Dinamica dei quarks e degli adroniDinamica dei quarks e degli adroni Transizione di fase nella materia nucleare e Transizione di fase nella materia nucleare e adronicaadronica Struttura nucleare e dinamica delle reazioniStruttura nucleare e dinamica delle reazioni Astrofisica nucleare e ricerca interdisciplinareAstrofisica nucleare e ricerca interdisciplinare
Programmi in corso e loro evoluzione a breve Programmi in corso e loro evoluzione a breve termine termine
Nuove proposte in fase di sviluppoNuove proposte in fase di sviluppo
Interesse scientifico per i nuovi progetti Interesse scientifico per i nuovi progetti nei nei Laboratori nazionaliLaboratori nazionali
Angela Bracco - Cortona, Ottobre 2006
Dinamica dei Quarks e degli Adroni Dinamica dei Quarks e degli Adroni
Lo spin del nucleone (Lo spin del nucleone (HERMES a DESY, HERMES a DESY, sonda: sonda: ee-- ))
Spettroscopia adronica (Spettroscopia adronica (sonde sonde elettromagneticheelettromagnetiche) )
Ricerca di stati esotici (Ricerca di stati esotici (AIACE a JLABAIACE a JLAB))
Risonanze barioniche, Risonanze barioniche, fotoproduzionefotoproduzione di di mesoni,mesoni, e loro proprieta’ (e loro proprieta’ (CTTCTT a Mainz, a Mainz, GRAALGRAAL a Grenoble) a Grenoble)
Ipernuclei e atomi Kaonici Ipernuclei e atomi Kaonici ((FINUDA, SIDDARTHA a LNFFINUDA, SIDDARTHA a LNF e LEDA a JLAB)e LEDA a JLAB)
Lo spin del nucleoneLo spin del nucleone
Misura di Misura di ΔΔss
Non c’e contributo dei quark sNon c’e contributo dei quark s PAX-RD PAX-RD COSY+CERCOSY+CERNN polarizzazionpolarizzazione e degli degli antiprotoniantiprotoni
di-hadron azimuthalproduction with transverse target
di-hadron azimuthalproduction with transverse target
Funzione struttura Funzione struttura transversita’transversita’
MISURA MISURA DIRETTADIRETTAnel 2015? nel 2015?
preliminary
preliminary
preliminary
preliminary
Pentaquark : Pentaquark : esperimenti esperimenti su protone e deuteriosu protone e deuterio
Pentaquark : Pentaquark : esperimenti esperimenti su protone e deuteriosu protone e deuterio
Reazioni in studio: ppp
Cou
nts
/4 [
MeV
]
M(nK+) [GeV]
U.L. (95% CL) < 0.5-1.2 nb
-
p
K+n
Ricerca di stati esotici, spettroscopia adronica…Ricerca di stati esotici, spettroscopia adronica…
Misura in corso : integrale di GDH a bassi Q2 (<0.05 GeV2/c2)
FUTUROFUTURO : e’ stato approvato l’upgrade in energy a 12 GeV : e’ stato approvato l’upgrade in energy a 12 GeV a JLABa JLAB
Momento Momento Magnetico Magnetico risonanza risonanza ++
Momento Momento Magnetico Magnetico risonanza risonanza ++
'0 pp '0 pp
asimmetria nella asimmetria nella fotoproduzione di fotoproduzione di ππ00 con n quasi liberocon n quasi libero
asimmetria nella asimmetria nella fotoproduzione di fotoproduzione di ππ00 con n quasi liberocon n quasi libero
preliminary
preliminary
Misure di alta precisione Misure di alta precisione fino al 2008fino al 2008
Missing energy (MeV)
p-Λ state
K-MAID K-MAID SLASLA
1212C(e,e’K)C(e,e’K)1212BB
ΛΛ
1212C(e,e’K)C(e,e’K)1212BB
ΛΛ
PLB 622 (2005) 35
12C(K- ,π-)12C12C(K- ,π-)12C
stopK C12 JLABJLABJLABJLAB
Spettroscopia di ipernuclei Spettroscopia di ipernuclei Spettroscopia di ipernuclei Spettroscopia di ipernuclei
9.349.34
Misura Misura sezione sezione d’urto d’urto per per i diversi i diversi stati stati eccitatieccitati
slVslVssVVV NNNNNNrrrrr
)()()()()(0
)])((3)[(
NNT
rrrV
Δ SΛ SN
T
Interazione Interazione ΛΛ-N nel nucleo : -N nel nucleo : per nuclei medio pesanti serveper nuclei medio pesanti serverisoluzione maggiorerisoluzione maggiore
