Relazione dai Comitati Scientifici del PSI e dei LNF · 2004-07-01 · Pisa – 21 giugno 2004...

Pisa – 21 giugno 2004 Relazione Comitati Scientifici LNF e PSI 1

Relazione dai Comitati Scientifici del PSI e dei LNF

Patrizia Cenci INFN Sezione di Perugia

Riunione CSN1 INFN21-22 giugno 2004


Ultima riunione: 11-13 febbraio 2004 (review MEG: 1-2 luglio 2004)Valutazione scientifica degli

esperimenti al “Ring Cyclotron” Fascio primario continuo di protoni (590 MeV, fino a 2 mA DC):

Due bersagli consecutivi per produzione di π secondari e µ:

M (5mm grafite): 2 linee di fascioE (40mm grafite): 5 linee di fascio

“Beam split” verso la facility per adroterapia (correnti fino a 1 nA)

Dopo il bersaglio E i protoni sono inviati su SINQ (sorgente di n)

Comitato Scientifico del PSI per la Fisica delle Particelle

p beamsplit

ME SINQ

Ring Cyclotron(590 MeV)

Facilityadroterapia

Ciclotroniiniettori(72 MeV)

CockcroftWalton(870 KeV)


MEG: MEG: LFV dalla ricerca del decadimento µ→eγEDM:EDM: misura del momento di dipolo elettrico del

neutrone con precisione 2x10-28 e·cm utilizzando la nuovasorgente ad alta intensità di neutroni ultrafreddi UCN in costruzione al PSI e il nuovo spettrometro EDM

I fase: miniEDM per misura a 10-26 e·cm (attualeprecisione)

R&D in corso per preparazione TDR UCN UCN FacilityFacility:: upgrade di SINQ per n ultra-freddi

moderati in deuterio solido (>1000 n/cm3, T=-250°)

Riunione Comitato Scientifico: progetti in costruzione


Riunione Comitato Scientifico: nuova proposta

Studio della anomalia del decadimento π+→e+νγAmpliamento del programma dell’esperimento PIBETA

Misurate in π+→e+νγ significative deviazioni (20%) dalla forma standard V-A delle WI nella regione cinematica ad alte-Eγ/basse-Ee+ non spiegabili con effetti sistematici noti

Dati in altre 2 diverse regioni cinematiche compatibili con le attese teoriche, e con migliore S/B

Sottomessa proposta per nuovo esperimento: ottimizzare presa dati e rivelatore PIBETA (rate minore, migliore S/B, bersaglio semplificato) e ripetere le misure di π+→e+νγin modo da chiarire la situazione


Risultati da PIBETA Scopo: misura del rate del decadimento π+→π0e+ν con precisione <0.5%Statistica dati (1999-2000-2001): 2.2 x 1013 pioniRisultati:BR=(1.034 ±0.004stat±0.007syst )x10-8

(1984: BR = (1.026 ± 0.039) x 10-8 )Vud = 0.9716(39) (PDG: 0.9734(8))→ in accordo con SM ed unitarietà CKM

Eventi π+→e+νstudi di fondo e canale di normalizzazione (S/B > 250) calcolo e misura del BR con precisione di ≤ 10-3 → test dello SM

Decadimenti radiativi π+→e+νγγ: da IB (QED) + struttura del π → fattori di forma FA/FV (ChPT)

FA/FV = 0.443(15), FA = 0.0115(4) con FV= 0.0259 studio di termini non (V-A) nelle Interazioni Deboli (anche µ+→e+ννγ)deviazioni significative da V-A nella regione cinematica alte-Eγ/basse-Ee+ dati compatibili con fattore di forma tensoriale FT non nullo


Riunione Comitato Scientifico: lettera di intenzioni

Misura della efficienza di produzione di UCN da D2solido e confronto con i materiali criogenici CD4 e O2R&D per sorgenti di UCN di nuova generazione (> 1000 UCN/cm3)disciplina molto attuale: raggiungere n impacchettati molto

densamente per studi di fisica nucleare di grande interesse:fisica della struttura della materia fisica fondamentale (precisioni maggiori nelle misure di proprietà dei n

come: EDM, vita media, caratteristiche del decadimento) questo si ottiene con materiali che abbiano buona sezione d’urto per

scattering coerente, piccolo riscaldamento per emissione di fotoni (irraggiamento), piccolo assorbimento di n:

