IFAE 2012

11 Apr 2012, 09:00 → 13 Apr 2012, 17:22 Europe/Rome

Aula Magna (Ferrara)

L'edizione 2012 degli Incontri di Fisica delle Alte Energie si terrà presso l'Aula Magna del Rettorato dell'Università di Ferrara, dall'11 al 13 Aprile 2012.

La registrazione al meeting è obbligatoria e deve essere effettuata entro il 31/03/2012, tramite il modulo online disponibile in questo sito web.

Bollettino n.1 IFAE2012_Bollettino1.pdf

Bollettino n.2 IFAE2012_Bollettino2.pdf

Bollettino n.3 IFAE2012_Bollettino3.pdf

Poster IFAE2012_manifesto_web.pdf

Poster (jpg) IFAE2012_manifesto_web.jpg

Wednesday 11 April

09:00 Iscrizione dei partecipanti

Sessione di apertura

1 Apertura degli "Incontri di Fisica delle Alte Energie" 2012

Speakers: Carlo Peretto (Università di Ferrara), Concezio Bozzi (FE), Diego Bettoni (FE), Mauro Gambaccini (FE)

Slides conc_IFAE2012_logistica.pdf

2 Risultati recenti dagli esperimenti a LHC

The talk will cover the most recent physics results achieved by the major experiments running at the Large Hadron Collider of CERN. The large amount of data delivered in 2011 allowed all major experiments to produce important new results in many areas. A general overview of this very rich harvest of new measurements will be given together with a more detailed description of the latest results on the searches for the Standard Model Higgs Boson. Lastly the challenges and perspectives of 2012 running will be discussed.

Speaker: Guido Tonelli (CERN, Pisa)

Slides G_Tonelli.ppt

3 SuperB: stato del progetto e prospettive

Speaker: Roberto Petronzio (RM2)

4 Rassegna di fisica astroparticellare

Speaker: Andrea Ernesto Giuliani (CNRS/CSNSM)

Slides A_Giuliani.pptx

13:00 Pausa pranzo

Sessione di apertura

5 Esperimento PVLAS per la misura della birifrangenza magnetica del vuoto.

Verrà descritto il principio e status dell'esperimento PVLAS attualmente in costruzione presso la sezione di Ferrara. L'esperimento ha come obiettivo quello di misurare la birifrangenza magnetica del vuoto. Tale effetto è legato alla struttura del vuoto QED e può essere rivelata misurando l'ellitticità acquisita da un fascio laser, inizialemente polarizzato linearmente, che passa attraverso un intenso campo magnetico. Tale effetto è previsto dalla Lagrangiana effettiva di Euer-Heisenberg. Il metodo è anche sensibile a fisica nuova e potrebbe fornire nuovi limiti da laboratorio sull'esistenza di particelle che si accopino a due fotoni quali axion-like-pariticles, a particelle cosidette millicharged (bosoni/fermioni) ed infine anche ad effetti QCD legati a loop di quark leggeri. Riporteremo il progetto dell'esperimento e lo stato di costruzione dell'apparato.

Speaker: Guido Zavattini (FE)

Slides PVLAS_Zavattini.pdf

Heavy Flavour

6 Rassegna teorica: decadimenti rari e charm

Dopo una breve rassegna teorica sullo stato della fenomenologia della fisica del sapore nel settore adronico, verranno discussi in particolare i decadimenti rari del B, Bs,d->mumu e Bd->K*mumu, la violazione di CP nel Bs-mixing e la violazione di CP nella fisica del charm. Verranno analizzate sia le predizioni del Modello Standard che quelle di vari scenari di nuova fisica e confrontate con le misure sperimentali correnti.

Speaker: Paride Paradisi (CERN)

Slides ifae2012_paradisi.pdf

7 Risultati recenti sulle misure di violazione di CP nei decadimenti del Bs

Lo studio della violazione di CP nei decadimenti del Bs e' un settore particolarmente interessante perche' aggiunge informazioni finora solo parzialmente disponibili, utili per verificare il Modello Standard con maggiore precisione. In particolare phi_s, responsabile della violazione di CP del mixing del Bs, e' prevista essere molto piccola nel MS, ma in molti modelli di Nuova Fisica, che prevedono l'esistenza di nuove particelle, il suo valore puo' essere sensibilmente maggiore. La misura di phi_s nei decadimenti Bs->J/psi phi e' stata effettuata al Tevatron, e recentemente aggiornata. LHCb ha appena completato l'analisi di 1 fb-1 di dati raccolti nel 2011 ad LHC, ottenendo la miglior misura di phi_s e la prima osservazione di Delta_Gamma_s non zero. Saranno presentati anche la misura di phi_s ottenuta ad LHCb utilizzando i decadimenti prevelantemente CP-dispari Bs->J/psi pipi, e i primi risultati in altri modi decadimento, potenzialmente interessanti per misure complementari di phi_s, come Bs->phi phi e Bs->J/psiK*. Ulteriori informazioni su Delta_Gamma_s sono state ottenute dalle misure di vite medie dei mesoni Bs nei decadimenti in stati a CP definita o flavour specific come Bs->KK e Bs->Dspi di cui verranno presentate le misure recenti.

Speaker: Prof. Marta Calvi (MIB)

Slides M_Calvi.pdf

8 Ricerca di Nuova Fisica in decadimenti rari

Decadimenti rari di mesoni charmati e bottomati consentono di testare con precisione le predizioni del Modello Standard. Il decadimento raro Bs->mumu e' altamente soppresso nel Modello Standard, ma contributi di nuova fisica, in particolare dovuti a nuovi accoppiamenti effettivi scalari o pseudoscalari possono aumentarne notevolmente il branching ratio. Analogamente l'analisi angolare del decadimento Bd->K*mumu consente di testare la struttura di Lorentz degli accoppiamenti effettivi coinvolti in questo decadimento, essendo dunque sensibile a vari modelli di nuova fisica. Saranno qui discussi recenti risultati sperimentali dei decadimenti Bs,d->mumu, D->mumu e Bd->K*mumu e le loro implicazioni.

Speaker: Dr Nicola Serra (University of Zurich)

Slides IFAE_nserra.pdf

9 Misura della fase di mixing usando i decadimenti B0s->J/Psi Phi in tutto il campione del RunII di CDF

Si presenta l'aggiornamento della misura della fase di mixing che viola CP nel decadimento B0s->J/psi phi a tutta la statistica raccolta durante il Run II dell'esperimento CDF al collider Tevatron di Fermilab e corrispondente ad una luminosità integrata di circa 9.6 fb^-1. Ricostruiamo circa 11000 eventi di segnale raddoppiando la statistica dell'analisi precedente e otteniamo regioni di confidenza nello spazio ad una (betas) e due dimensioni (betas-deltaGamma). Assumendo il valore dello SM per la fase di mixing misuriamo anche la vita media, la differenza di larghezze di decadimento tra due autostati di massa del B0s, le ampiezze di polarizzazione e la fase forte. Tutti i risultati risultano essere tra i piu precisi da singolo esperimento fino ad oggi.

Speaker: Dr Sabato Leo (PI)

Slides SLeo_IFAE2012.pdf.pdf

10 Decadimenti degli hadroni B in due corpi carichi senza quark charm

Mediante lo studio dei decadimenti in due corpi carichi senza quark charm degli adroni contenenti quark b, si possono effettuare svariate misure di violazione della simmetria CP al fine di verificare la validità del meccanismo CKM nel Modello Standard. Il contributo non trascurabile di diagrammi adronici cosiddetti "a pinguino" nelle ampiezze di questi decadimenti, se da una parte non consente di misurare agevolmente le fasi deboli, d'altra parte li rende particolarmente interessanti per la ricerca di fisica oltre il Modello Standard, in quanto questa potrebbe manifestarsi mediante effetti di nuove particelle virtuali circolanti nei "loop" di detti diagrammi. L'esperimento LHCb è stato progettato per eseguire misure di fisica del sapore al Large Hadron Collider del CERN. Utilizzando parte del campione dei dati acquisiti da LHCb durante il 2011, presenteremo lo stato delle misure di violazione di CP, sia integrata sia dipendente dal tempo, relative ai decadimenti senza charm in due corpi carichi dei mesoni B.

Speaker: Stefano Perazzini (BO)

Slides StefanoPerazzini_IFAE2012_RED.pdf

11 Decadimenti rari alle B Factories

Speaker: Guglielmo De Nardo (NA)

Slides denardo_IFAE2012_pdf.pdf

16:15 Pausa caffe'

Heavy Flavour

12 CP Violation in charm decays at CDF

Exploiting the full Run II data sample collected by the CDF trigger on displaced vertices, we present a search for CP violation in neutral D decays to hadronic final states. We use the strong D*->D0pi+ decay to identify the flavor of the charmed meson at production time and exploit CP-conserving strong c-cbar pair-production in p-pbar collisions. The results are the world's most precise measurements to date and confirm the presence of sizable CP-violating effects in the charm sector as recently observed by the LHCb collaboration.

Speaker: Angelo Di Canto (PI)

Slides ifae2012.pdf

13 Fisica del Charm a LHCb

Saranno presentati i risultati della misura di violazione di CP integrata nel tempo nei decadimenti D0 -> h-h+ (h = K, pi) realizzata usando campioni di dati acquisiti da LHCb nel 2011, corrispondenti ad una luminosità integrata di circa 0.6/fb. La differenza tra le asimmetrie di CP, Delta A_CP = A_CP (K-K +) - A_CP (pi-pi+), è risultata essere Delta A_CP = [-0.82 +- 0.21 (stat) +- 0.11 (syst.)]%. Questo risultato differisce dall'ipotesi di conservazione della simmetria CP a 3.5 deviazioni standard. Verranno anche presentati i recenti risultati sulla ricerca del decadimento raro D0 -> mu+ mu-, realizzata utilizzando dati raccolti da LHCb nel 2011 e corrispondenti ad una luminosità integrata di circa 0.9/fb. Non è stato osservato alcun eccesso di eventi rispetto al livello di fondo atteso, ed e' stato determinato un limite superiore del rapporto di diramazione BR(D0 -> mu + mu-) < 1.3x10^-8 al 95% di livello di confidenza. Questo risultato rappresenta il miglior limite mondiale. Verranno infine brevemente discusse le prospettive di LHCb nel settore della fisica del Charm.

Speaker: Angelo Carbone (Università e INFN Bologna)

Slides ifae2012_carbone.pdf

14 Risultati di fisica del charm alle B Factories

I recenti risultati di LHCb hanno mostrato evidenza di violazione di CP diretta nei decadimenti singolo Cabibbo soppressi del D0. La differenza tra le asimmetrie di CP nei decadimenti D0->KK e D0->pipi e' risultata essere diversa da zero con significativita' statistica pari a 3.5 sigma e 2.7 sigma per LHCb e CDF rispettivamente. Le predizioni del modello standard per la violazione di CP, anche se notoriamente difficili per la fisica del charm, sono al livello di 10^-3 e un segnale di violazione di CP dell'ordine del 1% potrebbe indicare presenza di nuova fisica. Alla luce di questi risultati la violazione di CP nei decadimenti di mesoni con charm risulta un campo di indagine di rinnovato interesse sia dal punto di vista sperimentale che da quello teorico. Presentero' i risultati recenti di fisica del charm alle B factories concentrandomi soprattutto sulle misure di violazione di CP.

Speaker: Nicola Neri (MI)

Slides IFAE2012.pdf

15 Ultimi risultati dall'esperimento MEG

Vengono presentati gli ultimi risultati sulla ricerca della violazione del sapore leptonico nel canale mu->e gamma, basati sull'analisi dei dati raccolti dall'esperimento MEG durante i run 2009/2010. L'analisi di likelihood del campione di dati complessivo (1.8*10^14 muoni), fornisce un limite superiore sul branching ratio del decadimento di 2.4x10^-12 @90% CL. Questo risultato costituisce il limite più stringente esistente per tale decadimento.