RivelatoriRivelatorial Geal Gein FINUDAin FINUDA
Test in futuro Test in futuro a LNF a LNF
ALICE at LHC ALICE at LHC
Na 60 at SPSNa 60 at SPS R&D SLHCR&D SLHC (per il futuro) (per il futuro)
HADES a GSI (decadimento eHADES a GSI (decadimento e++ee- - aa T= 50-100 T= 50-100 MeV)MeV)
Transizione di fase della materia ransizione di fase della materia adronica adronica
Progressi nello studio della soppressione della J/Progressi nello studio della soppressione della J/……… ………
l l e’ la dimensione e’ la dimensione trasversa trasversa dell’interazione dell’interazione dipende dal dipende dal volumevolume iniziale della iniziale della fireballfireball e e dall’ dall’ energia depositataenergia depositata nella collisionenella collisione
La La sovraproduzionesovraproduzione di stranezza e la di stranezza e lasoppressionesoppressione del charm sono del charm sono correlate al volume della correlate al volume della fireball e all’energia depositatafireball e all’energia depositata
Energie di SPS ….. sono all’ “ONSET” della formazione del QGP Problema aperto: Natura della transizione?
Teoria di F. Beccattini, L. Maiani et… alTeoria di F. Beccattini, L. Maiani et… al
Ass. adr.
Ass. nucl.
IPERIPER
Altro Segnale QGP: Perdita di energia Altro Segnale QGP: Perdita di energia partonica partonica nei JET nei JET
RHIC - Au-Au a 200 AGeV:RHIC - Au-Au a 200 AGeV:Trigger su una particella di alto pt Trigger su una particella di alto pt la correlazione e’ distrutta nella la correlazione e’ distrutta nella collisione Au+Au collisione Au+Au
jet quenching (perdita di energia jet quenching (perdita di energia partonica)partonica)
LHC: Pb-Pb a 5.5 TeVLHC: Pb-Pb a 5.5 TeV
LHC:
quench
Informazione rilevante Informazione rilevante sulle caratteristiche sulle caratteristiche dello stato formato nelle dello stato formato nelle collisioni di ioni pesanti collisioni di ioni pesanti ultrarelativisticheultrarelativistiche
SPS:
cronin
RHIC:
cronin+quench
HMPID
TOF
ITS
-arm ZDC
/~100 m/
Piano di lavoro:Piano di lavoro: Maggio 2007 configurazione con :Maggio 2007 configurazione con : ITS, TPC, HMPID, muon arm, PMD, ITS, TPC, HMPID, muon arm, PMD, trigger dets (V0, T0, ZDC, Accorde),..trigger dets (V0, T0, ZDC, Accorde),..
completicompleti: :
TRD, PHOS, TOFTRD, PHOS, TOF parzialmente completiparzialmente completi L’installazione continuera’ oltre la meta’ L’installazione continuera’ oltre la meta’ del 2007.del 2007.
EMCAL (per i JET) – nel 2010 EMCAL (per i JET) – nel 2010
attivita’ attivita’ R&DR&D per aumento di luminosita’ per aumento di luminosita’
(slice: 2o in )
ITS
PHOS
TRD
TOF
HMPID
84’210 primary particles
TPC
Quarks-gluon Plasma
Programma in Programma in GRIDGRID
Nch(-0.5<<0.5)=8000
Attivita’ di Attivita’ di calcolo calcolo e e simulazionesimulazione e analisi dati e analisi datiha fatto progressi con ha fatto progressi con la realizzazione di due la realizzazione di due centri prototipi di centri prototipi di TIER2 (TIER2 (Catania Catania e e TorinoTorino))
Primi 2 TIER a CT e ToPrimi 2 TIER a CT e To
Collisioni Collisioni tratraioniioni
(intervallo energeticoristretto, ma grande varieta’ di ioni)
5 MeV/A5 MeV/A
50 MeV/A50 MeV/A
EENNEERRGGIIAA
MultiframmentazioneMultiframmentazioneEquazione di statoEquazione di statoTransizione di fase Transizione di fase Liquido-gasLiquido-gas
Fusione, fissione,Fusione, fissione,Viscosita’,Viscosita’,TermodinamicaTermodinamicaStruttura nucleare Struttura nucleare a temperatura finitaa temperatura finita
struttura nucleare struttura nucleare fusione sotto barriera fusione sotto barriera stati debolmente legati stati debolmente legati e risonanzee risonanze
