MASSIMA PRIORITA' AI 100 MILIARDI DI PROTONI

Giovedì 10 Giugno 2010 16:56

La crescita della luminosità in ATLAS nelle scorse settimane

In una settimana, verso mercoledì o giovedì prossimi (16 o 17 giugno) LHC potrebbe avere finalmente dei fasci stabilizzati con una intensità record, pari a 100 miliardi di protoni per ogni “pacchetto” di particelle (gli ormai famosi “bunch”) . E’ questa la massima priorità che in questi giorni è stata assegnata all’attività dell’acceleratore. Nella giornata di oggi (giovedì 10 giugno) sono state fatte diverse iniezioni di fasci con una intensità fino a 9 miliardi di protoni, con una energia “di base” di 450 GeV. Ogni volta che si aumenta di intensità si verifica la risposta della macchina: occorre infatti verificare il settaggio di un centinaio di collimatori, arrivare a focalizzare il fascio, persino provocare errori volontari e lanciare il fascio al di fuori delle orbite stabilite per garantire il funzionamento del sistema di sicurezza. Per ora le risposta sembrano buone: sono state fatte anche delle collisioni a 3,5 TeV, si è vista una certa stabilità. In ogni caso, anche se la settimana prossima si sarà riusciti a raggiungere il record di intensità, ci vorranno ancora un paio di settimane per poter realizzare collisioni che sino utili per le ricerche di fisica.

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CMS: IN ARRIVO LA PRIMA MISURA A 7 TEV

Venerdì 11 Giugno 2010 15:40

Il gruppo dell’esperimento CMS sta per pubblicare il primo articolo di fisica sulle collisioni a 7 TeV. Il paper uscirà su Physics Review Letters e riporterà i primi studi di molteplicità di particelle fotografate dal rivelatore di CMS a 7 TeV, un’energia pari a 3.5 volte quella raggiunta dal Tevatron del Fermilab. “I dati analizzati sono stati raccolti nella prima ora in cui LHC ha funzionato a 7 TeV, e studiati in tempi rapidissimi. – spiega Roberto Tenchini, responsabile delle pubblicazioni di CMS – L’incremento di particelle osservato è risultato più alto di quello previsto dalle simulazioni Montecarlo, in alcuni casi ben del 40% . E’ come entrare in un territorio inesplorato per la prima volta”. Il tracciatore di CMS è costituito da 200 metri quadri di silicio attivo ed è stato costruito per più del 30% in Italia nei laboratori Infn.

Scarica l’infografica dell'esperimento CMS | http://www.infn.it/lhcitalia/images/stories/pdf/CMS.pdf

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FISICA A PUNTATE

Lunedì 14 Giugno 2010 18:05

Ci sono molti modi per raccontare una grande impresa scientifica. Un gruppo di documentaristi inglesi ha deciso di farlo seguendo da vicino un team di fisici di LHC realizzando una serie di documentari centrati sull’aspetto umano e quotidiano del lavoro di ricerca. La serie si intitola “Colliding Particles “ ed è sponsorizzata dal Science and Technology Facilities Council britannico. L’ultimo episodio, il sesto, si intitola “Beam” e affronta il tema della competizione tra i diversi esperimenti di LHC. Il documentario è in parte ambientato sala di controllo di CMS durante il turno di notte. In particolare, a parlare e a confrontarsi sono i ricercatori degli esperimenti ATLAS e CMS, tra cui moltissimi italiani.

Per vedere l’ultimo episodio collegarsi: http://www.collidingparticles.com

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CINQUE BOSONI DI HIGGS?

Martedì 15 Giugno 2010 16:19

Tre fisici teorici del Fermilab - Bogdan Dobrescu, Adam Martin e Patrick J Fox – hanno ripreso la recente ricerca (1) pubblicata dall’esperimento DZero del laboratorio di Chicago, per avanzare una proposta (2) alla comunità scientifica: non esisterebbe un solo bosone di Higgs da cercare con LHC, ma ben cinque. Intervistato dalla trasmissione radiofonica della RAI Radio3scienza (3), il direttore della sezione INFN di Padova, Antonio Masiero, ha spiegato che questa affermazione dei fisici americani parte “dalla scoperta di una asimmetria tra materia e antimateria che si è verificata al Fermilab osservando il decadimento di alcune particelle”. L’esperimento del Fermilab, afferma Masiero, “dimostra che esiste una violazione di CP, una fondamentale simmetria della Natura proprio legata allo scambio materia – antimateria, la cui entità non è prevista essere così grande nel Modello Standard della fisica. La spiegazione di questo fenomeno potrebbe essere nell’esistenza di cinque bosoni di Higgs. Come peraltro prevedono alcune teorie, come quella supersimmetrica, che estendono il Modello Standard. Quindi – conclude – vedremo che cosa ci dirà LHC. Potrebbe davvero farci una sorpresa e trovare non uno ma cinque differenti bosoni di Higgs (4) ”.