D2 solido: efficienza per D2 raffreddato da fase gassosa, liquida o dopo cicli termici (è il moderatore applicato nella nuova sorgente UCN al PSI)

confronto con i materiali criogenici CD4 ed O2 (T < 4°K)R&D analoghi in corso in varie parti del mondo (USA, Giappone, … )

progetti speciali UE nello stesso ambito


Misura di width (al 2%) e shift (al 1%) dello stato fondamentale nell’ idrogeno pionico:

interazioni π-n: fisica adronica a basse energie (ChPT)determinazione della ampiezza di scattering π-n all’ 1%,

misura dell’accoppiamento π-n e degli effetti di isospinRicerca di effetti di violazione di Time Reversal nel

decadimento di neutroni liberi:misura contemporanea delle 2 componenti trasversali

della polarizzazione degli e- emessi nel decadimento di nliberi polarizzati: una differenza indica violazione di T

Riunione Comitato Scientifico: progetti in corso


FAST: misura della vita media del µ+ a 1-2 ppmMuLan: misura della vita media del µ+ (1 ppm) con

fascio pulsato di µ creato artificialmente MuCap: misura di precisione della cattura di µ da p

fattore di forma del nucleone a < 10%, test di χPTprecisione misure ora ~50%, ambiguità previsioni-misure

µCR42β: cattura di µ in atomi per studi di doppio decadimento β

calcolo di precisione di elementi di matrice nucleareripetizione dell’esperimento per chiarire i risultati

Riunione Comitato Scientifico: progetti in corso – fasci di µ


Fasci di muoni al PSIMuoni: ottime sonde per misure di

fisica dello stato solido, in alternativa ai neutroni (“protoni leggeri”)fisica delle particelle elementari (“elettroni pesanti” )

PSI: diverse linee di fascio di µ a varie intensità ed energiemuoni polarizzati a bassissime energie (0-30 eV: “surface and

subsurface muons”): LMU (Laboratory for muon spin spettroscopy)Fisica dei materiali e dello stato solido: impiantazioni superficiali tra

10-2 e 102 nm per studi di struttura della materia (campi magnetici interni locali, difetti nei cristalli e impurezze nei materiali)

Processi atomici fondamentali: scambio carica, perdita di energia e scattering nei materiali

Fascio di atomi muonici: spettroscopia di precisione per test di QEDmuoni ad alta intensità ed energie intermedie (≤ 125 MeV) per

studi di fisica delle particelle: misura di precisione della vita media del µ, LFV, cattura atomica del µ, etc


Fisica delle particelle elementari con fasci di muoni

Fisica dei muoni ad alta energia: DIS e funzioni di struttura (Compass, esperimenti tipo xMC)Fisica dei muoni a bassa energia ed ad alta intensità:

Fisica delle particelle elementari: proprietà del µTest dello SM da misure di precisione delle proprietà del µ(es. GF a < 1% dalla misura della vita media a 1 ppm)Fisica non SM: LFV (µ→eγ, conversione µ→e, µ→3e), misure di precisione di parametri sensibili a alte scale di massa (es. g-2), violazione di simmetrie discrete (T, CTP)

Dove: PSI, RAL, TRIUMF, BNL, LANL, Dubna, KEK, …Fasci continui (es. PSI) o impulsati (es. RAL)Alte intensità (>MHz), eventi puliti (sistematica) ma: fondo

N.B.: vedi presentazione di Ken Peach@HIF2004


Misura della vita media del muone

Metodo sperimentale: prodotti in π→µνMetodo sperimentale: prodotti in Metodo sperimentale: prodotti in π→µνπ→µν

µ+ → e+ + νe+ νµ~

coun

ts

time

e+

Semplice misura

di “ slope “

µ+ lifetime = 2.19703(4) µs

N.B.: µ- non utilizzati perchècatturati nei nuclei

µ mass = 105.6583568(52) MeV


Misura di τµ: motivazione

GF = 1.16639(1) x 10-5 GeV-2 → indeterminazione di 9 ppmL’ errore su GF è dominato dalla misura sperimentale di τµ

