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*,D.
Della Volpe*, A.Doria*,V. Innocente*, L.Lista*, L. Merola, S.Mele*, M.
Napolitano, P.
Paolucci*, S. Patricelli, D. Piccolo*, C. Sciacca)
Studio
della violazione di CP nel decadimento dei mesoni K
(Esperimento KLOE)
(A.Aloisio, S.Cavaliere,
F.Cevenini, G.Chiefari, D. Della Volpe*, A.Doria*, D.Fiore*,
C.Gatto*, L.Merola,
M.Napolitano, G. Saracino*)
Studio
delle interazione pp ad altissima energia al Large Hadron Collider
(LHC)
del CERN
(Esperimento ATLAS)
(A.Aloisio, M.G.
Alviggi, F.Cevenini, G.Chiefari, R. de Asmundis*, L.Merola,
M.Napolitano, S. Patricelli)
Studio
della violazione di CP nel sistema B-anti B presso l'acceleratore PEP II
di SLAC (Esperimento BABAR)
(G. Carlino*, N.
Cavallo*, L. Lista*, S. Mele*, P. Paolucci*, D. Piccolo*, C. Sciacca)
Ricerca
di oscillazioni di neutrini all'SPS del CERN (Esperimento CHORUS)
(S. Buontempo*,
A. Cocco*, N. D'Ambrosio, A. Ereditato*, G. Fiorillo, F. Marchetti
Stasi*, M. Messina,
P. Migliozzi*, V. Palladino, S. Sorrentino, P. Strolin)
Studio
della radiazione cosmica al laboratorio del Gran Sasso (Esperimento
MACRO)
(M. Ambrosio*,
G.C. Barbarino, D. Campana*, F. Guarino,, G. Osteria*)
Ricerca
di oscillazioni di neutrini di lunga base al laboratorio del Gran
Sasso (Esperimento NOE)
(G.C. Barbarino,
D. Campana*, F. Guarino, A. Lauro*, G. Osteria*, U Rubizzo )
FISICA DELLA RADIAZIONE COSMICA
Studio
della radiazione cosmica al Gran Sasso (Esperimento EASTOP)
(B. D'Ettorre Piazzoli,
G. Di Sciascio*, M. Iacovacci)
Esperimento
ARGO
(F. Barone, B.
Bartoli, E. Calloni, S. Catalanotti, B. D'Ettorre Piazzoli, G. Di Sciascio*,
A. Grado*, M. Iacovacci,
C. Marmolino, L. Milano, M. Oliviero*)
ACQUISIZIONE DATI E RETI DI CALCOLO
Multimedialità
su rete (MUMENET)
(A. Aloisio, M.G.
Alviggi, F. Cevenini, G. Chiefari, L. Lista*, L. Merola, S. Patricelli)
Attività 1996-97
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 si trova in una delle quattro zone d'intersezione distribuite lungo l'anello di accumulazione di elettroni e positroni LEP al CERN di Ginevra.
Dopo la prima fase, iniziata nel 1989, in cui l'acceleratore ha operato nell'intorno di 91 GeV, valore di picco della curva di risonanza della Z°, si è passati ad energie intermedie, 130-140 GeV nel 1995 ed infine, nel 1996, a 161 GeV e poi a 175 GeV per permettere lo studio della reazione e+e-- W+W-. Scopo dell'esperimento è lo studio delle interazioni e+e- per effettuare verifiche di precisione della teoria elettrodebole nell'ambito del Modello Standard , la ricerca del bosone di Higgs e la ricerca di nuove particelle.
Nell'ambito dell'esperimento L3 il gruppo di Napoli ha partecipato alla costruzione dello spettrometro per muoni realizzando il piano piu' interno di camere a deriva dello spettrometro, l'elettronica di lettura delle camere Z ed ha sviluppato l'hardware e il software necessari per i sistemi di controllo dello spettrometro. Ha inoltre partecipato al progetto di 'upgrade' dello spettrometro, previsto per la fase 2 di LEP, al fine di aumentare la copertura angolare nella rivelazione dei muoni a piccolo angolo rispetto ai fasci. E' stato responsabile della realizzazione di un sistema di 600 m2 di RPC (Resistive Plate Counters), rivelatori ad ottima risoluzione temporale (2 ns) utilizzati per la generazione del trigger e di tutta l'elettronica per il sistema di trigger (dal front-end al processore per la ricerca di tracce puntanti al vertice di interazione). Lo spettrometro a piccolo angolo ha funzionato con le prestazioni attese di fisica durante tutti i run di LEP1 e LEP2.
Nei periodi in cui è stato possibile l'accesso alla sala sperimentale è stata effettuata la manutenzione ordinaria all'apparato.
E' stata portata avanti l'analisi dei dati raccolti nel 1996 e molti risultati significativi sono stati pubblicati.
Il gruppo di Napoli ha sempre svolto un ruolo di primo piano nello sviluppo, coordinamento e mantenimento del software di ricostruzione dell'esperimento, nell'analisi dei dati, ed ha partecipato fin dall'inizio alla produzione in sede di eventi Monte Carlo tramite un sistema di workstations ad alte prestazioni. Nel 1996 si e' occupato in particolare dell'analisi che riguarda alcuni aspetti della fisica del quark b, della ricerca di particelle supersimmetriche, in particolare chargini ed ha partecipato alle analisi degli eventi con W.
Programma 1998
L'attività del gruppo di Napoli dell'esperimento L3 proseguirà secondo le linee gia' portate avanti nel 1996. Il programma del LEP prevede per il 1998 un aumento dell'energia a oltre 182 GeV per lo studio degli eventi e+e-- Z°Z° . La presa dati consentirà quindi di esplorare un nuovo regime di energia, importante sia per la ricerca di nuove particelle sia per migliorare la conoscenza dei parametri del Modello Standard (ad es. accoppiamenti di triplo bosone di gauge). Continuerà inoltre l'attività di analisi dei dati sia in sede che al CERN e la produzione di eventi Monte Carlo a Napoli.