Struttura nucleare Struttura nucleare in condizioni estremein condizioni estremeIsospin, T e momentoIsospin, T e momentoangolare angolare
ISOSPIN ISOSPIN
NUCLEXNUCLEXFiestaFiestaN2PN2P
PRISMAPRISMAMAGNEXMAGNEXEXOTICEXOTIC
GAMMAGAMMA
STRUTTURA NUCLEARE e REAZIONI STRUTTURA NUCLEARE e REAZIONI
EXP-INFNEXP-INFN
LNL,LNL,GSI, GANILGSI, GANILLNL,LNL,GSI, GANILGSI, GANIL
LNSLNSLNSLNS
LNLLNLLNLLNL
LNS, LNLLNS, LNLLNS, LNLLNS, LNL
Equazione di stato della materia nucleare: Equazione di stato della materia nucleare: esperimenti esperimenti con con CHIMERACHIMERA a a LNSLNS
160fm/c 300fm/c
Dipendenza dall’isospin di EOSDipendenza dall’isospin di EOS : : Rapporto isotopico per Rapporto isotopico per framm.leggeri framm.leggeri
Coll. CentraliColl. Centrali
Coll perifericheColl periferiche
Contronto tra Contronto tra 124124Sn+Sn+6464NiNi112112Sn+Sn+5858NiNi
Esperimenti approvati suEsperimenti approvati su : Simmetria di isospin, Produzione di cluster, Termodinamica e tempi di formazione
CorrelazioneCorrelazione tra la tra la velocita’velocita’ dei dei frammentiframmenti : : Sonda per identificare la transizione tra Sonda per identificare la transizione tra emissone pronta e sequenzialeemissone pronta e sequenziale
Energia di simmetria (informazione per stelle di neutroni)
Struttura nucleare a temperatura finita e il Struttura nucleare a temperatura finita e il ruolo della dinamica della reazioneruolo della dinamica della reazione
vibrazione dipolare (GDR) sonda la vibrazione dipolare (GDR) sonda la forma forma dei nuclei a T finita e dei nuclei a T finita e meccanismi smorzamentomeccanismi smorzamento
c1 adiabatic
GDR GDR dipende dipende dalla deformazionedalla deformazione
TSF
TSF+ CN
LNL-Garfield
c1
Onset multiframmentazioneOnset multiframmentazione TermodinamicaTermodinamica
R&D strumentazione R&D strumentazione fasci radioattivi (FAZIA)fasci radioattivi (FAZIA)
GDRGDR
T (MeV)T (MeV)
Esperimenti con Esperimenti con ALPI ALPI a a LNL LNL
6464Ni + Ni + 6868Zn Zn E E LAB LAB = 300-500 MeV= 300-500 MeV
132132CeCe
Fluttuazioni Termiche forma
Digitalizzazionesegnali
Sviluppo rivelatore modulare Sviluppo rivelatore modulare in collaborazione internazionalein collaborazione internazionale((ITALIA-FRANCIAITALIA-FRANCIA))
36SiPRISMA
CLARATransizione tra regime Transizione tra regime vibrazionale e rotore vibrazionale e rotore tra Si and Mg at N=22tra Si and Mg at N=22
Transizione tra regime Transizione tra regime vibrazionale e rotore vibrazionale e rotore tra Si and Mg at N=22tra Si and Mg at N=22
Spaziatura tra 2+ e 4+ dà Spaziatura tra 2+ e 4+ dà informazione sulla forma informazione sulla forma
Studio dei nuclei instabili ricchi di Studio dei nuclei instabili ricchi di neutroni con N~20neutroni con N~20
La forma dei nuclei …..La forma dei nuclei …..
36S 230MeV + 208Pb
rotor
vibrator
LNL
34Mg RIKEN
From our data the 1057 keV transition is the 4 → 2 member of the yrast cascade. Therefore 58Vg.s. is probably 3, also predicted at low energies.
64Ni 400MeV + 238U GR = 64o
E4+/E2+ = 2.20E4+/E2+ = 2.20
E6+/E2+ = 3.65E6+/E2+ = 3.65
vibrator to -unstable rotor
E(5) critical point symmetry
58Cr
F.Iachello
Rare ISotope INvestigation at GSIStopped Campaign (exotic beams)
10/2005 – 2007
Test case:Test case:127127Sn from Sn from 136136Xe fragmentationXe fragmentation
g=0.168g=0.168
Same values for relativistic fission and projectile fragmentation
Spin-alignment is present in both relati-vistic fission and in projectile fragment-
ation for high-Z beams.
