Riunione CSNII di Settembre 2016
Alberto Garfagnini
Universita di Padova and INFN, Italy
Consiglio Di Sezione,4 Novembre 2016, Padova
CSNII: Lecce, 12-15 Settembre 2016
Stato degli esperimenti
Ü Pochi interventi dei Rappresentanti Nazionali, report prevalenti dei referee,focalizzati sulle richieste economiche
• Intervento del nuovo Direttore Generale, Dr Bruno Quarta
Approvazione del bilancio
Ü Grande lavoro preparatorio dei referee
Ü Lavoro reso piu facile dello scorso anno grazie ad un leggero incremento delbilancio della commissione
• White Paper
Alberto Garfagnini (UniPD/INFN-PD) 1
Novita in CSNII
Bilancio
• aumento strutturale, grazie a lavoro preparatorio White Paper (presentazioneM.Pallavicini alla G.E.), e anche aumento degli FTE
• bilancio 2016: 12.2 Me(di cui 4.5 Medi missioni)
• bilancio 2017: 13.7 Me(di cui 4.5 Medi missioni)
• novita per il 2017: calcolo al CNAF esce dal bilancio della CSN2 (∼ 570 ke )
Sigle
• nuova gestione delle sigle
• 8 sigle chiuse (2 in pensione, 2 non approvate)
• termine fissato per ogni sigla: una estensione richiede richiesta espelicita,presentazione in commissione e discussione
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Sigle : estensione temporale, esperimenti per gruppi
CR!
DM!
NU!
GP!
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Bilancio 2017 - Aree Tematiche
fonte: DB INFN!
Richieste 25M!Assegnazioni 13.7M!
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Assegnazioni 2017 : criteri utilizzati
1) tagli iniziali dei referee (25 Me Ü)
ICARUS : spesa ripartita su piu anni
KM3-Net : utilizzo di fondi regionali
XENON : future su Xe rimandato a presentazione dettagliata XENON-10t in CSN2
DarkSide : utilizzo di fondi premiali e regionali
2) tagli analitici dei referee
analisi dettagliata e tagli sulle singole voci
3) tagli analitici CSN2 (17 Me Ü)
analisi comune di voci importanti per macro aree
4) tagli flat per tutti (15 Me Ü)
tagli missioni: 10%, tagli sul resto: 7%
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Bilancio 2017 - Esperimenti
taglio piatto mediato sulle sigle
assumendo 30% di missione!
fonte: DB INFN!
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Highlights 1
JUNO
• opere civili proseguono piu lentamente del previsto, causa acque sotterranee.Qualche ritardo che si pensa di riassorbire Commissioning previsto nel 2020.Responsabilita italiane in aumento: elettronica PMT (PD), elettronica VETO(LNF), scintillatore (MI) novo gruppo radio-purezza (MIB)
ICARUS
• attualmente CERN, pronto per il trasferimento al FermiLab, studi short-baseline.Progr. Fisica: ricerche neutrini sterili. Inizio programma Nu-At-FNAL (DUNE),studi long-baseline. Progr Fisica: violazione CP e mass hierarchy
AUGER
• per PRIME, approvato finanziamento italiano: 1.6 Me in 4 anni (30% smallPMT30% scintillatori, 23% HV, 17% elettronica)Si notano costi crescenti di OCF. Compressione manutenzione ordinaria peresigenze di budget
DarkSide
• notevole crescita in FTE della collaborazione, proposal DS-20k sottomesso e inreview separata presso NSF e INFN. 2017 e 2018, anni di prototipazione dellaTPC
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Highlights : 2
VIRGO
• GW : 2016, annus miralibis. Sospensone monolitica rimandata e sostituita con filidi acciaio per cercare di essere pronti per O2-II, da marzo 2017 insieme a LIGO
BOREX e SOX
• miglioramento misure solari (7Be, pep), misura CNO procede ma moltochallenging. Possibile purificazione nel 2017. Consegna della sorgente per SOX amarzo 2018
CUORE
• installazione completata, a breve inizio del commissioning dell’apparato
KM3-Net
• ancora problemi di infiltrazione acqua nel cavo delle stringhe dei PMT. Istituitoun team con incarico di review dell’esperimento e con ampio mandato
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Highlights
CTA
• sviluppo SiPM per MST e LST, prototipi MST doppio specchio. Proposta fusionesigla MAGIC in CTA nel 2018
LSPE/QUBIC
• QUBIC: the Q and U Bolometric Interferometer for Cosmology: misura delB-modes della polarizzazione del CMB. Si supporta ingresso di gruppi italianistorici nel CMB (DeBernardis LSPE e Masi QUBIC). Laboratori con esperienza suconi e bolometri
FERMI
• superata III NASA SR, operazioni estese fino al 2018 (opzione possibile fino al2020), lavori follow-up GW e Time Domain Astrophysics, Dark Matter, SNR
JEM-EUSO
• supporto a MINI-EUSO e analisi EUSO-TA. La sigla chiude a fine 2017 inmancanza di concreta prospetiva missione
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QUBIC
QUBICthe Q and U Bolometric
Interferometer for Cosmology
Silvia Masi – RM1 – Meeting CSN2 – Lecce – 2016/Sep/14
• QUBIC is an international experiment to measurethe B-modes of CMB polarization exploiting an original method: bolometric interferometry.