* http://www.infn.it/lhcitalia/images/sto ... sibili.pdf

1) http://www.infn.it/lhcitalia/index.php? ... &Itemid=30

2) http://news.bbc.co.uk/2/hi/science_and_ ... 313875.stm

3) http://www.radio3.rai.it/dl/radio3/prog ... 9e0d8.html

4) http://www.infn.it/lhcitalia/images/sto ... sibili.pdf

Fonte:
http://www.infn.it/lhcitalia/index.php? ... &Itemid=29

TEST PROLUNGATI PER LA MACCHINA

Mercoledì 16 Giugno 2010 18:30

Durante la riunione di oggi del Lhc Machine Commettee (Lmc) è stata presa la decisione di prolungare di qualche giorno, il periodo di test sulla macchina. Se la macchina risponderà bene a tutti i controlli, infatti, i test si protrarranno fino al 24 giugno, un paio di giorni in più del previsto. Durante questo periodo, saranno eseguite varie verifiche che riguarderanno sostanzialmente la qualità dei fasci (emittanza, iniezione, strizzatura dei fasci ecc.). Questa fase di test richiede tempo non solo per la durata intrinseca delle verifiche ma anche perché tra l’una e l’altra c’è bisogno dei cosiddetti “cicli di pulizia” della macchina che durano alcune ore, la macchina insomma va resettata tra un test e l’altro. Davanti alla decisione di prolungare i controlli, i rappresentanti degli esperimenti non hanno nascosto la loro impazienza di ricominciare a “far fisica”, soprattutto in vista dell’edizione 2010 dell’Ichep, la conferenza internazionale della fisica delle alte energie. Ma guardano con ottimismo al 24, quando si ripartirà con intensità nominale, con bunch di 10elevato11 protoni. Cioè pacchetti di particelle composti da 100 miliardi di protoni.

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AL LAVORO SUI COLLIMATORI

Venerdì 18 Giugno 2010 16:41

un collimatore

Prosegue la fase di commissioning della macchina. In particolare, nel finesettimana, si completerà il setting dei collimatori. Un singolo fascio di LHC immagazzina energie mai raggiunte nei precedenti acceleratori e potenzialmente dannose per la macchina stessa. I collimatori sono progettati proprio per assorbire le perdite di energia del fascio e focalizzarlo. Si tratterà quindi di simulare, a più riprese, la perdita del fascio in modo da verificare che i collimatori operino correttamente e proteggano la macchina. Seguirà poi una fase di validazione. “Siamo concentrati sulla messa in funzione della macchina con bunch di 10elevato11 protoni (chiamati pacchetti nominali). – spiega Massimiliano Ferro-Luzzi, coordinatore del programma di fisica della macchina – Entro la fine della prossima settimana si dovrebbe arrivare a stabilizzare i fasci e a fare fisica con pacchetti nominali. ”

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DIETRO LE QUINTE

Lunedì 21 Giugno 2010 18:14

Sala di controllo

Sono giorni di lavoro intenso a LHC, dedicati, come abbiamo già raccontato, a predisporre la macchina a girare a più alta intensità. E' stato anche necessario prolungare il periodo dei test di qualche giorno. Ma cosa accade dietro le quinte? Alla macchina si lavora ventiquattro ore su ventiquattro, sette giorni su sette. - ci raccontano dal Cern. - I ricercatori si alternano in turni e lavorano in team internazionali che variano leggermente da giorno a giorno. Nei turni notturni, ad esempio, ci sono circa quattro persone in sala di controllo, tra cui l’ingegnere in carica (EIC) che è responsabile di pilotare la macchina ed è assistito da un operatore. Di giorno c’è un gruppo di esperti che cambia a seconda delle misure da fare. Altra figura chiave è quella del Coordinatore della macchina, che cambia ogni sette giorni. E’ lui che ha l’idea globale delle attività che si svolgeranno nel corso della settimana.

