Note sul PIANO TRIENNALE2008 – 2010 dell’INFN

Antonio Masiero

Sez. di Padova

Padova, 9 Aprile 2008

Due parole sul triennio 2005-2007 Successo del contributo INFN nella fase costruttiva di tutti i

4 grandi esperimenti a LHC : ATLAS, CMS, ALICE e LHCb.

targato INFN la costruzione del solenoide superconduttore piu’ grande del mondo in CMS, dei rivelatori piu’ imponenti di ATLAS e il piu’ preciso sistema di rilevamento del tempo di volo oggi esistente al mondo in ALICE, …

italiani I vice responsabili di ATLAS, ALICE e CMS ( io penso pero’ che non abbiamo come INFN adeguato riconoscimento di “effettivo potere” in rapporto alle risorse umane ed economiche investite in LHC – vedi piu’ avanti)

FERRONI, IFAE 2008

Accanto alla nascita di LHC, la fase di chiusura di esperimenti di successo

• CDF, KLOE, NA48 (62), BaBar, ZEUS, COMPASS • N.B.: Tevatron continua e si ripromette di raggiungere

entro il 2009 una luminosita’ integrata di circa 8 inversi fb importanza per la ricerca dell’Higgs, studio di decadimenti rari del B, es. B in mu-antimu, dei parametri di violazione di CP ( recente evidenza di deviazione dalle predizioni del Modello Standard a piu’ di 3 sigma…), della fisica del top…

• BaBar ( esperimento con componente INFN pari a circa il 20% del totale): analisi dei dati proseguira’ ancora per un paio di anni ( importanti risultati sulla misura degli angoli e lati del triangolo di unitarieta’ ormai determinato in maniera “ridondante”, nuove risonanze adroniche non previste, etc.)

E accanto a quelli che chiudono altri sono ( o sono appena stati) in presa dati

• MEG ( muon electron gamma) al PSI in presa dati dall’autunno 2007 - raggiungera’ una sensibilita’ di 10^-13 nel BR( mu in e+gamma) : un test molto importante della presenza di nuova fisica nel settore delle violazioni del sapore leptonico

• NA48 ha appena eseguito una presa dati per la misura del rapporto di decadimento tra I due canali puramente leptonici del K - con una precisione che puo’ arrivare al 3 per mille ci sono possibilita’ di avere segnali di nuova fisica quali deviazioni dalle aspettative del Modello Standard

… e sono proseguiti i PROGETTI STRATEGICI e SPECIALI

• NUOVE TECNICHE DI ACCELERAZIONE (NTA) – CLIC Test Facility CTF3, International Linear Collider (ILC), Tecnologia dell’acceleratore, Damping Rings (DR), Kickers

• PLASMONX ( laser da 200 TW da collocare a LNF)• DISCORAP ( prototipo di superconduttore rapidamente pulsato per

ilsincrotrone SIS300 di FAIR al GSI)• HCCC • HPPA ( attivita’ tecnologiche relative ad acceleratori di protoni ad alta

intensita’)• SPARC ( Sorgente Pulsata Autoamplificata di Radiazione Coerente)

collab. INFN, ENEA, CNR, INFM, Sincrotrone di TS e Univ. di Roma “Tor Vergata” + UCLA, SLAC, DESY, CEA (programma ampliato con l’approvazione del programma europeo EUROFEL)

• SPARx (Sorgente Pulsata di Radiazione X) – tecnice e componenti innovativi finalizzati ad un FEL-X.