• The B-modes signal is the smoking gun of the inflation process in the very early universe, and isimportant to explore Physics at ultra-high energy.
• If a genuine B-mode signal will be detected, it willbe possible to estimate the energy-scale of cosmological inflation and have hints on the inflaton itself.
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QUBIC Polarization MeasurementPolarization measurements
• A bolometricinterferometercan be made polarization-sensitive in the same way as an imager: placing a rotating HWP and a steady polarizerbetween the skyand the detectors.
• So the QUBIC interferometricpolarimeter hasthe main partsdescribed in the sketch:
Apertures array
Beam combiner
Flags indicate main contributors.The Italian contribution is important !
The QUBIC instrument Baffles & shields
Readout & acquisition
BeamCombiner
BeamCombiner
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LSPE vs QUBIC : GREAT synergy !
LSPE
QUBIC
All• the Italian contributors to QUBIC are also contributing to LSPE, a joint ground/balloon program to measure CMB polarization at the largest angular scales (lowest multipoles).
The • two instruments are complementary and synergic, using orthogonal measurementtechniques, covering complementary sky and ranges in multipoles and frequency, and taking advantage of the same laboratory infrastructures for their development.
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Highlights : 3
LHAASO
• alla ricerca di sinergie sui SiPM con CTA e DarkSide. Possibile contributo INFNll’elettronica integrata lettura SiPM. Sigla da confermare nel 2017
PVLAS
• chiusura sigla nel 2017 dopo piu di 20 anni di attivita. Sembra che l’apparatoabbia raggiunto la sensibilita possibile sulla birifrangenza
QUAX
• collaborazione in aumento, eseguite prime misure sui campioni magnetici a Torino(INRIM).
T2K
• ampliamento collaborazione nelle varie sedi. Ingresso in Super-K e possibileingresso in Hyper-K.
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PVLAS : stato dell’esperimento
Current experimental setup
Rotazione dei magneti portata a 22 Hz: i magneti sono stati ri-bilanciati usando pulegge di precisione (centrate con calettatori); ilrapporto delle pulegge motore-magnete è stato portato a 80/18, guadagnando un fattore 4 nella frequenza di rotazione dei magnetia parità di rotazione dei motori� guadagnato un fattore 2 sul rumore a larga banda.
Sono stati istallati tubi da vuoto in Si3N4 più stabili: il movimento del tubo all’interno dei magneti genera un’ellitticità; entro 2016verrà controllata la posizione del tubo con un feedback.