Neutron rich nuclei in heavy nuclei are accessible for moments studies
Preliminary results:- Proton radioactivity in 54Ni- Low-lying structure of 86Tc revealed- Isomeric ratios for 206Hg- New Isomers in: 204Au,204Pt,203Pt,189Ta- Highest spin isomers ever seen in projectile fragmentation of 148Tb and 147Gd -8+ Isomer in 130Cd
- waiting point in r-process
Relativistic Coulomb excitation of 68Ni: Search for Pygmy Resonance
Does Neutron rich nuclei exhibit a strong (,n) strength component near particle threshold ?
At ECM ~ 10-11 MeV Strength measured with all Rising detectors
At ECM ~ 4-6 MeV Strength measured with Miniball Detectors
Analysis in progress
68Ni
E (
CsI
)
dE (Si)
58Ni, 68Ni, 78Ni photoabsorption
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
0 5 10 15Energy (MeV)
mb
58Ni
68Ni
78Ni
58Ni, 68Ni, 78Ni photoabsorption
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
0 5 10 15Energy (MeV)
mb
58Ni
68Ni
78Ni
Relativistic mean field approach- Collective vibration of neutron skin -
Random phase approximation approach- Non Collective p-h excitation
2 4 6 8 10 12
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
(Y(9
0°)
-Y(1
42))
/(Y
90°)
+Y
142°)
)
Energy [MeV]2 4 6 8 10 12
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
(Y(9
0°)
-Y(1
42))
/(Y
90°)
+Y
142°)
)
Energy [MeV]
6 8 10 12 140
10
20
30
40
50Y A
xis
Titl
e
gamma energy
MB CLUSTER BAF
6 8 10 12 140
10
20
30
40
50
Y A
xis
Titl
e
gamma energy
MB CLUSTER BAF
~ 10.5 MeV
68Ni emission
BaF2
Reazioni break-up e trasferimento: nuclei Reazioni break-up e trasferimento: nuclei esotici leggeriesotici leggeri
1717F+F+208208Pb Pb Diffusione Diffusione elastica elastica e breakupe breakup
Studio Studio struttura ad struttura ad alone per alone per protoniprotoni
Misure con fasci radioattivo Misure con fasci radioattivo 88Li prodotto daLi prodotto da EXCYT EXCYT
COMMISSIONING COMMISSIONING TERMINATOTERMINATOCOMMISSIONING COMMISSIONING TERMINATOTERMINATO
ASTROFISICA NUCLEARE ASTROFISICA NUCLEARE applicazioni interdisciplinari applicazioni interdisciplinari
e fisica fondamentalee fisica fondamentale
99Be(p,a)Be(p,a)66LiLi
--Direct Direct datadata
••THM THM datadata --Direct Direct datadata
••THM THM datadata
Nuclei nell’ Universo : Reazioni nucl. di interesse Nuclei nell’ Universo : Reazioni nucl. di interesse astrofisicoastrofisico
Sezione d’urto per l’abbondanza del Be
Metodo indiretto del THM Metodo indiretto del THM (attraverso una reazione a 3 corpi)(attraverso una reazione a 3 corpi)
ASFIN2- LNSLNS
ERNERNAA
12C(α,)16O12C(α,)16O
3He (3He,2p)4He
3He (3He,2p)4He
min =20 fb, con 2 eventi/mese
Picco di GamowPicco di Gamow30-500 keV30-500 keV
Cinematica inversa
direttodiretto
indirettoindiretto
CS-driver
Production target ISOL Tandem - post accelerator
10/06/2
005
Upgrade con nuovo ciclotroneUpgrade con nuovo ciclotrone
3He(,)7BeQ=1.6 MeV LUNA a LNGS
Neutrini solari Proprieta’ del nucleo del sole
Big-Bang 7Li• Sezione d’urto fino a 60-70 keV (CM
energy) usando fasci di 4He su bersaglio di 3He
• Reazioni a 100-150 keV (CM energy) via off-line decadimento radioattivo decadimento radioattivo dei nuclei prodotti e raccolti in un catcher
• errore finale < 5 %
25Mg(p,)26Al
Nucleosynthesis Mg-Al
interesse in astronomia per il decadimento gamma del 26Al
• sezione d’urto a 180-400 keV (CM energy) con rivelatori Ge non sottoterra Ge non sottoterra • sezione d’urto a piu’ basse energie con BGO BGO (underground)
• Misure in actinidi con lunghe vite e i dati sulla reazione 243Am(n,) sono i primi esistenti.