Speaker: Dr Matteo De Gerone (INFN Roma)

Slides IFAE_2012_degerone.pdf

Nuove Tecnologie - 1a parte

16 L’esperimento NA62 per lo studio di decadimenti rari dei mesoni K al CERN SPS

L’esperimento NA62 è stato progettato per misurare il branching ratio del decadimento K+ --> pi+ nu nu-bar con una precisione del 10% in due anni di presa dati al CERN SPS. Il valore di tale branching ratio è calcolato con precisione di pochi percento nell’ambito del Modello Standard (~8 x 10^-11), e la sua misura pone limiti stringenti su eventuali scenari di nuova fisica complementari ad LHC. Questa misura è estremamente complessa dal punto di vista sperimentale a causa dei fondi dovuti ad altri canali di decadimento, principalmente K+ -> mu+ nu e K+ -> pi+ pi0 che hanno branching ratio rispettivamente pari a 64% e 21%. La riduzione dei fondi verrà realizzata grazie ad un sistema di veto per fotoni efficiente ed ermetico e a rivelatori per l’identificazione delle particelle. Inoltre verrà sfruttata la cinematica dei decadimenti per abbattere ulteriormente il fondo, basandosi sulla misura dell’impulso del mesone K e del pione e l’angolo tra le due tracce, utilizzando due spettrometri magnetici (per il fascio e per i prodotti di decadimento). I rivelatori sviluppati per l’esperimento NA62 sono attualmente in fase di costruzione. Alcuni di questi, già completati, verranno installati nella prima metà del 2012 per consentire la presa dati nell’autunno dello stesso anno (Technical Run). Il completamento dell’installazione di rivelatori è prevista per la fine del 2013, in modo da consentire l’inizio della presa dati ufficiale nella primavera del 2014.

Speaker: Dr Massimiliano Fiorini (Université Catholique de Louvain)

Slides Fiorini-IFAE.pdf

17 Upgrade of the L2 electronics in the CMS Muon Drift Tubes system

The program of upgrade for the Drift Tube (DT) system of CMS (Compact Muon Solenoid) is reviewed. The excellent performance of the DT system during the past years is expected to be pursued at the increased luminosity, so the main motivation driving the DT upgrade is focused on improving the electronic system to maintain its reliability. To achieve such a target, the Sector Collector DT electronics will be moved from the CMS cavern to the counting room, in a more accessible and radiation-free position. In the following, the relocation of the Sector Collector DT electronics from the CMS cavern to the counting room is described in detail. The fulfillment of this project envisages to turn electrical signals into optical signals for a total number of 3500 optical channels that run at up to 480 Mb/s data rate. The converters, located in the CMS cavern, demand in addition radiation tolerant components. For this purpose a Copper to Optical Fiber (CuOF) prototype has been produced and tested with a mixed field irradiation of high energy hadrons and neutrons which corresponds to more than 10 years of LHC. A Bit Error Rate (BER) of the order of 10-12 at 95 % CL has been measured which ensures that an appropriate components choice has been made in view of the full boards production.

Speaker: Dr Paolo De Remigis (TO)

Slides deremigi.slide.pdf

18 SPARC-LAB

A new facility named SPARC_LAB (Sources for Plasma Accelerators and Radiation Compton with Lasers and Beams) has been recently launched at LNF. Born from the union of two already excisting infrastructures: the Free Electron Laser driven by a high brightness photoinjector SPARC and the 200 TW class laser FLAME. With the mission to coordinate and harmonize all the activities making use of the high intensity electrons and photons beams, SPARC_LAB is become operational this year aiming to be an interdisciplinary laboratory dedicated to the study of new techniques for electrons and protons acceleration with Plasma waves, and the development and application of advanced radiation sources based on FEL, THz sources and Compton-Thomson backscattering. In this talk we will introduce the new laboratory and the results obtained so far.

Speaker: Massimo Ferrario (LNF)

Slides SPARC_LAB.pdf

Sessione poster

19 A chiral quark-soliton model with broken scale invariance for nuclear matter

In questo lavoro presentiamo un modello per descrivere la materia nucleare a densità finita, basato su quarks interagenti con i campi chirali, sigma e pione, e con i mesoni vettore, introdotti come campi di gauge massivi. La Lagrangiana chirale include un potenziale logaritmico, associato alla rottura dell'invarianza di scala. Presentiamo i risultati per il singolo solitone nel vuoto e successivamente mostriamo il comportamento del reticolo solitonico a densità finita, utilizzando l'approssimazione di Wigner-Seitz. In particolare mostriamo che la modifica del potenziale di interazione dei mesoni, attraverso l'introduzione di un termine logaritmico, permette di raggiungere densità maggiori rispetto quelle ottenute nel modello sigma lineare. Infine mostreremo che l'introduzione dei mesoni vettore riesce a fornire parzialmente la repulsione necessaria, alle corte distanze, per ottenere saturazione.

Speaker: Ms Valentina Mantovani Sarti (INFN Ferrara)

20 CMS Electromagnetic Calorimeter performance during the 2011 LHC run

The CMS Electromagnetic Calorimeter (ECAL) is a high resolution, fine-grained calorimeter devised to measure photons and electrons at the LHC. Built of lead tungstate crystals, it plays a crucial role in the search for new physics as well as in precision measurements of the Standard Model. A pre-shower detector composed of sandwiches of lead and silicon strips improves pi0/gamma separation in the forward region. The operation and performance of the ECAL during the 2011 run at the LHC, with pp collisions at sqrt(s) = 7 TeV will be reviewed. Pure samples of electrons and photons from decays of known resonances have been exploited to improve and verify the trigger efficiency, the reconstruction algorithms, the detector calibration and stability, and the particle identification efficiency. A review of all these aspects will be given.

Speaker: Damiana Montanino (Trieste)

21 Gas Gain Monitoring System for the CMS RPC detector: operation performance.

Performance and new developments of the Gas Gain Monitoring (GGM) system, installed in 2009 at CMS Experient, are presented. The GGM is aiming to keep under control the gas quality of the CMS RPC closed loop gas system. To perform this task the GGM is made of single-gap RPCs arranged in a cosmic ray telescope, with charge readout for online monitoring of working point; this provides a fast and accurate determination of any shift of the working point conditions. The GGM is integrated in the main Detector Control System (DCS) while the DAQ runs withing the CMS XDAQ framework. The GGM showed very good sensitivity to gas changes. Will be presented also results on new algorithms for online compensation of the effect of environmental variables changes as well as on fine-grained gas mixture scan studies.

Speaker: Cristian Vendittozzi (Roma 1)

22 Luminosity determination in pp collisions with the ATLAS detector at LHC

An accurate measurement of the delivered luminosity is a key com- ponent of the ATLAS physics program. For cross-section measurements of Standard Model processes, the uncertainty on the delivered luminosity is one of the relevant systematic uncertainties. Searches for new physics also rely on accurate information about the delivered luminosity to eval- uate background levels and determine sensitivity to new physics signa- tures. The evaluation of the luminosity scale is performed using several luminosity-sensitive detectors (LUCID, BCM, TILECAL and FCAL) and different algorithms. The general method for calibrating the ATLAS lu- minosity scale is based on dedicated van der Meer scans (also called beam separation or luminosity scan). The results of 2011 van der Meer scans as well as the systematic uncertainties on the luminosity calibration are here presented. The impact of the luminosity determination on the mea- surement of the elastic and total cross section performed by the forward detector ALFA is also discussed.

Speaker: Sara Valentinetti (BO)

23 MAGIC e la tecnica IACT per lo studio della componente elettronica dei raggi cosmici

La tecnica IACT (Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes technique) ha consentito agli odierni telescopi Cherenkov di effettuare misure estremamente rilevanti nel campo della Gamma Astronomia, alle energie comprese tra i 50 GeV ed i pochi TeV. Oltre alla radiazione di fotoni, questi strumenti possono permettere anche la misura della componente di elettroni nella radiazione cosmica. Tali particelle, alle energie di diverse centinaia di GeV, hanno una vita piuttosto breve, dell'ordine di 10^5 anni. La struttura spettrale di questa radiazione porta pertanto informazioni relative alle sorgenti più vicine, sotto il kpc. Verranno illustrati il particolare procedimento di analisi dei segnali che consente questo tipo di studio, i recenti risultati ottenuti e le prospettive per i prossimi anni di osservazione.

Speaker: Dr Villi Mario Scalzotto (PD)

24 Measurements of associated production of vector bosons and heavy flavours with the CMS detector

Thanks to its excellent lepton reconstruction and secondary vertex identification, the CMS detector gives a unique possibility to study processes involving the production of a vector boson in association with heavy quarks. These kind of final states are background to many channels of new physics, as well as Standard Model Higgs searches. Moreover, theoretical predictions about these processes have different approaches and large uncertainties making a test of these predictions even more important. Here different measurements related to this topic are presented, based on the data collected in 2010 and 2011 runs by the CMS detector, namely the inclusive production of Z+b(b), W+c inclusive production and Z + secondary vertices.

Speaker: Stefano Casasso (Torino)

25 Measurements of the ttbar differential cross section in the lepton+jets channel in pp collisions at √s = 7 TeV with the ATLAS detector at LHC

In this talk three measurements of ttbar differential cross section at will be shown: with respect to the transverse momentum, to the mass and to the rapidity of the ttbar system. The analysis was carried over a data sample of 2.05fb−1 recorded with the ATLAS detector. The events were selected with a cut based approach in the one lepton plus jets channel, where the lepton can be either an electron or a muon. The most relevant backgrounds (multi-jet QCD and W+ jets) were extracted using data driven methods, while the others (Z+ jets, diboson and single top) were obtained with Monte Carlo techniques. The final background-subtracted distributions were corrected for detector and selection effects using unfolding methods. The measurements are dominated by the systematic uncertainties and show good agreement with the Standard Model predictions.

Speaker: Dr Marino Romano (BOLOGNA)

26 Misura del momento magnetico anomalo del leptone tau alla super flavour factory SuperB

Il limite sperimentale attuale sul momento magnetico anomalo del leptone tau è di due ordini di grandezza maggiore della prima cifra significativa del corrispondente valore teorico all'interno del modello standard. D'altra parte, alcuni modelli di nuova fisica, che potrebbero spiegare la discrepanza misurata per il momento magnetico anomalo del muone, prevedono deviazioni significative dal valore del modello standard per il tau. Oltre la suo valore intrinseco quindi, una misura di precisione delle proprietà magnetiche del tau, assume un particolare interesse per la ricerca indiretta di nuova fisica. Le super flavour factory, grazie all'elevata luminosità e alla significativa sezione d'urto per produzione di coppie di tau, rappresentano una buon laboratorio per una misura di questo tipo; inoltre, la presenza di un fascio polarizzato di elettroni, previsto per SuperB, migliora sensibilmente la precisione sperimentale. Il momento magnetico anomalo di un leptone è il limite, a momento trasferito nullo, del fattore di forma magnetico anomalo, dipendente dall'impulso trasferito. Nel caso del tau, il fattore di forma per impulsi trasferiti dell'ordine della massa della risonanza Y(4s) può essere misurato nella reazione e+ e- -> tau+ tau- con la misura delle distribuzioni cinematiche dei prodotti di decadimento. L'uso di fasci polarizzati modifica le distribuzioni dei prodotti di decadimento permettendo di definire nuove osservabili e rendendo più precisa la misura del fattore g-2. La relazione esamina la possibilità di effettuare la misura a SuperB considerando un campione di dati corrispondente ad una luminosità integrata di 75 ab^-1, previsti in 5 anni di presa dati, con fasci polarizzati, e presenta lo stato di progresso di un'analisi per fare la stessa misura sui dati di BaBar, ottenuti con fasci non polarizzati, per un totale di circa 530 fb^-1.

Speaker: Benjamin Oberhof (PI)

27 Misura dello spettro primario dei Raggi Cosmici con l’esperimento ARGO-YBJ

Lo studio dello spettro dei raggi cosmici primari di energia compresa tra 10^12-10^15 eV e' uno dei principali obiettivi dell’esperimento ARGO-YBJ. Il rivelatore, che si trova a Yangbajing (Tibet, 4300 m s.l.m.), e' un array costituito da un tappeto continuo di RPC. La bassa soglia in energia del rivelatore consente di studiare la regione energetica (1-200 TeV) caratterizzata dal passaggio dalle misure dirette a quelle indirette. In questo contributo presentiamo la misura dello spettro dei raggi cosmici a differenti angoli zenitali. Particolare attenzione sara' rivolta agli eventi orizzontali (Theta>70 gradi) dovuti prevalentemente alla bremsstrahlung dei muoni secondari.