1996-97 Activity Report
The Naples group participates in the L3 experiment at LEP (Large Electron Positron Collider) at CERN, in collaboration with Firenze, Perugia, Roma and Milano universities and many european and non-european institutions. L3 is one of the 4 experiments installed along the LEP electron positron storage ring at CERN (Geneva).
After phase I, started in
1989, where LEP operated at around 91 GeV, near the Z resonance, a centre-of-mass
energy of 130-140 GeV was reached in 1995 and 161 and 175 GeV in 1996,
in order to study the process e+e-- W+W-. Electroweak precision tests of
the Standard Model and the search for the Higgs bosons and new particles
in e+e- interactions are the main objectives of the LEP experiments. The
Naples group participated in the muon spectrometer project, taking care
of the inner layer of the drift chambers, the readout electronics for the
Z chambers and the monitoring and control hardware and software systems
of the spectrometer. The group has also taken part in the upgrade of the
spectrometer, as planned for LEP phase II, in order to increase the angular
coverage for muon detection at small angles. It has taken the responsibility
for the construction of 600 m2 of RPC (Resistive Plate Counters), which
are high time resolution (2 ns) detectors dedicated to the trigger generation
and has also implemented the electronics from the front-end up to the track
finder. The small angle spectrometer has successfully operated in LEP1
and LEP2 data taking. In 1996, as in the past, the group has taken care
of the maintenance of the system during short and long access to the experimental
area. and has participated with major contributions, in data taking, software
development and physics analysis (b-quark physics, search for supersymmetry,
W production). The Montecarlo event production via a high performance computer
farm in Naples continued, as in in the past.
1998 Program
The scientific program of LEP forsees an upgrade of the cms energy up to more than 182 GeV in order to study e+e-- Z°Z° events. The energy regime will be crucial both for tests of the SM (triple gauge boson vertex etc.) and for searches of new particles. Physics analysis in Naples and at CERN and MC production in Naples will continue, as in the past.
Pubblicazioni (1996-97)
1) "Measurement of hadron and lepton-pair production at 130 < Ös <140 GeV at LEP", The L3 Collaboration - M.Acciarri et al., Physics Letters - 370B (1996) 195
2) "Search for excited leptons in e+e- annihilation at Ös=130-140 GeV", The L3 Collaboration - M.Acciarri et al. Physics Letters - 370B (1996) 211
3) "Measurement of h production in two and three-jet events from hadronic Z decays at LEP", The L3 Collaboration - M.Acciarri et al., Physics Letters - 371B (1996) 126
4) "Study of the structure of hadronic events and determination of as at Ös=130 GeV and 136 GeV", The L3 Collaboration - M.Acciarri et al., Physics Letters - 371B (1996) 137
5) "Measurement of muon-pair production at 50 GeV < Ös < 86 GeV ", The L3 Collaboration - M.Acciarri et al., Physics Letters - 374B (1996) 331
6) "Measurement of the Bd meson oscillation frequency", The L3 Collaboration - M.Acciarri et al., Physics Letters - 383B (1996) 487
7) "Observation of multiple hard photon final states at Ös = 130 - 140 GeV at LEP", The L3 Collaboration - M.Acciarri et al., Physics Letters - 384B (1996) 323
8) "Search for neutral Higgs boson production through the process e+e- - Z* H°", The L3 Collaboration - M.Acciarri et al., Physics Letters - 385B (1996) 454
9) "Search for new particles in hadronic events with isolated photons", The L3 Collaboration - M.Acciarri et al., Physics Letters - 388B (1996) 409
10) "Measurement of the lifetime of the tau lepton ", The L3 Collaboration - M.Acciarri et al., Physics Letters - 389B (1996) 187
11) "Measurement of the branching
rations b - e n
X, m n X, t
n X and n
X ", The L3 Collaboration - M.Acciarri et al., Zeitschrift fur Physik -
C71 (1996) 379
Back to
top
Attività 1996-97
Il programma sperimentale è svolto in collaborazione con numerose istituzioni italiane e straniere ed ha come scopo lo studio della violazione della simmetria CP nei decadimenti dei mesoni K neutri nell'esperimento KLOE alla F-factory (e+e-F) DAFNE di Frascati.
Il gruppo di Napoli è responsabile del sistema di readout dei dati dalle schede di front-end. Il sistema è basato su due tipi di hardware processor in standard VME (ROCK e ROCKM) che operano come master di due bus "custom", l'AUXbus che è un crate-bus ed il Cbus che è un cable-bus.
Nel corso del 1996 sono stati completati i test della versione definitiva del backplane monolitico VME su cui è integrato l'AUXbus ed è stata autorizzata la produzione di serie.
E' stato completato il montaggio delle schede ROCK finali ed iniziati i test di funzionalità. Si prevede che l'intera produzione sarà collaudata e sottoposta a test di funzionamento per almeno 24 ore consecutive entro l'estate 97.
E' stata completata la revisione del progetto della scheda ROCKM, è stato disegnato il layout della versione finale e sono stati commissionati i prototipi del circuito stampato.
E' continuato il lavoro di sviluppo software nell'ambito dei sistemi di Run Control e di Data Flow Control.
Nel 1996 e' stato messo in luce il ruolo svolto dal vertex detector, realizzato con straw tubes. Lo studio di ottimizzazione della struttura e' servito durante la realizzazione, arrivata ormai a buon punto, di un prototipo "full-scale" del rivelatore.
