1. STUDIO DELLE INTERAZIONI ELETTRONE-POSITRONE PRESSO L'ANELLO DI ACCUMULAZIONE LEP DEL CERN (ESPERIMENTO L3)
A. Aloisio, M. G. Alviggi, G. P. Carlino*, N. Cavallo*, G. Chiefari
R. De Asmundis*, E. Drago, V. Innocente*, S. Lanzano, L. Lista*, L. Merola,
M. Napolitano, P. Paolucci*, S. Patricelli, D. Piccolo*, C. Sciacca
Attività 1993-94
L'attività del gruppo di Napoli che partecipa all'esperimento L3 al LEP (Large Electron Positron Collider) del CERN, in collaborazione con i gruppi di Firenze, Perugia, Roma e Milano, oltre a numerose collaborazioni europee ed extraeuropee, si e' sviluppata, durante l'ultimo anno, su diverse linee nelle quali il contributo del gruppo e' risultato particolarmente significativo.
L'esperimento L3 e' uno dei quattro esperimenti localizzati nelle regioni di intersezione del LEP, l'acceleratore di elettroni e positroni situato al CERN di Ginevra, che raggiunge attualmente la piu' alta energia nel centro di massa, ed ha come scopo fondamentale lo studio delle interazioni elettrone--positrone all'energia di formazione della risonanza Zdeg. (circa 91 GeV) ed all'energia di formazione di coppie W+W- (circa 180 GeV).
L'energia di lavoro del LEP viene regolata intorno alla regione di risonanza della Zdeg., permettendo la produzione di questo bosone con il massimo della sezione d'urto, per un accurato studio del Modello Standard di unificazion elettrodebole e la misura dei parametri della Zdeg. e del Modello Standard con un alto livello di precisione.Il programma del LEP, incominciato nell'agosto '89, prevede un aumento dell'energia fino ai 200 GeV per lo studio degli eventi e+e--> W+W-.Il gruppo di Napoli e' responsabile, insieme ai gruppi di Harvard, M.I.T., NIKHEF-Amsterdam e CIEMAT--Madrid, dello spettrometro per muoni di L3 composto da camere a drift di elevata risoluzione (circa 250um su singolo filo) e di grosse dimensioni (circa 2x5.6 metri).
L'elevata risoluzione nella misura dell'impulso dei muoni (2.5% per p=45 GeV/c) consente, in particolare, un accurato studio dei processi rari con decadimenti in muoni. Cio' permette all'esperimento L3 di avere ottime potenzialita' di scoperta di nuove particelle.
Il gruppo di Napoli, in particolare, ha realizzato le 16 camere a drift piu' interne ed ha progettato, realizzato e curato il test dell'elettronica relativa alle camere per la misura della coordinata dei muoni lungo la direzione dei fasci, per un totale di 8500 canali di acquisizione.
In previsione dell'incremento dell'energia del LEP per lo studio del processo e+e-->W+W-, e' stato previsto un ampliamento dello spettrometro per muoni di L3 per aumentarne la copertura della regione a piccolo angolo, fino a circa 24[[ring]] rispetto ai fasci. La regione a piccolo angolo e' di particolare importanza per lo studo delle proprieta' della W.Il gruppo di Napoli e' responsabile, per questo progetto, delle camere a piani resistivi (RPC) a doppia gap (circa 200 camere) che costituiscono il trigger dell'intero spettrometri in avanti. Date le ottime prestazioni temporali (risoluzione temporale migliore di 2 ns), e la segmentazione fine degli elettrodi di lettura, gli RPC risultano dei rivelatori ideali per realizzare un trigger veloce ed una efficace reiezione del fondo su larga scala.
Quest'anno e' stato terminato il test su larga scala della prima metà delle camere che sono state assemblate ed installate con successo nell'esperimento. Lo spettrometro verrà completato l'anno prossimo.
Il gruppo di Napoli e' stato anche responsabile del progetto dell'architettura ditrigger delle camere in avanti realizzando l'elettronica necessaria all'implementazione del trigger.