Speaker: Dr Beatrice Panico (ROMA2)

28 Osservazione sperimentale e calcolo teorico del B.R. dei livelli del decadimento α del 209Bi

Nell’ambito di sviluppo di rivelatori bolometrici di BGO abbiamo potuto determinare la vita del 209 Bi e per la prima volta abbiamo potuto osservare sperimentalmente il decadimento sullo stato eccitato. Il fenomeno fisico appartiene ad una particolare classe di decadimenti che avvengono nei nuclei con A dispari, con un nucleone extra fuori da una shell chiusa . Ho quindi calcolato i Branching Ratios (B.R.) dei vari livelli del 209 Bi, fondamentale ed eccitati, con metodo numerico. Mentre IL B.R. del GS è ben noto, quello svolto è stato il primo calcolo dei B.R. per i livelli eccitati. Sebbene il modello numerico che ho implementato utilizzi una versione semplificata del decadimento alfa (adatta al caso di nuclei sferici, ma non direttamente al caso di nuclei deformati, quali il Bi) esso fornisce un soddisfacente risultato, confrontabile con i risultati sperimentali ottenuti.

Speaker: Dr Cecilia Giovanna Maiano (MIB)

29 Prestazioni del "Flavour Tagging" nell'esperimento LHCb

L'esperimento LHCb ha tra i suoi obiettivi principali le misure di asimmetrie di CP dipendenti dal tempo nei decadimenti dei mesoni B. Per questo tipo di misure e' cruciale identificare il flavour iniziale del mesone B di segnale ("flavour tagging"). I metodi sviluppati da LHCb si basano sulla ricostruzione parziale del decadimento del mesone B opposto ("opposite side tagging") o sullo studio della frammentazione che produce il B di segnale ("same side tagging"). Le prestazioni di flavour tagging sono ottimizzate e calibrate sui dati utilizzando specifici canali di controllo. Si mostreranno i principali risultati relativi al flavour tagging e alcune delle misure di fisica rilevanti che ne fanno uso.

Speaker: Mr Antonio Falabella (Universita' di Ferrara)

30 Ricerca del bosone di Higgs leggero, SM o MSSM, nei canali bb e τ τ in CMS a LHC

Il canale di decadimento piu' probabile per un bosone di Higgs leggero (mH < 135 GeV) del modello standard H e' H → bb; tuttavia il segnale compete con un fondo estremamente piu' copioso dovuto soprattutto a processi multijet (QCD). La comunicazione punta a riassumere lo stato dell’arte delle analisi sviluppate sul campione di dati pari ad una luminosita' integrata L = 4.7 /fb, raccolto dai rivelatori dell’esperimento CMS nel periodo del 2011 in cui a LHC sono avvenute collisioni protone-protone con energia nel centro di massa pari a 7 TeV. Il bosone di Higgs del modello standard H, prodotto in associazione ad unbosone vettore V, e' studiato nei cinque seguenti canali: W(μν)H, W(eν)H, Z(μμ)H, Z(ee)H, Z(νν)H, dove in tutti i casi H → bb. Saranno poste in risalto analogie e differenze tra i modi di decadimento negli ambiti di trigger, di valutazione dei fondi e di scelta dei tagli, per giungere poi al limite globale posto sulla sezione d’urto di produzione HV. La ricerca di H leggero e' condotta anche per mezzo del decadimento H → τ τ , includendo i casi in cui ci siano due jets in avanti da produzione di H per fusione tra bosoni vettori, o dove la coppia di leptoni τ ha un elevato impulso trasverso. Lo stato finale τ τ contribuisce altresi' alla ricerca di un bosone di Higgs neutro (h) del modello supersimmetrico minimale (MSSM), negli eventi in cui sia prodotto in associazione con due b quark jets. Saranno presentati i risultati ricavati per H(h) → τ τ . In linea con l’esposizione legata ai risultati di analisi che coinvolgono stati finali con b quark jets e per confronto con h → τ τ , sara' presentato il punto sulla ricerca di (h, H, A) → bb, dove h,H ed A sono gli stati scalari e pseu-doscalare neutri previsti da MSSM.

Speaker: Andrea Gozzelino (Padova/Legnaro)

31 Ricerca del decadimento raro Bs->mumu in ATLAS

Il decadimento Bs->mumu coinvolge correnti deboli neutre con cambiamento di sapore (FCNC), fortemente soppresse nel Modello Standard (MS). La misura dell'ampiezza di decadimento, pari a (3.5 ± 0.3) × 10−9 nel MS, e' di notevole interesse in quanto deviazioni da tale previsione sono contemplate da molti modelli di nuova Fisica. La ricerca del decadimento Bs->mumu e' stata effettuata analizzando 2.4 fb-1 di dati raccolti dall'esperimento ATLAS nella prima meta' del 2011. Nessun eccesso significativo di eventi e' stato osservato rispetto al fondo atteso; l'analisi ha consentito di derivare un limite superiore al valore della frazione di decadimento (branching fractio) del processo, pari a 2.2 10-8 al 95% di livello di confidenza.

Speaker: Elisa Musto (NA)

32 Ricerca di SM Higgs nel canale di decadimento H-->tau-tau-->leptone-adrone in collisioni a 7 TeV in ATLAS.

Si presentano i risultati della ricerca di SM Higgs che decadono in due tau, dove uno decade leptonicamente e l'altro adronicamente nei dati di ATLAS a 7 TeV corrispondenti a una luminosita' di 4.7 fb-1. Il numero di eventi osservato e' consistente con la stima dei fondi. Limiti di esclusione sulla sezione d'urto di produzione moltiplicata per il branching ratio sono derivati in funzione della massa dell'Higgs.

Speaker: Dr Sofia Consonni (MILANO)

33 Ricerca di SM Higgs nel canale di decadimento H->gamma gamma in ATLAS

E' stata effettuata una ricerca nel canale di Higgs nel canale di decadimento in due fotoni. I dati usati corrispondono ad una luminosita' integrata di 4.9 fb-1 raccolti col rivelatore ATLAS ad LHC in collisioni protone-protone ad una energia nel centro di massa di sqrt(s) = 7 TeV. Si osserva un eccesso di eventi rispetto alla ipotesi di solo fondo ad una mass di circa 126 GeV.

Speaker: Dr Ruggero Turra (MILANO)

34 Ricerche di Supersimmetria ad ATLAS a LHC

La Supersimmetria con grande mixing tra i fermioni scalari left e right predice che i partners piu' leggeri dei fermioni SM appartengano alla terza generazione. Inoltre, argomenti di naturalezza favoriscono masse dello stop non troppo lontane da quella del quark top. Questo talk presenta lo stato delle ricerche di particelle Supersimmetriche nei dati raccolti nel 2011 dall'esperimento ATLAS a LHC, in collisione protone protone a sqrt(s)=7 TeV. E' stato possibile porre limiti stringenti sulle masse di molte particelle supersimmetriche e in particolare estendere la ricerca ai partner scalari della terza generazione, sia nella produzione diretta che in quella mediata da gluini o squarks.

Speaker: Dr Federico Meloni (MILANO)

35 Search for a Standard Model Higgs in the mass range 200-600 GeV in the channel H-->ZZ-->llqq with the ATLAS detector

This talk describes the search for the Standard Model Higgs boson decaying via the channel H → ZZ → l+l-qq, where l = e or mu. The analysis was developed considering separately two Higgs boson mass ranges: High Mass (200-600GeV) and, for the first time, the Low Mass range (120-200GeV) using 4.7 fb-1 of pp collision data recorded by the ATLAS experiment at the LHC. Events with two b-tagged jets, which have a better signal-to-background ratio, are treated as a separate channel to improve the sensitivity of the search.

Speaker: Dr Arturo Sanchez Pineda (NAPOLI)

36 Search for Hidden Higgs decays in the ATLAS detector

Hidden Valley models predict Higgs decays to neutral particles. These particles can be also long lived with decay paths comparable to the LHC detectors dimensions. Decay final states consist of collimated leptons (Lepton Jets) or heavy flavors. Results are presented of a search for Higgs decays to long lived particles in the ATLAS detector at the LHC with a 7 TeV center of mass energy, based on ~2fb-1 data collected during 2011.

Speaker: Dr Andrea Gabrielli (ROMA1)

37 Search for new physics with same-sign isolated dilepton events in CMS

An inclusive search for the presence of new physics in events with two isolated same sign leptons, using the rst 4.7 fb$^-1$ of certified CMS data taken in 2011 is presented. The topology is sensitive to many models beyond the standard model like supersymmetric models, extra dimensions, heavy majorana neutrinos and double charged higgs. No excess of data with respect the Standard Model predictions is seen and the results are interpreted as limits on the parameters describing the BSM models.

Speaker: Aniello Spiezia (Perugia)

38 Search for the Bs and B0 decays to dimuons with the CMS experiment

A search for the rare decays Bs -> Mu Mu and B0 -> Mu Mu performed in pp collisions at sqrt(s) = 7 TeV is presented. The data sample, collected by the CMS experiment at the LHC, corresponds to an integrated luminosity of about 5 fb-1, corresponding to all 2011 data taking.

Speaker: Luca Martini (Pisa)

39 Search for the Standard Model Higgs boson decay H ->ZZ-> l+l- qq

A search for the standard model (SM) Higgs boson decaying into two Z bosons with a subsequent decay into two leptons and two quark jets, H → ZZ → l−l+qq, is presented. The search is performed in a data sample corresponding to an integrated luminosity of 4.6fb-1, collected with the Compact Muon Solenoid (CMS) detector at the Large Hadron Collider (LHC) at CERN, in proton-proton collisions at the centre-of-mass energy of 7TeV. Discrimination of signal from background events is based on a kinematic selection. Further background rejection is achieved by exploiting the different angular distribution of Higgs boson signal with respect to background. No evidence for the Higgs boson is found, and upper limits on the Higgs boson production cross section are set between 130 and 600 GeV mass.

Speaker: Annapaola De Cosa (Napoli)

40 Search for the Standard Model Higgs boson decaying to di-tau channel in the fully hadronic channel in the ATLAS experiment

A search for the SM Higgs boson decaying into a pair of tau leptons performed with the ATLAS detector at the LHC is presented. The analysis is based on proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 7 TeV. The data sample corresponds to an integrated luminosity of 4.7 fb-1, and focuses on final states where both tau leptons decay hadronically. The analysis searches a SM Higgs boson with a mass in the range 100 ≤ mH ≤ 150 GeV. After signal selection, the observed number of events is consistent with the total background estimate, which is evaluated using a combination of Monte Carlo and data-driven techniques. An exclusion limit for the SM Higgs boson production is derived as a function of its mass. No significant excess of events is observed over the expected background in the mass range of this study.

Speaker: Zinonas Zinonos (PI)

41 Search for the standard model Higgs boson in associated WH production in the emutau and mumutau final states

At the LHC, the Standard Model Higgs boson is expected to be produced mainly from gluon and vector boson fusion. A secondary process is the Higgs production in association with vector bosons which, despite the lower cross section, provides an additional sensitive channel thanks to the higher background rejection achieved through the additional highly energetic leptons from the W/Z decays. Moreover, in the light mass region, Higgs decay into τ-lepton pairs has the second highest braching ratio, after the decay in bbbar (more difficult to reconstruct). For these reasons, a search for the WH production, where the Higgs decays into tau pairs, has been performed based on data collected with the CMS detector during 2011 and corresponding to an integrated luminosity of 4.7 fb-1. A full data-driven background estimation, based on a lepton fake rate technique, is also presented. The data are found to be consistent with the expected Standard Model background, therefore, upper limits at 95% CL on the WH production cross section are set.

Speaker: Cesare Calabria (Bari)

42 SEARCH FOR THE STANDARS MODEL HIGGS BOSON AT CMS IN THE 4-LEPTON CHANNEL

One of the main targets of the CMS experiment is to search for the Standard Model Higgs boson. The 4-lepton channel (from the Higgs decay h → ZZ*→4l, l = e,mu) is one of the most promising. The analysis is based on the identification of two opposite-sign, same-flavor lepton pairs: leptons are required to be isolated and to come from the same primary vertex. The Higgs would be statistically revealed by the presence of a resonance peak in the 4-lepton invariant mass distribution. The Higgs mass is a free parameter of the Standard Model, and the 4-lepton channel search is sensitive almost in all mass range. With data collected in 2010 and 2011 (4.7 fb-1 at √s = 7 TeV) the Higgs has been excluded in a wide region of mass at 95% of confidence level. The 4-lepton analysis will be presented, spanning on its most important aspects: lepton identification, variables of isolation, impact parameter, kinematics, event selection, background control and statistical analysis with data-MC comparison.

Speaker: Federica Primavera (Bologna)

43 Searches for natural Supersymmetry in high multiplicity events with CMS

We present searches for Supersymmetry performed by the CMS collaboration in events with high multiplicities of jets and b-tagged jets, characteristic of the decays of heavy, pair-produced stops, sbottoms and gluinos.

