.2 Il CR39

In fig. 4 e’ mostrata la distribuzione delle aree di base delle tracce di ioni Pb relativistici +

frammenti su lastre di CR39 attaccate in KOH 6N + 3% alcool etilico a 60 oC per 30h.

In Fig. 5 sono mostrati i punti sperimentali di p=vT/vB vs REL da Z/β =82 a Z/β =21. La

soglia del rivelatore, ottenuta per estrapolazione a p=1, si trova a Z/β~19.

L’aggiunta dell’ alcool, nella misura del 3% in volume, alza la soglia del CR39 da Z/β ~5 (in

assenza di alcool) a Z/β ~19. Questo effetto non riduce l’efficienza del CR39 per la rivelazione

dei monopoli magnetici con carica g=gD e β>10-2 e dei nucleariti con velocita’ galattiche (β~10-3).

Fig.4 Aree di base dei coni di post-attacco Pb 82+ + frammenti. Misure mediate su 8 facce. Etching: 6N KOH + alcool 3% 60 oC per 30h

Fig. 5 Punti sperimentali di calibrazione del CR39 attaccato in 6N KOH + 3% alcool a 60oC. Soglia : ~ 350 MeV·cm2·g-1 (Z/β ∼19)

3.3 Ulteriori calibrazioni del CR39

Nel passato sono stati trovati, in esperimenti sia su pallone che ad alta quota, eventi “non

spiegati”, alcuni dei quali con una carica equivalente pari a Z ~14 , interpretabili come dovuti a

nucleariti, (detti anche “strangelets” ) di massa ~103 GeV. .

Assumendo che questi nucleariti perdano energia per ionizzazione come uno ione ordinario∗,

per poterli rivelare in SLIM e’ necessario che la soglia del CR39 sia a Z≤14 .

Per questa ragione e’ stato necessario condurre una nuova, lunga serie di prove di attacco e

calibrazioni del CR39, variando di volta in volta il contenuto di alcool etilico, la normalita’, il tipo

di reagente e la temperatura della soluzione.

Al temine di queste prove sono state definite le nuove condizioni di attacco “strong”,

utilizzate per l’etching della prima lastra di CR39, e “soft”, utilizzate per l’attacco delle lastre

successive. Nelle figure 6 e 7 sono mostrate le distribuzioni delle aree di base di tracce di ioni In 49+

+ frammenti in lastre di CR39 sottoposte rispettivamente ad attacco “soft” e ad attacco “strong”.

In fig. 7 l’ultimo picco corrisponde a Z=15. Le aree delle tracce dei frammenti con Z=14

sono, dopo 6 ore di attacco “strong”, inferiori al taglio in area minima applicata nell’analisi delle

misure. Tuttavia, dopo 30 ore di attacco le stesse tracce hanno un diametro di ~ 200 µm , e sono

efficientemente rivelabili con il basso ingrandimento utilizzato per la scansione del primo strato.

In defnitiva le nuove condizioni di attacco soddisfano la duplice richiesta di contenere la

densita’ delle tracce di fondo pur mantenendo sufficientemente bassa la soglia di rivelazione.

Fig. 6 Aree di base dei coni di post-attacco di ioni In 49+ + frammenti (media su 2 facce).

Etching “soft”: 6N NaOH + 1% alcool etilico, 70 oC, 40h

∗ Siamo in contatto con A. De Rujula per discutere i possibili meccanismi di accelerazione e di perdita di energia.

Z=7 Z=49

Fig. 7 Aree di base dei coni di post-attacco di ioni In 49+ + frammenti. Misure mediate su 3 facce. Etching “strong”: 8N KOH + 1.25% Alcool etilico 77 oC ( 5.5 ore) .

Z=16

Z=49





PREVISIONE DI SPESA


In KEuro

ANNIFINANZIARI

Missioniinterne

Missioniestere

Materialedi

consumo


Spesedi

calcolo



Costruzioneapparati

TOTALECompet.