• GRID• ELN ( studio di fattibilita’ di nuova macchina adronica con param. Di

energia e luminosita’ > LHC di almeno un ordine di grandezza)

Grande attivita’ nella FISICA ASTROPARICELLARE

• FISICA DEI NEUTRINI: Borexino entrato in funzione a maggio 2007 ( info sui neutrini del Berillio), CNGS ( fascio dei neutrini dal CERN a LNGS) ICARUS E OPERA ( primi eventi all’interno delle emulsioni), misura massa dei neutrini dai decadimenti beta del Renio-187

• FENOMENI RARI: decadimento beta doppio senza neutrini ( CUORICINO, GERDA), ricerca della MATERIA OSCURA ( DAMA/LIBRA, WARP), LVD

RADIAZIONE COSMICA: nelle profondita’ marine, in superficie e nello spazio

• In SUPERFICIE: ARGO, MAGIC, AUGER ( studio dei grandi sciami prodotti da raggi cosmici ad altissima energia > 10^19 GeV)

• Nelle Profondita’ Marine: NEMO, ANTARES

• Nello SPAZIO: PAMELA ( spettrometro magnetico ad alta risoluzione lanciato nel Giugno 2006 da Baikonur), AMS, AGILE, GLAST

RICERCA sulleONDE GRAVITAZIONALI

• BARRE RISONANTI: AURIGA, EXPLORER E NAUTILUS ( impotante la loro continuita’ per garantire la “copertura”di eventi rari – come l’esplosione di supernovae galattiche - quando gli interferometri “dormono”)

• VIRGO: completato e nell’estate 2007 si e’ avuta la prima lunga campagna di raccolti dati ( in coincidenza con LIGO)

• LISA: attivita’ di R&D per questo rivelatore interferometrico spaziale costituito da 3 satelliti disposti su un triangolo equilatero con lato di 5 milioni di Km.

Ricerche in Fisica Generale Fondamentale

• PVLAS• MIR dinamico ( effetto casimir su specchi

in moto)• MAGIA ( misura precisa di G usando

atomi singoli) • PVLAS ( nel 2007 non ha confermato il

segnale trovato negli anni precedenti)• GGG ( misura precisa dell’ equivalenza di

massa inerziale e gravitazionale)

FISICA NUCLEARE

• STRUTTURA E DINAMICA DEGLI ADRONI ( LNF: FINUDA, SIDDARTHA, R&D PANDA)

• PLASMA DI QUARK E GLUONI (NA50, ALICE)• ASTROFISICA NUCLEARE E FISICA

FONDAMENTALE (LUNA, R&D ATHENA…)• NUCLEI IN CONDIZIONI ESTREME (GAMMA,

EXOTIC, EXCYT, SVILUPPO DEL PROTOTIPO DEL RIVELATORE AL Ge AGATA, R&D SPES…)

FISICA TEORICA• Fenomenologia delle Particelle e Fisica BSM – beyond the

Standard Model (sinergia teorico – sperim. LHC, fisica neutrini, ioni pesanti, flavor Babar, Belle, Daphne, Tevatron…)

• Fisica Astroparticellare – sinergia teorico – sperim. Fisica dei dei neutrini, materia oscura, astrofisica nucleare, cosmologia osservativa…

• Fisica Nucleare e Adronica – sinergia teorico-sperim. Plasma di quark e gluoni (Alice), materia adronica e modelli di QCD, strutture e reazioni nucleari, fasci radioattivi

• Teoria di Corda e di Campi: connessioni con fisica BSM, astroparticelle e cosmologia, fisica degli ioni pesanti…

• Metodi Matematici• Fisica Statistica e Teoria dei Campi• Attivita’ dell’Istituto Galileo Galilei (GGI) a Firenze per la fisica

teorica – workshop estesi ( 2 – 3 mesi) con molta presenza straniera ( ricercatori INFN al 25%)

RICERCHE TECNOLOGICHE E INTERDISCIPLINARI

• RIVELATORI (TREDI, SLIM5,…)• ACCELERATORI• MEDICINA NUCLEARE: trattamento tumori all’occhio

( CATANA – LNS) , CNAO (Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica) a Pavia, nell’ambito BNCT (Boron Neutron Capture Therapy) sperimentazione della tecnica per neoplasie epatiche e polmonari ( WIDEST), contributi alla dosimetria, radioprotezione, etc.