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VERSO LE CONDIZIONI DI PROGETTO

Martedì 22 Giugno 2010 16:40

Particolare del tunnel di estrazione dei fasci

Portare Lhc alle condizioni a cui è previsto debba funzionare, le cosiddette condizioni di progetto o nominali, è il compito faticoso e naturalmente accidentato del team di ingegneri e fisici che “preparano” la macchina. Ultimata con successo nei giorni scorsi la messa a punto dei collimatori, tra ieri e oggi si sono conclusi anche i test di estrazione con fasci ad alta intensità (100 miliardi di protoni per bunch). “Il sistema di sicurezza prevede infatti in condizioni di emergenza lo smorzamento e l’estrazione (dump) dei fasci dalla macchina – spiega Mirco Pojer, uno degli esperti “macchinisti” di Lhc - in modo da non danneggiare i circuiti di raffreddamento e gli esperimenti. I test svolti con fasci ad alta intensità e ad un’energia di 3,5 Tev ci hanno confermato l’efficienza del sistema.” Stamane infine è stato testato l’incrocio dei fasci alle condizioni ottimali, in cui i fasci si scontrano con una deviazione minima (100 micrordianti) rispetto alla direzione frontale. A fine mattinata però un problema al sistema di raffreddamento dei settori 3 e 4 ha costretto a interrompere le operazioni. Nel pomeriggio quindi sono state anticipati interventi nel tunnel già programmati e che proseguiranno anche domani. “Un passo dopo l’altro – conclude Pojer - ci avviciniamo alle condizioni nominali della macchina”

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MUSICA DAL BOSONE DI HIGGS

Mercoledì 23 Giugno 2010 18:03

Con la collaborazione di ingegneri del suono e musicisti, la dottoressa Lily Asquith dell’University College di Londra ha sviluppato un modello in grado di convertire in suoni le particelle subatomiche, come il bosone di Higgs, quando prodotte in LHC. Il processo di conversione dei dati scientifici in suoni, chiamato sonification, ha permesso di produrre diverse simulazioni basate sulle previsioni fatte dai fisici sulle collisioni in LHC, in particolare in ATLAS. Il modello abbina, ad esempio, il tono della nota al momento della particella, il volume all’energia, il timbro al tipo di particella. In questo modo, ogni strato del rivelatore è rappresentato da una nota particolare, diversa in base alla quantità di energia deposta dalla particella e alla distanza dello strato stesso. LHCsound, questo il nome del progetto, è finanziato dalla STFC - l’organizzazione che coordina gli investimenti strategici in campo scientifico e tecnologico per il Regno Unito - e nasce come progetto di divulgazione. Ha tuttavia come principale obiettivo di fornire ai fisici delle particelle un nuovo strumento di analisi, in grado di evidenziare caratteristiche delle particelle altrimenti invisibili. E un ulteriore risultato era forse inatteso: i suoni delle particelle sono già fonte di ispirazione per la musica contemporanea.

Per ascoltare i suoni del bosone di Higgs: http://www.lhcsound.com/page_sounds_higgs/Higgs.html

COLLISIONI ATTESE PER QUESTA NOTTE

Giovedì 24 Giugno 2010 18:07

Dopo i problemi di criogenia, che si sono verificati martedì scorso nel settore 34 e che hanno ritardato la tabella di marcia, si stanno ora completando le ultime verifiche prima della ripresa della “fase di run” con fasci ad alta intensità, prevista per questa notte. “Ormai siamo vicini alla conclusione della validazione di tutti i sistemi di protezione per fasci nominali”, ci racconta Massimiliano Ferro-Luzzi, che fa da interfaccia tra la macchina e gli esperimenti, “inconvenienti al sistema di raffreddamento come quelli che si sono verificati un paio di giorni fa rientrano nella routine: quindi non c’è da preoccuparsi e bisogna metterli in conto, certo che purtroppo comportano inevitabilmente un allungamento dei tempi”. Tempo che comunque viene sfruttato, infatti “Noi saremmo stati pronti a ripartire già ieri mattina - ci spiega Mirko Pojer, “macchinista” di LHC - ma era stato programmato un importante intervento di manutenzione al SPS, l’anello dove vengono pre-accelerati i fasci prima che siano immessi in LHC”. Ora si sta ultimando la validazione dei collimatori per fasci ad alta intensità e la verifica del “beam dumping system”, cioè del sistema di estrazione del fascio in caso di emergenza. Stanotte si ricominceranno a “rampare” i fasci con tre bunch di protoni a intensità nominali, cioè a far girare i fasci con tre pacchetti da 100 miliardi di protoni ciascuno e riprenderanno finalmente le tanto attese collisioni, per la gioia degli esperimenti che ricominceranno a far fisica.

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TOTEM: IN PROGRAMMA IL TEST PER L’INSERIMENTO DELLE ROMAN POTS

Venerdì 25 Giugno 2010 16:58

Esperimento Totem - Roman Pots

I ricercatori di Totem sono pronti per iniziare il test per l’inserimento delle Roman Pots (pozzetti romani) in prossimità dei fasci di LHC. Questo test va eseguito insieme agli altri operatori della macchina ed è previsto per il tardo pomeriggio di oggi anche se slitta da alcuni giorni. Le Roman Pots sono dispositivi progettati specificamente per esperimenti di fisica in avanti, con l’obiettivo di portare il rivelatore il più possibile vicino al fascio per catturare particelle che, in seguito alla collisione avvenuta nel punto d’interazione, deviano di angoli molto piccoli rispetto alla linea del fascio. Devono il nome alla forma simile ad un vaso ed al fatto che furono impiegate la prima volta da un gruppo di fisici romani, per la realizzazione dell’esperimento ISR (Intersecting Storage Rings). “In TOTEM - spiega Stefano Lami, vice-responsabile dell’esperimento - sono attualmente in funzione due stazioni di Roman Pots, collocate su entrambi i lati a 220m di distanza dal punto d’interazione (il punto 5 di LHC), nel tunnel dell’acceleratore.

