HiLumi LHC FP7 High Luminosity Large Hadron Collider Design Study

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Giuditta Baldi
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CERN-ACC-SLIDE-2013-021 HiLumi LHC FP7 High Luminosity Large Hadron Collider Design Study Presentation QUANDO L AVVENTURA DELLA CONOSCENZA DIVENTA UNA GRANDE IMPRESA SCIENTIFICA IL LARGE HADRON

1 CERN-ACC-SLIDE HiLumi LHC FP7 High Luminosity Large Hadron Collider Design Study Presentation QUANDO L AVVENTURA DELLA CONOSCENZA DIVENTA UNA GRANDE IMPRESA SCIENTIFICA IL LARGE HADRON COLLIDER DEL CERN Rossi, Lucio (CERN) 20 December 2011 The HiLumi LHC Design Study is included in the High Luminosity LHC project and is partly funded by the European Commission within the Framework Programme 7 Capacities Specific Programme, Grant Agreement This work is part of HiLumi LHC Work Package 1: Project Management & Technical Coordination. The electronic version of this HiLumi LHC Publication is available via the HiLumi LHC web site < or on the CERN Document Server at the following URL: < CERN-ACC-SLIDE

Programme 7 Capacities Specific Programme, Grant Agreement 284404. This work is part of HiLumi LHC Work Package 1: Project Management & Technical Coordination.

2 QUANDO L AVVENTURA DELLA CONOSCENZA DIVENTA UNA GRANDE IMPRESA SCIENTIFICA IL LARGE HADRON COLLIDER DEL CERN Lucio Rossi CERN Technology Department Project Leader HighLumi LHC & Università di Milano Dipartimento di Fisica

Lucio Rossi CERN Technology Department Project Leader

3 Indice Premessa: l importanza del soggetto Chi sono e cosa mi muove La realtà in cui muovo: il CERN e le collaborazioni internazionali Il progetto LHC Scopo Mezzi (strumento e modalità) Novità Caratteristiche della ricerca nei grandi progetti tecnologici La domanda e il nesso: i grandi dimenticati che riemergono Possibilità di una posizione responsabile (umana) nei grandi progetti NOTA: LE OPINIONI ESPRESSE SONO PERSONALI E NON NECESSARIAMENTE CONDIVISE DALLA DIRIGENZA CERN 2

progetti tecnologici La domanda e il nesso: i grandi dimenticati che riemergono Possibilità di una posizione

Premessa: l importanza del soggetto La ricerca scientifica autentica, il cui metodo d azione la porta a prediligere i dati di realtà alle opinioni, veicola una concezione positiva del rapporto

4 Premessa: l importanza del soggetto La ricerca scientifica autentica, il cui metodo d azione la porta a prediligere i dati di realtà alle opinioni, veicola una concezione positiva del rapporto uomo-natura. Val la pena conoscere la natura (al punto di mettere in piedi imprese gigantesche) Usare della conoscenza (tecnologia) è positivo, è un bene Non ha paura dei risultati Nel rapporto uomo-natura è il soggetto che ci guadagna: coscienza di sé dilatata (comprende il mondo in cui però non si confonde) 3

Val la pena conoscere la natura (al punto di mettere in piedi imprese gigantesche) Usare della conoscenza (tecnologia) è

5 Appunto il soggetto 56 anni, sposato con due figlo (un tipo di realtà molto esigente) per circa 20 anni ho insegnato e fatto ricerca in fisica applicata al dipartimento di fisica di Milano, nel settore acceleratori e superconduttività Da 11 anni sono al CERN dove dirigo il gruppo che si occupa dei superconduttori e dei magneti principali per LHC e poi dello sviluppo nuovo di LHC (Alta Luminosità) 4

settore acceleratori e superconduttività Da 11 anni sono al CERN dove dirigo il gruppo che si occupa

6 Cosa mi muove Curiosità, voglia di capire Desiderio di fare delle cose, delle cose nuove e di vedere il risultato Una buona dose di senso pratico: le riflessioni che non hanno impatto (dove l impatto puo essere inteso in senso molto lato) sono inutili 5

dose di senso pratico: le riflessioni che non hanno impatto

7 IL CERN Fondato nel 1954 da 12 paesi Oggi sono 20 gli stati membri (tutti europei) Diversi altri sono Osservatori o associati a progetti Piú di 7000 utilizzatori Circa 2400 staff Circa 650 M di budget annuale (40% personale, 20-25% di spese generali e 35-40% per progetti) 6