Precisione sperimentale attuale su τµ : 18 ppmIndeterminazione teorica prima dominante (16ppm), ora a < 0.5 ppm

migliore misura di GF : migliore valutazione di ∆r (propagatore W)test di precisione della struttura interna dello SM per le WI (settore di Yukawa)previsioni estremamente accurate dei parametri dello SM (non solo EW: es. MH )

Esperimenti: PSI, RAL, TRIUMF

( )δπτ

µ

µµ += = Γ 1

1921

3

52mGFδ: correzioni radiative diQED all’ordine superiore

( )rMgG

W

F ∆+= 182 2

2

∆r: correzioni EW di ordine superiore

Misura di τµ a 1 ppm (2 ps) → misura di GF a 0.5 ppm

T. van Ritbergen e R.G.Stuart - hep-ph/9904240


Misura di τµ : metodo

Concetti base:Statistica: 1012 muoni per τµ a 1 ppm (2 ps) Sistematica: effetti dipendenti da t che deformano la curva

di decadimentoµSR (“muon Spin Rotation”): e+ emessi nella direzione dello spin del µ :

polarizzazione del µ ridotta con bersaglio depolarizzante, campi magnetici locali ad hoc, ricostruzione della catena π→µ→e, rivelatore isotropo o simmetrico

anisotropie o inefficienze dovute a overlap di tracce e pile-up: eliminare il fondo dei “vecchi” muoni in un intervallo temporale n τµ

effetti strumentali: efficienze di rivelazione dipendenti dal tempo, guadagni dipendenti da tempo o posizione, etc

effetti fisici: formazione di muonio, effetti di stato solido (polarizzazione) nel bersaglio, decadimenti rari del mu

Concetti base:Statistica: 1012 muoni per τµ a 1 ppm (2 ps) Sistematica: effetti dipendenti da t che deformano la curva

di decadimentoµSR (“muon Spin Rotation”): e+ emessi nella direzione dello spin del µ :

polarizzazione del µ ridotta con bersaglio depolarizzante, campi magnetici locali ad hoc, ricostruzione della catena π→µ→e, rivelatore isotropo o simmetrico

anisotropie o inefficienze dovute a overlap di tracce e pile-up: eliminare il fondo dei “vecchi” muoni in un intervallo temporale n τµ

effetti strumentali: efficienze di rivelazione dipendenti dal tempo, guadagni dipendenti da tempo o posizione, etc

effetti fisici: formazione di muonio, effetti di stato solido (polarizzazione) nel bersaglio, decadimenti rari del mu


Muon lifetime @ PSI: MuLAN

MuLAN (Muon Lifetime Analysis): collaborazioneBerkeley, Boston, Illinois, James Madison, Kentucky

Fascio impulsato creato artificialmente con separatorielettrostatici a 50 KHz (20 µs) (rate iniziale 30 MHz, fattore di soppressione 2x10-4 ): ~ 20 µ arrestati nel bersaglio Rivelatore simmetrico sferico ad alta segmentazioneµSR ridotto con campo esterno correttivo sul bersaglio e

uso di diversi bersagli depolarizzantiAnalisi online attraverso WFD (FADC 8 bit, 500MHZ, double-pulse-resolution < 3ns a 10 MHz)Run a fine 2004


LEDs

170

MuLAN: rivelatore


MuLan: primi risultati

Asimmetria (F-B)/(F+B): fattoredi depolarizzazione dei µ arrestati in zolfo rispetto ad argento

Misura di τµ a 137 ppm(dati di test 2002)


Muon lifetime @ PSI: FASTFAST (Fast Active Scintillator Target):

collaborazione CERN, CIEMAT, PSI, Univ. GinevraTecnica: rivelazione della catena π→µ→e con ricostruzione completa della immagine degli eventi in bersaglio attivo

