RICERCA ITALIANA     

HyperGamma

Università degli Studi di Torino

Abstract

Lo scopo del Programma è l'applicazione delle tecniche di spettroscopia gamma ad elevata risoluzione, basata sull'uso di rivelatori al Germanio segmentati, allo studio sistematico degli stati di bassa eccitazione degli Ipernuclei Lambda e Doppi Lambda. Questa tecnica, ampiamente utilizzata negli studi di Fisica Nucleare, è stata applicata recentemente anche agli Ipernuclei ma non può essere trasferita direttamente alle due principali facility che sono (FINUDA, INFN/LNF, Italia) e saranno (PANDA, GSI, Germania) operative nei prossimi dieci anni.
Le maggiori incognite in proposito sono la necessità di far operare i rivelatori in presenza di campi magnetici elevati (0.5-1.0 T) e di un elevato flusso di particelle cariche (leptoni, adroni) che inevitabilmente irraggiano i rivelatori al Ge posti nelle immediate vicinanze dei bersagli nucleari. Per portare avanti tale Programma, dopo una prima fase in cui verranno effettuate le simulazioni necessarie alla valutazione dei fondi di particelle cariche nelle diverse condizioni degli esperimenti e della risposta dei rivelatori al Ge, verranno realizzati i prototipi dell'elettronica e verrà acquisita la strumentazione necessaria, si avrà una seconda fase di intensi studi sperimentali presso i LNS, dotati di un solenoide superconduttore (SOLE) e di intensi fasci di particelle (protoni e ioni).
In altre parole verrà riprodotta a livello prototipale e su scala ridotta una situazione sperimentale molto simile a quella che si >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Tullio BRESSANI Università degli Studi di TORINO

Obiettivo del Programma di Ricerca

Il presente Programma di Ricerca viene proposto da un considerevole numero di ricercatori, che operano nel campo della Fisica Adronica, appartenenti a quattro Università e Sezioni dell'INFN. Essi sono stati coinvolti in passato, e lo sono tuttora, in esperimenti ambiziosi e di grandi dimensioni di Fisica Adronica al CERN (Svizzera), LNF (Italia) e GSI (Germania), spesso in posizioni di rilievo.
A seguito di numerose discussioni avute in varie occasioni (Conferenze, Workshop del settore) essi hanno realizzato che vi era un interesse comune per lo sviluppo di nuove tecnologie per la spettroscopia ad elevata risoluzione di raggi gamma da Ipernuclei Lambda e Doppi Lambda.
In particolare è risultato essere di particolare interesse implementare con questa tecnica i rivelatori magnetici di grandi dimensioni per la Fisica degli Ipernuclei: FINUDA (attualmente operante presso i LNF) e PANDA (di cui è stata approvata la realizzazione al GSI).

A questo scopo è necessario studiare e risolvere alcuni problemi tecnologici non semplici. Essi sono:
1) l'operazione di sistemi di rivelatori al Ge in campi magnetici elevati (>0.5 T);
2) l'operazione di tali dispositivi in presenza di intensi flussi di particelle cariche di fondo (elettroni/positroni in FINUDA, adroni in PANDA), che possono deteriorare le loro prestazioni;
3) l'eventuale danneggiamento da radiazione dei rivelatori suddetti.

Il presente Programma è collegato >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

La Fisica Ipernucleare, nata più di 50 anni fa (1), è stata considerata per alcuni decenni più come una curiosità che come un mezzo per ottenere informazioni uniche e precise sulle Strutture Nucleari e sulle Interazioni Elementari. Gli esperimenti, effettuati inizialmente con tecniche visualizzanti e poi con misure "mordi e fuggi" con contatori, hanno dimostrato la fattibilità e le potenzialità fisiche intrinseche, ma non sono stati fatti con la sistematicità che è il prerequisito fondamentale di un programma di Fisica Nucleare. Solamente in questo ultimo decennio è stato iniziato uno studio sistematico di Spettroscopia Ipernucleare e di Decadimenti Deboli degli Ipernuclei al KEK, in Giappone e al BNL negli USA, con risultati molto interessanti (2,3,4,5,6).

Negli Ipernuclei Lambda il principio di Pauli agisce in direzioni opposte a seconda che si consideri la struttura degli stati eccitati o il successivo decadimento dell'iperone Lambda. Nel primo caso, si ha un solo barione (la particella Lambda) nel campo medio degli (A-1) nucleoni rimanenti che formano l'Ipernucleo A Lambda Z. Così tutti gli stati di particella singola della Lambda possono essere visti contemporaneamente in un solo esperimento, dato che non ci sono le complicazioni dovute al principio di Pauli, presenti, invece, nei Nuclei ordinari.
Al contrario, quando la Lambda decade all'interno della materia nucleare, in tutti gli Ipernuclei, esclusi solo i più leggeri, il decadimento libero >>>