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Il sistema di calibrazione per il nuovo esperimento g-2 a Fermilab

In questa attività, che vede la partecipazione italiana ad un nuovo esperimento al Fermilab di Batavia (USA) per la misura dell'anomalia magnetica (g-2) del muone, il personale INO è associato all'INFN per la realizzazione di un sitema di calibrazione laser dell'esperimento. I membri attuali della collaborazione italiana di g-2 sono:
La collaborazione italiana, il cui responsabile nazionale è il Dr. G. Venanzoni, è formata da personale proveniente dalle istituzioni seguenti:
- Laboratori Nazionali Frascati dell' INFN, Via E. Fermi 40, 00044 Frascati, Italy
- Istituto Nazionale di Ottica del C.N.R., UOS Pisa, via Moruzzi 1, 56124, Pisa, Italy
- Dipartimento di Fisica e di Scienze della Terra, Universita di Messina, Messina, Italy,
- INFN, Sezione di Trieste e G.C. di Udine, Italy,
- INFN, Sezione di Napoli, Italy,
- INFN, Sezione di Roma Tor Vergata, Roma, Italy
- Università di Trieste, Trieste, Italy
- Università di Napoli, Napoli, Italy
- Università di Udine, Udine, Italy
- Università di Cassino, Cassino, Italy
- University of Rijeka, Rijeka, Croatia
- INFN, Sezione di Pisa, Italy
L'anomalia magnetica del muone, g-2, può essere misurata e calcolata con precisione altissima per cui fornisce un test importante del Modello Standard e potrebbe, in linea di principio, essere fonte di nuova fisica. La precente misura di g-2, effettuata dall'esperimento E821 ai Laboratori Nazionali di Brookheaven nel 2001, ha mostrato una discrepanza con la previsione teorica del Modello Standard. Un nuovo esperimento, E989, che si svolgerà al Fermilab a partire dal 2017, si propone di ripetere la misura di g-2 con una precisione di 0.14 ppm. Per questo sono necessari sia una statistica importante, di almeno 1.8x1011 positroni rivelati, con energia superiore a 1.8 GeV, sia una riduzione importante degli errori sistematici. Fra questi, le derive e le fluttuazioni del guadagni dei 1300 rivelatori di luce presenti nei calorimetri, che in questo caso saranno Silicon PhotoMultipliers (SIPMs), rivestono un ruolo importante. Per monitorare questo questi rivelatori, sia sulla scala di tempi veloce di un singolo fill, che su quella lenta dell'intero run, stiamo sviluppando un sistema di calibrazione laser impulsato.
Il sistema allo stato attuale è composto di una batteria di laser a diodo impulsati (405nm, 600ps) e da un sistema di distribuzione e di controllo. Il sistema di calibrazione è attualmente in fase di costruzione e commissioning a Fermilab. Il primo run sperimentale è previsto per giugno 2017.


Visione schematica di una sezione dell'anello di accumulazione dei muoni, dei detector e calorimetri

Schema del sistema di distribuzione dei segnali laser di calibrazione dei calorimetri
Personale INO:

Dipendenti: Gabbanini Carlo, Ferrari Carlo, Fioretti Andrea, Barbini Alessandro

UOS/Laboratorio INO:
Sezione INO di Pisa - "Adriano Gozzini"

Applicant Areas: Illuminazione, Elettronica & Displays, Ricerca, Istruzione e formazione

Principali Prodotti della Ricerca associati:
1) Studies of an array of PbF2 Cherenkov crystal swith large-area SiPM readout su Nuclear Instruments & Methods In Physics Research Section A-accelerators Spectrometers Detectors And Associated Equipment (2015) di oltre 10 autori inclusi: Gabbanini Carlo, Fioretti Andrea, Ferrari Carlo (Articolo su Rivista JCR/ISI)
2) Test of candidate light distributors for the muon (g-2) laser calibration system su Nuclear Instruments & Methods In Physics Research Section A-accelerators Spectrometers Detectors And Associated Equipment (2015) di oltre 10 autori inclusi: Hampai Dariush, Gizzi Leonida Antonio, Koester Petra, Baffigi Federica, Labate Luca, Fulgentini Lorenzo, Gabbanini Carlo, Fioretti Andrea, Ferrari Carlo (Articolo su Rivista JCR/ISI)
3) The Measurement of the Anomalous Magnetic Moment of the Muon at Fermilab su Journal Of Physical And Chemical Reference Data (2015) di oltre 10 autori inclusi: Gabbanini Carlo, Fioretti Andrea, Ferrari Carlo (Articolo su Rivista JCR/ISI)
4) Coaxially driven microwave electrodeless UV lamp su Journal Of Electromagnetic Waves And Applications (2014) di Ferrari C., Longo I., Socci L., Cavagnaro M. (Articolo su Rivista JCR/ISI)
5) Muon g – 2 Technical Design Report (2014) di Grange J., ..., Ferrari C., Fioretti A., Gabbanini C., et al (Rapporto Tecnico)

Sito Web dedicato: click here for further informations



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