progetti Piú di 7000 utilizzatori Circa 2400 staff Circa 650 M di

8 Acceleratori come microscopi Accelerators Microscopes Binoculars Optical and radio telescopes 7

9 1) Si concentra energia in particelle cariche (acceleratori) 2) Le particelle collidono (ricreando condizioni esistenti subito dopo il Big Bang) 3) Le particelle che fuoriescono vengono riprese dai Rivelatori 8

condizioni esistenti subito dopo il Big Bang) 3) Le

10 Piu si va nel dettaglio e piu il legame con l origine e con il tutto si rafforza! Microscopio a grandissima risoluzione: = h/p T = 10 TeV m Viaggio indietro nel tempo : t s 1/E 2 Gev In LHC : TeV T 1 ps per creazione di singole particelle p-p T 1 s come fenomeno collettivo: QGS (Quark-Gluon Soup)con ioni pesanti 9

nel tempo : t s 1/E 2 Gev In LHC : 7 + 7 TeV T 1 ps per creazione di singole

11 Il grande progetto : il Large Hadron Collider 10

12 Su una struttura esistente CERN 2nd site CERN main site SPS accelerator Geneva Airport LHC accelerator 11

13 LHC è il più potente microscopio per le particelle elementari quattro gigantesche caverne sotterranee ospitno rivelatori enormi fascio di energia mai raggiunta: 14 TeV c.o.m intensità dei fasci di ordini di grandezza piu elevati Circa ton a 1.9 K, a temperatura inferiore al freddo cosmico 12

14 The LHC: what it will look like LHC inizierà a operare nel

15 Preparazione in corso per LHC 27 km di circonferenza 100 m sottoterra 14

16 Uno dei rivelatori per gli esperimenti LHC : CMS 15

17 La complessità dei rapporti 1000 persone lavorano strettamente sull anello principale; circa 100 in piu in altri laboratori Altre 500 sul complesso di iniettori e altri servizi tecnici Circa 500 per i rivelatori; altri 3500 in altri laboratori e nelle università. Certo è molto diverso da quando uno scienziato o un piccolo team di 2-3 ricercatori progetta, costruisce, esegue e analizza un esperimento! 16

rivelatori; altri 3500 in altri laboratori e nelle università.

detectors, material, Institutes share: 15% LHC detectors, material, CERN

18 I costi!! 5000 M La macchina circa 3000 M I magneti superconduttori circa 1700 M LHC detectors, material, Institutes share: 15% LHC detectors, material, CERN share: 8% LHC machine, material: 43% LHC detectors, labour, Institutes share: 16% LHC detectors, labour, CERN share: 6% LHC machine, labour: 12% 17

19 Alcune novità (?) nei progetti di ricerca Attenzione ai costi fino allo spasimo Non basta diminuire il costo iniziale Controlli lungo tutto il progetto Non si riesce piu a succhiare dal budget ordinario E ancora ricerca? E ancora entusiasmante? La responsabilità è molto diluita (eccetto forse ai vertici?) meetings!! L aspetto dell integrazione sia di diverse discipline che personale è molto importante, al punto da rischiare di oscurare l aspetto di creatività 18

lungo tutto il progetto Non si riesce piu a succhiare dal budget ordinario E ancora ricerca? E ancora entusiasmante?

20 Indice La domanda e il nesso: i grandi dimenticati che riemergono 19

21 The constituents of matter Quarks (Gell-Mann) 1964 Proton Today s periodic system of the fundamental building blocks 20

22 We don't know everything! Why three generations? Supersymmetry? Higgs boson? The LHC will help solving all these unsolved mysteries L osservazione e l impatto con la realtà fa sorgere una domanda che muove! 21 E fa fare i tunnel!

23 La firma dell Higgs a LHC I due fasci di protoni controcircolanti si incroceranno 800 milioni We expect only 1 Higgs in 1,000,000,000,000 events 22

24 CERN, Internet and the WWW I grandi progetti: la valorizzazione della comunicazione: ovvero la verità ha un valore! 23

25 K SI95 Estimated CPU Capacity at CERN 5,000 4,500 4,000 3,500 3,000 2,500 2,000 1,500 1, Other experiments LHC experiments Jan 2000: 3.5K SI95 year Moore s law 24

26 Indice Possibilità di una posizione responsabile (umana) nei grandi progetti 25

27 L importanza del maestro Il tramandarsi una tradizione tiene viva la domanda grandi scuole di fisica Assicura, aiuta, che l esperienza sia un cammino verso una certezza piu grande con un metodo che è quello di tutte le realtà umane positive: Verifica onesta: esperienza Dedizione, affezione Capacità di lavorare insieme Confronto tra l esperienza e l ipotesi Condivisione risultati: da questo la domanda si alimenta

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