Mercoledì, 2/12 - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare

VERBALE DELLA RIUNIONE DELLA
COMMISSIONE SCIENTIFICA NAZIONALE I
Catania, 2-3 dicembre 2015
Presenti:
N. PASTRONE
A. ZOCCOLI
A. COLALEO
V. VAGNONI
A. LAI
S. COSTA
G. SGUAZZONI
F. PARODI
A. VENTURA
A. ANDREAZZA
S. MALVEZZI
G. CARLINO
F. SIMONETTO
A. NEGRI
M. PEPE
P. SPAGNOLO
M. RESCIGNO
P. CAMARRI
F. PETRUCCI
C. BIINO
A.M. ZANETTI
- Presidente
- Giunta Esecutiva
- Coord. Sez. di Bari
- Coord. Sez. di Bologna
- Coord. Sez. di Cagliari
- Coord. Sez. di Catania
- Coord. Sez. di Firenze
- Coord. Sez. di Genova
- Coord. Sez. di Lecce
- Coord. Sez. di Milano
- Coord. Sez. di Milano Bicocca
- Coord. Sez. di Napoli
- Coord. Sez. di Padova
- Coord. Sez. di Pavia
- Coord. Sez. di Perugia
- Coord. Sez. di Pisa
- Coord. Sez. di Roma I
- Coord. Sez. di Roma Tor Vergata
- Coord. Sez. di Roma Tre
- Coord. Sez. di Torino
- Coord. Sez. di Trieste
Presenti a parte della riunione:
M. Antonelli, G. Bagliesi, F. Bedeschi, W. Bonivento, M. Boscolo, A. Bressan, A. Bruni, G.
Bruni, M. Caccia, A. Cardini, G. Cavoto, G. Chiodini, S. Dalla Torre, S. De Curtis, I. De
Mitri, R. De Vita, A. Di Ciaccio, C. Dionisi, F. Fabbri, A. Fantoni, A. Filippi, C. Galbiati, B.
Hosseini, D. Lucchesi, B. Mele, D. Panzieri, E. Radicioni, G. Sbrizzai, M. Taiuti, R.
Tenchini, G. Tonelli, A. Tricomi, L. Troncon, C. Tuvé, P. Valente.
Mercoledì, 2/12
14:00 Comunicazioni del Coordinatore: S.Costa
-> link alla presentazione
14:10 Comunicazioni del Presidente: N.Pastrone
-> link alla presentazione
1 Nuovo osservatore in CSN4: Fabrizio Parodi (GE);
Nuovo osservatore da CSN5: Paolo Branchini (RM3);
VQR 2011-2014: definiti e pubblicti i criteri;
Premio Conversi: selezione in corso; commissione: NP, M. Lenti, L. Lista, M. Rescigno,
A.M. Zanetti; 23 tesi (BA, BO, FI, LE, MIB, PD, PI, RM1, RM2, RM3, TS);
Borse postdoc stranieri: selezione in corso; commissione: F. Forti, C. Broferio, G. Carugno,
D. Lucchesi, A. Rosa;
Premio IUPAP-C11 Young Scientist: scadenza 15 febbraio 2016
Gruppi di referaggio: in grassetto i nuovi referee, in rosso referee da sostituire.