L'esperimento L3 nell'ultimo anno di presa dati ha circa raddoppiato la statistica accumulata, raggiungendo circa 1.6 milioni di decadimenti adronici della Zdeg.; fra i numerosi risultati ottenuti dall'esperimento, di particolare rilevanza sono i seguenti: misure di precisione dei parametri del Bosone Zdeg.; verifica della universalita' delle correnti neutre nel settore leptonico attraverso la misura delle costanti di accoppiamento vettoriale gv e vettoriale-assiale gA; misura del numero di famiglie di neutrini leggeri; verifica della teoria elettrodebole attraverso la misura del parametro [[rho]] e dell'angolo di mixing effettivo
in ottimo accordo con la previsione del Modello Standard elettrodebole; dalla valutazione delle correzioni radiative ai parametri elettrodeboli e' possibile ricavare indirettamente una misura della massa del quark top; verifica delle predizioni della Cromodinamica Quantistica (QCD) attraverso la misura delle proprieta' degli eventi con stati finali multi--adronici; misura delle proprieta' quark b; misura di vari parametri relativi al leptone [[tau]]; ricerca di nuove particelle previste nel Modello Standard (Higgs) e in varie sue estenzioni. Il gruppo di Napoli ha dato un notevole contributo alle attivita' di analisi fisica dei dati. In particolare, allo studio dei processi che contengono muoni nello stato finale; in particolare sono stati studiati i processi e+e- -> u+u-([[gamma]]), oppure e+e- -> bb -> uX, che consentono misure accurate dei parametri elettrodeboli e delle proprieta' del quark b; e' stata effettuata la ricerca del bosone di Higgs nel canale Zdeg. -> u+m-H. E' stato anche avviato lo studi di processi rari con stato finale multifotonico. In particolare, sono stati determinati limiti ai decadimenti rari Bdeg. -> [[eta]][[eta]] e Bdeg. -> [[eta]][[pi]]deg. Il gruppo di Napoli ha svolto un ruoli di primo piano nello sviluppo e nel mantenimento del software dell'esperimento ed ha avuto una partecipazione significativa nella produzione degli eventi Monte Carlo (circa 800000 eventi adronici) impiegando le risorse di calcolo presenti nella sede di Napoli che consistono in una farm di computer Apollo ed HP di elevata velocita' di calcolo.
Programma 1995
L'attivita'del gruppo di Napoli dell'esperimento L3 proseguirà secondo le linee gia' portate avanti nel 1993-94. La presa dati al LEP, ancora sul picco della Zdeg., consentirà un ulteriore miglioramento delle misure elettrodeboli e la crescente statistica consentirà lo studio di processi rari. Nel 1995 verra' ultimato il test degli RPC e sarà terminata l'installazione dello spettrometro in avanti. Continuerà inoltre l'attività di analisi dei dati sia in sede che al CERN e la produzione di eventi Monte Carlo a Napoli.
Pubblicazioni
1) L3 Collaboration, O. Adriani et al., Zeitschrift fur Physik C 57 (1993), 355.
Search for Non-Minimal Higgs Bosons in Zdeg. Decays
2) L3 Collaboration, O. Adriani et al., Physics Letters B 301 (1993), 136.
Determination of Quark Electroweak Couplings from Direct Photon Production in Hadronic Z Decays
3) L3 Collaboration, O. Adriani et al., Physics Letters B 303 (1993), 391.
A Search for the Neutral Higgs Boson at LEP
4) L3 Collaboration, O. Adriani et al., CERN-PPE/93-31, Physics Report vol. 236, 1-146 (december 1993) Results from the L3 Experiment at LEP
5) L3 Collaboration, O. Adriani et al., Physics Letters B 306 (1993), 187.
Search for a Z'prime at the Z Resonance
6) The Working Group on LEP Energy and the LEP collaborations ALEPH, DELPHI, L3 and OPAL, L. Arnaudon et al., Physics Letters B 307 (1993), 187.
Measurement of the mass of the Z boson and the energy calibration of LEP
7) L3 Collaboration, O. Adriani et al., Physics Letters B 307 (1993), 237.
Measurement of Gbb Ghad from hadronic decays of the Z
8) L3 Collaboration, O. Adriani et al., Physics Letters B 309 (1993), 451.
Determination of the effective Electroweak Mixing Angle from Z Decays
9) L3 Collaboration, O. Adriani et al., Physics Letters B 313 (1993), 326.
Search for Narrow Vector Resonance in the Z Mass Range
10) L3 Collaboration, O. Adriani etal., Physics Letters B 315 (1993), 494.
An S Matrix Analysis of the Z Resonance
11) L3 Collaboration, O. Adriani et al., Physics Letters B 316 (1993), 427.