Il software, relativo al vertex
detector, e' stato portato ad un livello di approfondimento tale da poter
essere sfruttato sia nella ricostruzione degli eventi sia nello studio
di efficienza del trigger. I risultati, che si sono avuti a meta' luglio
1996, hanno consigliato di posporre la costruzione del rivelatore ad un'epoca,
in cui sia piu' chiara la situazione sperimentale.
Programma 1998
Le attività proseguiranno sulla base dei programmi già delineati.
1996-97 Activity Report
The KLOE experiment is a collaboration among many italian universities and international institutions, with the aim to study CP violation in the neutral Kaon decays at the Frascati DAFNE F-factory (e+e-F).
The Naples group is responsible for the readout system, based on two kinds of standard VME hardware processors (ROCK e ROCKM).
which operate as masters of two custom buses: the AUXbus (a crate bus) and the Cbus (a cable bus). In 1996 the tests of the final version of the monolithic VME backplane have been completed and the final production started. The ROCK boards were mounted and all day final tests started. The project of the ROCKM is complete and the printed circuit was commissioned.
Thed Naples group is also involved in the software development for the Run Control and Data Flow Control systems.
A full-scale prototype of the vertex detector, based on straw tubes, is now optimized and the software for the event reconstruction has been implemented. The collaboration has decided, after the studies of the global perfomances, to postpone the construction of the vertex detector to a next stage of the experiment.
1998 Program
The scientific program will
proceed according to the planned activities.
Pubblicazioni (1996-97)
1) "Rock: the readout controller for the KLOE experiment", A.Aloisio et al., IEEE Transactions On Nuclear Science - 43 (1996) N. 1
Attività 1996-97
Il Cern (Centro Europeo per le Ricerche Nucleari) ha approvato la costruzione di una macchina che permetterà lo studio delle interazioni protone-protone ad altissima energia (14 + 14 Tev nel centro di massa) la cui entrata in funzione è prevista per il 2004. L'obiettivo principale della ricerca presso l' LHC (Large Hadron Collider) è la rivelazione del Bosone di Higgs, l'ultimo tassello mancante per completare il quadro del Modello Standard delle interazioni fondamentali. Si cercheranno anche segnali di particelle supersimmetriche, si studieranno le proprietà del quark top e sarà possibile indagare sul problema della violazione di CP nel sistema dei mesoni B.
Per realizzare questo ambizioso programma sperimentale, che proseguirà per i primi due decenni del prossimo secolo, sono in fase avanzata di progettazione due apparati sperimentali le cui prestazioni dovranno confrontarsi con l'alta luminosità della macchina ( L= 10**34 cm2sec-1) ed il suo funzionamento quasi-continuo (25 * 10 -9 sec tra due collisioni successive). Un gruppo di ricercatori di Napoli, in collaborazione con Cosenza, Firenze, Frascati, Genova, Milano, Pavia, Pisa, Roma, Udine e numerose istituzioni europee ed extraeuropee, partecipa ad uno di questi due esperimenti (ATLAS).
Le responsabilità del gruppo riguardano il sistema di identificazione rapida (trigger) di produzione di mesoni m nelle interazioni protone-protone. La rivelazione di queste particelle è di fondamentale importanza in quanto il processo H - 4m rappresenta il più "pulito" tra i possibili canali di decadimento del bosone di Higgs. Il sistema di trigger sarà realizzato con riveltori di tipo RPC (Resistive Plate Chambers), già ampiamente utilizzati dallo stesso gruppo su progetti simili (L3, BaBar), ma che, proprio per funzionare agli altissimi rate previsti ad LHC, dovranno lavorare in regime proporzionale e non streamer. Oltre che alla progettazione e realizzazione di una parte di questi rivelatori, il gruppo ha anche la responsabilità della lettura dei dati da essi prodotti.
Nel corso del 1996 sono proseguiti i test di prototipi di RPC in regime proporzionale con fasci di m, nella zona sperimentale denominata "H8" del CERN, con lo scopo di ottimizzare i parametri di funzionamento e le tecniche costruttive dei rivelatori. Si è inoltre provveduto a realizzare il sistema di trigger con RPC per una stazione di test in scala 1:1 contenete camere per il tracciamento di m che sarà utilizzata, nei prossimi anni, per studiare ed ottimizzare il sistema di di allineamento utilizzato nello spettrometro per i m di ATLAS.
Infine è stato avviato uno studio preliminare del sistema di readout.
Programma 1998
Le attività previste per il 1997 riguardano la prosecuzione dei test di rivelatori su fascio e la partecipazione a test di resistenza alle radiazioni degli stessi. Queste prove sono effettuate irradiando per tempi lunghi i prototipi con raggi g prodotti da una intensa sorgente di 60Co e sono di fondamentale importanza a causa dell'altissimo livello di radiazioni che sarà presente nella sala sperimentale durante il funzionamento della macchina.
Nella seconda metà dell'anno è prevista la costruzione della prima stazione (prototipo 0) in dimensioni reali del tipo di quelle che saranno installate nell'esperimento. L'obiettivo di questa parte del programma di ricerca è quello di definire ed ingegnerizzare tutte le procedure per la costruzione dei rivelatori la cui produzione di massa è prevista iniziare nel 1998.
Per quanto riguarda la parte di lettura dei dati sarà progettato e realizzato un primo prototipo di link seriale (10 Mb/s) per il trasferimento dei dati dall'elettronica di front-end al sistema di acquisizione dati e di trigger di livello superiore comune a tutto l'esperimento e localizzato a distanze superiori a 50 m.
