ATLAS: IL PIXEL DETECTOR E' TORNATO AL SUO POSTO

by comunicazione@presid.infn.it (Administrator)

Si è conclusa con successo il 9 dicembre la re-installazione del Pixel Detector, al “cuore” dell’esperimento ATLAS. Si tratta, infatti, del rivelatore più interno e consiste di circa 80 milioni di pixel, che vengono letti individualmente dall’elettronica, fornendo così misure di precisione delle coordinate delle tracce di particelle cariche  in prossimità del punto di interazione, e consentendo l’identificazione di particelle a vita medio-breve, come i leptoni tau e gli adroni con quark b. Il Pixel Detector era stato estratto dall’esperimento lo scorso aprile, all’inizio del primo lungo shutdown per l’upgrade di LHC, e portato nei laboratori di superficie per la sostituzione di alcune parti: i precedenti Service Quarter Panels sono stati ora rimpiazzati con dei nuovi in cui i trasmettitori ottici sono localizzati al di fuori del volume dell’Inner Detector. Inoltre il detector è stato predisposto per l’inserimento, al suo interno, dell’Insertable B-Layer (IBL), il quarto strato del Pixel
Detector, previsto prima della fine di questo shutdown. Nei suoi oltre tre anni di attività il Pixel Detector aveva fornito prestazioni eccellenti e l’evidenza sperimentale del decadimento del bosone di Higgs in fermioni ne è un esempio: ora il Pixel Detector torna al suo posto ancora più performante.

RECORD DI 13.5 TESLA PER I NUOVI MAGNETI DI LHC

by Francesca.Scianitti@lnf.infn.it (Francesca Scianitti)

Numerosi progetti sono impegnati in questi mesi al CERN per l’ottimizzazione di LHC in vista della ripresa prevista per il 2015. Tra questi SMC (Short Model Coil) collauda nuove tecnologie per i magneti di LHC con l’obiettivo di consentire agli ingegneri di costruire magneti sempre più potenti. Oltre a implementare le prestazioni di LHC, la tecnologia sviluppata aprirà nuove possibilità per gli acceleratori del futuro. Ad oggi, LHC utilizza magneti superconduttori di niobio-titanio sia per curvare che per focalizzare i fasci di protoni nella loro corsa all’interno del tunnel di LHC. Questi magneti, tuttavia, non sono sufficientemente potenti per sostenere l’energia e il livello di messa a fuoco che caratterizzeranno la nuova fase di attività di LHC. Per ovviare a questo limite, il progetto SMC sta lavorando sull'utilizzo di un materiale superconduttore diverso, il niobio-stagno, in grado di generare un campo magnetico di 15-20 tesla, più del 50% più intenso di quello ottenibile con la tecnologia di niobio-titanio esistente. I vantaggi di questo materiale sono noti da tempo, ma il suo utilizzo negli acceleratori è stato limitato fino a oggi dalle altissime temperature richieste per la sua lavorazione. Affinché manifesti proprietà superconduttive, infatti, il niobio-titanio deve subire un trattamento termico a temperature di circa 650 °C, il che lo rende estremamente fragile. Recentemente, i test sui nuovi magneti hanno ottenuto il valore record di 13.5 tesla per il campo magnetico, secondo solo al record mondiale di 16.1 tesla, ottenuto al Lawrence Berkeley National Laboratory. L’ulteriore sviluppo della tecnica di lavorazione del niobio-stagno, da completare entro i prossimi 10 anni, consentirà di costruire magneti sempre più resistenti, ottenendo fasci sempre più sottili in corrispondenza dei punti di collisione di LHC e aumentando conseguentemente il numero di collisioni prodotte ogni secondo e il numero di dati utili agli esperimenti.

I LAVORI SONO PUNTUALI. NONOSTANTE TUTTO

I LAVORI SONO PUNTUALI. NONOSTANTE TUTTO: Rispettano i tempi previsti i lavori per ristrutturare LHC e portarlo a ripartire nel 2015 con una energia dei fasci di 7 TeV ognuno. Si prevede he la macchina più grande del mondo sarà completamente ristrutturata entro l'estate del 2014. Poi verrà raffreddata a 271 gradi sotto zero e verranno fatti i test elettrici. Nel gennaio del 2015 dovrebbero di nuovo correre i primi fasci di protoni nel suo circuito di 27 chilometri. Per ora, a un mese e mezzo dall'inizio delle operazioni di ristrutturazione, il primo settore è stato affrontato e in parte completato. I problemi, tutti piccoli per fortuna, sono affrontati volta per volta. I riparatori (solo per la macchina, senza gli esperimenti, sono circa 1500) debbono anche fare i conti con la diversità tra l'addestramento e ciò che poi incontrano nel tunnel. L'addestramento infatti è stato fatto su copie delle strutture di LHC. Copie create in laboratorio e perciò perfette. Poi, nella realtà della macchina, le situazioni sono a volte molto diverse, con imperfezioni o usure dovute all'uso. E vanno così esaminate una per una. Ciononostante, i tempi sono rispettati.