ESPERIMENTO Referees
G. Batignani, A. Lai, G. Passaleva, D. Pinci, M. Pepe, T. Spadaro, V.
ATLAS e CMS
Vagnoni
G. Batignani, A. Lai, G. Passaleva, D. Pinci, M. Pepe, T. Spadaro, V.
RD_FASE2
Vagnoni
BABAR
C. Troncon
BELLE II
A. Andreazza, W. Bonivento, G. Carlino, P. Camarri
BES III
A. Lai, F. Simonetto, G. Carlino, G. Polesello
CDF2
L. Lista
COMPASS
T. Spadaro, A. Colaleo, G. Carlino, M. Corradi, P. Di Nezza
GMINUS2
M. Rescigno, C. Roda, A. Tricomi, A. Ventura
KLOE
M. Pepe, V. Vagnoni, L. Lista
LHC-b
G. Sguazzoni, A. Negri, P. Spagnolo, S. Malvezzi
LHC-f
A.M. Zanetti, M. Costa
MEG
NA62
P_SHIP
PADME
PMU2E
RD51
TOTEM
UA9
Dotazioni
Computing
LHC
P. Cenci, S. Passaggio, P. Morettini, F. Petrucci, F. Parodi
V. Vagnoni, S. Spagnolo, P. Camarri, L. Bosisio
A. Andreazza, S. Malvezzi, S. Rahatlou, P. Valente
G. Sguazzoni, S. Giagu, G. Simi
M. Meschini, S. Passaggio, A. Tricomi, C. Biino, P. Pierini
C. Biino
M. Rescigno, A. Tricomi, C. Bini, M. De Gerone
A. Colaleo, A. Cardini, A. Ghigo, R. De Sangro, C. Biino
C. Biino, S. Costa
D. Lucchesi, V. Vagnoni, P. Spagnolo, S. Pirrone, G. Carlino
per
ATLAS e CMS: V.Vagnoni
LHC-b: P. Spagnolo
Bilancio:
Lettera richiesta fondi What Next core PADME: Assegnazione a gennaio;
Avanzo missioni 2015:
• 60 kE vanno per le borse IHEP-INFN (BESIII);
• il resto potrebbe andare per RISE e altro, la proposta va discussa in CSN1.
14:30 Comunicazioni del membro di Giunta: A. Zoccoli:
2 China-Italy forum: c’e’ stata una visita a Pechino col Ministro. L’INFN risulta l’unico istituto
che effettivamente ha attività in Cina. I politecnici hanno progetti con scambio di studenti
ma nessuna vera attività sul territorio. Firmato un accordo quadro tra INFN e CAS che
regola leattività di collaborazione. Tutto molto soddifacente.
Programma per finanziare soggiorni di studenti di laurea magistrale e dottorato presso
grandi laboratori (CERN, Fermilab,…) per attivita’ di Gr.1. Cofinanziato dal MAE e dall’INFN
per 70 kE per i prossimi 2 anni.
Personale:
Nello scorso direttivo è stata approvata la delibera di assunzione per gli idonei di prima e
seconda fascia dei passati concorsi. Sfruttando il principio del silenzio/assenso (piu’ un
mese extra preso dal MIUR) il piano triennale si assume approvato.
Passi successivi: apertura di 7 posti da tecnologo e una nuova tornata: 5+5 da dirigente e
5+5 da primo ricercatore. Al direttivo di dicembre o gennaio si mettono in preparazione
questi concorsi.
È previsto il bando di 5 posti da tecnico (trasformati da posizioni in amministrazione).
Bilancio:
è in approvazione la legge di stabilità che non contiene nulla per gli enti di ricerca. Piano
straordinario di chiamata di 500 professori con un meccanismo da definire (simile all’ERC
consolidator o advanced, quindi tramite dei panel). Orientato verso persone che stanno
all’estero ma non e’ chiuso agli italiani.
Programma straordinario per gli RTDB, stanziati alcune decine di milioni di euro.
Nell’ultima versione la parte sugli enti di ricerca è scomparsa. Si parlava di ~200 ricercatori
in tutto (possibili circa 50 per l’INFN).
Finanziamento specifico per LHC dell’ordine 50 ME in quattro anni.
Calcolo:
Progetti su due livelli: progetti piccoli (10 ME richiesti su fondi CIPE) e un grosso progetto
per una infrastruttura di calcolo centralizzata per gli enti di ricerca. Incontro a giugno a
Bruxelles con Viola. Incontro a Roma a fine ottobre con una delegazione del Lussembrurgo
piú i soggetti italiani interessati (Garr, CINECA, …) e alcune regioni interessate. Le regioni
e i ministeri vorrebbero allargare la cosa ad esempio agli ospedali, alle industrie, alle
scuole. Sottomesso un vision paper all’european data forum. L’iniziativa è supportata, ma
solo a parole per ora.