20052006

TOTALI

4,02,0

16,08,0

43,512,0

17,5 2,5 83,522,0

6,0 24,0 55,5 17,5 0,0 0,0 2,5 0,0 105,5



StrutturaBO





QualificaAffer.

algruppo

% NTECNOLOGI

Cognome e Nome

Qualifica



Tecnol. 123456789

Cecchini Stefano Chiarusi Tommaso Fabbri Fabrizio Giacomelli Giorgio Giorgini Miriam Manzoor Shahid Medinacelli Eduardo Patrizii Laura Popa Vlad

I Ric

Ric.Ric.

P.O.

C.N.RDott.

AsRicSt.Str.Bors.

221222222

30303020301001007030


00

NTECNICI

Cognome e Nome



Assoc.tecnica

123

Bottazzi Emilia Togo Vincent Valieri Claudia

CTer.CTer.CTer.

707060


94.4


32



123

Elettronica Officina meccanica Servizio di Calcolo

3.01.03.0









15/8/2005 Rientro di 113 mq di rivelatore. Attacco chimico ed analisi

31/12/2005 Rientro di 100 mq di rivelatore. Attacco chimico ed analisi



Struttura GruppoBO 2

Coordinatore: Laura Patrizii

COMPOSIZIONE DEI GRUPPI DI RICERCA: A) − RICERCATORIComponenti del Gruppo e ricerche alle quali partecipano:

N. Cognome e Nome

Qualifica

Affer.al

gruppo

Ricerche del gruppo in %Percentuale

impegnoin altri gruppi

Dipendenti Incarichi

Ruolo Art. 23 Ricerca Assoc. I III IV V

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

Antonioli Pietro

Baldi Paolo

Bari Giacomo

Becherini Yvonne

Bindi Veronica

Campari Enrico

Caporaloni Marina

Casadei Diego

Castellini Guido

Casula Giuseppe

Cecchini Stefano

Chiarusi Tommaso

Cifarelli Luisa

Cindolo Federico

Consiglio Lucia

Contin Andrea

Cozzi Michela

Di Ferdinando Donato

Dragoni Giorgio

Esposito Luigi

Fabbri Fabrizio

Focardi Sergio

Gandolfi Enzo

Garbini Marco

Giacomelli Giorgio

Giorgini Miriam

Giovacchini Francesca

Giusti Paolo

Hatzifotiadou Despina

Levi Giuseppe

Ric.

Ric.

D.R.

I Ric

D.R.

Art.2222

P.O.

P.O.

P.O.

P.A.

P.O.

R.U.

P.O.

Dott.

Dott.

P.O.

R.U.

AsRic

C.N.R

Altro

C.N.R

Dott.

Dott.

Dott.

Dott.

P.A.

Dott.

Dott.

AsRic

Dott.

3

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

3

3

2

2

2

2

2

2

1

2

3

2

2

2

2

2

3

2

40

70

60

70

50

50

30

70

100

50

30

100

70

30

20

50

100

40

50

30

30

30

30

40

40

30

30

30

30

20

30

70

30

100

100

100

100

30

70

30

20

70

20

30

60

50

50

70

60

30

Ricercatori 5 2.2 4 8.2 5.3 4.4 1.8 8

Note:

INSERIRE I NOMINATIVI IN ORDINE ALFABETICO (N.B.NON VANNO INSERITI I LAUREANDI)

1) PER I DIPENDENTI2) PER GLI INCARICHI DI RICERCA3) PER GLI INCARICHI DI ASSOCIAZIONE

4) INDICARE IL GRUPPO DI AFFERENZA

Indicare il profilo INFNIndicare la Qualifica Universitaria (P.O. P.A. R.U.) o Ente di rappresentanzaIndicare la Qualifica Universitaria o Ente di appartenenza per Dipendenti altri Enti:Bors.) Borsista; B−P−D) Post−Doc; B.Str.) Borsista straniero; Perf.) Perfezionando;Dott.) Dottorando; AsRic) Assegno di ricerca; S.Str) Studioso straniero;DIS) Docente Istituto Superiore