Programma sperimentale 2006-2010: Misure su Mo, Ru,. Pd, Fe, Ni, Zn, Se
(Stellar Nucleosyntesis e utili per ADS); Sezioni d’urto di cattura su isotopi radioattivi
di U, Pa, Am e Cm
(utili per la produzione di energia e utili per la produzione di energia e l’incenerimento di scorie radioattivel’incenerimento di scorie radioattive).).
Programma sperimentale 2006-2010: Misure su Mo, Ru,. Pd, Fe, Ni, Zn, Se
(Stellar Nucleosyntesis e utili per ADS); Sezioni d’urto di cattura su isotopi radioattivi
di U, Pa, Am e Cm
(utili per la produzione di energia e utili per la produzione di energia e l’incenerimento di scorie radioattivel’incenerimento di scorie radioattive).).
The 240Pu(n,) reaction
First measurement worldwide
Mass=10 mg; Activity > 80 MBq!
The 243Am(n,) reaction
FISICA Nucleare applicativa : n_TOF al CERN FISICA Nucleare applicativa : n_TOF al CERN
C12H20O4(6Li)2
Neutron Absorber
10B loaded Carbon Fibre
Capsules
Neutron
Beam
Misure con neutroni En = 1eV -250 MeV Spallazione : 20 GeV/c p(PS) su Pb
The VIP experiment has the scientific goal of reducing by four orders of magnitude the limits on possible violations of the Pauli exclusion principle (PEP) for electrons, by measuring the PEP-violating X-ray transition in copper from the 2p to the 1s level, with 1s already occupied by 2 electrons (have energy displaced by ~ 400 eV w.r.t. “normal” transitions”); bring the probability of PEP violation to β2/2<10-30.
n=2
n=1(l’energia di transizione
e’ diversa da quella nominale )
Fisica Fondamentale : VIP a LNGSViolazione principio di Pauli
Transizione atomica In Cu
312 1062/
4.5 x 10-28
Misura a LNF :
PLB641(2006)18.
ATHENA R&D ( Ge e Bo, Mi )
interazione gravitazionale degli antiatomi
( test del Principio di equivalenza e della CPT )
Studio apparato sperimentale
•Accumulatore positroni
•Magnete con comb. di magn. permanenti e SC
•Rivelatore antidrogeno
•Trappole inserite in un criostato
•Mantenere accesso ottico
Misura precisa della transizione atomica 1S-2S per H e anti-Hper variazioni di ΔU (pot. grav.)
ΔU fornito dall’orbita della terra su un periodo di 3 mesi
Precisione minore di 10-12
•Intrappolamento•Raffredamento •Spettroscopia
Formazione di protonio in una reazioneChimica fra materia e antimateria
Comunicato stampa
Laboratori Laboratori
Nuova strumentazione Nuova strumentazione
DANAEDANAE
IRIR
WigglersWigglers
rfrf
FUTUR0 a LNF
Energy (cm) (GeV) 1.02 2.4
Integrated Luminosity per year (ftbarn-1)
10
Total integrated luminosity (5 years, ftbarn-1) >50 3
Peak luminosity
> (cm-1sec-2)8.1032 1032
• Fisica del KFisica del K• Fattori di forma del Fattori di forma del
nucleone nucleone • Deeply bound statesDeeply bound states• Light sourceLight source• Total cross sectionTotal cross section• --γγγγ physics physics
• Fisica del KFisica del K• Fattori di forma del Fattori di forma del
nucleone nucleone • Deeply bound statesDeeply bound states• Light sourceLight source• Total cross sectionTotal cross section• --γγγγ physics physics
Programma scientifico Programma scientifico
Di interesse per la Di interesse per la fisica Nucleare fisica Nucleare
Perche’ misurare il fattore di forma time-like?