Piano Nazionale della Ricerca PNR:
Approvato dal CIPE ma non si sa con quanti soldi. Si parlava di 500ME.
Road Map ESFRI:
Esaminati i progetti, entro dicembre si finalizza e poi si riaggiorna nel 2018. Nel 2017 ci
sara’ una call per le strutture che vogliono entrare.
15:00 ILC Status: M.Caccia
-> link alla presentazione
3 Massimo Caccia riassume la situazione di ILC:
- dal punto di vista politico, il futuro di ILC è essenzialmente nelle mani della diplomazia. Il
governo giapponese conferma la forte motivazione ad ospitare la macchina ed il laboratorio
e conferma la volontà di un cofinanziamento fino al 50% dei costi. Ma ritiene essenziale,
anche per le proprie finalità, una partecipazione globale. Il primo report della commissione
incaricata di consigliare il governo ha dato un parere essenzialmente positivo, pur
rimarcando la necessità di attendere i risultati del run in corso di LHC prima di decidere;
NOMURA Research Institute rilascerà il proprio rapporto sull’impatto socio-economico
dell’impresa a Febbraio 2016.
- dal punto di vista della macchina, la realizzazione di E-XFEL prova la fattibilità di ILC e
testimonia il completamento dell’engineering delle cavità e dei criomoduli
- le tecnologie necessarie per la realizzazione dei rivelatori sono, ad oggi, disponibili.
15:45 ILC Fisica: B. Mele
-> link alla presentazione
Dopo aver ricordato le principali caratteristiche dei progetti di collider lineari e+eattualmente in studio, si discutono le prospettive presenti sull'accuratezza nelle misure dei
coupling del bosone di Higgs a ILC e le loro implicazioni teoriche. Si considerano anche
alcune potenzialita' del progetto per lo studio di modelli di fisica BSM.
16:15 ILC Fisica: S. De Curtis
-> link alla presentazione
Misure di precisione per la fisica del top ai futuri acceleratori e+e-.
- I futuri acceleratori e+e- hanno un grande potenziale per lo studio della fisica del top, non
solo per la verifica della teorie standard che regolano le sue interazioni ma anche perché
potrebbero dare indicazioni di nuova fisica legata alla sua natura non-standard.
- Una misura precisa della massa del top e’ importante per la stabilità del vuoto EW.
Review di risultati da LHC e proiezioni future. Errore intrinseco nell'estrazione del
parametro di massa dai dati di collider adronici. Misura ad acceleratori e+e- da uno scan
alla soglia di produzione tt con una incertezza prevista di 50MeV.
- Determinazione dei fattori di forma EW con estrazione degli accoppiamenti left- e righthanded del top a fotone e Z. Analisi a ILC500 con 500 fb^-1 con fasci polarizzati. Sensitività
sotto il %. FCC-ee può raggiungere sensitività confrontabili (in virtù dell'alta luminosità)
utilizzando la polarizzazione dei top finali. HL-LHC non può essere competitivo.
- La precisa determinazione degli accoppiamenti L/R del top è essenziale per distinguere
tra vari scenari di fisica BSM (little-Higgs, Extra-Dimension, Modelli di Higgs Composto).
- L'analisi dei processi di produzione di Higgs e di top agli acceleratori e+e- è anche
sensibile agli effetti di massa finita di nuove particelle: risonanze di spin-1 (Z',W') e di spin1/2 (partner del top). Questa e' una ulteriore fonte di deviazioni dalle previsioni dello SM.
- Higgs e Top sono una coppia d'oro per lo studio di effetti indiretti di Nuova Fisica agli
acceleratori e+e-.