(N.B.NON VANNO INSERITI I LAUREANDI)

Mod G1




COMPOSIZIONE DEI GRUPPI DI RICERCA: A) − RICERCATORIComponenti del Gruppo e ricerche alle quali partecipano:

N. Cognome e Nome

Qualifica

Affer.al

gruppo

Ricerche del gruppo in %Percentuale



Ruolo Art. 23 Ricerca Assoc. I III IV V

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

Luvisetto Maria Luisa

Mandrioli Gianni

Manzoor Shahid

Margiotta Annarita

Medinacelli Eduardo

Menghetti Helenia

Oliva Alberto

Palmonari Federico

Patrizii Laura

Pesci Alessandro

Popa Vlad

Puppi Giampiero

Quadrani Lucio

Sartorelli Gabriella

Sbarra Cristina

Scapparone Eugenio

Scioli Gilda

Selvi Marco

Sioli Massimiliano

Sirri Gabriele

Spurio Maurizio

Villa Lorenzo

Williams Crispin

Zichichi Antonino

Ric.

I Ric

Ric.

Ric.

Ric.

D.R.

Ric.

R.U.

P.O.

P.O.

P.A.

Ric.

P.A.

P.O.

St.Str.

Bors.

Dott.

Bors.

AsRic

AsRic

Dott.

Dott.

AsRic

Bors.

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

3

3

2

2

2

2

2

3

1

40

60

40

50

60

10

20

80

70

30

40

100

60

70

70

100

10

40

50

30

20

40

40

30

100

100

70

30

20

60

100

30

70

100

20

20

60

60

70

80

60

30

30

30

Ricercatori 5 2.2 4 8.2 5.3 4.4 1.8 8

Note:

INSERIRE I NOMINATIVI IN ORDINE ALFABETICO (N.B.NON VANNO INSERITI I LAUREANDI)

1) PER I DIPENDENTI2) PER GLI INCARICHI DI RICERCA3) PER GLI INCARICHI DI ASSOCIAZIONE

4) INDICARE IL GRUPPO DI AFFERENZA

Indicare il profilo INFNIndicare la Qualifica Universitaria (P.O. P.A. R.U.) o Ente di rappresentanzaIndicare la Qualifica Universitaria o Ente di appartenenza per Dipendenti altri Enti:Bors.) Borsista; B−P−D) Post−Doc; B.Str.) Borsista straniero; Perf.) Perfezionando;Dott.) Dottorando; AsRic) Assegno di ricerca; S.Str) Studioso straniero;DIS) Docente Istituto Superiore

(N.B.NON VANNO INSERITI I LAUREANDI)

Mod G1




COMPOSIZIONE DEI GRUPPI DI RICERCA: B) − TECNOLOGIComponenti del Gruppo e ricerche alle quali partecipano:

N. Cognome e Nome

Qualifica Ricerche del gruppo in %Percentuale



Ruolo Art. 23Assoc.

TecnologicaI III IV V

1

2

3

D'Antone Ignazio

Gabrielli Alessandro

Laurenti Giuliano

D.T.

I Tecn

T.L.

10

50

30

40

50

50

20

Note:

1) PER I DIPENDENTI2) PER GLI INCARICHI DI ASSOCIAZIONE

Indicare il profilo INFNIndicare Ente da cui dipendono, Bors. T.) Borsista Tecnologo

Mod G2




COMPOSIZIONE DEI GRUPPI DI RICERCA: C) − TECNICIComponenti del Gruppo e ricerche alle quali partecipano:

N. Cognome e Nome

Qualifica Ricerche del gruppo in %Percentuale impegno

in altri gruppi



Assoc.Tecnica

I III IV V

1

2

3

4

5

6

7

Bottazzi Emilia

Calligola Patrizia

Degli Esposti Luigi

Massera Fernando

Pilastrini Renato

Togo Vincent

Valieri Claudia

CTer.