1996-97 Activity Report
CERN (The European Organization for Nuclear Research) has approved the construction of the LHC (Large Hadon Collider), a 14 + 14 Tev proton-proton accelerator with the aim of obtaining experimental evidence for the Higgs Boson, the particle which is missing to have full experimental support to the Standard Model of Fondamental Interactions. The new machine will also allow intensive experimental studies of the properties of the top quark, the search for supsersymmetric particles and to study CP violation in the B meson system.
Two experiments are under construction to study proton-proton interactions and a group of physicists of the Department is collaborating to one of them (ATLAS).
The group is involved in the construction of the trigger system for the muon spectrometer based on Resistive Plate Chambers (RPC) working in avalanche mode and of its data readout system.
During 1996 various tests of RPC prototypes were done at a muon beam at CERN to optimize the working conditions and performances of the detectors. Moreover a trigger system for a 1:1 scale tracking tower has been realized; this test station will be used in the following years to study and optimize the alignment system of the muon spectrometer.
1998 Program
During 1997 we will continue tests of prototypes at a muon beam and will participate to ageing tests of the detectors performed with an intense 60Co g source to study radiation hardness. This problem will be particularly severe in the LHC environment.
In the second half of the year the first full size scale station (prototype 0) of the trigger system will be constructed and this will allow to define the procedures to be used in the mass production of detectors that will start in 1998.
For the readout system we will
build the prototype of a 10 Mb/s serial link to transfer data from front-end
electronics to the higher level data acquisition and trigger station common
to the whole experiment and located 50 m away.
Attività 1996-97
Il programma sperimentale è svolto in collaborazione con numerose istituzioni italiane, europee ed extraeuropee.
Il gruppo di Napoli, assieme a ricercatori di Bari, Frascati e Genova, nonche' del LLNL di Livermore, e' responsabile della progettazione del sistema IFR (Instrumented Flux Return) destinato alla identificazione dei muoni e dei K0L . La rivelazione di tali particelle negli stati finali del decadimento della Y(4S) riveste un ruolo importante nel programma di studi sulla violazione di CP nel sistema B-anti B presso l'acceleratore PEP II di SLAC (Stanford, California).
Tale rivelatore e' costituito da lastre di ferro di spessore variabile tra 2 e 10 cm, istrumentate con piani di RPC per un totale di oltre 2,000 m2 e di circa 50,000 canali di lettura.
Durante il 1996 il gruppo ha
finalizzato l'elettronica di front-end di cui ha piena responsabilità
iniziandone la produzione. Ha inoltre messo a punto l'hardware ed il software
di acquisizione per la torre di test istallata a Frascati, dove vengono
caratterizzati tutti gli 800 moduli RPC prima dell'invio a SLAC. Inoltre,
sul fronte del software é continuato lo sviluppo e l'implementazione
nell'ambito della ricostruzione. La produzione dei rivelatori RPC é
continuata contemporaneamente alla definizione finale delle performances
in funzione dei parametri di funzionamento come alimentazione di alta tensione
e miscela gassosa. Il gruppo ha iniziato la sua partecipazione alle fasi
di montaggio dell'apparato presso il laboratorio SLAC.
Programma 1998
Terminata la produzione degli
RPC si completerà l'istallazione nella struttura in ferro presso
il laboratorio SLAC e la sua messa in opera con l'uso di raggi cosmici.
Proseguirà lo studio dei prototipi di alcuni componenti dell'elettronica
di acquisizione e lo sviluppo del software.
1996-97 Activity Report
The experimental program is done in collaboration with many italian, european and non-european institutes.
The Naples group, in collaboration with Bari, Frascati, Genova and Livermore institutes, has the responsibility for the project of the ISR (Instrumented Flux Return) system, devoted to the muon and K0L identification. The detection of such particles in the final state of the Y(4S) decays plays a crucial role to study CP violation in the B-anti B system at the PEP II accelerator at SLAC (Stanford, California).
The IFR detector consists of iron layers between 2 and 10 cm deep, instrumented with RPC planes for more than 2,000 m2 total area and about 50,000 readout channels.
In 1996 the front-end electronics has been projected under the responsibility of the group and the massive production has started. The hardware and software acquisition system for the test setup installed at Frascati has been completed; there all the 800 RPC modules are to be tested before the shipping to SLAC.
The software development
for the event reconstruction continued as well as the RPC production and
the final optimization of the design as a function of parameters like high-voltage
and gas mixture. The group is also participating in the assembling of the
experimental apparatus at SLAC.
1998 Program
After the completion of the RPC production, the iron layout at SLAC will be completed and put in operation with the help of cosmic ray runs. The study of prototypes of acquisition electronics and the software development will proceed as in 1996.
Pubblicazioni (1996-97)
1) "The BaBar detector for muon identification and neutral hadron detection", P.Paolucci et al., NIM A379, (1996) 472-474;
2) "Preliminary design of the BaBar detector for muons and neutral hadrons at PEP II", N.Cavallo et al., Proc. of RPC-95 Workshop;
3) "Front-end card Design for the RPC Detector at BaBar", N.Cavallo et al., Rep. INFN/TC - 96/22;
4) "The Muon and KL Detector for the BaBar Experiment: Physics Requirements and Final Design and Start of Construction", F.Anulli et al., in corso di pubbl. su Nuclear Physics B;
5) "Electronics Design of the
Front-End for the RPC Muon Detector at BaBar", N.Cavallo et al., in corso
di pubbl. su Nuclear Physics B.
Attività 1996-97
Lo scopo dell' esperimento è di osservare un segnale o comunque di stabilire un limite superiore (2/10000 ) di più di un ordine di grandezza più basso di quelli sinora raggiunti (4/1000 ) per le "oscillazioni" di neutrini m in neutrini t.
Questa sensibilità è tale da permettere l'osservazione di questo nuovo fenomeno, nel caso in cui si rivelassero fondate recenti e plausibili congetture teoriche sulla massa del nt ( qualche decina di eV) basate su argomenti fisici ed astrofisici.