Search for Lepton Flavour Violation in Z Decays
12) The LEP collaborations ALEPH, DELPHI, L3 and OPAL, O. Adriani et al., CERN-PPE/93-157,
Conference contribution prepared for the Europhysics Conference on High Energy Physics, Marseille, July 22-28 1993 and the International Symposium on Lepton-Photon Interaction at High Energies, Cornell, August 10-15. Updated Parameters of the Zdeg. Resonance from Combined Preliminary Data of the LEP Experiments
13) L3 Collaboration, O. Adriani et al., Physics Letters B 317 (1993), 467.
Cc Production in Hadronic Z Decays
14) L3 Collaboration, O. Adriani et al., Physics Letters B 317 (1993), 474.
Measurement of the Average Lifetime of b Hadrons
15) L3 Collaboration, O. Adriani et al., Physics Letters B 317 (1993), 637.
Inclusive Search for the Charmless Radiative Decay of the Charmless Radiative Decay of the b-quark (bs[[gamma]])
16) L3 Collaboration, O. Adriani et al., Physics Letters B 318 (1993), 575.
Measurement of [[eta]]c Production in Untagged Two-Photon Collisions at LEP
17) L3P Collaboration, T. Aziz et al.,
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, A 325 (1993), 23.
A precision experiment on electron, photon and muons at LHC
18) V. Innocente and L. Lista ,
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, A 340 (1994), 396.
Evaluation of the upper limit to rare processes in the presence of background, and comparison between the Bayesian and classical approaches
19) L3 Collaboration, O. Adriani et al., Physics Letters B 321 (1994), 283.
A Study of Four-Fermion Processes at LEP
20) L3 Collaboration, O. Adriani et al., CERN-PPE/94-45, to be pubblished in Zeitschrift fur Physik C
Measurement of Cross Sections and Leptonic Forward-Backward Asymmetries at the Z Pole and Determination of Electroweak Parameters
2. STUDIO DELLA VIOLAZIONE DI CP NEL DECADIMENTO DEI MESONI K (ESPERIMENTO KLOE)
A.Aloisio, Y.Baturin*, S.Cavaliere, F.Cevenini, G.Chiefari, D.Fiore*, E.Drago, C.Gatto*, L.Merola, M.Napolitano
Attività 1993-94
E' stato realizzato un programma che genera muoni da raggi cosmici e li filtra attraverso l'apparato di KLOE. Questo programma e il generatore di eventi bhabha, messo a punto in precedenza, consentono lo studio dei due principali eventi di fondo che interessano KLOE. Il programma, oltre ad essere realizzato in versione stand-alone, é stato inserito nel montecarlo generale dell'esperimento (GEANFI), insieme agli altri generatori di eventi. Sia il generatore di bhabha che quello di muoni da raggi cosmici sono stati poi utilizzati per studiare strategie di trigger.
Sono stati dati rilevanti contributi alla definizione del sistema di acquisizione dati. In particolare é stata svolta una simulazione architetturale, nel linguaggio Verilog della Cadence, del sistema per la raccolta dei dati relativi agli hits di un evento dai crates del sistema F. E. e la loro impaginazione nella memoria buffer associata a ciascuno dei canali FDDI, per la trasmissione dell'event builder (Giga-switch). Quest'attività ha condotto all'eleborazione di una proposta per il sistema di acquisizione dati, accettata dalla collaborazione KLOE. E', quindi, iniziata la realizzazione dei primi prototipi del sistema.
E' stato approfondito lo studio del ruolo svolto dal vertex detector, realizzato con straw tubes, nella ricostruzione di eventi [[phi]]->KS KL->[[pi]]+[[pi]]-[[pi]]0[[pi]]0,ottimizzandone nel contempo la struttura. In vista della realizzazione del vertex detector, é stato approntato un banco di test per i tubi, con il quale si é iniziato a provare alcuni esemplari di tubi (in parte ottenuti da altri gruppi ed in parte comprati dalla Precision Paper Tube Co e dalla Lamina Dielectrics Ltd) al fine di studiarne sia le caratteristiche meccaniche che elettriche.
Programma 1995
Verranno completate le prove di funzionamento del prototipo del rivelatore di vertice e inizierà la costruzione del rivelatore stesso. Inizierà la realizzazione del sistema di read-out, basato su due schede VME, la prima delle quali (ROCK) concentra i dati di un crate, mentre la seconda (ROCKM) concentra quelli di una catena di crates.
Si prevede che entrambe le schede saranno in versione definitiva entro i primi mesi del 95. Successivamente si passerà alla costruzione e test dei 50 moduli ROCK e dei 18 moduli ROCKM necessari per l'apparato di KLOE.