CTer.

CTer.

CTer.

CTer.

CTer.

CTer.

30

50

100

30

40

70

70

60

50

50

Servizi (mesi−uomo)

1

2

3

4

5

Disegnatori CAD

Elettronica

Officina meccanica

Servizio di Calcolo

Servizio Tecnico Generale

6.0

2.0

3.0

3.0

1.0

3.0

8.0

15.0

10.0

16.0

2.0

3.0

3.0

3.0

60.0

19.0

30.0

42.0

24.0

24.0

2.0

36.0

4.0

3.0

2.0

Note:

1) PER I DIPENDENTI2) PER GLI INCARICHI DI COLLABORAZIONE TECNICA3) PER GLI INCARICHI DI ASSOCIAZIONE TECNICA

Indicare il profilo INFNIndicare Ente da cui dipendonoIndicare Ente da cui dipendono

Mod G3



PREVISIONE DELLE SPESE DI DOTAZIONE E GENERALI DI GRUPPO

Dettaglio della previsione delle spese del Gruppo che non afferisconoai singoli esperimenti e per l'ampliamento della Dotazione di base del Gruppo

In KEuroVOCI

DISPESA

DESCRIZIONE DELLA SPESA

IMPORTI

Parziali TotaleCompet.

Riunioni di Commissione 2, conferenze e scuole 25,0

25,0

Partecipazione a conferenze internazionali 25,0

25,0

MaterialeConsumo

Metabolismo 20,0

20,0

Seminari Seminari su invito 2,5 2,5

Spesetrasporto

PubblicazioniScientifiche

Stampe reprints 2,0 2,0

Spesecalcolo


Affitti emanutenz.

apparecchiat.

UXLVD1 −− UXLVD3 −− DAT−B24GSE2P+LJ500+ELIANT−EXAbyte+LJ−HP500(ZELVAL)

LVDAB0 (on−line) −− LVDAQ0(on−line) −− AXPBO

BOAL02 −− BOAL08 −− ANTARES

AXAMS1 −− AXAMS2

3,7

6,4

5,2

2,5 17,8

MaterialeInventariabile

Upgrade mezzi di calcolo e strumentazione elettronica 40,0

40,0

CostruzioneApparati

Totale 132,3(1) Indicare tutte le macchine in manutenzione

Mod G4 (a cura del responsabile locale)



PREVISIONE DELLE SPESE PER LE RICERCHE

RIEPILOGO DELLE SPESE PREVISTE PER LE RICERCHE DEL GRUPPOIn KEuro

SIGLAESPERIMENTO

SPESA PROPOSTA

Miss.interno

Miss.estero

Materiale dicons.

SeminariTrasp.

e Facch.Pubblicazioni

Spese dicalcolo

Affittie Manut.Appar.

Mater.inventar.

Costr.apparati

TOTCompet.

AMS2 ANTARES GGG LVD NEMO−RD OPERA SLIM

8,012,0

4,070,511,550,0

2,5

80,052,9

2,024,5

8,074,0

8,0

50,06,07,0

38,510,540,042,0

8,0

14,5

20,011,010,0

5,07,0

2,5

460,0

8,0

205,0

626,081,931,0

138,537,0

369,069,5

Totali A) 158,5 249,4 194,0 22,5 55,5 673,0 1352,9

EEE 10,0 6,0 10,0 10,0 50,0 450,0 536,0

Totali B) 10,0 6,0 10,0 10,0 50,0 450,0 536,0

C) Dotazioni diGruppo

25,0 25,0 20,0 2,5 2,0 17,8 40,0 132,3

Totali (A+B+C) 193,5 280,4 224,0 2,5 32,5 2,0 17,8 145,5 1123,0 2021,2

Mod G5

ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo ... · 2. SFEC Cards (2 QM + 2 FS + 8 FM) 24...

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