L' importante miglioramento della sensibilità è possibile per :
1) l' alta intensita' del fascio di neutrini m WB dell' SPS del CERN;
2) importanti progressi nelle tecniche di preparazione e di scanning semi-computerizzato e completamente automatico di grandi masse (circa 1000 kg) di emulsioni nucleari;
3) una forte segnatura (la corta traccia del t) con alta efficienza di rivelazione per i decadimenti dei t prodotti dall'apparizione e successiva interazioni del nt nelle emulsioni;
4) un' alta efficienza di reiezione di eventi ordinari dovuti a nm.
CHORUS è perciò un rivelatore "ibrido", composto da un apparato sperimentale di tipo elettronico per la ricostruzione spaziale e temporale degli eventi, unitamente a un bersaglio attivo costituito da emulsioni nucleari (per la osservazione visiva diretta, con altissima risoluzione spaziale, del decadimento dei leptoni t) e a un sistema di tracciatori, costituiti anch'essi da emulsioni, per agevolare la ricerca del vertice degli eventi nelle emulsioni bersaglio.
Il calorimetro ad alta risoluzione in energia adronica, progettato e realizzato dai tre gruppi di Napoli, Roma e Ferrara, è stato esposto a fasci di elettroni e pioni allo scopo di studiare la sua risposta a particelle di energia nota (calibrazione). I dati così raccolti sono stati analizzati e i risultati hanno provato le eccellenti prestazioni del rivelatore, in accordo con i parametri di progetto.
Per quanto concerne la presa dati sul fascio di neutrini, tra il 1994 e il 1995 abbiamo raccolto eventi per circa 150 giorni all'anno. Nel 1995, a fronte di un'efficienza dell' 80% dell'SPS e di circa il 90% di CHORUS, sono stati acquisiti circa 230000 eventi di corrente carica nelle emulsioni. Una analoga statistica è stata raccolta nel 1996.
L'analisi nelle emulsioni (scanning) degli eventi delle prime esposizioni del 1994 e del 1995 è in corso, come pure la preselezione degli eventi acquisiti nel 1995. Siamo particolarmente impegnati nella messa a punto dei programmi di selezione cinematica degli eventi e nell'analisi dei canali adronici di corrente neutra. Abbiamo ricostruito un cospicuo numero di eventi con produzione di charm, dimostrando così la capacità di identificare corte tracce di decadimento.
I primi risultati ottenuti sulla base del canale di decadimento muonico e di una analisi pilota sono stati presentati a Conferenze internazionali. Un limite di circa 0.005 nell'angolo di mixing è stato ottenuto nell'ipotesi di grandi differenze di massa. Si tratta di un valore prossimo all'attuale migliore limite benché ottenuto con una piccola frazione della statistica totale.
Alla fine del 1995 il bersaglio di emulsioni è stato sostituito con uno nuovo e sviluppato, pronto per essere analizzato. L'esperimento continua la presa dati nel corso del 1997 al fine di raggiungere la sensitività di progetto. Il gruppo di Napoli ha recentemente iniziato la messa in opera, nei propri laboratori, di un microscopio completamente automatizzato, per lo scanning delle emulsioni. Si tratta di un dispositivo di assoluta avanguardia, sviluppato grazie anche all'esperienza dei gruppi di Salerno e Nagoya, esperti nella tecnica delle emulsioni. Con un tale sistema, la normale capacità di scanning di un microscopio semi-automatico è più che decuplicata. In tal modo il gruppo di Napoli potrà partecipare all'analisi completa degli eventi, dalla loro ricostruzione nei rivelatori elettronici alla ricerca finale dell'interazione nel bersaglio attivo.
Tra le attività sviluppatesi nel gruppo di Napoli, recentemente è stata presentata al comitato scientifico del CERN (SPSC) una lettera di intenti per un nuovo esperimento per la ricerca di oscillazioni di neutrino ad altissima sensibilità (un fattore circa 20 maggiore di quella di CHORUS). Si tratta del progetto TOSCA, direttamente derivato dallo studio di fattibilità realizzato nell'ambito del gruppo di Napoli (TENOR).
Pubblicazioni (1996-97)
1) P.Vilain et al. "Experimental study of electromagnetic properties of the muon neutrino in neutrino-electron scattering"., Phys. Lett. 345 B (1995) 115.
2) P.Vilain et al., "A precise measurement of the cross section of the inverse muon decay nm+e--m-+ne"., Phys. Lett. 364 B (1995) 121.
3) E.Di Capua et al., "Response to electrons and pions of the calorimeter for the CHORUS experiment"., (Accepted for publication by Nucl. Instr. & Meth)., CERN-PPE/95-188
4) A.Ereditato., "Search for neutrino oscillations at CERN"., Invited paper at the 1996 Aspen Winter Conf. on Particle Physics, Aspen, 7 - 13 Jan 1996., Proceedings: Ed by W.Carithers, F.Gilman, S.Meshkov. (1996).
5) S.Buontempo et al., "The response of the CHORUS calorimeter to p and e induced showers"., V Int. Conf. on Calorimetry in High Energy Physics, Brookhaven, 29 Sep - 2 Oct 1994., Proceedings: Ed.by H.Gordon and D.Rueger - Singapore, World Scientific, (1995) 230.
6) S.Buontempo et al. "Performance of the CHORUS lead/scintillating fiber calorimeter"., VI Topical Seminar on Experimental Apparatus for Particle Physics and Astrophysics, San Miniato, 21 - 24 May 1996., To appear on the Proceedings.