17:15 CEPC: F. Bedeschi
-> link alla presentazione
4 Viene presentato lo spazio del progetto cinese. E’ stato prodotto un pre-CDR
principalmente ad opera cinese (pochi e individuali contribute internazionali) che include sia
la macchina ee che quella pp. Si descrive macchina, fisica e detector (copiato da ILD…). Si
prevedono 2 punti di interazione quindi 2 detectors. Le performance e il reach di fisica sono
competitive con quelli di ILC e le alter machine sul mercato, ovviamente I confronti sono
delicati perche’ bisogna fare molta attenzione alla luminosita’ che viene considerate. I
cinesi dicono di voler partire con la macchina base (54 km) da soli. Nel caso di
collaborazione internazionale si puo’ pensare di fare il detector piu’ grande (100 km) con
due linee di fascio separate. Lo spazio per l’anello pp e’ comunque previsto. Nel 2016 si
dovrebbe capire quanti soldi avranno i cinesi (si parla di 160Meuro per l’R&D). A meta’
2016 si dovrebbero aprire alla comunita’ e diventa importante “posizionarsi” in questa
attivita’.
N.P.: cosa fanno i cinesi di ATLAS e CMS, e in generale la comunita’ cinese HEP?
F.B.: ad esempio il gruppo ATLAS di Pechino, si dedichera’ in parte al disegno del
rivelatore.
Domanda: I macchinisti cinesi che progetti hanno?
M.Boscolo: L’idea e’ quella di farsi di nuovo una scuola. Hanno preso molte idee da FCC e
il CERN ha un po’ frenato sulla collaborazione.
17:55 FCC status: G.Tonelli
-> link alla presentazione
Guido Tonelli presenta un aggiornamento sul lavoro svolto dal gruppo di studio per gli
acceleratori circolari del futuro (FCC). La collaborazione si e’ ampliata ulteriormente e conta
attualmente 65 istituti in 25 paesi. E’ stato definito in 20ab-1 l’ obiettivo di luminosità
integrata per la versione adronica dell’acceleratore (FCC-hh) a 100TeV nel centro di
massa. Per raggiungere questo risultato la macchina partira' a luminosità di 5x1034cm-2s-1
(fase 1) per raggiungere dopo cinque anni una luminosità di 2.5x1035cm-2s-1(fase 2). Ci
sono stati notevoli progressi nello studio del layout della macchina, nella definizione di uno
schermo integrato nella beam-pipe per l’ assorbimento della radiazione di sincrotrone, nell’
organizzazione di un programma dettagliato per lo sviluppo dei magneti da 16T. C’e’ un
significativo contributo italiano all’ R&D necessario per lo sviluppo della macchina. Studi di
fisica FCC-ee: c’e’ una novità che riguarda la possibilità di produrre in maniera risonante
l’Higgs utilizzando il canale s. Molti studi in corso per capire la fattibilità in termini di
controllo dell’energia della macchina. Per quanto riguarda gli studi di fisica per FCC-hh si
sta preparando un report in più volumi che dovrebbe essere pronto entro aprile 2016.
Possibilità di scoperta diretta di nuova fisica + complementarità fra le misure sugli
accoppiamenti dell’ Higgs ottenibili con FCC-ee e quelle ottenibili con FCC-hh
(principalmente Zgamma, ttH, mumu ed HH). Per FCC-hh si sta lavorando ad un unico
concetto di rivelatore basato su doppio solenoide in aria + dipoli a piccolo angolo. Si e’
definito un layout di base per tracciatore, calorimetri e camere per muoni che sarà utilizzato
per effettuare simulazioni più dettagliate delle potenzialità di fisica. La prossima riunione
internazionale della collaborazione si terra a Roma dall’11 al 15 aprile 2016.
N.Pastrone: c’e’ la possibilita’ di raddoppiare l’energia di LHC? Cioe’ i magneti sviluppabili
per FCC potrebbero andare in LHC.
G.Tonelli: bisogna arrivare con LHC a 1000fb-1. Poi ci vogliono 5 anni per fare gli altri
2000. A quel punto se esistessero i magneti… Se esistono i magneti da 16 T si possono
5 utilizzare anche senza cambiarli tutti (soluzione ibrida, cambiano le orbite, va studiato bene
ma si potrebbe fare).
18:30 Fasci estratti al CERN: G. Cavoto
-> link alla presentazione
Dopo la presentazione segue una breve discussione:
F.Bedeschi: avvicinare cristalli al fascio genera un fondo addizionale aggiuntivo?