Rivelatore veloce ad alta granularitàFascio continuo di π (1 MHz) arrestati in un bersaglio attivo a barre

di scintillatore (4x4x200 mm3: coordinate y-z dei decadimenti), letti via guide di luce da PSPMDegradatore a monte del bersaglio per generare una distribuzione

omogenea dei punti di arresto del πOgni µ deve essere originato da un π: ricostruzione dei 2 verticiFinestra di lettura di 30 µs: ~ 30 decadimenti sovrappostiPresa dati prevista a fine 2004


FAST: il rivelatoreLa tecnica di ricostruzione completa della immagine riduce l’indeterminazione sistematica attesa sulla misura:

0.2 ppm da µSR,0.2 ppm da pile-up/fondo, 0.3 ppm per effetti di rivelazione dipendenti dal tempo


Esperimento MuCap

MuCap: collaborazione PSI; PNPI (Russia); Univ. California – Berkeley, Univ. Illinois, Univ. Boston, Univ. Kentucky (USA); TUM (Germania), Univ. Cattolica Louvain (Belgio)Misura all’ 1% del rate di cattura Λ di µ da p implica precisione < 7% su gp

(“weak nucleonic charged current induced pseudoscalar form factor” ) previsione teorica (ChPT) con indeterminazione al 2%


Riunione Comitato Scientifico LNF

Ultima riunione (XXVIII incontro): 7-8 giugno 2004Composizione aggiornata del Comitato Scientifico:

Chairman: Lorenzo Foà – Università di PisaSergio Bertolucci - Direttore LNF (ex officio)Michelangelo Mangano - CERNKen J. Peach - RALFrançois Richard - LALAndreas Schwarz - DESYGer van Middelkoop - NIKHEFWolfram Weise - TU MunichSimone Dell’Agnello - LNF Segretario ScientificoMauro Taiuti – INFN GE Osservatore CSN3


DaΦne: attività 2003-2004

Shutdown prolungato della macchina nel corso del 2003installazione delle regioni di interazione per Kloe (nuova)

e per Finudaattività diverse di upgrade e modifiche della macchina

Luminosità di picco attesa: 2.0 x 1032 cm-2 s-1

Luminosità integrata attesa: 10 pb-1 al giornoritardi imprevisti dovuti alla grave siccità estiva

Finuda: primi risultati di fisica (vd DaΦne2004)prima parte del 2003: installazione (nuovo rivelatore di

vertice in Si); test con cosmici e calibrazionirun: ottobre 2003-marzo 2004: ~ 250 pb-1

Kloe: in run da aprile 2004, fino a ~ 1-2fb-1

Dear: pubblicati risultati finali su KN e KH, upgrade pronto

Shutdown prolungato della macchina nel corso del 2003installazione delle regioni di interazione per Kloe (nuova)

e per Finudaattività diverse di upgrade e modifiche della macchina

Luminosità di picco attesa: 2.0 x 1032 cm-2 s-1

Luminosità integrata attesa: 10 pb-1 al giornoritardi imprevisti dovuti alla grave siccità estiva

Finuda: primi risultati di fisica (vd DaΦne2004)prima parte del 2003: installazione (nuovo rivelatore di

vertice in Si); test con cosmici e calibrazionirun: ottobre 2003-marzo 2004: ~ 250 pb-1

Kloe: in run da aprile 2004, fino a ~ 1-2fb-1

Dear: pubblicati risultati finali su KN e KH, upgrade pronto


DAΦNE DELIVERED L IN YEAR 2003-2004

Finuda:100 bunchesI-peak = 1.1 A I+peak = 0.9

A Lpeak = 7.0 • 1031 cm-2 s-1

L∫day = 3.8 pb-1

L∫2003-2004 = 254 pb-1

Kloe:80 bunchesI-peak =1.1 A I+peak = 0.9 ALpeak = 6.1e31 cm-2s-1

Lday = 2.6 pb-1

L2004 = 40 pb-1

P. Raimondi


Run di Finuda: stato e attese

Luminosity adiabatically increasing until the end of the runBackground more than acceptable (although a

concern at high current)Run too short to fully exploit the potential of

the set-up (20% better results asintoticallypossible in a longer run)Seems reasonable to expect about 1e32 and

5pb-1/day luminosity, together with 30-50% background reduction

Luminosity adiabatically increasing until the end of the runBackground more than acceptable (although a

concern at high current)Run too short to fully exploit the potential of

the set-up (20% better results asintoticallypossible in a longer run)Seems reasonable to expect about 1e32 and