Speaker: Tito D'Agnolo (Pisa)

44 Studio dei decadimenti a tre corpi senza charm del mesone $B$ a LHCb

Lo studio dei decadimenti dei mesoni B in tre corpi senza charm nello stato finale $B \to h h h$ \`e di fondamentale importanza non solo per confermare le misure di violazione di CP effettuate alle B-factories ma anche per fornire indizi di possibile fisica oltre il Modello Standard. All'esperimento LHCb, l'elevata statistica raccolta durante la presa dati del 2010 e 2011, corrispondente ad una luminosit\`a integrata maggiore di $1\;{\rm fb^{-1}}$, permette di effettuare misure molto precise. Inoltre i decadimenti barionici in tre corpi offrono la possibilit\`a di studiare risonanze intermedie, come stati di charmonio che decadono in $p\bar p$ ma anche barioni $\Lambda$ eccitati e possibili stati esotici. Verranno presentate le diverse analisi effettuate a LHCb su decadimenti senza charm in tre corpi e sui loro contributi di charmonio.

Speaker: Roberta Cardinale (GE, CERN)

45 Study of W and jets associated production with CMS

We present a study on the associated production of hadronic jets and W bosons in proton-proton collisions at the center of mass energy of 7 TeV using the data collected by the CMS experiment at the LHC. The associated production of vector bosons and jets provides a stringent and important test of perturbative QCD calculations and it is an important background in searches for new physics and in studies about the top quark. We show results on multiplicity and transverse momentum distributions of jets and we report on the measurements of the cross section ratios $\sigma(W + \ge n jets)/ \sigma(W)$ and $\sigma(W + \ge (n + 1) jets)/ \sigma(W + \ge n jets)$, where n is the number of jets reconstructed with a threshold of 30 GeV. We finally report on the results for the W charge asymmetry as a function of the number of jets.

Speaker: Sandro Gonzi (Firenze)

46 The ATLAS ZDC detector

The Zero Degree Calorimeter (ZDC) of the ATLAS experiment at CERN is placed in the TAN of the LHC collider, covering the pseudorapidity region higher than 8.3. It is composed by 2 calorimeters, each one longitudinally segmented in 4 modules, located at 140 m from the IP exactly on the beam axis. The ZDC is mainly used for heavy ion physics, as it provides information about the collision impact parameter and it is a trigger in ultra-peripheral collisions. The ZDC can also detect neutral particles during pp collisions and it is a tool for diffractive physics. Here we present some preliminary results on the ZDC performance for the detection of photons, neutrons and pi0s obtained using Pb-Pb and p-p collision data. First the pi0 reconstruction will be used for the detector calibration with photons, then we will show preliminary results on the forward photon energy distribution in p-p collisions. Finally we will present the detector performance using monochromatic neutrons in heavy ion collisions.

Speaker: Dr Simone Monzani (BOLOGNA)

47 The CMS ECAL performance and the impact on the Higgs searches in the di-photon final state

The di-photon final state is a fundamental channel in the search of the SM Higgs boson and the current status of the analysis will be described together with the most recent results. The method used to measure the energy resolution of the CMS electromagnetic calorimeter (ECAL) with a pure sample of electrons and the performance obtained with 2011 data together with the prospectives for the 2012 will be described.

Speaker: Shervin Nourbakhsh (Roma1)

48 Theoretical aspects of the H -> WW -> l nu l nu analysis at the LHC

La ricerca del bosone di Higgs nel canale H -> WW -> lνlν e' affetta da incertezze teoriche sia sul segnale che sui possibili fondi. Le incertezze sul segnale hanno un impatto non trascurabile sul potere di esclusione e sulla compatibilità' tra un eccesso osservato e l'ipotesi teorica. L'incertezza sui fondi si riflette invece principalmente sulla significanza di un possibile eccesso osservato. In questo contributo saranno descritte le tecniche utilizzate per stimare le incertezze teoriche associate alle sezioni d'urto di produzione e rate di decadimento di segnale e fondi, saranno presentati i risultati ottenuti e saranno discussi gli effetti che questi comportano sul potenziale di scoperta del bosone di Higgs a LHC, con particolare attenzione all'esperimento ATLAS.

Speaker: Ms Sara Diglio (University of Melbourne)

49 Un nuovo approccio model-independent per ricerche di nuova fisica in ATLAS

Vi sono forti motivationi teoriche per ritenere il Modello Standard incompleto, ed estenderlo con particelle ed interazioni che si dovrebbero manifestare alla scala del TeV. Molte estensioni del Modello Standard Model sono state proposte; la grande varietà di modelli possibili rende però difficile (se non impossibile) una sistematica analisi di ognuno di essi. Inoltre non esiste nessuna garanzia che la natura si comporti effettivamente come previsto da uno dei tanti modelli. L'approccio innovativo seguito in questo lavoro non assume nessun modello specfico, ma unicamente che il segnale di nuova fisica si manifesti ad alta energia/impulsi traversi. Gli eventi raccolti vengono suddivisi in classi esclusive in base al loro stato finale; definito dal numero e tipo di oggetti ricostruiti: jet, b-jet, elettroni, muoni o fotoni, permettendo quindi di esplorare tutte le possibili combinazioni di oggetti presenti nei dati. In una seconda fase dell'analisi, un algoritmo statistico viene usato per fare uno scan della distribuzione di Massa Effettiva (definita come la somma del momento trasverso di ogni oggetto ricostruito più l'energia mancante) in ogni classe, per determinarne la regione di massima discrepanza tra gli eventi osservati e quelli aspettati (ottenuti dal Montecarlo), considerando sia le incertezze statistiche che sistematiche. La significanza cosi ottenuta viene corretta, attraverso esperimenti simulati, per il gran numero di test statistici effettuati. Durante il talk verranno presentati risultati preliminari dell'analisi ottenuti con 4.713pb-1 di dati raccolti durante il 2011.

Speaker: Mr Simone Amoroso (University of Freiburg)

50 Z0 forward-backward asymmetry measurement and extraction of sin^2theta_W in pp->Z/gamma*->mu+mu- events with the ATLAS experiment at LHC

The V-A nature of the electroweak current leads to an asymmetry in the lepton polar angle distribution in the rest frame of Z/γ* : the measurement of such a quantity, around the Z pole, can provide a precise determination of the weak mixing angle of the Standard Model and other parameters of the electroweak theory, such as the Amu coupling of the muon to the Z. In this contribution, the asymmetry measurement in the muon channel will be presented with data collected with the ATLAS experiment during 2011 together with the measurement of the weak mixing angle obtained from the asymmetry distribution around the Z pole.

Speaker: Dr Giulio Cornelio Grossi (ROMA2)

Poster GCGrossi_IFAE2012.pdf

Thursday 12 April

Ioni pesanti

51 ALICE Results on Heavy Ion Physics at the LHC

ALICE is a multipurpose detector for high-energy nucleus-nucleus physics at the CERN Large Hadron Collider (LHC). In November 2010, ALICE took its first Pb-Pb data at the centre of mass energy of 2.76 TeV per nucleon pair; reference data in proton-proton collisions at the same energy and at 7 TeV were collected in 2010 and 2011. A second, higher statistics Pb-Pb run took place in Fall 2011. This talk gives an overview of the main physics results obtained with these data. In particular, I will present results on identified charged and strange particle transverse momentum spectra, on anisotropic flow of produced particles, on open heavy flavour and quarkonia production in Pb-Pb collisions, compared to pp collisions. The first Pb-Pb results from ALICE at LHC suggest a smooth evolution of global (bulk) event characteristics from RHIC to LHC energies. They indicate that matter created in these collisions, while initially much larger and hotter, still behaves like a very strongly interacting, almost perfect liquid. On the other hand, first results from “hard probes”, namely high pt hadrons, open heavy flavour and quarkonia production, provide novelties, surprises and challenges for theory.

Speaker: Giuseppe Eugenio Bruno (BA)

Slides Bruno_IFAE2012.pptx

52 Measurement of charm suppression in Pb-Pb collisions via D mesons reconstruction in ALICE

Lo scopo principale dell'esperimento ALICE è lo studio delle proprietà della materia fortemente interagente nello stato deconfinato ad elevate densità, formato in collisioni Pb-Pb a LHC. L'esperimento ALICE ha collezionato dati di collisioni Pb-Pb ad un energia di 2.76 TeV per coppia di nucleoni e dati p-p a 7 TeV e 2.76 TeV. In collisioni Pb-Pb, i quark pesanti sono importanti sonde per testare le proprietà del mezzo, visto che sono formati in un tempo precedente rispetto a quello di formazione della materia decofinata. Questi quark possono quindi interagire con il mezzo e perdere energia per collisione con altri partoni ed emissioni di gluoni. Il fattore di modificazione nucleare (Raa), ottenuto confrontando la produzione di quark pesanti in collisioni p-p e Pb-Pb, permette di misurare l'effetto di perdita di energia nel mezzo. Verrà presentata, quindi, la prima misura di soppressione di particelle open charm ad alto momento in collisioni tra ioni centrali, ottenuta ricostruendo i mesoni D attraverso il loro decadimento adronico.

Speaker: Davide Caffarri (PD)

Slides DCaffarri_DmesonIFAE_120412.pdf

53 Produzione di mesoni vettori in collisioni p-p a sqrt(s) = 7 TeV, misurata con il rivelatore ALICE

La produzione di mesoni vettori leggeri (rho, omega, phi) fornisce informazioni chiave sullo stato della materia che interagisce fortemente in condizioni estreme di temperatura e densità e che è prodotta nelle collisioni di ioni pesanti ad alta energia. Tra essi, l'aumento di stranezza può essere misurato direttamente a partire dalla produzione del mesone phi, mentre la misura della funzione spettrale della rho può essere usata per rivelare modifiche delle proprietà degli adroni nel mezzo denso. La produzione di mesoni vettori in collisioni p-p fornisce un riferimento per questi studi. Inoltre, essa è interessante anche di per sé, in quanto può essere utilizzata per adattare i parametri dei modelli di produzione di particelle al range energetico finora inesplorato di LHC. I mesoni vettori possono essere rivelati tramite il loro decadimento in coppie di muoni, tramite lo spettrometro per muoni di ALICE. Presentiamo qui gli spettri di impulso trasverso di phi e rho+omega in collisioni p-p a 7 TeV, così come la sezione d'urto di produzione assoluta. Discuteremo anche i primi segnali e le prospettive di analisi per lo studio di mesoni vettori in collisioni Pb-Pb a sqrt(s) = 2.76 TeV.

Speaker: Ester Anna Rita Casula (CA)

Slides ifae2012.pdf

54 Multi-strange baryon production at mid-rapidity in Pb-Pb collisions at √sNN = 2.76 TeV with ALICE

ALICE è un esperimento progettato per misurare le proprietà della materia fortemente interagente creata in collisioni tra ioni pesanti ad LHC. A partire dal 2010, l'esperimento ha raccolto dati da collisioni con energia nel centro di massa per coppia di nucleoni pari a 2.76 TeV, con un fattore 14 maggiore rispetto ai precedenti studi realizzati presso RHIC. La misura di produzione di particelle con stranezza multipla è uno strumento fondamentale per studiare la materia in condizioni estreme di temperatura e densità di energia, creata nelle collisioni ultra-relativistiche tra nuclei: in particolare, una delle prime storiche segnature dell'avvenuta formazione di uno stato deconfinato è stata l'incremento nella produzione di particelle con contenuto di stranezza, ed in particolare gli anti-barioni a stranezza multipla, in tali collisioni rispetto a quanto misurato in interazioni adroniche ordinarie. In questo contributo sono mostrati gli spettri in impulso trasverso, nella regione centrale di rapidità, dei barioni carichi Ξ e Ω nell'intero intervallo di centralità 0-90% così come in quattro sotto classi di centralità. Gli incrementi di stranezza rispetto a collisioni pp alla stessa energia nel centro di massa sono stati studiati in funzione del numero medio di nucleoni partecipanti. I risultati sono confrontati con quelli ottenuti nelle corrispondenti misure realizzate alle energie di SPS e RHIC.

Speaker: Dr Domenico Colella (BA)

Slides IFAE-Colella.pdf

55 Fisica degli ioni pesanti a LHC: presente e futuro

Passero' in rassegna i risultati principali sulla fisica degli ioni pesanti ottenuti dagli esperimenti LHC (ALICE, ATLAS e CMS) con le prese dati Pb-Pb del 2010 e 2011. Discutero' il potenziale di fisica per i prossimi anni, a partire dalla presa dati p-Pb e continuando con i previsti miglioramenti degli apparati sperimentali, volti a sfruttare un aumento di un ordine di grandezza della luminosita' di LHC.