7) S.Buontempo et al., "The CHORUS calorimeter: test beam results and operation with neutrino beams"., VI Int. Conf. on Calorimetry in High Energy Physics, Frascati, 8 - 13 Jun 1996., To appear on the Proceedings.
8) A.Ereditato, G.Romano e P.Strolin.,
"TENOR: a new experiment for the search of
nm-nt
oscillations"., Invited paper at the VI
Topical Seminar on Experimental Apparatus for Particle Physics and Astrophysics,
San Miniato, 21 - 24 May 1996., To appear on the Proceedings.
9) S.Buontempo et al., "Response to electrons and pions of the calorimeter for the CHORUS experiment"., CERN-PPE/96-188.
10) R. Van Dantzig et al., " A new search for nm-nt oscillations "., talk given at the VII Int. Neutrino Telescope Conf., Venice, 1997.
Attivita' 1996-97
La collaborazione (con Bari, Bologna, Frascati, Lecce, Pisa, Roma, Torino e varie Universita' USA) si propone di studiare la componente penetrante dei raggi cosmici, con particolare enfasi alla rivelazione di monopoli magnetici, di neutrini da sorgenti astrofisiche (stelle binarie, collassi, etc.) di muoni e di multimuoni presenti negli sciami indotti nell'atmosfera da raggi cosmici primari di altissima energia.
L'attivita' del gruppo di Napoli e' consistita nella progettazione, costruzione ed installazione dell'elettronica di front-end per i rivelatori, a tubi a streamer e dei successivi processori di carica e tempo. Le misure di queste grandezze sono utili per l' identificazione del monopolo. Infatti i bassi valori di beta che lo caratterizzano determinano un forte rilascio di energia nonche' un basso tempo di volo nei rivelatori attraversati. Tutta questa elettronica e' ormai montata e funzionante sull'intero apparato. Il 1995 ha visto l'apparato in presa dati stabile.
Il gruppo si e' impegnato attivamente a lavorare sull' analisi dei dati sperimentali: in particolare ha preso in considerazione due temi di fisica fondamentali:
-ricerca di monopoli magnetici
-oscillazione di neutrini atmosferici.
Programma 1998
Continua l'analisi su monopoli magnetici e oscillazioni di neutrini atmosferici
Pubblicazioni (1996-97)
1) The performance of macro liquid scintillator in the search for magnetic monopoles with 10**-3 < beta < 1, MACRO Collaboration, M.Ambrosio et al. INFN-AE 96/22 (1996) Astroparticle Phys.6(1996)113-128
2) High energy cosmic ray physics with the macro detector at gran sasso: part i. analysis methods and experimental results MACRO Collaboration, M.Ambrosio et al. INFN-AE 96/28 (1996) Accepted by Phys. Rev. D(1996)
3) High energy cosmic ray physics with the macro detector at gran sasso: part ii. primary spectra and composition MACRO Collaboration, M.Ambrosio et al. INFN-AE 96/29 (1996) Accepted by Phys. Rev. D(1996)
Attività 1996-97
Il goal della proposta di esperimento NOE e' quella di ottenere una apparizione statistica diretta del neutrino tau, e di neutrino e partendo da un puro fascio di neutrini mu prodotti a 730 Km di distanza dall' SPS del CERN. L' esperimento consente di sudiare la regione delle anomalie atmosferiche viste negli apparati Cerenkov ad acqua nella stessa regione dei parametri di oscillazione grazie alla distanza sorgente-rivelatore. L'esperimento e' stato proposto alla cominita' scientifica nel1994 e da allora ha progredito fino ad arrivare ad una lettera di intenti presentata al Comitato Gran Sasso.
L'esperimento consiste di un calorimetro a fibre scintillanti immerse in un assorbitore fatto con estrusioni di plastica e minerale di ferro (5KT) e di un muon detector.
L'esperimento punta su una buona risoluzione energetica, nonche' su una buona capacita' di tracciamento dei prodotti di reazione uscenti, che sono tipicamente un leptone ed uno sciame adronico nel caso di decadimento leptonico del tau, o di oscillazione in neutrino e.
Infatti, una interazione di corrente carica di neutrino tau si presenta, nel canale leptonico di decadimento del tau in mu, con due rami che sono rispettivamente il mu e lo sciame adronico che lo accompagna. Il principale fondo a questo canale e' costituito dalle correnti cariche di neutrino mu che presentano anch'esse nello stato finale un mu accompagnato da un ramo adronico.
Per un esperimento di "lunga base" la cui sensibilita' in angolo di mixing non va oltre 10-2 i fondi di altra natura come i decadimenti del D generati eventualmente nella componente adronica danno contributi non significativi.
Il segnale di nutau puo' essere estratto dal fondo facendo una analisi cinematica del momento trasverso mancante dell'evento.
Il fondo importante proveniente da correnti cariche di neutrini mu puo' essere eliminato imponendo tagli cinematici sul valore del momento mancante trasverso Pmt dell'evento (fig.1). Ulteriori tagli sono basati sulle correlazioni angolari che la parte adronica ha con il momento trasverso mancante, nel caso di interazione nutau, ovvero Pmt opposto alla parte adronica. Viceversa, il leptone e' opposto alla parte adronica nell' evento di neutrino mu.
1) Simulazioni
E' stata fatta una simulazione di interazioni di corrente carica indotte da neutrini mu e tau nell'apparato NOE tenendo conto dell'assorbitore, dei fotoelettroni generati dalle fibre, le fluttuazioni relative, le fluttuazioni sui guadagni dei fotomoltiplicatori e le lunghezze di attenuazioni delle fibre. (dati ottenuti sperimentalmente in laboratorio sul 1° prototipo del calorimetro).