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PVLAS : risultati 2016
Risultati 2016 e obiettivi 2017 - 1
Per frequenze di rotazione superiori a 15 Hz si osservano picchi nonostante il centraggio dei
tubi: si sospettano vibrazioni che passano attraverso il suolo
�Necessità di isolare la struttura dei magneti dal suolo; la riduzione delle vibrazioni potrebbe permettere di integrare con i magneti rotanti a 20 Hz: si dovrebbe guadagnare circa un fattore 2 sulla sensibilità
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PVLAS : obiettivi 2017
Risultati 2016 e obiettivi 2017 - 2
Il rumore termico potrebbe dipendere, a secondo del meccanismo, da T oppure √T; assumendo una temperatura di 120 K si
potrebbe guadagnare un fattore da 1.6 a 2.5
Se tutto funzionasse al meglio, nel 2017 si potrebbe guadagnare circa un fattore 5 in sensibilità
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Highlights : 4
XENON-1T
• Veto Cherenkov riempito a luglio ed in commissioning. LXe TPC commissionedin aria. Grande lavoro svolto su Monte Carlo. Primi eventi di fondo con e senzaveto confermano MC. A breve inizio del run. Presenteranno nel 2017 unaproposta XENON-nT
XPE
• sigla nuova. Polarimetria X su satellite (L. Baldini - PI) Finanzia fase A di NASAe ESA. Sviluppo di Gas Pixel Detectors. Profilio finanziario: 1 Me in 5 anni
WIZARD
• termine operazioni dovute a PowerSupply failure sul satellite. Sigla chiusa nel2017. Una buona parte del gruppo si sposta su GAPS, approvato nell’estate dallaNASA
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X-ray PolarimetryExplorers (XPE)
Luca BaldiniUniversita and INFN–Pisa
Riunione CSN2Lecce, 13 settembre 2016
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A unique moment for astronomical X-ray polarimetryXPE encompasses two different mission proposal: XIPE and IXPE
—XIPE (ESA M4) —IXPE (NASA SMEX)
P. So�tta (INAF/IAPS) Principal Investigator M. Weisskopf (MSFC)R. Bellazzini (INFN) Co-Investigators P. So�tta (INAF/IAPS)
R. Bellazzini (INFN)400 Me Cost envelope 125 M$2000 kg (Vega) Mass envelope 400 kg (Pegasus)450 cm2 E↵. area @2 keV 200 cm2
April 2017 Down-selection date February 20172025–2026 Launch date 2020–2021> 3 years Duration > 2 years
I Three (out of 6) missions in phase study for the last ESA and NASA callsare specifically devoted to X-ray polarimetry.
I Two of them are based on a technology developed within INFN.
L. Baldini (UNIPI, INFN) Riunione CSN2Lecce, 13 settembre 2016 4 / 17Alberto Garfagnini (UniPD/INFN-PD) 21
XIPE/IXPE: the science caseConnections with science topics of interest for INFN
I The origin of cosmic rays:I Imaging polarimetry of young supernova remnants.
I Extreme systems (i.e., strong gravitational and/or magnetic fields) andtest of specific prediction of general relativity and/or QED.
I Accretion disks around black holes.I Magnetars.
I Probe new physics through propagation over cosmological distances:I Search for Lorentz-invariance violation.I Search for axions and axion-like particles (ALP).
I All of the above well represented in the XIPE/IXPE core program ofhigh-priority targets.
L. Baldini (UNIPI, INFN) Riunione CSN2Lecce, 13 settembre 2016 5 / 17Alberto Garfagnini (UniPD/INFN-PD) 22
Photoelectric X-ray polarimetryThe Gas Pixel Detector (GPD) as a polarimeter: Nature, 411, 662 (2001)
I Dominant interaction process at low energy, and perfect analyzer.I Challenge: the range of a few keV electron is O(100 µm) in gas.
I Basic components: absorption gap, Gas Electron Multiplier (GEM), finelypixelized readout anode.
I Sensitive down to very low energy (⇠ 1 keV).I Fully two-dimensional (imaging).I Highly azimuthally symmetric (no need of rotation to control systematics).I Contemporaneous polarimetry, imaging, spectroscopy and timing.
L. Baldini (UNIPI, INFN) Riunione CSN2Lecce, 13 settembre 2016 6 / 17Alberto Garfagnini (UniPD/INFN-PD) 23
CSNII White Paper
• in fase di review finale (Pallavicini, Gemme, De Mitri)
• priorita nelle linee di ricerca discusse e condivise
• approvazione prevista per gennaio 2017 : sara documento condiviso
Stesura finalizzata da reviewers, con editorial board (Pallavicini, Gemme, De Mitri) !Priorita� a blocchi nelle linee di ricerca discusse e condivise !Review ed approvazione per gennaio 2017, sara� documento condiviso!
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