Speaker: Luciano Ramello (Universita' del Piemonte Orientale e INFN)

Slides Ramello_IFAE2012.ppt

56 UHECR maps over TeV gamma anisotropy: Are most UHECR heavy radioactive nuclei in our galaxy?

La correlazione tra UHECR e anisotropie gamma suggeriscono, escludendo Cen A, sorgenti di UHECR locali e galattiche. Le anisotropie gamma al TeV rivelate da ARGO nel Nord celeste e da ICECUBE nel cielo Sud non possono pero associarsi a nuclei o nucleoni, troppo deflessi e isolati dai campi magnetici galattici; tali anisotropie al TeV possono tuttavia associarsi a radioattivita' (centinaia di KeV) dei nuclei di Nickel o Cobalto essi stessi UHECR ultrarelativistici. L'area ed i clustering UHECR di Cen A si giustifica come unica dominante sorgente AGN extragalattica che emette solo UHECR di natura nuclei leggeri. I rimanenti UHECR sarebbero maggiormente galattici (o dalle galassie vicine quali la Nube di Magellano) e formate da nuclei pesanti radioattive. I secondari di tali UHECR fornirebbero le anisotropie Gamma e di Neutrini al TeV-PeV, forse meglio rivelabili grazie al sapore tau, molto meno inquinato del sapore muonico di natura atmosferica.

Speaker: Prof. Daniele Fargion (ROMA1)

Slides PICO-2-FARGION-IFAE-12-4-2012.ppt

10:05 Pausa caffe'

Astroparticelle

57 I telescopi MAGIC: status e risultati scientifici

I telescopi MAGIC sono due IACT (Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes) situati nell'isola di La Palma, alle Canarie. Il primo telescopio, MAGIC I, è operativo dal 2004, mentre il secondo, denominato MAGIC II, è stato inaugurato nel settembre 2009; da allora, i due strumenti operano simultaneamente, e prendono dati in modo stereoscopico. Contraddistinti da una superficie riflettente di 17 metri di diametro e da un'elettronica ultra-veloce, la caratteristica più importante dei telescopi MAGIC è la loro soglia in energia (~ 50 GeV), la più bassa tra gli IACT attualmente esistenti. Questa soglia particolarmente bassa permette una sovrapposizione degli spettri osservati con quelli raccolti dai satelliti gamma, la cui coda si estende fino a un centinaio di GeV. In questo contributo saranno presentati i principali risultati scientifici ottenuti recentemente da MAGIC, sia nell'osservazione di oggetti galattici che extragalattici, e le prospettive future.

Speaker: Dr Elisa Prandini (PD)

Slides 2012-04_IFAE_Ferrara.pptx

58 Highlights from the ARGO-YBJ experiment

L'esperimento ARGO-YBJ e' in presa dati stabile e con alto duty-cycle (>85%) da Novembre 2007 nel Laboratorio di Yangbajing ( Tibet, 4300 m). Ha sinora raccolto piu' di 300 miliardi di eventi di sciami atmosferici originati dalla radiazione cosmica primaria ( raggi cosmici carichi e fotoni) nell'intervallo di energia da qualche centinaio di GeV sino al PeV. Nel talk saranno presentati i risultati ottenuti dall'analisi di questi eventi riguardanti la fisica dei raggi cosmici,la gamma astronomia,la fisica dell'eliosfera e le interazioni adroniche ad alta energia.

Speaker: Benedetto D'Ettorre Piazzoli (NA)

Slides B_dettorre.ppt

59 L'esperimento AMS-02 sulla Stazione Spaziale Internazionale

AMS-02 (Alpha Magnetic Spectrometer) è un rivelatore di particelle progettato per operare nello spazio, all'esterno della Stazione Spaziale Internazionale (ISS).Il suo lancio e la successiva installazione sulla ISS sono avvenuti con successo il 16 Maggio 2011 con la missione spaziale ST-134, penultima missione dello shuttle. L'apparato e' acceso e totalmente operativo dal 20 Maggio ed ha raccolto in 9 mesi oltre 13 miliardi di eventi. Nei 10-20 anni di operatività' si stima di raccogliere circa 160-320 miliardi di eventi consentendo di raggiungere una sensibilità' senza precedenti nella ricerca di nuova fisica nello spazio.

Speaker: Giovanni Gallucci (PI)

Slides G_Gallucci.pdf

60 Results from the LHCf experiment

LHCf is an experiment designed to study the very forward production of neutral particles produced in collisions at the LHC. Its results will be useful to calibrate the hadron interaction models of the Monte Carlo codes which are used for the interpretation of energy spectrum and composition of high-energy cosmic rays as measured by air-shower ground arrays. The experiment has already completed taking data in proton-proton collisions at sqrt(s) = 900 GeV and at sqrt(s) = 7 TeV during 2009 and 2010. The detectors are now being upgraded and they will be installed again in the LHC tunnel for proton-ion collisions at the end of this year, and for future operation with protons at sqrt(s) = 14 TeV. Results about photon and neutral pion spectra, and comparisons with the predictions obtained from MC simulations will be reported.

Speaker: Massimo Bongi (INFN - Sezione di Firenze)

Slides M_Bongi.pdf.pdf

Slides - pdf 20120412_Bongi_IFAE2012.pdf

61 Gravitational wave emission by millisecond accreting neutron stars

La rotazione differenziale indotta dall'instabilità r-mode può generare campi magnetici toroidali molto intensi nel nucleo delle stelle di neutroni rapidamente rotanti. I campi magnetici generati possono raggiungere intensità dell'ordine di 10^{14} G portando ad una deformazione significativa della stella. Se l'asse di simmetria del campo magnetico non è allineato con l'asse di rotazione, la stella emette onde gravitazionali. Questo meccanismo potrebbe spiegare il limite superiore delle frequenze di rotazione delle stelle di neutroni che accrescono massa nei sistemi binari.

Speaker: Carmine Cuofano (Università di Ferrara)

Slides C_Cuofano.ppt

62 Ricerca di "Dark Forces" a KLOE

Recenti osservazioni in ambito astrofisico non mostrano una chiara interpretazione in termini del modello standard (MS). Tra queste evidenze sperimentali ci sono, ad esempio, l'eccesso di positroni nei CR riportato da PAMELA e il flusso totale di elettroni e positroni misurato da ATIC, FERMI e HESS. \\ Benchè esistano differenti teorie in grado di spiegare questi fenomeni, una estensione dello MS dà una possibile interpretazione unica tramite processi di produzione e annichilazione di materia oscura (DM); in tal contesto, è introdotta una nuova simmetria di gauge, debolmente accoppiata con Modello Standard tramite un meccanismo di mixing tra il fotone e il nuovo mediatore di forza, il bosone vettore U. Le caratteristiche aspettate per questo bosone vettore, cioe' massa dell'ordine del GeV e costante di accoppiamento della carica elettrica $\epsilon \sim 10^{-3}$, fanno si' che possa essere prodotto ad esperimenti di basse energie. \noindent L'esperimento KLOE, che ha raccolto una statistica di circa 2.5 fb$^{-1}$ alla massa del mesone $\phi$ puo' contribuire alla ricerca del bosone U tramite 3 diversi canali di produzione: \begin{itemize} \item Decadimenti dei mesoni leggeri, come ad esempio $\phi\to\eta U$, $\eta/\pi^0\to U\gamma$; \item produzione diretta del bosone U tramite $e^+e^-\rightarrow U\gamma$; \item h$'$ strahlung: $e^+e^-\rightarrow U^* \rightarrow Uh'$, nell'ipotesi in cui la nuova simmetria sia spontaneamente rotta tramite un meccanismo alla Higgs. \end{itemize} \noindent Con un campione di 1.5 fb-1, e' stato studiato il decadimento $\phi\to\eta U$, utilizzando lo stato finale $\eta\to\pi^+\pi^-\pi^0$, $U\to e^+ e^-$. Semplici tagli di analisi forniscono circa 14,000 eventi di fondo irriducibile dovuto al decadimento radiativo $\phi\to\eta e^+ e^-$, mentre il contributo di altri canali di decadimento e' trascurabile. La massa invariante della coppia $e^+ e^-$ e' stata utilizzata per ottenere un limite superiore per il processo $\phi\to\eta U$. Il plot di esclusione risultante copre l'intervallo di massa $5<M_U<470$ MeV, migliorando considerevolmente i limiti esistenti in un ampio intervallo di massa. Il limite superiore ottenuto sul rapporto tra l'accoppiamento del bosone U e la costante di struttura fine di $\alpha'/\alpha \leq 2\times 10^{-5}$ al 90\% di C.L. nell'intervallo 50$<$M$_U$$<$420 MeV. \noindent Per migliorare il limite ottenuto, studi preliminari sono in corso utilizzando i canali di decadimento $\eta\to\pi^0\pi^0\pi^0$, $\eta\to\gamma\gamma$, in modo da coprire il 95\% della frazione di decadimento del mesone $\eta$. Tramite fit combinato sarà possibile ridurre considerevolmente il limite inferiore su tutto l'intervallo di massa.

Speaker: Dr Ivano Sarra (LNF)

Slides sarra-IFAE.pdf

63 CTA - Il progetto per una nuova generazione di telescopi Cherenkov

I raggi gamma forniscono un potente mezzo per studiare l'emissione non-termica dell'Universo e possibilmente una unica opportunita' per studiare la fisica al di la' de Modello Standard. Gli esperimenti attuali stano gia' producendo importanti risultati nella fisica dell'accelerazione dei raggi cosmici in resti di Supernova, pulsar e nuclei galattici attivi, con piu' di 100 sorgenti osservate nel regime del TeV finora. Nonostante la sua solo recente apparizione, l'astronomia delle alte energie ha dimostrato di aver raggiunto un maturo livello tecnologico, con la realizzazione di telescopi di veloce costruzione, relativamente economici e robusti. L'obbiettivo di una installazione futura e' di aumentare la sensibilita' di un fattore 10 rispetto ai telescopi attuali, e allargare il rango energetico dalle decine di GeV alla decine di TeV. Gli spettri gamma di origine astrofisica sono generalmente molto ripidi, e quindi un array di telescopi di due-tre dimensioni e' necessario per coprire un ampio rango di energia. In questo contributo, si presenta il progetto Cherenkov Telescope Array (CTA) per una nuova generazione di telescopi altamente automatizzati per la astronomia gamma. Si discuteranno lo status del progetto, alcune soluzioni tecniche, e una carrellata sulle opportunita' scientifiche della installazione.

Speaker: Dr Michele Doro (Universitat Autonoma de Barcelona)

Slides doro_2012_ifae_cta.pdf

64 The Air Microwave Yield (AMY) experiment to measure the GHz emission from air shower plasmas.

Scopo dell’esperimento AMY è misurare e caratterizzare la radiazione emessa dal plasma indotto in aria da un fascio di elettroni . Da qui la possibilità di sviluppare nuove tecniche di rivelazione dei raggi cosmici ad alta energia. I risultati di un primo test su fascio alla Beam Test Facility (BTF) dei Laboratori Nazionali di Frascati vengono presentati e discussi. Le misure sono state eseguite con un fascio di elettroni a 510 MeV in un intervallo di frequenze compreso tra 1 e 20 GHz.

Speaker: Maria Rita Coluccia (Universita' del Salento - INFN Lecce)

Slides M_coluccia.ppt

65 FERMI: risultati e prospettive

Speaker: Gino Tosti (Universita' e INFN Perugia)

Slides Tosti_Fermi_ifae2012_v0.pdf

66 Lo stato della ricerca di materia oscura

We review recent developments in direct and indirect searches for weakly interacting massive particles (WIMPs) as candidates for the dark matter component of the Universe. We discuss the impact of updated limits and indications of signals on the underlying theoretical framework, taking into account also the latest results from collider searches for physics beyond the standard model. Prospects for the future are summarized.

Speaker: Prof. Piero Ullio (SISSA)

Slides ullio-ifae2012.pdf

13:15 Pausa pranzo

Modello Standard e oltre

67 Prospettive della fisica del flavour alle future macchine acceleratrici

An intense experimental activity in flavor physics is programmed for the next decade. I discuss why and how this activity could contribute to the global effort of going beyond the Standard Model.