La risoluzione angolare sul tracciamento dei mu e' ottenuta parametrizzando le curve di fig.5.6 della lettera di intenti. (1.27/+2.27/E)
Una analoga parametrizzazione e' stata utilizzata per il tracciamento dell'asse dello sciame adronico (2 viste) con una risoluzione di 8-10 volte peggiore rispetto a quella dei mu. (10/+20/E). La risoluzione che si ottiene e' compatibile con i dati esistenti in letteratura.
L'estrazione del segnale di neutrino tau e' affidata a tagli basati sulle differenti correlazioni angolari della parte adronica con il leptone e il momento trasverso mancante Pmt rispettivamente nel caso di correnti cariche di neutrini mu e tau (canale mu) (fig.1).
Ulteriori simulazioni per lo studio di altri fondi sono in corso.
2) Attivita' sperimentale
E' stato finanziato ed oramai realizzato un prototipo di calorimetro da esporre su un fascio di test al CERN per studiare risoluzioni energetiche e capacita' di tarcciamento degli sciami e.m. ed adronici.
In definitiva questi risultati preliminari ci rendono confidenti sulla possibilita' di raggiungere le sensibilita' dichiarate nel capitolo 7 della lettera di intenti e di conseguenza ci permettono non solo di continuare a sostenere la strategia dell'esperimento, ma anche di ottimizzare il layout dell'apparato ed il read out in modo da ottimizzare con un processo iterativo il rapporto segnale fondo.
Programma 1998
Continua l'analisi simulata
degli eventi ed il test del calorimetro.
Pubblicazioni (1996-97)
Presentazioni a congressi:
1) Noe: Atmospheric and lond baseline Neutrino Oscillation Experiment, letter of intent to Gran Sasso Committee INFN/AE-96/11
2) Noe, presented da G.C.Barbarino
al NUPECC Frascati, novembre 1996
Attività 1996-97
L'esperimento EASTOP è rivolto allo studio della radiazione cosmica primaria di altissima energia. L'apparato sperimentale si compone di :
a) un array di scintillatori - 35 moduli di scintillarore, 10 m2 ciacscuno- che costituisce il rivelatore elettromagnetico atto a rivelare sciami estesi (Extended Air Showers - EAS) prodotti dall'interazioni del primario, tipicamente protone, con gli strati alti dell'atmosfera;
b) di un calorimetro di 140 m2 strumentato con strati di tubi streamer per il tracciamento dei carichi e di tubi proporzionali per la calorimetria adronica - la stratigrafia del calorimetro è una semplice ripetizione (9 volte) di due strati di tubi streamer, di un piano di proporzionali e di uno spessore di 13 cm di ferro che agisce da assorbitore;
c) di è un rivelatore di luce Cherenkov costituito da 4 telescopi equipaggiati con fotomoltiplicatori tipo imaging;
d) di due antenne radio atte a rivelare impulsi radio associati agli EAS.
La rappresentazione dello sciame che l'apparato è in grado di fornire nel suo complesso è una delle più complete che al momento si possa avere. Se a questo si aggiunge la possibilità, peraltro già realizzata, di coincidenze con apparati sotterranei, MACRO e LVD, si comprendono le potenzialità di fisica che un tale apparato possiede.
L'attività principale nel 1996 è consistita nella presa dati e nella gestione dell'apparato.
I 4 telescopi Cherenkov già operanti sono stati definitivamente messi in acquisizione, ed altri 4 sono stati approntati. L'apparato infatti contempla nella sua configurazione finale, la presenza di 8 telescopi Cherenkov. E' stato realizzato un upgrade dell'apparato inteso a migliorare le performance nei confronti degli sciami orizzontali (HAS) tramite l'aggiunta di piani verticali di scintillatore nei moduli e.m.e l'installazione di due pareti di tubi streamer ai lati del calorimetro. Il gruppo di Napoli è stato direttamente coinvolto nella costruzione e messa in funzione delle pareti di streamer.
L'analisi dei dati si è sviluppata o continuata principalmente sulle seguenti tematiche: spettro di size degli EAS, composizione della radiazione cosmica primaria, anisotropia della radiazione cosmica primaria, ricerca di sorgenti gamma di elevatissima energia (100 TeV), burst gamma, studio del core di un EAS, studio degli sciami orizzontali - HAS -, studio delle immagini Cherenkov e loro correlazione con la geometria dei rivelatori. Numerosi infatti sono i contributi che la collaborazione EASTOP ha inviato per la Conferenza Internazionale sui Raggi Cosmici - ICRC 97 - che si terrà a fine Luglio 97 a Durban in Sud Africa.
Il gruppo di Napoli, in collaborazione con quello di Torino, ha partecipato alla presa dati e alla gestione e messa a punto dell'apparato, in particolare del calorimetro. Ha inoltre terminato l'analisi dei dati relativi a miscele di gas Argon/Etano per i tubi streamerl da 3 cm; i risultati saranno pubblicati su NIM.
Programma 1998
E' previsto che gli ultimi 4 telescopi Cherenkov siano provati e messi definitivamente in acquisizione.
Pubblicazioni (1996-97)
1) `Study of the cosmic ray primary composition around 100 TeV with EAS-TOP and MACRO". EAS-TOP and MACRO Collaborations, Nuclear Physics B48 (1996) 450
2) ``Search for Gamma Ray Bursts at photon energies E 10 GeV and E 80 TeV". EAS-TOP Collaboration, Astrophysical Journal vol. 469 (1996) 305.
3) ``A measurement of the solar
and sideral cosmic ray anisotropy at E~ 1014 eV".
EAS-TOP Collaboration, Astrophysical
Journal vol. 470 (1996) 501.