G.Cavoto: e’ correlato all’efficienza con cui il cristallo canalizza le particelle. E dipende
quindi dalla lunghezza del cristallo. Piu’ e’ corto e meno deflette quelle che non vengono
deviate.
19:00 Sessione chiusa
Avanzi di missione 2015:
60 kE per le borse di BESIII. Gli altri avanzi di missione in un fondo a disposizione della
commissione. I soldi che saranno dati a BESIII per gli assegni di ricerca verranno quindi
tolti e messi nel fondo indiviso.
PRIN:
Le unita’ INFN possono essere piu’ di una. Il PI NON puo’ essere INFN (anche se non e’
chiarissimo). Si puo’ partecipare a piu’ prin ma NON come PI o responsabile di unita’.
A livello INFN vogliamo una consistenza interna delle percentuali.
Referee:
KLOE e’ in una situazione delicata che va attentamente seguita. Si deve migliorare la
misura del Babha. E’ necessario trovare un referee che sostituisca M.Pepe.
Attivita’ di RD_fase2 ATLAS e CMS vanno monitorate attentamente verso la scrittura dei
TDR.
Giovedì, 3/12
9:00 Saluto del Direttore INFN: A.Insolia
9:10 Futuro al Jefferson Lab: R.De Vita
-> link alla presentazione
Raffaella De Vita relaziona sullo stato ed il futuro del laboratorio statunitense Jefferson Lab.
La missione del laboratorio, sito a Newport News (VA), è lo studio della fisica nucleare e
subnucleare, dall’esplorazione della struttura nucleare e adronica, investigando
6 problematiche quali il confinamento dei quark e l’adronizzazione, a test di simmetrie
fondamentali volte alla ricerca di nuova fisica. In funzione dal 1995, coinvolge circa 1400
utenti da 30 nazioni con uno staff di circa 700 FTE. Attualmente, il Jefferson Lab sta
completando un importante upgrade, che include il potenziamento dell’acceleratore di
elettroni CEBAF (Continuous Electron Accelerator Facility) che raggiungerà i 12 GeV, il
rinnovamento della strumentazione nelle sale A, B e C, e la realizzazione della nuova sala
D. Questo upgrade è stato possibile grazie ad un ingente finanziamento del DOE pari a
~$340M ed ai contributi di diverse nazioni fra le quali Italia, Francia, Regno Unito e Cina. Il
programma sperimentale a 12 GeV ha come obbiettivi lo studio della spettroscopia
adronica nel settore dei quark leggeri e la ricerca di stati esotici, lo studio della struttura
partonica multidimensionale del nucleone, test del Modello Standard e ricerca di nuova
fisica attraverso misure di violazione di parità ad altissima precisione. In parallelo, è stato
avviato un programma di ricerca di materia oscura leggera prodotta in interazione elettronenucleo. Nell’ambito di queste linee di ricerca, il Program Advisory Committe del laboratorio
ha già approvato circa 70 esperimenti che richiederanno circa dieci anni di presa dati.
Queste misure permetteranno di esplorare aspetti cruciali della fisica nucleare e delle
particelle, creando una solida base per gli studi che potranno essere fatti a energie più
elevate con l’Electron-Ion Collider.
Domanda: Hai presentato un piano vasto di misure. Si misura prima la spettroscopia, lo
spin o cosa?
R.De Vita: dalla fine del 2017 l’upgrade sara’ completato e si inizia la presa dati. Si
comincia con fascio polarizzato e bersaglio non polarizzato (quello polarizzato nel
2018/2019).
9:35 Beam dump @ CERN: W.Bonivento
-> link alla presentazione
10:00 EIC: R.De Vita
-> link alla presentazione
L’Electron-Ion Collider negli USA (R. De Vita e A. Bressan).