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MILIARDI DI PROTONI IN CIRCOLAZIONE

Lunedì 28 Giugno 2010 16:16

La catena di accelerazione del CERN

È previsto per oggi l’inizio della nuova fase di circolazione dei fasci e di crescita del numero di bunch di protoni per fascio a intensità nominali. Si partirà con tre pacchetti da 100 miliardi di protoni ciascuno, per passare a sei, a metà settimana, e incrementare successivamente nei giorni seguenti. Un processo a tappe, che come di consueto coinvolgerà il complesso sistema di tecnologie di controllo dell’intera catena di accelerazione. Supportato dai sistemi per l’alimentazione, la criogenia e il vuoto, il percorso completo di accelerazione e di trasferimento dei protoni è composto da almeno sei diversi acceleratori, in una successione perfettamente integrata e priva di interruzioni reali. Un insieme di tecnologie così sofisticato e controllato da portare i 100 miliardi di protoni per bunch, allineati e collimati, in uno dei quattro possibili punti di collisione, pilotati da circa ottomila magneti superconduttori. Generati relativamente lontano dal tunnel di LHC, a partire da una semplice nuvola di idrogeno, i protoni sono accelerati il linea retta in un primo acceleratore rettilineo, il Linac, e da qui iniettati nel primo anello, il protosincrotrone (PS), dove raggiungono velocità relativistiche. I bunch si formano nel super protosincrotrone (l’SPS), dove i protoni si accumulano per essere infine iniettati attraverso delle linee di transfer, nei due versi contrari, verso l’ultimo anello della catena, il più grande, LHC.

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UN PASSO INDIETRO, TRE AVANTI

Lunedì 23 Agosto 2010 12:36

"I fasci erano instabili due settimane fa. Abbiamo dovuto fare un passo indietro, stabilizzarli e poi lanciarci in avanti. Ora stiamo facendo performance significative". Massimiliano Ferro Luzzi, nella sala controllo di LHC spiega così la storia dei record che in questi ultimi giorni l'acceleratore sta battendo uno dietro l'altro. Ha raggiunto la luminosità di 10 alle 31, lancia 48 pacchetti di protoni (bunch) alla volta con una densità singola che è arrivata a 5.000 miliardi di protoni. Insomma, un ottimo finale di agosto. Ma il risultato è stato preparato dal passo indietro di una ventina di giorni fa. Allora i fasci erano instabili e si erano identificati tre parametri critici: i fasci erano troppo densi di particelle, erano troppo "strizzati" e le oscillazioni dei protoni nell'orbita attorno ai 27 chilometri dell'acceleratore erano "sbagliate". Così si sono ridotti un po' i protoni, si è allargato il fascio e si è riusciti a trovare il modo giusto di evitare le risonanze. Così i fasci si sono stabilizzati e si sono poste le premesse per gli splendidi risultati di questi giorni. Nel momento in cui scriviamo, ad esempio, (circa le 13 del 23 agosto) i fasci sono stabili da oltre tredici ore.

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TONELLI: RADDOPPIAMO I DATI OGNI DUE SETTIMANE

Mercoledì 25 Agosto 2010 11:43

Continua il "momento magico" di LHC. Lo testimonia anche Guido Tonelli, fisico dell'INFN e spokesperson dell'esperimento CMS. Tonelli si trova in Canada, a Toronto, dove è in corso un congresso internazionale di "Hadron Colliders Phisycs". "Di solito - spiega Tonelli - quando si va a due meeting nel giro di un mese, al secondo si presentano i dati già resi noti al primo incontro. Non è così con LHC. Un mese fa a Parigi abbiamo presentato una quantità di dati che è la metà di quella presentata qui a Toronto". Uno degli elementi più significativi, spiega Tonelli, "è la presentazione di eventi osservati in CMS candidati a essere quark top: ne abbiamo presentato 9 al meeting di Parigi, ne presentiamo 34 a Toronto". Inoltre, LHC ha già superato i limiti del diretto concorrente, il Tevatron di Chicago, nella ricerca di nuove particelle. In questa accelerazione di LHC vale la pena di segnalare che nella luminosità è stato superato il limite di 10 alla 31. Un nuovo record.

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