4) ``Comparison of the electron and the muon data in extensive air showers with the expectations from a cosmic ray composition and hadron interaction model". EAS-TOP Collaboration, Il Nuovo Cimento C (1996) in press
5) ``A limit to the rate of UHE gamma rays in the primary cosmic radiation". EAS-TOP Collaboration, Astroparticle Physics 6 (1996) 71.
6) ``Results on high-energy
cosmic rays by EAS-TOP at Gran Sasso". EAS-TOP Collaboration, Il Nuovo
Cimento, "Topics in Cosmogeophysics", (1996) 247.
Attività 1996-97
Il telescopio ARGO, consistente in un apparato ottimizzato per la rivelazione di sciami atmosferici di piccola size, è concettualmente molto semplice: esso consiste di un singolo strato - circa 104 m2 - di rivelatore RPC (Contatori a Piastre Resistive), con un'area attiva pari al 95% della superficie occupata, in grado di fornire una rappresentazione spazio-temporale molto raffinata del fronte dello sciame. Situato ad alta quota - 4000 m2 - un tale apparato permetterebbe di lavorare on una soglia di alcune decine di GeV fino a circa 500 TeV, con elevata efficienza e sensibilità. E' stata proposto di costruire un tale apparato al Laboratorio di Raggi Cosmici di Yangbajing (Lhasa, Tibet), 4300 m a.s.l., 30o latitudine Nord. A questa quota ARGO renderebbe accessibili i seguenti filoni di fisica:
1) Astronomia gamma con soglia a 100 GeV - possono essere osservate con elevata sensibilità più di 300 sorgenti candidate, galattiche ed extragalattiche.
2) Gamma diffusi dal disco galattico, nubi molecolari e remnant di SuperNova sempre con soglia a 100 GeV, per la ricerca delle sorgenti di raggi cosmici.
3) Gamma Burst - uno dei fenomeni più interessati di astrofisica, secondo alcune ipotesi, correlati ad emissioni di onde gravitazionali.
4) Misura della componente di antiprotoni dei raggi cosmici alle energie del TeV, misura in grado di discriminare tra tra produzione locale (galattica) degli antiprotoni o extragalattica e quindi di dare una risposta al problema della simmetria materia-antimateria nell'Universo.
5) Spettro dei raggi cosmici tra 10 e 200 TeV
6) Monitoraggio del campo magnetico solare ed interplanetario per lo studio dei fenomeni solari e di modulazione dei raggi cosmici galattici da parte dell'eliosfera.
Altre tematiche quali la composizione al ginocchio dello spettro, test di universalità dei raggi cosmici e fotoni da annichilazione di materia-antimateria sono in corso di approfondimento.
La collaborazione ARGO include attualmente fisici italiani INFN o provenienti da Università o Istituti CNR di Lecce, Napoli, Roma (II e III Università) e Torino, e fisici cinesi con partecipazione maggioritaria dell'IHEP di Pechino. In totale più di 50 fisici.
L'INFN ha finanziato un ARGO-test di 50 m2 al Laboratorio di Raggi Cosmici di Yangbajing.
La sala sperimentale che ospiterà questo test sarà pronta per metà settembre 97. Il montaggio del rivelatore nonchè la sua messa in acquisizione sono previsti terminare per fine Dicembre 97.
Il gruppo di Napoli , che del
progetto è stato non solo l'ispiratore, ma anche il gruppo che più
di tutti ha contribuito alla sua definizione tramite gli strumenti di calcolo
realizzati (codici di simulazione degli sciami elettromagnetici e adronici
in atmosfera) e le competenze maturate nella tecnologia degli RPC, ha la
responsabilità del sistema del gas, dell'alta tensione e del sistema
di acquisizione.
Pubblicazioni (1996-97)
1) "A comparative study of the
electron and photon components in photon-induced air showers".G. Di Sciascio,
B. D'Ettorre Piazzoli and M. Iacovacci., Astroparticle Physics 6 (1997)
313
Back to
top
Attività 1996-97
Mumenet è un progetto nazionale, che si sviluppa nell'arco di 3 anni, avente come scopo il miglioramento dei servizi telematici fra vari Dipartimenti di Fisica, permettendo così sia l'utilizzo di software per analisi dati, in cui i dati siano distribuiti sul territorio nazionale, sia una più stretta interazione tra i ricercatori grazie ai servizi di videoconferenza, telefonia digitale a gruppo chiuso, fax G4, e le attività multimediali. Il progetto mira, in sintesi, a fornire e sperimentare, attraverso collegamenti tipo ISDN, funzionalità multimediali su rete ad alto livello, secondo obbiettivi che sono complementari a quelli della rete nazionale GARR, che non è attualmente adatta, per limitatezza di banda trasmissiva e per architettura, allo scopo sopra prefissato.
Il progetto è stato finanziato nel 1995 dal MURST quota 40% ma i fondi non sono stati disponibili nel 1996. Tuttavia è stato possibile avviare il programma di lavoro grazie ai fondi 60% del progetto locale "Multimedialità su rete" avente finalità analoghe e durata annuale.
Programma 1998
Il programma verrà avviato
secondo il progetto sopra esposto, essendosi ora reso disponibile il finanziamento.
1996-97 Activity Report
Mumenet is a three-year project on a national basis, with the aim to optimize the cooperation through the network among the Physics Departments; software distribution and usage for data analysis, with data residing in the different national Institutes, videoconferencing, digital closed group communication, fax type G4 and multimedia are the main services foreseen over the network. The project intends to develop high-level multimedia applications over the ISDN network, more suitable than the national academic network called GARR, due to the limited bandwidth of the latter. Funds for the above project, approved in 1995 by MURST, have not been available in 1996. Neverthless the scientific program could start with the help of the 1-year project "Multimediality through network" funded by MURST 60%.
1998 Program
The project will continue, according to the plans, as the funds are now available.