Misurate dalla soglia fino a s~15 GeV2
• e+e-→ppbar (ADONE, DM1-2, FENICE, BaBar) • ppbar →e+e- (PS135 and PS135 at CERN, E760 & E835 at FNAL)
Dati esistenti
Protone
Neutrone solo una misura dalla soglia fino a s=4.4 GeV2
• e+e-→nnbar (FENICE)
Non esistono dati di polarizzazione (necessari per estrarre la fase relativa tra GE and
GM)
Ipotesi diverse su GE/GM influiscono fortemente sull’estrazione di GM, soprattutto nella regione di bassa energia
Finestra di energia molto adeguataVEPP2000 BEPCDAFNE2
Deeply bound states con K (AMADEUS-SIDDARTHA coll.)
minv< mp + mΛ
Evidenza di un Evidenza di un possibile possibile stato legatostato legato
•Informazioni riguardanti la modificazione Informazioni riguardanti la modificazione della massa del kaone e dell’della massa del kaone e dell’interazione K-N interazione K-N nel mezzonel mezzo nucleare nucleare
• Argomento nuovo e di interesse (esperimenti a GSI e a J-Argomento nuovo e di interesse (esperimenti a GSI e a J-PARC) . PARC) . indicazioni da FINUDA a indicazioni da FINUDA a LNFLNF
•Studio di fattibilita’ con KLOE Studio di fattibilita’ con KLOE e’ in corsoe’ in corso
Misure delle larghezze parziali e Misure delle larghezze parziali e distribuzioni angolari richiedono distribuzioni angolari richiedono alta luminosita’alta luminosita’
Previsioni per Previsioni per la densita’ la densita’ (dinamica molecolare)(dinamica molecolare)
La frontiera in struttura nucleare: La frontiera in struttura nucleare: Il limite della stabilita’ NucleareIl limite della stabilita’ Nucleare
Pro
ton
Neutron
Terra In
cognita
Fe
proton drip-lin
e
neutron drip
-line
r-Process
rp-P
roce
ss
nucleosintesi nelle supernovae
abbondanze r-process
waiting points nuclei
Implicazioni Implicazioni AstrofisicheAstrofisiche
SPES a LNLSPES a LNL Produzione di fasci radioattivi di seconda generazione con la tecnica ISOL
Nuclei ricchi di neutroni con A = 60-160 1012-13 fissioni 108 pps di 132Sn
Studio della struttura nucleare di nuclei instabili presenti nelle stelle
Heff [ ρ, ρ- ]
con ρ = densità ρ = ρp + ρn ρ- = ρp - ρn
Heff [ ρ, ρ- ]
con ρ = densità ρ = ρp + ρn ρ- = ρp - ρn La piu’ grande incertezza riguarda
la parte isovettoriale o di SIMMETRIA del
funzionale energia. n aloni, n skins, pygmy resonances…
Unstable nuclei 0.6 < N/Z < 4Es ~ 0-30 MeV > 10-3 0
Stable nuclei N/Z=1-1.5Es =6-8 MeV0 = 0.15 fm-3
Al variare di N/Z varia il potenziale e le densita’
Nuclei lontano dalla valle di stabilita’
Energia del primo stato 2+ …
28Ni
Nuova struttura a SHELLNuove simmetrie, forme e coesistenza di forme, stati collettivi e n-skin
np
FACILITIES FACILITIES per la produzioneper la produzione fasci radioattivi fasci radioattivi con metodocon metodo ISOL : ISOL :
limite della stabilita’ nucleare (n-drip line)limite della stabilita’ nucleare (n-drip line)
104-105 p/s104-105 p/s 106-107 p/s106-107 p/s 108-109 p/s108-109 p/s 1011 p/s1011 p/s
Pochi kWPochi kWPochi kWPochi kW 10-20kW10-20kW10-20kW10-20kW 100-200kW100-200kW 5 MW5 MW5 MW5 MW
EXCYTEXCYT,TRIUMF,TRIUMFGANIL,ORNL,GANIL,ORNL,REX-ISOLDEREX-ISOLDE
LOUVAINLOUVAIN
EXCYTEXCYT,TRIUMF,TRIUMFGANIL,ORNL,GANIL,ORNL,REX-ISOLDEREX-ISOLDE