L’interazione elettrone-nucleone o elettrone-nucleo nel regime di Deep Inelastic Scattering
(DIS) è stata cruciale in passato per esplorare la struttura microscopica della materia
adronica e studiare l’interazione forte. Negli Stati Uniti, è in sviluppo il progetto di un nuovo
collider elettrone-ione (EIC) che permetterebbe di continuare questi studi con potenzialità
superiore agli esperimenti precedenti. EIC sarebbe infatti il primo collider con fasci
polarizzati con energia nel centro di massa fra 20 e un massimo di 145 GeV e luminosità
dell’ordine di 1033-34cm-2s-1, pari a 100-1000 volte la luminosità di HERA. Il programma
scientifico di EIC include lo studio della struttura tridimensionale del nucleone, lo studio del
ruolo dei gluoni nella struttura e dinamica nucleare, lo studio del processo di
adronizzazione e la ricerca di fisica oltre il Modello Standard. Grazie al range energetico e
all’elevata luminosità, EIC ha la possibilità di coprire in questi studi regioni cinematiche
inesplorate con una precisione mai raggiunta prima. Attualmente, sono state proposte due
diverse soluzioni tecniche per la realizzazione di EIC, sfruttando infrastrutture esistenti
presso BNL e Jefferson Lab. A BNL il fascio di ioni prodotto da RHIC verrebbe fatto
collidere con il fascio di elettroni circolante in un nuovo anello installato nel tunnel di RHIC.
Elementi chiave di questa proposta sono un Energy-Recovery-LINAC (ERL) con fascio
7 ricircolante, l’utilizzo di Coherent Electron Cooling (CEC) e una sorgente di elettroni
polarizzati ad alta intensità. Al Jefferson Lab il fascio polarizzato di elettroni di 12 GeV
prodotto da CEBAF verrebbe fatto collidere con il fascio di elettroni prodotto da un nuovo
acceleratore a due stadi con configurazione a 8. Con questa soluzione si avrebbe la
possibilità di avere fasci di deutoni polarizzati. Entrambe le proposte soddisfano i requisiti
imposti per EIC, inclusa la presenza di almeno due regioni di interazione. Nel 2015, il
progetto EIC ha compiuto un passo importante, essendo stato inserito fra le
“raccomandazioni” del Nuclear Science Advisory Committee (NSAC) incaricato dal DOE di
redigere il piano a lungo termine per la fisica nucleare negli Stati Uniti. Tenendo conto di
questo importante risultato, si prevede che l’approvazione formale da parte del DOE possa
avere luogo nel 2016-2017, seguita dalla scelta della soluzione tecnica nel 2017-2018,
arrivando all’inizio della costruzione nel 2020.
Segue una breve discussione:
N.Pastrone: stima dei costi?
R.De Vita: 1G$
La comunita’ italiana JLab sta seguendo lo svolgimento ma ancora non ci sono stati studi
dedicati. Non dovrebbe esserci nessuno sforzo finche’ il lavoro sui 12GeV al JLab non sara’
completato.
Anche la comunita’ di Compass (Trieste) pensa di metterci lavoro a breve ma non a
brevissimo.
11:15 Muon collider: opzioni di macchina: M.Boscolo
-> link alla presentazione
Segue una breve discussione:
S.Dalla Torre: ci potrebbero essere problemi col fascio secondario dei muoni, muoni
prodotti ma non ricondotti nel fascio principale.
M.Boscolo: nel caso in questione il problema e’ l’accettanza in energia dell’accumulatore, la
situazione e’ diversa da un fascio secondario normale.
S.Dalla Torre: Un fascio di muoni intenso è comunque un ottimo strumento. In questo
progetto si puo’ utilizzare anche il fascio di muoni da solo, sarebbe molto utile.
12:00 Muon collider: fisica: M.Antonelli
-> link alla presentazione
Segue una breve discussione:
G.Tonelli: il costo di questi progetti e’ dieci volte inferiore a FCC e ILC. Se si sapesse
costruire subito sarebbe un ottimo investimento.
Bisogna pero’ vedere se effettivamente i costi sono cosi’ bassi. Si devono trovare molte
soluzioni tecnologiche a problemi vari che potrebbero essere molto costose.
12:30 Discussione/confronti vs fisica
FINE RIUNIONE
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