5pb-1/day luminosity, together with 30-50% background reduction

P. Raimondi


FINUDA first runFINUDA first run : October 2003 : October 2003 –– March 2004March 2004

pb-1

nb-1

Integrated luminositydelivered to FINUDA

Integrated luminositydelivered to FINUDA

FINUDA

FINUDA

Daily integrated luminosity [nbarn-1]

Integrated luminosity [nbarn-1]

From 14-Oct- 2003 to 22-Mar-2004 DAΦNE delivered 250 pb-1to IP233 pb-1 machine tuning10 pb-1 FINUDA debugging190 pb-1 useful data taking

From 14-Oct- 2003 to 22-Mar-2004 DAΦNE delivered 250 pb-1to IP233 pb-1 machine tuning10 pb-1 FINUDA debugging190 pb-1 useful data taking

DAΦNE peak luminosiy (cm-2s-1)

30·106 events recorded30·106 events recorded

P. Gianotti @ Daphne2004


Stato del run di KLOE

Shutdown March 26th ÷ April 15th 2004FINUDA IR and detector removed & new vacuum

chamber installationBTF upgradeOrdinary hardware maintenance

KLOE operations restarted on April 15th 2400Beams stored and accumulated: 2 days Coupling correction: 3 weeksBeam vacuum conditioning: still in progressHigh current set-up: still in progress

Shutdown March 26th ÷ April 15th 2004FINUDA IR and detector removed & new vacuum

chamber installationBTF upgradeOrdinary hardware maintenance

KLOE operations restarted on April 15th 2400Beams stored and accumulated: 2 days Coupling correction: 3 weeksBeam vacuum conditioning: still in progressHigh current set-up: still in progress

P. Raimondi


Standard Optics setup (done)Coupling Correction (done)Background (still in progress):- Started with background about 2 order of magnitude greater than 2002 runbackground now reduced to about the 2002 levelsFurther optimization is possible, further reduction expected as the vacuum

improvesHigh current (still in progress):- Electrons: limited to 80 bunches because vacuum still not at the desired level- Positrons: in principle no limitations- Feedback set-up is function of several machine parameters (RF voltage, tunes beta-functions etc) and have to be readjusted each time… Beams 2-3 times smaller at the IP w.r.t. 2002 run !! Plan for the run• Commissioning virtually completed• Optimize machine luminosity and background at steadly increasing current• Limit the invasive Machine Development to 2 days/week max• Achieve 4pb-1/day within the end of the month (already possible with Lave=5.5e31)• Achieve 100pb-1/month before the summer shutdown

Kloe Start-Up: Why is taking so long?

P. Raimondi


. . . 90% of the accelerator has been modified!(parts grayed out)

e+

e-

C = 97 mE = 0.51 GeV (Φ)

P. Raimondi


BTF/DOWNAIRFLY

LCCAL

AGILE

NANO2

PAMELA

FLAG

SIDDHARTA

RAP

NANO

CAPIRE

LHBb

OFF

April 22, 2004

DAFNE Beam Test Facility

2003

shi

fts

Multi-purpose facility: • H.E. detector calibration and setup• Low energy calorimetry & resolution• Low energy electromagnetic interaction studies• High multiplicity efficiency• Detectors aging and efficiency• Beam diagnostics

Fast dipole 3°/ 0°

Pulsed dipole: 7°/4°/ 0°

to main rings

to BTF

to spectrometer

In 2004: MEG, APACHE, AIRFLY, CAPIRE, NANO2…

Restart of operation with user in June 2004

P. Raimondi


E measurement

Fast dipole (3°/ 0°)

Pulsed dipole: 3°/ 0°

BTF

Upgrade layout (April 2004)

To main rings

• Estimated duty cycle:80% FINUDA70% KLOE

P. Raimondi


Conclusioni (attività a DaΦne)• Delivered the target integrated luminosity for FINUDA with a 3 weeks delay, achieving about 75% of the goal peak performances• New Kloe run commissioning virtually completed in about 6 weeks instead of the desired 3 weeks• No standing and no foreseen problems that can seriously limit the desired goals for the run, for the short and long term:

Lpeak > 1e32 up to 2e32Lday > 5pb-1 up to 10pb-1Lmonth > 100pb-1 up to 200pb-1

• BTF successfully commissioned and ready to parasiticoperations with a duty cicle > 70%

P. Raimondi


Stato di Dear

DEAR (DaΦne Exotics Atoms Research) ha completato la prima fase del proprio programma scientifico:

misura di precisione della lunghezza di scattering del sistema K-nucleone dallo studio di atomi esoticipubblicati risultati con azoto ed idrogeno kaonicoIl metodo funziona, la precisione raggiunta è la migliore ottenuta fino ad ora e può esser migliorata (S/B)

Upgrade del progetto: Siddhartanuovo rivelatore triggerabile basato su Si Drift Detectorsprecisione di qualche eV sullo shift del livello 1s dell’idrogenokaonicoprecisione di qualche eV sullo shift del livello 1s del deuteriokaonicoprecisione sulla lunghezza di scattering del nucleone al 10%pronto per prendere dati nel 2006 (se possibile…)

DEAR (DaΦne Exotics Atoms Research) ha completato la prima fase del proprio programma scientifico:

misura di precisione della lunghezza di scattering del sistema K-nucleone dallo studio di atomi esoticipubblicati risultati con azoto ed idrogeno kaonicoIl metodo funziona, la precisione raggiunta è la migliore ottenuta fino ad ora e può esser migliorata (S/B)

Upgrade del progetto: Siddhartanuovo rivelatore triggerabile basato su Si Drift Detectorsprecisione di qualche eV sullo shift del livello 1s dell’idrogenokaonicoprecisione di qualche eV sullo shift del livello 1s del deuteriokaonicoprecisione sulla lunghezza di scattering del nucleone al 10%pronto per prendere dati nel 2006 (se possibile…)


Kaonic HydrogenNegative kaons stopped in H2 initial atomic capture

electromagnetic cascade X-ray transitions

ε1s

Γ1s

s p d f

E1s}

E2p

n43

2

1

Kα ∼ 6.3 keV

ε1s = E2p-1s(meas.) – E2p-1s(e.m.)

Kγ

As the kaon interacts strongly with the nucleus the 1s energy level is shifted and broadened

Shift and width of states n>1are negligible

J. Zmeskal @ Dafne2004


Risultati di Dear: KH

Risultati K—p: due analisiindipendenti, 84.1 × 106 K-

Verifica dello shift repulsivo in K-pMigliore precisione nella misura di shifte widthRisolte per la prima volta Kβ, Kγ

Limite attuale: S/N = 1/70 (in futuroS/N = 1/1, precisione del 10% su aK-p)

Spettro K--p ( fondo sottratto)

Shift: ε1s = - 194 ± 37 (stat.) ± 6 (syst.) eVWidth: Γ1s = 249 ± 111 (stat.) ± 30 (syst.) eV

aK-p = – 0.466 (± 0.104) + i 0.299 (± 0.174) fm

J. Zmeskal @ Dafne2004


Siddharta

Siddharta: nuovo progetto con rivelatore triggerabile basato suSilicon Drift Detector; programma di fisica futuro:

Misura con precisione del 10% della ampiezza aK-pMisure di Deuterio ed Elio KaonicoAltri atomi kaonici leggeri (Li,Be, …)Misura di precisione di MK- (NK)Studio di fattibilità di misure con atomi adronici esotici

0

2000

4000

6000

8000

10000

5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5

X-ray energy (keV)

Cou

nts/

30 e

V

Spettro KH (MC, 60 pb-1, S/B = 5/1)

fondo sottratto, precisione sulloshift ~ 1 eV

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5

X-ray energy (keV)

Cou

nts/

30 e

Vfondo sottratto, precisione sulloshift < 10 eV

Spettro KD (MC, 100 pb-1, S/B = 1/4)