Speaker: Marco Ciuchini (ROMA3)

Slides M_Ciuchini.pdf

68 Combination of the searches for the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC using up to 4.9 fb−1 of pp collision data at sqrt(s) = 7 TeV

A preliminary combination of Standard Model Higgs boson searches with the ATLAS experiment, in a dataset corresponding to an integrated luminosity of 4.6 to 4.9 fb−1 of pp collision data collected at √s = 7 TeV at the LHC, is presented. A Standard Model Higgs boson is excluded at the 95% confidence level (CL) in the mass ranges from 110.0 GeV to 117.5 GeV, 118.5 GeV to 122.5 GeV, and 129 GeV to 539 GeV, while the range 120 GeV to 555 GeV is expected to be excluded in the absence of a signal. The mass regions be- tween 130 GeV and 486 GeV are excluded at the 99% CL. An excess of events is observed around mH∼126 GeV with a local significance of 2.5σ, where the expected significance in the presence of a Standard Model Higgs boson for that mass hypothesis is 2.9σ. The global probability for such an excess to occur in the full search mass range 110-600 GeV is a approximately 30%, decreasing to 10% when restricted to the range 110-146 GeV.

Speaker: Andrea Messina (ROMA1)

Slides AtlasHiggsSearchesMessina.pdf

69 Ricerca di Higgs a CMS

The methods and results of the searches for the Standard Model scalar boson predicted by the Higgs mechanism will be described. The analysis is based on 5 fb-1 of proton-proton collision data collected with the CMS detector at LHC at 7 TeV centre-of-mass energy in 2011. The results of these searches exclude at 95% CL a large Higgs boson mass range. At low mass, between approximately the limit set by LEP experiments, 115 GeV and about 130 GeV, we observe some excess in the data that will be described.

Speaker: Emanuele Di Marco (Caltech)

Slides ifae2012-dimarco.pdf

70 Higgs nel canale WH-> lv bb a CDF

We present the result of the search for a low mass Higgs boson produced in association with a $W$ boson at a center-of-mass energy of $\sqrt{s}=$1.96~TeV with the CDF detectors at the Tevatron $p\bar{p}$ collider. The analysis is performed on the complete CDF dataset (9.4~fb$^{-1}$ of integrated luminosity) in events containing one lepton, transverse energy imbalance and two or three b-quark enriched jets. This is the most sensitive single channel search for the Higgs boson at the Tevatron and a small, broad, excess of events is observed in the range $100<M_H<130$~GeV/c$^2$ over the background expectation.

Speaker: Federico Sforza (Sezione INFN e Universita' di Pisa)

Slides wh_ifae.pdf

71 ATLAS search for the decay H->WW

We report the recent results for the Standard Model Higgs Boson searches using 4.7 fb-1 of proton-proton collisions data at sqrt(s)=7TeV, recorded with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider. The analysis considers decay channels H->WW->lvlv and H->WW->lvjj where l = (e or mu) with final states containing charged leptons, jets, and missing transverse energy. The event selection, the background composition extraction methods and the evaluation of systematics are detailed. No significant excess of events is observed over the expected background and limits on the Higgs boson production cross section are derived for a Higgs boson mass in the range 100 GeV - 600 GeV.

Speaker: Dr Michela Biglietti (ROMA3)

Slides IFAE_biglietti.pdf

72 Search for H ->tau tau in production processes in association with jets in CMS

The analysis performed on the data collected by CMS during 2011, has excluded at 95% CL the possible existence of a SM-like Higgs boson in most of the mass region that has been explored, except for a window from 110 to 128 Gev/c2 In the search for a light Higgs boson, the di- nal state plays a crucial role, thanks to its sizeable branching ratio and to the expected relatively low background contaminations. In addition, couplings to tau leptons are favored in the Minimal Supersymmetric Stan- dard Model (MSSM), making the di- channel sensitive to BSM Higgs bosons as well. The production in association with jets, namely the Vector Boson Fusion (VBF) in the SM and b-quark associated production in the MSSM, presents a better signal-to-background ratio with respect to the gluon-fusion process, despite the low eciency due to the selection of the signature jets. The inclusion of these production processes in the combined analysis considerably improves the sensitivity of the Higgs search of the tau pair nal state. The CMS results, based on the 2011 Data analysis and corresponding to 4.6 fb􀀀1 are presented and discussed along with the experimental issues related to the reconstruction of events in associated production processes.

Speaker: Riccardo Manzoni (Milano Bicocca)

Slides manzoni_IFAE_2012_Htautau_jets.pdf

73 La massa dell'Higgs è 125GeV. E ora?

I discuss implications of recent data that hints for an Higgs boson at 125 GeV for Higgs properties, for the meta-stability of the SM vacuum, and for supersymmetry

Speaker: Alessandro Strumia (PI)

Slides A_Strumia.pdf

74 Flavour-Changing Decays of a 125 GeV Higgs-like Particle

Gli esperimenti ATLAS e CMS a LHC hanno recentemente segnalato l'osservazione di un possibile eccesso di eventi corrispondenti ad una nuova particella h di massa circa 125 GeV che potrebbe essere il tanto cercato bosone di Higgs, o qualcos'altro. Per identificare la natura di questo possibile segnale bisognerà però studiare gli accoppiamenti di h e misurarli in modo più accurato possibile. In questo lavoro analizziamo i vincoli indiretti sui decadimenti flavour-changing di h analizzando i limiti forniti da processi di flavour di bassa energia. Troviamo che i limiti indiretti nel settore quark impongono vincoli molto forti, da rendere improbabile che ad LHC si possa osservare il decadimento flavour-changing di h in una coppia quark-antiquark. D'altra parte i limiti superiori dai processi leptonici flavour-changing sono più deboli, e quindi le richieste sperimentali meno impegnative. In particolare, troviamo che sia B(h --> tau mu) che B(h --> tau e) possano essere O(10)%, cioè paragonabili a B(h --> tau tau) e potenzialmente osservabili ad LHC.

Speaker: Mr Gianluca Blankenburg (Università Roma Tre - CERN)

Slides Blankenburg-ifae2012.pdf

16:30 Pausa caffe'

Modello Standard e oltre

75 Calcoli di precisione ed incertezze teoriche per le osservabili elettrodeboli ai collisori adronici

Dopo una rassegna sui principali metodi di calcolo perturbativo utilizzati nello studio delle osservabili elettrodeboli ai collisori adronici, verranno presentati alcuni recenti risultati di fenomenologia della produzione di Higgs e Bosoni Vettori.

Speaker: Giuseppe Bozzi (Università di Milano e INFN)

Slides bozzi.pdf

76 Top e oltre

Si discute lo stato della fisica sperimentale del quark top, passando in rassegna alcuni risultati recenti. In particolare vengono presentate le misure della sezione d'urto di produzione di coppie ttbar e di top singolo in collisioni adroniche alle piu' alte energie. Si discutono inoltre le piu' recenti misure della massa del top ed il loro impatto sui test di precisione elettrodeboli. Vengono evidenziati i progressi riguardanti le misure delle proprieta' del top: misura della carica, del rapporto di decadimento in bW, misura della elicita' del W e dell'accoppiamento Wtb. Il ruolo del top nella ricerca di fisica al di la del modello standard viene sottolineato utilizzando alcune recenti misure delle proprieta' di produzione (massa invariante sistema ttbar, asimmetria avanti-indietro).

Speaker: Roberto Tenchini (PI)

Slides TOP_e_oltre.pdf

77 Measurement of total ZZ production cross section and limits on anomalous triple gauge couplings with the ATLAS detector at LHC

In this talk it is presented a measurement of the ZZ → llll production cross section performed by the ATLAS detector in LHC proton-proton collisions at sqrt(s)=7 TeV. Three ZZ decay channels are considered, eeee, eeμμ or μμμμ, including e or μ leptons produced in the τ decay of the Z’s. The results are based on an integrated luminosity of 4.7fb−1 collected by ATLAS in 2011 with a fully operational detector and stable beam conditions. The analysis of di-boson production at the LHC is essential to test the high energy behaviour of electroweak interactions and to search for possible new physics in the bosonic sector. Any deviation from gauge constraints will cause a significant enhancement of the production cross section at high diboson invariant mass (anomalous gauge-boson couplings). Limits on ZZ anomalous triple gauge couplings derived using the cross section alone are also presented.

Speaker: Dr Alberto Mengarelli (BOLOGNA)

Slides Alberto_Mengarelli_IFAE2012.pdf

78 Jets produced in association with W and Z bosons in CMS

The measurement of W and Z plus jets final states allows for stringent tests of perturbative QCD calculations in the contest of the Standard Model and is sensitive to the possible presence of new physics. A study of jet production in association with a vector boson in proton-proton collisions at a 7 TeV center-of-mass energy is presented, using data collected with the CMS detector. The measured jet multiplicity distributions corrected for efficiency and unfolded for detector effects are compared with theoretical predictions. The study includes the measurement of the normalized inclusive rates of jets and of the ratio W/Z. A test of the jet multiplicity scaling at sqrt(s) = 7 TeV is also presented.

Speaker: Andrea Schizzi (Trieste)

Slides andrea_schizzi_vjets_IFAE2012.pdf

79 Rassegna BSM

The ATLAS and CMS experiments have used the LHC data collected in 2011 to search for signals of physics beyond the Standard Model. We review the strategy adopted by the experiments, and summarize the main result with special emphasis on searches for supersymmetric models and on recent results based on the full 2011 statistics.

Speaker: Giacomo Polesello (PV)

Slides polesello_ifae.pdf

80 Search for Z’→ ττ decay with the CMS detector at LHC

A search for high mass resonances decaying into tau pairs is presented using a data sample of pp collisions at sqrt(s) = 7 TeV corresponding to an integrated luminosity of 5 fb−1 collected with the CMS detector at the LHC. The number of observed events is in good agreement with the standard model prediction so an upper limit on the resonance producion cross section is calculated.

Speaker: Francesco Romeo (Perugia)

Slides F_Romeo.pdf

81 Search for charged long-lived heavy particles with the ATLAS experiment at the LHC

We report on the search for charged long-lived heavy particles, predicted by several theories beyond the Standard Model. Such particles are potentially detectable at the LHC, given either their anomalous dE/dx loss measurable in the ATLAS Pixel detector, or their slow motion (beta<1) which can be detected by the Tile Calorimeter, or even their possible muon-likeness identified by the Muon Spectrometer. In particular, the Pixel-based search, measuring the track parameters in the vicinity of the interaction point, is eagerly sensitive to possible metastable particles, or to changes in the charge due to interactions with the detector material, which may make the particles invisible to farther subdetectors. Results of this search on a data sample corresponding to a large fraction of the luminosity collected in 2011 are shown.

Speaker: Elisa Guido (GE)

Slides guido.pdf

20:30 Cena sociale

Friday 13 April

Neutrini

82 Fisica dei neutrini: rassegna teorica

Speaker: Francesco Vissani (LNGS)

Slides F_Vissani.pdf

83 Rassegna sperimentale sulle oscillazioni di neutrini

Le recenti scoperte sulle oscillazioni dei neutrini aprono prospettive molto interessanti per i futuri esperimenti. La misura del valore di theta(13), sia agli acceleratori che ai reattori, definisce uno dei parametri fondamentali del modello standard. Il valore relativamente grande di questo paramentro permette di disegnare nuovi esperimenti per la misura della violazione di CP leptonica meno challenging del previsto. Le anomalie rilevate recentemente in numerosi diversi esperimenti short-baseline potrebbero essere interpretate come la manifestazione di neutrini sterili. Un esperimento short-baseline al CERN potrebbe essere in grado di porre la parola finale su questo argomento utilizzando tecnologie e apparati gia' esistenti.

Speaker: Mauro Mezzetto (PD)

Slides Mezzetto-Ifae.pdf

84 Looking at the Sun's core. CNO and pep solar neutrino detection in Borexino.

Both the first evidences and the first discoveries of neutrino flavor transformation have come from experiments which detected neutrinos from the Sun. Observation of solar neutrinos directly addresses the theory of stellar structure and evolution, which is the basis of the standard solar models (SSMs). The Sun as a well-defined neutrino source also provides extremely important opportunities to investigate nontrivial neutrino properties such as neutrino oscillations and MSW effect, because of the wide range of matter density and the great distance from the Sun to the Earth. The ultra-pure Borexino detector at Laboratori Nazionali del Gran Sasso is designed to perform low energy solar neutrino spectroscopy. Recently, the Borexino experiment has obtained the first direct evidence of the rare proton-electron-proton (pep) fusion reaction in the Sun by the detection of the neutrinos emitted in the process. Borexino has also placed the strongest limit on the flux of the neutrinos emitted in the carbon-nitrogen-oxygen (CNO) cycle. In this seminar, after an introduction to solar neutrinos phenomenology and experiments, I will summarize the novel techniques adopted in Borexino to reduce the cosmogenic and external background contributions and I will describe the physics results obtained.

