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Mole Antonelliana

FINUDA

Attività

                                                                   

L'esperimento FINUDA è installato presso la φ factory DAφNE ai Laboratori Nazionali di Frascati, ed è stato progettato per effettuare studi di fisica ipernucleare ad alta risoluzione sfruttando i K- dal decadimento del mesone φ(1020) prodotto nella collisione e+e-. Gli ipernuclei vengono formati in seguito alla reazione K- + AZ → AΛZ + π-: misurando l'impulso del π- di formazione è possibile determinare i livelli energetici dell'ipernucleo  AΛZ prodotto. L'energia cinetica molto bassa dei kaoni consente di arrestarli in bersagli molto sottili (~0.1 g/cm2) minimizzando pertanto lo straggling di energia del pione e permettendo studi ad alta risoluzione su una copertura angolare di  ~2π.

Il programma di FINUDA prevede lo studio ad alta statistica di diverse specie ipernucleari la cui formazione è realizzabile grazie alla presenza di otto bersagli solidi, disposti secondo una simmetria cilindrica attorno alla regione d'interazione dei fasci. Nelle due prese dati finora effettuate, nel 2003-2004 e nel 2006-2007, sono stati utilizzati, in differenti configurazioni, bersagli di 6Li, 7Li, 9Be, 12C, 13C, 16O, 27Al  e 51V. L'apparato è uno spettrometro magnetico progettato per la rivelazione sia del π-  emesso che delle particelle emesse nel decadimento dell'ipernucleo, ovvero di tutte le particelle prodotte in un evento indotto dall'interazione di un K- (o di un K+) nei bersagli disponibili (π, protoni, deutoni, tritoni e muoni positivi dal decadimento Kmu2). Per questo motivo, FINUDA si è rivelato un'ottimo strumento non solo per lo studio della fisica degli ipernuclei, ma anche di tutto un vasto panorama di fenomeni correlati all'interazione dei K- su nucleoni e nuclei e la dinamica del loro assorbimento.

Le particelle prodotte vengono rivelate all'interno di un volume cilindrico (raggio 1 m, lunghezza 2 m) immerso in un campo magnetico solenoidale di 1 T per mezzo di quattro differenti tipi di rivelatori: due serie di rivelatori a microstrip di silicio individuano il vertice della reazione (punto di arresto del K- nel bersaglio) e consentono l'identificazione delle particelle che li attraversano mediante la loro perdita di energia per ionizzazione, due serie di camere a deriva planari a bassa densità ed un insieme di sei strati di straw tubes permettono la ricostruzione delle traiettorie delle particelle cariche nel volume di tracciamento, ed un odoscopio esterno di scintillatori a simmetria cilindrica permette la rivelazione di neutroni. Quest'ultimo, insieme ad un odoscopio interno anch'esso a simmetria cilindrica, posizionato immediatamente oltre il tubo di fascio, produce inoltre il segnale di trigger dell'esperimento. Ogni elemento dell'apparato è stato realizzato con materiali leggeri per minimizzare quanto più possibile gli effetti di diffusione multipla subiti dalle particelle durante il loro attraversamento; per lo stesso motivo la regione di tracciamento è immersa in un'atmosfera di elio che consente di limitare al massimo gli effetti di diffusione, che comporterebbero un peggioramento della risoluzione della misura degli impulsi.

Finora sono state effettuate due prese dati, nel 2003-2004 e nel 2006-2007, nelle quali è stata raccolta una luminosità integrata, rispettivamente, di 192 pb-1 e 954 pb-1.

FINUDA è una Collaborazione Internazionale che conta la partecipazione di circa 60 ricercatori appartenenti alle seguenti istituzioni, italiane e straniere: Bari (Dip. Interateneo di Fisica e INFN), Brescia (Dip. di Meccanica e INFN), Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Pavia (Dip. Fisica Nucleare e Teorica e INFN), Torino (Dip. di Fisica Generale, Dip. di Fisica Sperimentale, Dip. di Fisica del Politecnico, INAF-IFSI e INFN), Trieste (Dipartimento di Fisica e INFN), University of Victoria e TRIUMF (Canada), University of Seoul (Korea), G.S.I. (Germany), University of Kyoto, KEK e RIKEN (Japan), Univerity of Teheran (Iran), JINR (Russia)

 

Attività di ricerca: 

 Dettaglio delle tematiche di fisica studiate nell'esperimento:

  • Studio della fisica degli ipernuclei Λ
    • spettroscopia
    • decadimenti
      • decadimenti non mesonici (decadimento Λ + p → p + n negli ipernuclei)
      • decadimenti mesonici (decadimento Λ → p + π- negli ipernuclei)
      • decadimenti rari di iperframmenti, quali
        • 4ΛHe → d+d
        • 4ΛHe → p+t
  • Studio della produzione degli ipernuclei Λ ricchi di neutroni: 12ΛBe, 7ΛH, 6ΛH
  • Studio delle interazioni K--nuclei
    • studio delle reazioni di assorbimento di K- su nucleoni e nuclei
    • studio della formazione di stati legati K--nuclei (Deeply Bound Kaonic States)
  • studio di reazioni indotte da K+
    • decadimenti dei K+
    • reazioni di scambio carica

 

Attività sperimentali di responsabilità del gruppo di Torino:

  • costruzione, messa in funzione e manutenzione del sistema di camere a deriva del tracciatore; meccanica e movimentazione delle suddette
  • costruzione, messa in funzione e manutenzione dell'Helium chamber
  • messa in funzione e manutenzione dell'odoscopio interno di scintillatori (TOFINO)
  • progettazione e costruzione dei bersagli
  • collaborazione alla messa in funzione e manutenzione del rivelatore di vertice
  • realizzazione e manutenzione del sistema di trigger

 

 Attività relative all'offline dell'esperimento di competenza del gruppo di Torino:

  • sviluppo, messa a punto e mantenimento del codice di ricostruzione
  • sviluppo, messa a punto e mantenimento del codice di simulazione
  • sviluppo e messa a punto del codice di allineamento
  • analisi dei seguenti canali di fisica:
    • decadimenti degli ipernuclei Λ (non mesonici, mesonici, decadimenti rari)
    • studio di reazioni di assorbimento di K- su più nucleoni e implicazioni sulla possibile esistenza di stati legati K--nucleo

 

 

Composizione del gruppo FINUDA-TORINO (2008)

  • Agnello Michelangelo, Dip. di Fisica, Politecnico di Torino e INFN Torino
  • Botta Elena, Dip. di Fisica Sperimentale, Università di Torino e INFN Torino
  • Bressani Tullio, Dip. di Fisica Sperimentale, Università di Torino e INFN Torino
  • Bufalino Stefania, Dip. di Fisica Sperimentale, Università di Torino e INFN Torino
  • Busso Luigi, Dip. di Fisica Generale, Università di Torino e INFN Torino
  • Calvo Daniela, INFN Torino
  • De Mori Francesca, Dip. di Fisica Sperimentale, Università di Torino e INFN Torino
  • Feliciello Alessandro, INFN Torino
  • Filippi Alessandra, INFN Torino
  • Marcello Simonetta, Dip. di Fisica Sperimentale, Università di Torino e INFN Torino
  • Morra Ombretta, INAF-IFSI e INFN Torino
  • Wheadon Richard, INFN Torino

 

 

Contatti
Nome del responsabile: 

Alessandra Filippi, FINUDA Software Coordinator