Mihai Iliescu @ Dafne2004


Spettroscopia degli ipernuclei Λ → struttura fine (livelli energetici) ipernucleare→ spettri di diseccitazione → interazioni forti barione-barione: test di SU(3)FDecadimenti non mesonici di ipernuclei Λ → interazione Λ-n (struttura semplice, accoppiamento debole a 4 barioni) → test della regola ∆I=1/2 nelle WI (Γn/Γp)Studio di ipernuclei Λ densi (molti n): comprensione della materia nucleare ad alta densità (stelle di neutroni)Raccolti 250 pb-1 di dati tra ottobre 2003 e marzo 2004Disponibili i primi risultati di fisica (DaΦne2004)

Spettroscopia degli ipernuclei Λ → struttura fine (livelli energetici) ipernucleare→ spettri di diseccitazione → interazioni forti barione-barione: test di SU(3)FDecadimenti non mesonici di ipernuclei Λ → interazione Λ-n (struttura semplice, accoppiamento debole a 4 barioni) → test della regola ∆I=1/2 nelle WI (Γn/Γp)Studio di ipernuclei Λ densi (molti n): comprensione della materia nucleare ad alta densità (stelle di neutroni)Raccolti 250 pb-1 di dati tra ottobre 2003 e marzo 2004Disponibili i primi risultati di fisica (DaΦne2004)

Stato di Finuda

Thin targetsWeak decays

Hypernucleus


SpettriSpettri didi produzioneproduzione didi ΛΛ--hypernucleihypernuclei

Reconstructed K- stopping points – external layer: 8 targets– inner layer: microstrip ISIM modules

Φ

7Li

6Li

27Al51V

12C12C

12C

6Li

ISIM 7

ISIM 8

ISIM 1

ISIM 2

P. Gianotti @ Daphne2004

12C(K-,π-)

sΛ

pΛ

FINUDA experiment high resolution (1.4 MeV FWHM) spectrometer


spare


PSI Sorgente di Neutroni

PSI Spallation Neutron Source SINQSorgente continua di neutroni ad alto flusso (~1014 n/cm2/s) prodotti per spallazione da p su Pb: n termici (moderatore: H2D, ) o freddi (moderatore: D2 solido, T=-250°) Scattering con neutroni: uno dei metodi più efficaci per studi di struttura e dinamica della materia condensata (fisica fondamentale, fisica e chimica dello stato solido, scienza dei materiali, biologia, medicina e scienza dell’ambiente)Tecniche di “imaging”e altri metodi non diffrattivi utilizzano n per applicazioni industriali di interesse crescente

o


PSI Ring CyclotronRing Ring CyclotronCyclotron a 590 a 590 MeVMeV

si tratta di un ciclotrone a settori separati con energia di fasci fissa di 590 MeV, commissionato nel 1974Un fascio di p a 72 MeV da

uno dei 2 ciclotroni di iniezione è inviato in un orbita al centro del Ring, accelerato per circa 220 rivoluzioni ed estratto ad energia massima attraverso la linea visibile nella parte anteriore della figura

CharacteristicsInjection Energy 72 MeV

Extraction Energy 590 MeV Extraction Momentum 1.2 Gev/c Energy spread (FWHM) ca. 0.2 %

Beam Emittance ca. 2 pi mm x mrad Beam Current 1.8 mA DC

Accelerator Frequency 50.63 MHzTime Between Pulses 19.75 ns

Bunch Width ca. 0.3 ns Extraction Losses ca. 0.03 %


I Muoni

prodotti da π→µν (26 ns) hanno spin ½ e carica unitarianel sistema di quiete del π hanno momento magnetico

antiparallelo all’impulso: possibili fasci di µ altamente polarizzati (100% per decadimenti di π in quiete) sono instabili e decadono secondo µ±→e±νeνµ in 2.2 µs,

con l’e emesso preferibilmente nella direzione dello spin del µ

prodotti da π→µν (26 ns) hanno spin ½ e carica unitarianel sistema di quiete del π hanno momento magnetico

antiparallelo all’impulso: possibili fasci di µ altamente polarizzati (100% per decadimenti di π in quiete) sono instabili e decadono secondo µ±→e±νeνµ in 2.2 µs,

con l’e emesso preferibilmente nella direzione dello spin del µ

Relazione dai Comitati Scientifici del PSI e dei LNF · 2004-07-01 · Pisa – 21 giugno 2004...

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