• IMAGING MEDICO: virtual organisation per la mammogragia digitale, per la diagnosi precoce dei tumori polmonari e per l’analisi dati della PET cerebrale (Alzheimer), interpretazione dei segnali EEG per l’epilessia ….

• PATRIMONIO ARTISTICO, ARCHEOLOGICO E STORICO – LABEC di Firenze…

PIANO DI ATTIVITA’ 2008 – 2010

• SFORZO ECCEZIONALE NEL PORTARE A TERMINE IL COMMISSIONING DEGLI ESPERIMENTI A LHC, PREPARAZIONE ALL’ANALISI DATI, CON L’ENORME INFRASTRUTTURA DEL COMPUTING E POI, FINALMENTE, LA FISICA DI LHC – QUESTA PRIMA FASE E’ PREVISTA DURARE UNA DECINA D’ANNI

• FASE FINALE DI BABAR, CDF, COMPASS ( KLOE concluso nel 2006)

• Appena partito MEG; decisione prossima per NA62• Super Daphne, SUPER B: test in corso ai LNF per

vedere se l’idea di Raimondi possa condurre all’aumento sperato della luminosita’ e a maggiore flessibilita’ nell’energia

NA62: Prossimi Passi

• A inizio maggio e' stata fissata una nuova riunione di review, sempre in ambito CSN1, nella quale la verifica verra' ampliata in modo da coinvolgere gli impegni di costruzione di tutte le istituzioni della collaborazione NA62.

• Nella riunione dei responsabili dei gruppi costituenti NA62, che si terra’ il 18 aprile al CERN, e' prevista la discussione e sottoscrizione di un MOU nel quale saranno esplicitamente dichiarati i contributi di ognuno.

IP beam distributions for KEKB

IP beam distributions for SuperB

KEKB SuperB

I (A) 1.7 2.

y* (mm) 6 0.3

x* (mm) 300 20

y* (m) 3 0.035

x* (m) 80 6

z (mm) 6 5

L (cm-2s-1) 1.7x1034 1.x1036

An example...

Here is Luminosity gain

The CDR of SuperB is ready!

INFN/AE-07/02, SLAC-R-856, LAL 07-15

Available at:

www.pi.infn.it/SuperB

arxiv.org/abs/0709.0451

476 pages

Printed and available

Copies can be requested from Lucia.Lilli@pi.infn.it

Signatures breakdown by type

Accelerator physicists

12%

Theorists13%

Experimentalists75%

• 320 Signatures; 85 institutions

• 174 Babar members– 65 non Babar exper. Australia, 1

Canada, 7

France, 21

Germany, 11

Israel, 2

Italy, 137

Japan, 4

Norway, 1

ROC, 3

Russia, 18

Slovenia, 5

Spain, 12

Switzerland, 4

UK, 24

USA, 70

Signatures

Signatures breakdown by country

SUPER B ? SUPER B a TOR VERGATA?

• Condizione necessaria ( ma non sufficiente) per costruire una Super B: raggiungere una luminosita’ di almeno 2 * 10^36 ( N.B.: l’upgrade “adiabatico” di Belle promette di raggiungere 2 * 10^35…)

• Condizione necessaria ( ma non sufficiente) per costruire la Super B in Italia: avere una partecipazione ( risorse umane e finanziarie) straniera > 50%

UNA STRATEGIA EUROPEA PER LA FISICA ASTROPARTICELLARE

• European Strategy for Particle Physics da parte del CERN Council Strategy Group

• Science Vision for European Astronomy e Infrastructure Roadmap for European Astronomy da parte di ERA-Net ASTRONET

• Roadmap for Astroparticle Physics in Europe preparata dal Peer Review Committee (PRC) di ApPEC ( Astroparticle Physics European Coordination) ( ApPEC gruppo di agenzie di finanziamento nazionali costituito nel 2001 quando 6 agenzie ( poi cresciute a a 13) hanno preso l’iniziativa di coordinare ed incoraggiare la fisica astroparticellare in Europa ). La fase I della Roadmap e’ gia’ stata completata; le rimanenti due fasi ( per la dettagliata implementazione dei vari progetti e la prioritarizzazione )

> ASPERA is a European network of national government agencies responsible for coordinating and funding research in astroparticle physics.