Speaker: Dr Stefano Davini (GE)

Slides 2012_IFAE-Stefano.Davini-seminar.pdf

85 Recent results from the Antares underwater neutrino telescope

Antares e' un rivelatore di neutrini cosnici di altissima energia ed opera nel Mediterraneo dal 2008. Il programma di fisica dell'esperimento e' focalizzato alla ricerca di sorgenti puntiformi e alla misura del flusso diffuso ma comprende anche la ricerca indiretta di dark matter nel sole e nel centro galattico, la ricerca di neutrini in coincidenza con i GRB, la misura del flusso di neutrini dalle Fermi Bubbles. I risultati preliminari di queste ed altre significative analisi saranno presentati e discussi

Speaker: Giulia De Bonis (Roma La Sapienza)

Slides DeBonis_IFAE_2012.pdf

86 I geo-neutrini: una sonda per esplorare l'interno della Terra.

La Terra è un pianeta per molti aspetti ancora inesplorato ed inaccessibile. Attraverso la sismologia l’uomo è stato in grado di ricostruire il profilo di densità dell’intero pianeta, ma l'esplorazione geochimica diretta dell'interno della Terra è limitata alla crosta ed al mantello superiore. L’energetica e la composizione chimica globali sono questioni ancora aperte per le quali si fatica a trovare risposte basate su misure dirette. I geo-neutrini, gli antineutrini prodotti dai decadimenti beta presenti nelle catene dell’uranio e del torio e nel decadimento del 40K, sono in grado di portare in superficie informazioni relative alla distribuzione di questi elementi nella Terra. I geo-neutrini sono pertanto un modo nuovo per esplorare la composizione chimica dell’intero pianeta Terra. I recenti risultati degli esperimenti KamLAND e Borexino hanno confermato l’esistenza dei geo-neutrini. Nel 2013 SNO+ inizierà a misurare queste sfuggenti particelle. La combinazione dei risultati di queste tre esperimenti contribuirà nei prossimi dieci anni a tratteggiare un quadro basato su misure dirette dell’energetica e della composizione chimica dell’intero pianeta Terra.

Speaker: Dr Fabio Mantovani (FE)

Slides IFAE_Mantovani_12.pdf

87 ICARUS T600: status and perspectives of liquid Argon TPC technology for neutrino physics

ICARUS T600 è attualmente la più grande camera a proiezione temporale (TPC) ad argon liquido mai realizzata: il rivelatore, esposto al fascio di neutrini CNGS del CERN, è in presa dati presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) a partire da maggio 2010. L’eccellente risoluzione spaziale del rivelatore e la sua possibilità di visualizzare in tre dimensioni gli eventi ionizzanti, unite ad una buona ricostruzione calorimetrica e alla possibilità di trattare digitalmente gli eventi, rendono il rivelatore una sorta di "camera a bolle elettronica": per questo ICARUS T600 rappresenta una pietra miliare verso la realizzazione della prossima generazione di TPC ad argon liquido per la fisica del neutrino e la ricerca di eventi rari. Verranno quindi presentati i risultati finora ottenuti dal rivelatore ai LNGS, insieme alla proposta di utilizzare la tecnologia delle TPC ad argon liquido per un nuovo esperimento da svolgersi presso i laboratori del CERN, dedicato alla ricerca di una soluzione dell’enigma dei neutrini sterili portato alla luce dagli esperimenti LSND e MiniBooNE.

Speaker: Dr Gian Luca Raselli (PV)

Slides IFAE_Raselli.pdf

88 NESSiE: ricerca di neutrini sterili al CERN

I risultati recenti sulle oscillazioni dei neutrini con esperimenti di Short-Baseline (SBL), e la rianalisi di esperimenti passati sulla base del ricalcolo del flusso di antineutrini da reattori nucleari, disegnano un quadro non riconciliabile con il modello fenomenologico delle oscillazioni a tre neutrini. Da qui la necessità di avviare un nuovo programma sperimentale per una chiarificazione definitiva, realizzabile con un nuovo fascio SBL al CERN. Il nuovo esperimento proposto per la ricerca di neutrini sterili, NESSIE (Neutrino Experiment with SpectrometerS in Europe), è composto da due spettrometri magnetici in posizioni “Near” e “Far”. Il rivelatore è ottimizzato per la misura dell’impulso e della carica dei muoni prodotti da interazioni a corrente carica di (anti)neutrini. Ogni spettrometro è complementare a un rivelatore ad Argon liquido usato come bersaglio. La particolare configurazione degli spettrometri magnetici consente di misurare la carica e l'impulso dei muoni in un ampio intervallo di energie, da circa 500 MeV fino a diversi GeV, utilizzando sia un magnete in aria che un dipolo in ferro. I rivelatori da utilizzare sono RPC in modalità streamer. Saranno presentate le caratteristiche dei due spettrometri, le prestazioni previste in termini di capacità di identificazione della carica e di misura del momento del muone e la sensibilità dell'esperimento nella determinazione dei parametri di oscillazione in alcuni degli scenari possibili.

Speaker: Dr Gabriele Sirri (BO)

Slides G_Sirri.pptx

89 Prestazioni a bassa soglia e rivelazione coerente di neutrini da supernova in CUORE-0 e CUORE

L'esperimento CUORE (Cryogenic Underground Observatory for Rare Events) è un esperimento bolometrico di circa 1 tonnellata di massa il cui scopo principale è l'osservazione del doppio decadimento beta senza neutrini nell'ossido di tellurio. La grande massa, l'ottima risoluzione energetica, l'alto grado di segmentazione e i livelli bassissimi di fondo ne fanno anche un possibile rivelatore di neutrini emessi durante il collasso di supernovae di tipo II. La rivelazione è possibile sfruttando il meccanismo dello scattering coerente sul nucleo (fenomeno previsto dal modello standard ma mai osservato sperimentalmente e sfruttato per la rivelazione di neutrini), processo che non distingue il sapore del neutrino e presenta sezioni d'urto particolarmente grandi su nuclei pesanti. Poiché la rivelazione dell'interazione avviene attraverso la misura dell'energia di rinculo del nucleo bersaglio, i rivelatori devono operare con soglie molto basse, dell'ordine di pochi keV. Saranno descritte le tecniche implementate per abbassare la soglia dei rivelatori bolometrici dell'esperimento CUORE. Sarà quindi presentato lo studio della sensibilità attesa in CUORE e saranno discussi i possibili miglioramenti in funzione del fondo a bassa energia. Infine verrà descritto un algoritmo dedicato al trigger real-time di un'esplosione di supernova basato sul metodo del rapporto di likelihood.

Speaker: Mr Matteo Biassoni (MIB)

Slides IFAE2012_Biassoni.pdf

10:50 Pausa caffe'

Nuove Tecnologie - 2a parte

90 Tecniche di selezione dei materiali ad alta purezza per esperimenti di fisica degli eventi rari

L'esperimento CUORE0 si colloca nell'ambito della fisica degli eventi rari in cui la ricerca di un segnale molto debole richiede la presenza di un fondo radioattivo molto basso. Tra i metodi passivi di riduzione del fondo riveste un ruolo di grande importanza la selezione dei materiali per la costruzione dell'esperimento in ogni sua parte (cristalli, rivelatori, schermatura ecc...) dal punto di vista della radiopurezza. A questo scopo il laboratorio di radioattività di Milano Bicocca usa diverse tecniche analitiche. In questo contributo discutero' in particolare di HpGeULB Spettroscopia Gamma con Rivelatori al Germanio in configurazione Ultra LOW BACKGROUND e di RNAA Attivazione Neutronica con l'utilizzo di metodi radiochimici per la concentrazione degli elementi di interesse, che hanno consentito di ottenere sensibilità di misura richieste negli esperimento di fiscia degli eventi rari (10^-11 - 10^-13 g/g di 238U e 232Th in materiali solidi). Inoltre descrivero` il lavoro di R&D attualmente in corso per la riduzione del fondo radioattivo di misura con un sistema costituito da due HPGe operante in coincidenza gamma-gamma.

Speaker: Elena Sala (MIB)

Slides E_Sala.pdf

91 Discriminazione di particelle alfa e beta/gamma nei bolometri di TeO2

I cristalli di TeO2 sono usati come rivelatori bolometrici in esperimenti che ricercano il decadimento doppio beta senza l’emissione di neutrini. Data l’estrema rarità di tale processo, anche un minimo numero di eventi di fondo può ridurre sensibilmente le possibilità di identificare il decadimento in esame. Questi eventi di fondo sono originati in gran parte da particelle alfa provenienti da contaminazioni radioattive superficiali del cristallo stesso e dei materiali che lo circondano. Per questo motivo sono state sviluppate complesse tecniche di pulizia al fine di minimizzare tali contaminazioni. Nonostante l’estrema radiopurezza raggiunta, persiste un fondo alfa che si aggira intorno ai 0.01 conteggi/(keV kg anno) e che sembra non poter essere ridotto ulteriormente. L’unico modo per eliminare tali eventi è discriminare le particelle alfa dalle particelle beta/gamma. In questo lavoro viene proposto di operare tale discriminazione rivelando la radiazione Cherenkov, emessa solamente dalle particelle beta, mediante l’utilizzo di sottili bolometri di germanio affacciati al bolometro di TeO2; vengono inoltre presentati i risultati ottenuti utilizzando tale tecnica sperimentale.

Speaker: Mr Nicola Casali (Università degli Studi dell'Aquila)

Slides CasaliNicola.pdf

92 MUNES – Acceleratore ad alta potenza come sorgente neutronica multidisciplinare

Il progetto MUNES (Multidisciplinary Neutron Source) prevede la realizzazione di tre sorgenti neutroniche da acceleratore, due per trattamento Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) e una per caratterizzazione di scorie di terzo livello mediante studi di attivazione. Tale sorgenti si basano su tre componenti chiave, sviluppati negli ultimi anni di attività di ricerca: un iniettore di protoni ad alta intensità che genera un fascio di 80 KeV, un quadrupolo a radiofrequenza (RFQ) in grado di accelerare fino a 40 mA di fascio a 5 MeV, un bersaglio di berillio in grado di convertire il fascio primario in una sorgente neutronica di 1014 n/s d’intensità. Questo acceleratore, unico nel suo genere, apre alla possibilità di generare intense sorgenti neutroniche con fasci primari di bassa energia e alta intensità. Qui sarà presentato lo status del progetto, le criticità residue e una panoramica delle applicazioni principali.

Speaker: Enrico Fagotti (INFN - LNL)

Slides MUNES-IFAE12.pdf

93 !CHAOS: un nuovo approccio al controllo degli Acceleratori di Particelle

Lo sviluppo delle tecnologie web, indotto dalla necessita' di sostenere un sempre crescente rateo di accesso ai dati e di essere compatibili con diverse piattaforme hardware e software, apre nuove prospettive allo sviluppo dei sistemi informatici dedicati al controllo di impianti. Il progetto !CHAOS (Control system based on Higly Abstracted and Open Structure) si propone integrare queste nuove metodiche nella realizzazione di un Sistema di Controllo in grado di operare su contesti altamente diversificati sia per tipologia sia per dimensione e distribuzione geografica. !CHAOS adotta un sistema di distributed memory object caching e una tecnica di memorizzazione basata sulla destrutturazione dei dati — tramite serializzazione binaria — e sulla loro indicizzazione tramite chiave-valore. Questo gli consente di offrire un alto rateo sia per l'aggiornamento ed il recupero dei dati dinamici sia per la realizzazione di uno storico degli stessi su supporti di memoria permanente. La completa astrazione dei servizi implementati e l'adozione di dati destrutturati, consentono la realizzazione di un sistema che puo' essere utilizzato sia dai processi di front-end sia da quelli di interfaccia utente tramite metodi precostituiti all'interno dei quali gli sviluppatori possono produrre il loro codice senza doversi occupare del modo di funzionamento del sistema. Fra i sui molti possibili campi di applicazione, !CHAOS si propone anche come candidato per il controllo di SuperB e del suo detector.

Speaker: Alessandro Stecchi (LNF)

Slides A_Stecchi.pdf

94 Radiation detection based on CVD diamond

Diamond is a semiconductor with outstanding material properties such as high radiation hardness, high free carrier mobilities, very low leakage current, and very high thermal conductivity. Synthetic diamond is therefore a good canditate for very demanding radiation detector applications. The state of the art of Chemical Vapor Deposition (CVD) diamond detector technology is reviewed and its applications in several fields, such as high energy physics, radiotherapy and nuclear fusion reactors are described. Recent innovative developments, such as electric contact fabbrication and front-end electronics design, are also briefly discussed.