LOUVAINLOUVAIN
upgradingupgrading
SPESSPESp-driverp-driverfissione fissione
con pcon p
SPESSPESp-driverp-driverfissione fissione
con pcon p
SPIRAL2SPIRAL2d-driverd-driverfissione fissione
con ncon n
SPIRAL2SPIRAL2d-driverd-driverfissione fissione
con ncon nUSAUSAUSAUSA
NETWORKING di Facilities RegionaliNETWORKING di Facilities RegionaliComplementari (LNL e GANIL)Complementari (LNL e GANIL)NETWORKING di Facilities RegionaliNETWORKING di Facilities RegionaliComplementari (LNL e GANIL)Complementari (LNL e GANIL)
Sviluppo tecnologiaSviluppo tecnologia
2010-15>2015>2015
20062006
GSIGSITecnicaTecnica
FRAMMENTAZIONEFRAMMENTAZIONE>2012-2013>2012-2013
GSIGSITecnicaTecnica
FRAMMENTAZIONEFRAMMENTAZIONE>2012-2013>2012-2013
Spettroscopia gamma Spettroscopia gamma (AGATA)(AGATA)
Dimostratore(5 triple-clusters)Dimostratore
(5 triple-clusters)1π Array(15 triple-clusters)
1π Array(15 triple-clusters)
ACQ + on line PSA + γ-ray trackingCollab. Europea
a a LNLLNL nel nel 2007 e 20082007 e 2008Accoppiato a PRISMAAccoppiato a PRISMA
ACQ + on line PSA + γ-ray trackingCollab. Europea
a a LNLLNL nel nel 2007 e 20082007 e 2008Accoppiato a PRISMAAccoppiato a PRISMA
Il primo “tracking array”Accelatori: SPIRAL2, SPES, HI-Stable, FAIR1π in operazione dal 2010Accoppiato a rivelatori ancillariAccoppiato a rivelatori ancillariAGATA a 4 π nel 2018
Il primo “tracking array”Accelatori: SPIRAL2, SPES, HI-Stable, FAIR1π in operazione dal 2010Accoppiato a rivelatori ancillariAccoppiato a rivelatori ancillariAGATA a 4 π nel 2018
Struttura nucleareStruttura nuclearein nuclei esotici in nuclei esotici utilizzando reazioni utilizzando reazioni di diverso tipo di diverso tipo
Proprieta’ diProprieta’ diparticella singolaparticella singola
Proprieta’ Proprieta’ collettive, forme, collettive, forme, simmetriesimmetrie
UNILACSIS
FRS
ESR
100 m
SIS 100/300
HESRSuperFRS
NESR
CRStorage and Cooler Rings
•1011 stored and cooled 0.8 - 14.5 GeV antiprotons
GSI Future FacilityGSI Future Facility
Primary Beams
•1012/s; 1.5 GeV/u; 238U28+
•Factor 100-1000 over present in intensity•2(4)x1013/s 30 GeV protons•1010/s 238U73+ up to 25 (- 35) GeV/u
Secondary Beams
p 3 - 30 GeVRIB….
p Target
PANDAProduction rate 2x107/sec Pbeam = 1 - 15 GeV/c Nstored = 5x1010 p Internal Target
•Lumin. = 1032 cm-2 s-1
Alta risoluzionedp/p ~ 10-5 (electron cooling) Lumin. = 1031 cm-2 s-1
PANDAPANDA : Fisica con antiprotoni a FAIR (GSI: Fisica con antiprotoni a FAIR (GSI))
Widths e branching di decadimento di tutti gli stati per estrarre informazioni sul confinamento dei quarks
Spettroscopia Spettroscopia deldelCharmonio Charmonio ad ad alta alta risoluzionerisoluzione
Ricerca di eccitazioni gluoniche (ibridi, glueball) nella regione di massa (3 – 5 GeV/c2).
Spettroscopia Spettroscopia su ipernuclei con su ipernuclei con ΛΛ e doppia e doppia ΛΛ
Informazioni di Informazioni di struttura struttura
e sulla interazione e sulla interazione ΛΛ –N e –N e ΛΛ - - ΛΛ..
ipernucleiipernuclei
Modificazioni Modificazioni proprieta’ proprieta’ mesoni nel mesoni nel mezzo nucleare mezzo nucleare e e ripristino della ripristino della simmetria simmetria chiralechirale..