> ASPERA is funded by the European Commission at the level of 2.5 Million € over a three years period. It started in July 2006.

> ASPERA arises from the existence of ApPEC (Astroparticle Physics European Coordination).

www.aspera-eu.org

AStroparticle Physics European Coordination ERAnet

12 countries

+CERN

Romania, Poland in the pipeline

« Per aspera ad astra »

2013201120092007 2008 20182016201420122010 20172015

30 M€ (from 85)

KM3NeT

Megaton

Auger North

CTA

Grav Wave 3rd generation

> 2/3 from 100 + 50 M€

250 M€

400-800 M€

300 M€

60-100 M€

60-100 M€

Double Beta 1 ton

DM search 1 ton

50-200 M€

50-200 M€30+100+250+200+100+100+50+100 ~ 950 M€

add 300 M€ for runningexperiments, upgrades,new methods

ELLIS, OLIVE, SAVAGE

Neutralino-nucleon scattering cross sections along the WMAP-allowed coannihilation strip for tanbeta=10 and coannihilation/funnel strip for tanbeta=50 using the hadronic parameters

Ellis, Olive, Sandick

LHC Sensitivity

Fisica Astroparticellare in Europa e “piccoli” Progetti ( budget < 50M€)

Credo che questo sia realmente vitale per la ricerca in fisica astroparticellare

FISICA NUCLEARE E FUTURO DI LNL – SPES?

• Continueranno I test costruttivi del convertitore in carbonio e della sua movimentazione come parte del lavoro di collaborazione LNL – GANIL all’interno di EURISOL e del LEA + studi ingegneristici per la costruzione di target sottili di uranio

• 2008 – 2010 parte del lavoro riguardera’ la costruzione dei nuovi edifici e dello studio delle sicurezze incluso quelle legate alla radioprotezione

RISORSE UMANE 2008-2010

RISORSE FINANZIARIE

SPAZIO PER 2070 DIPENDENTI E SPAZIO PER NUOVI PROGETTI

“Provocazione” DI Nando a IFAE 2008

Sempre Nando a IFAE 2008

Qualche pensiero finale

• L’attivita’ INFN dell’ultimo triennio mostra un ente di ricerca di notevole valore scientifico, con buona dinamicita’, inserito in grandi progetti internazionali, che non trascura progetti piu’ piccoli, ma scientificamente rilevanti

• E’ un ente che dal punto di vista delle capacita’ scientifiche e tecniche ha una buona dote di “ propositivita’ ”, ma che non fa abbastanza I conti con le “condizioni al contorno” finanziarie

necessita’ di avere efficienti meccanismi sulle scelte strategiche ( non possiamo fare “tutto” o comunque “troppo”, bisogna saper rinunciare anche a cio’ che si considera interessante, ma non prioritario

Qualche pensiero finale (cont.)

• Dal punto di vista delle risorse umane, le stabilizzazioni comportano un notevole e, per molti versi, benefico riassetto. E’ importante che l’Ente insista nel tenere aperto il canale di regolari concorsi.

• Nonostante le difficolta’ ( nazionali e internazionali), la fisica di area INFN vive un momento “eccitante

FCNC, CP ≠, (g-2), ()0 m n …

LINKED TO COSMOLOGICAL EVOLUTION

Possible interplay with dynamical DE

NEWPHYSICS AT

THE ELW SCALE

DM - FLAVOR

for DISCOVERY

and/or FUND. TH.

RECONSTRUCTION

A MAJOR LEAP AHEAD IS NEEDED

LFV

NEUTRINO PHYSICSLEPTOGENESIS

TEVATRON I L C