OCCHI PUNTATI SU LA THUILE

OCCHI PUNTATI SU LA THUILE:

E’ cominciata la scorsa settimana a La Thuile in Valle d’Aosta, la conferenza internazionale di Moriond dove verranno presentate le ultime analisi dei dati raccolti dagli esperimenti di LHC. In particolare sono attese con grande curiosità le presentazioni delle collaborazioni ATLAS e CMS, che hanno annunciato lo scorso luglio la scoperta di una nuova particella e porteranno a Moriond gli ultimi aggiornamenti. Per quanto la nuova particella scoperta sia comunemente considerata il famoso bosone di Higgs, i fisici del CERN  hanno infatti continuato ad analizzarne nel dettaglio le caratteristiche. Uno degli elementi cruciali per comprendere del tutto la scoperta è la definizione precisa dei decadimenti di questa nuova particella in altre particelle. “Sono queste misure che ci diranno se ci sono discrepanze coi modelli teorici – ha dichiarato Sergio Bertolucci, direttore di ricerca del CERN -  e quindi quali scenari di nuova fisica si potrebbero aprire. Per rispondere a queste domande però dobbiamo armarci di tenacia e pazienza.” Intanto tra due giorni a La Thuile arriveranno le prime risposte. Le presentazioni di ATLAS e CMS verranno trasmesse via webcast all'indirizzo http://webcast.in2p3.fr/live/rencontres_de_moriond_2013. 

PROLUNGATA FINO AL 14 FEBBRAIO L'ATTIVITA' DI LHC

PROLUNGATA FINO AL 14 FEBBRAIO L'ATTIVITA' DI LHC:
E' stata proprogata di qualche giorno, almeno fino al 14 febbraio, l'attività di ricerca con i fasci di particelle in LHC. Poi ci sarà una pausa che implicherà circa un anno e mezzo di sosta per i lavori di riparazione e la ripartenza con i fasci di particelle a energia quasi doppia dell'attuale per l'inizio del 2015. Intanto, va avanti fino al 10 febbraio la campagna di presa dati nell'esperimento ALICE. Qui si stanno facendo collidere, dalla fine di gennaio, fasci di ioni di piombo e fasci di protoni (invertendo anche i fasci). "Le collisioni piombo-protone procedono come da programma - spiega Federico Antinori, di ALICE - contiamo di raggiungere per domenica 10 febbraio la luminosità massima prevista o qualcosa di simile. Le collisioni di settembre 2012 ci hanno fornito delle tracce importanti da seguire e stiamo lavorando a testa bassa sui nuovi dati, che ci portano molta più statistica. Entro l'estate avremo sicuramente i primi, importanti risultati di questa esperienza". 

2013: prime collisioni di ALICE

2013: prime collisioni di ALICE:

L’anno di LHC riapre con buone notizie: domenica 20 gennaio l’esperimento ALICE ha raccolto le prime interazioni protoni-Piombo del 2013. Le attese sono molte se si considera che erano bastate quattro ore di presa dati nel settembre del 2012 per produrre tre pubblicazioni. ALICE ha sfruttato al massimo la precisione e l'affidabilità dei suoi rivelatori e i risultati sono stati presentati in tre recenti pubblicazioni che mettono in luce altrettanti aspetti dei processi che regolano queste collisioni. In particolare vengono fornite informazioni nuove e più precise sulla struttura del nucleo del protone e quindi utili per aggiornare le conoscenze su alcuni componenti delle particelle cariche (viene spiegata la misura della distribuzione angolare delle particelle, i nuovi dati raffinano i modelli di produzione di particelle, con particolare attenzione a quelli che prevedono effetti di saturazione -“shadowing”- dei componenti del protone [arXiv:1210.3615]). Nel secondo articolo, [arXiv:1210.4520], si descrive l'osservazione di un nuovo effetto nelle interazioni piombo-piombo: una soppressione di produzione di particelle rispetto alle corrispondenti collisioni protone-protone. Questa soppressione è assente nelle collisioni protone-piombo ed è quindi effettivamente dovuta alla creazione di un nuovo stato di materia nelle collisioni Piombo-Piombo (il Quark Gluon Plasma, QGP) e non alle diverse caratteristiche dei fasci. L'ultimo articolo, appena accettato, annuncia la sorpresa per l'inaspettata osservazione di fenomeni di asimmetria sulle collisioni. L'origine di questa correlazione resta per adesso inspiegata e rappresenta una nuova sfida per le previsioni della teoria delle interazioni forti. Intanto, dal 14 gennaio LHC si è dedicata (fino a metà febbraio) esclusivamente allo studio delle collisioni fra ioni di piombo.

SI RIPARTE IL 14 GENNAIO

SI RIPARTE IL 14 GENNAIO:
LHC riprende la sua attività a partire da lunedì 14 gennaio, per circa un mese, con molte attese e qualche novità. La macchina è già pronta e si aspetta solo di accendere i fasci di protoni e ioni di piombo per le prime collisioni dell'anno. Gli studi preliminari hanno dato risultati molto sorprendenti soprattutto per ALICE che già nel 2010 e nel 2011 aveva iniziato a studiare i primi effetti delle collisioni fra ioni di piombo. L'attenzione sarà adesso interamente rivolta al controllo e all'interpretazione di questi effetti, in particolare alla spiegazione di quale possa essere la causa dei fenomeni di asimmetria già osservati in queste collisioni. Gli urti con nuclei di piombo, che sono formati da molti neutroni e protoni, produrranno un'energia tale da permettere, o quanto meno si spera, l'osservazione di un plasma di quark e gluoni (QGP): uno stato della materia esistito per pochi milionesimi di secondo subito dopo il big bang, ricreando, seppure per un tempo brevissimo, le condizioni appropriate per il “deconfinamento” (un plasma di quark e gluoni  in cui i quark e i gluoni che ne mediano l’interazione sono “liberati”). Questa asimmetria, del tutto inaspettata, va ancora spiegata e se da un lato potrebbe semplicemente essere dovuta alle caratteristiche intrinseche del piombo dall'altro potrebbe essere il segnale di qualcosa di totalmente nuovo. Con questa sfida si aprono le operazioni di LHC prima della chiusura fino al 2015.