Speaker: Gabriele Chiodini (INFN Sezione di Lecce)

Slides chiodiniIFAE2012.pdf

95 Sviluppo di rivelatori Micromegas per l'upgrade dello spettrometro per muoni di ATLAS

I rivelatori utilizzati nelle ruote interne dell'endcap dello spttrometro a muoni di ATLAS (Small Wheel) dovranno essere sostituiti in vista dell'upgrade di LHC previsto per il 2018. Una delle proposte per la costruzione delle nuove Small Wheel di ATLAS e' di utilizzare rivelatori Micromegas sia come camere di trigger che come rivelatori traccianti. Verranno illustrati i piu' recenti sviluppi sui rivelatori Micromegas per consentirne l'impiego in ATLAS: lo sviluppo di Micromegas resistive per limitare la probabilita' di scarica, la realizzazione di camere di grandi dimensioni (~m2), l'ottimizzazione dei parametri di funzionamento e l'impiego innovativo di Micromegas nel funzionamento 'micro-TPC' per una ricostruzione locale dei segmenti di traccia.

Speaker: Paolo Iengo (NA)

Slides P_Iengo.pdf

96 Hybrid Pixels for the PANDA Micro-Vertex Detector

PANDA is a fixed target experiment that will be carried out at the future FAIR facility. The PANDA experiment will perform precise studies of antiproton-proton annihilations and reactions of antiprotons with nucleons of heavier nuclear targets, allowing to investigate different physics topics. The Micro-Vertex-Detector (MVD), which represents the innermost part of the central tracking system, features good spatial resolution, limited material budget, radiation hardness and PID capability. To cope to this requirements the MVD is composed by pixel and strip detectors. The custom pixel detector design foresees thin epitaxial sensors and a readout electronics developed in 130nm CMOS technology able to work in a triggerless environment. The first single chip assembly prototype for the pixel detector of PANDA is composed of the ToPix3 readout chip and a dedicated epitaxial silicon sensor matching in size the 640 readout channel matrix of the ASIC prototype. The bump bonding connection was done by IZM company. To perform the first beam test, a pixel tracking station composed by 4 planes was assembled and tested with 2.7 GeV/c protons at Forschungszentrum Julich. The data analysis will be presented.

Speaker: Laura Zotti (Universita' di Torino e INFN Torino)

Slides L_Zotti.pdf

97 PRIMA+: a proton Computed Tomography apparatus

The proton Computed Tomography (pCT) is a medical imaging method, based on the use of proton beams with kinetic energy of the order of 250 MeV, aimed to directly measure the stopping power distribution of tissues (presently calculated from X-rays attenuation coefficients), thus improving the accuracy of treatment planning in hadron therapy. A pCT system should be capable to measure tissue electron density with an accuracy better than 1% and with a spatial resolution better than 1 mm. The blurring effect due to multiple Coulomb scattering can be mitigated by single proton tracking. As a first step towards pCT the Prima+ collaboration built a prototype capable to carry out a single projection: multiple radiographies of a rotating object can be used to reconstruct a tomographic image. This apparatus includes a tracker (based on identical tracker modules, each including a silicon microstrip detector) to measure proton trajectory and a calorimeter (made of four YAG:Ce optically separated crystals) to measure the particle residual energy. The system will be described, radiographies and a first tomographic image will be shown.

Speaker: Carlo Civinini (FI)

Slides pCT_Ifae-2012.pdf pCT_Ifae-2012.pptx

13:05 Pausa pranzo

QCD

98 Kaon-nuclei interaction studies at low energies (the AMADEUS project)

L'esperimento AMADEUS [1,2] si propone di effettuare uno studio dedicato nel settore dell'interazione a bassa energia di kaoni con nuclei presso l'acceleratore DAFNE dei LNF-INFN. In particolare l'esperimento studiera' i cosiddetti stati nucleari kaonici fortemente legati (molto dibattuti sia al livello teorico che sperimentale) e permettera' di approfondire le nostre conoscenze sul controverso stato Lambda(1405). Tali misure verranno effettuate stoppando kaoni negativi in target gassosi criogenici. Grazie all'implementazione di un setup dedicato di AMADEUS all'interno del rivelatore KLOE sara' possibile rilevare tutte le particelle prodotte dall'interazione, effettuando uno studio completo dei vari canali. AMADEUS permettera' anche misure di sezioni d'urto a bassa energia di kaoni carichi su H, d ed He (per impulso dei kaoni minore di 100 MeV). Sfruttando il fatto che la camera a deriva di KLOE e' riempita principalmente di 4He (90% elio 10% isobutano) ed in accordo con le simulazioni MC lo 0.1% dei kaoni negativi prodotti da DAFNE sono stoppati nel volume interno della camera a deriva, ci si offre la possibilita' di studiare le interazioni adroniche dei kaoni in questo target attivo. L'analisi dei dati KLOE (run dal 2002 al 2005) e' attualmente in uno stato avanzato. Verranno presentati il programma scientifico di AMADEUS, ed i risultati preliminari dell'analisi dei dati KLOE. [1] AMADEUS Letter of Intent, http://www.lnf.infn.it/esperimenti/siddharta/LOI_AMADEUS_March2006.pdf [2] The AMADEUS collaboration, LNF preprint, LNF07/24(IR) (2007).

Speaker: Mr Kristian Piscicchia (LNF)

Slides IFAE2012Piscicchia.pdf

99 Produzione di quarkonio a LHC

Nel corso dell'anno 2011, gli esperimenti LHC hanno accumulat tra 1,1 e 5 fb-1 di dati in collisioni protone-protone a 7 TeV, raccogliendo un campione ricco di mesoni B e barioni. Gli studi di questi stati aprono le porte a nuove misure così come a solidi test della teoria QCD. Verranno presentati risultati recenti sulla produzione di quarkonio e di adroni B e C, così come gli studi di alcune proprieta` di questi stati.

Speaker: Giulia Manca (INFN Cagliari)

Slides manca_ifae2012_2.ppt

100 Risultati recenti sullo studio di stati di charmonio a BaBar

Il rivelatore BaBar è stato installato su un collider asimmetrico di elettroni e positroni, denominato PEPII, dello SLAC National Accelerator Laboratory. Ha acquisito dati da Ottobre 1999 ad Aprile 2008, accumulando una luminosità integrata di 432.89 fb-1 alla risonanza Upsilon(4S), 53.85 fb-1 off-resonance, 30.23 fb-1 alla risonanza Upsilon(3S) e 14.45 fb-1 alla risonanza Upsilon(2S). E' stato progettato per studiare i decadimenti dei mesoni B in corrispondenza della soglia di produzione di risonanza Upsilon(4S) con una energia di 10.58 GeV nel centro di massa. Poichè la sezione d'urto di produzione di eventi e+e->ccbar è dello stesso ordine di grandezza degli eventi e+e-->bbbar, è possibile produrre mesoni e barioni charmati con eleveta statistica. Il charmonio fornisce uno strumento unico per la comprensione e lo studio della QCD e dell'interazione forte. Lo studio della spettroscopia del charmonio alle B-factories, come BaBar, ha portato all'osservazione di stati attesi e mai osservati, inoltre nuovi stati inattesi 'charmonium-like' sono stati scoperti sopra la soglia di produzione DDbar. Vengono presentati risultati recenti relativi a stati di charmonio dall'esperimento BaBar, e in particolare l'attenzione sarà rivolta alla produzione degli stati finale J/psi omega ed eta_c pi+ pi- nelle interazioni gamma-gamma e allo studio si psi(2S)pi+pi- e J/psi pi+pi- in initial state radiation. Le analisi sono state effettuate utilizzando tutto il dataset di BaBar.

Speaker: Elisa Fioravanti (FE)

Slides E_Fioravanti.pdf

101 Studio dello stato $\psi(2S)\pi^+\pi^-$ prodotto in collisioni $e^+e^-$ con emissione di radiazione nello stato iniziale.

Nell'era delle B-factories, la disponibilità di datasets estremamente ampi ha consentito la scoperta di nuove ed inattese risonanze, quali le X(3872), Y(4260), Y(4360) e Y(4660), Z(4330), che difficilmente possono essere collocate all'interno dello spettro convenzionale del charmonio ($c\bar{c}$). In questo lavoro presentiamo la misura della sezione d'urto del processo $e^+e^- \rightarrow \psi(2S)\pi^+\pi^-$, dalla soglia cinematica fino a 5.5 $GeV/c^{2}$ con la \psi(2S)\toJ/\psi\pipi e in l^{+}l^{-} (dove l=e,\mu), utilizzando eventi di interazione $e^+e^-$ con emissione di radiazione nello stato iniziale (ISR). Lo studio si basa su 520 $fb^{-1}$ di dati acquisiti dall'esperimento BaBar.

Speaker: Stefano Zambito (Ph.D. Student, Brandeis University (US))

Slides Slides_Zambito_13_4_2012_IFAE.pdf

102 QUARKONIUM PHYSICS AT CMS

Quarkonium hadroproduction is not satisfactorily understood. Measurements performed at the unprecedented LHC energies, and benefiting from large yields are anticipated to facilitate crucial improvements to the current understanding. This talk presents the results on quarkonium obtained by the CMS experiment during its first two years of operation. The measurement of differential cross sections, as a function of transverse momentum and rapidity, has been performed for various states decaying in a pair of charged muons (J/ ψ, ψ(2S), Upsilon). The χc states have been reconstructed thanks to their radiative decays to J/ ψ and the results on their relative cross section are shown. Finally the first results on the exotic state X(3872) in its decay channel J/ ψ ππ are proposed. This particle is of particular interest because it does not fit the quarkonium spectroscopy. Its mass near the open charm threshold has led to many theoretical interpretations, like a molecular state of two mesons or a tetra-quark. New experimental results are needed in order to understand its exact nature.

Speaker: Daniele Fasanella (Bologna)

Slides CMS_Quarkonium2.pdf

103 BESIII: Stato e risultati

Verrano presentati i principali risultati ottenuti dall'esperimento BESIII.

Speaker: Simone Pacetti (PG)

Slides S_Pacetti.pdf

104 Experimental physics at JLab: where confinement meets asymptotic freedom

The Thomas Jefferson National Accelerator Facility (JLAB) is one of the most important nuclear physics laboratory in the world, where QCD is extensively investigated by means of a high intensity, longitudinally polarized, 6 GeV electron beam, which is delivered simultaneously in 3 experimental Halls. Within the next two years, the beam energy will be doubled, a new Hall will be available for real photon physics and the equipments of the existing Halls will be upgraded or renewed. JLAB offers the opportunity to improve our understanding of the nature of the strong interaction in the nucleus and sub-nucleon (quark and gluon) scales, at low energies as well as small distances, where QCD shows its remarkable peculiarities of confinement and asymptotic freedom. Moreover, the high luminosity achievable in the JLAB experiments and the excellent control of the beam parameters give access to the measurement of the parity violating processes of the electroweak interaction, and therefore permit the test of the Standard Model with high accuracy. In this scientific context operates the Italian JLab12 collaboration, funded by INFN. The collaboration activities are mainly devoted to the experimental study of the inner structure and dynamics of the nucleon, the reaction mechanisms of the electron-nucleon scattering, the role of the gluon in the spectroscopy of exotic mesons and baryons, the (hyper)nuclei inner structure as well as the measurement of the nuclear/nucleon properties by means of the parity violating electron scattering. In the talk, the JLAB facility will be introduced and some of the most interesting experiments and equipments, within the JLab12 collaboration, will be presented, stressing the challenging opportunities of the 12 GeV upgrade. On behalf of the JLab12 collaboration

Speaker: Evaristo Cisbani (INFN Rome Sanita' Group and ISS)

Slides S_Pacetti.pdf

105 pp cross-sections: a QCD model compared with TOTEM and other LHC data

We compare the recently released TOTEM data for the total cross-section at LHC with the predictions of a model based on QCD mini-jets and soft gluon resummation in the infrared. We discuss the implications of the TOTEM measurement and the possible saturation of the Froissart bound. We also examine the dramatic reappearance of the dip in the elastic differential cross-section and discuss it in terms of two asymptotic sum rules for the elastic amplitude. The difficulties of a straightforward usage of the eikonal model concerning the inelastic cross-section are clarified and recently released CMS and ATLAS data are compared with our model. We present predictions for the pp cross-sections at higher LHC energies, 8 and 14 TeV.

Speaker: Giulia Pancheri (LNF)

Slides G_pancheri.pdf

Conclusioni