Mesoni nel nucleo: modificazione della massaMesoni nel nucleo: modificazione della massaEccitazioniEccitazionigluoniche gluoniche
(350 ricercatori di 14 paesi (46 istituti) )
periodo 2006-2009 Attivita’ di R&D
FUTURO EXP LUNA: spiegare l’ abbondanza di C e OFUTURO EXP LUNA: spiegare l’ abbondanza di C e O
C e O dopo H e C e O dopo H e 44He sono gli He sono gli elementi piu’ abbondanti elementi piu’ abbondanti C e O dopo H e C e O dopo H e 44He sono gli He sono gli elementi piu’ abbondanti elementi piu’ abbondanti
1212C e’ distrutto C e’ distrutto da da 1212C(C(αα,,))1616O O
1212C e’ distrutto C e’ distrutto da da 1212C(C(αα,,))1616O O
12C e’ prodottoda 3α
12C e’ prodottoda 3α
AbbondanzeAbbondanzeelementielementi
La reazione e’ stata studiata fino a 1 MeV La reazione e’ stata studiata fino a 1 MeV Per studiare questa reazione a 500 keV Per studiare questa reazione a 500 keV (picco di Gamow a 300 keV) (picco di Gamow a 300 keV)
Nuovo AcceleratoreNuovo Acceleratore di 3-4 MeV di 3-4 MeV (anche per altre reazioni)(anche per altre reazioni)
CSN - I I I previsioni budget (KEuro)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
2005 2006 2007 2008 2009 2010
Esp-esistenti
CSN - I I I previsioni budget (KEuro)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
2005 2006 2007 2008 2009 2010
Esp-esistenti
CSN - I I I previsioni budget (kEuro)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
2005 2006 2007 2008 2009 2010
nuovo
espesistenti
CSN - I I I previsioni budget (kEuro)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
2005 2006 2007 2008 2009 2010
nuovo
espesistenti
28,6
28,3
16,015,6
28,631,9
19,6
24,0
27,7
31,9
21,8
42,1
28,131,4
21,7
37,7 36,4
32,2
22,619,3
0
10
20
30
40
50
2006 2007 2008 2009 2010
Resources/FTE in kEuro (esistente+nuovo)
LINEA 1LINEA 2LINEA 3LINEA 4
28,6
28,3
16,015,6
28,631,9
19,6
24,0
27,7
31,9
21,8
42,1
28,131,4
21,7
37,7 36,4
32,2
22,619,3
0
10
20
30
40
50
2006 2007 2008 2009 2010
Resources/FTE in kEuro (esistente+nuovo)
LINEA 1LINEA 2LINEA 3LINEA 4
Linea 1 : Dinamica dei quarks e degli adroni (121 FTE) Linea 2 : transizioni di fase (179 FTE)
Linea 3 : Struttura Nucleare e dinamica delle reazioni (136 FTE)
Line 4 : Astrofisica Nucleare (54 FTE)490 FTE in totale
Previsioni di spesa fino al 2010Previsioni di spesa fino al 2010
Conclusioni Conclusioni Attivita’ in corsoAttivita’ in corso : svolgimento del programma : svolgimento del programma previsto previsto + R&D per upgrade+ R&D per upgrade
Attivita’ nuove (priorita’ basate anche sulla Attivita’ nuove (priorita’ basate anche sulla maturitamaturita’ ’ del progetto e tempistica) del progetto e tempistica)
AGATAAGATA (rivelazione gamma- struttura nucleare) (rivelazione gamma- struttura nucleare) PANDAPANDA (fisica con antiprotoni a partire dal 2010) (fisica con antiprotoni a partire dal 2010) LUNALUNA (nuovo acceleratore dedicato a LNGS)(nuovo acceleratore dedicato a LNGS)
………………..Tempi piu’ lunghi PAX (misura transversita’)..Tempi piu’ lunghi PAX (misura transversita’)
LABORATORILABORATORI SPES a LNLSPES a LNL: Fasci radioattivi (A>60) struttura Fasci radioattivi (A>60) struttura nuclearenucleare DANAE a LNFDANAE a LNF : Fattori di forma + deeply bound : Fattori di forma + deeply bound statesstates Upgrade di EXCYTUpgrade di EXCYT (RIB con A<60) per astrofisica (RIB con A<60) per astrofisica e reazioni per equazioni di statoe reazioni per equazioni di stato
Nuclear Modification of Leading Part. Spectra?
ddpdT
ddpNdpR
TNN
AA
TAA
TAA /
/)(
2
2
<Nbinary>/inelp+p
nucleon-nucleon cross section
1. Compare Au+Au to nucleon-nucleon cross sections2. Compare Au+Au central/peripheral
Nuclear Modification Factor:
If no “effects”: RAA < 1 in regime of soft physics RAA = 1 at high-pT where hard scattering dominates Suppression: RAA < 1 at high-pT
AA
AA
AA