PVLAS. Guido Zavattini - pvlas collaboration. Hands holding the void Alberto Giacometti

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1 PVLAS Guido Zavattini - pvlas collaboration Hands holding the void Alberto Giacometti

2 Collaborazione 2011: Totale FTE = fte 1.6 fte 1.1 fte Legnaro Ruggero Pengo (40%, I ricercatore INFN) Ugo Gastaldi (100%, Dirigente di ricerca INFN) Pino Ruoso (50%, Ricercatore INFN) Ferrara Giovanni Di Domenico (60%, Ricercatore Univ.) Guido Zavattini (100%, Prof. Associato) Trieste Federico Della Valle (60%, Ricercatore Univ.) Edoardo Milotti (50%, Prof. Associato)

3 Summary Breve introduzione sull argomento L apparato di Ferrara e risultati recenti Concorrenza internazionale Dopo Giugno 2010 Piano di lavoro triennale Richieste e motivazioni

4 Fisica Descritto da Lagrangiana Euler- Heisenberg. Ci deve essere. Comprende anche MCP Correzione 1.45% Contributi adronici non riconducibile ad altre misure indirette. Problema aperto nel g-2 del muone n QED = 3A e B 2 = B 2 T -2 Contributi di particelle nuove che si accoppiano a due fotoni.

5 Spazio parametrico da colmare L EH = 1 2µ 0 E 2 c 2 B 2 + A e µ E 2 E c 2 B 2 +7 c B Migliore limite pubblicato da PVLAS-LNL n = 3A e B Con i parametri attuali sull apparato di test portati sul nuovo apparato si colmano quasi 3 ordini di grandezza in A e Parametro A e [T -2 ] Valore atteso nel nuovo apparato con: Sensibilità = 2e-7 s1/2 e finesse = Tempo integrazione 1e6 s = 10 giorni Valore previsto dalla QED Sensitivity [1/ Hz]

6 Ellipticity Measurement Static measurement is excluded Modulate the field and add a carrier signal at ω Mod Rotating the field at Ω Mag produces a signal at 2Ω Mag I polarizer magnetic field ellipticity modulator analyzer I Tr mirror at ΩΩ Mag mirror at Mod [ ] = I = I σ 2 + ( ψ(t) + η(t) ) 2 Tr 0 Ideally, [ ( )] = I 0 σ 2 + ψ(t) 2 + η(t) 2 + 2ψ(t)η(t

7 Ellipticity Measurement I Tr = I [ 0 σ 2 + ( Ψ(t )+ η(t)+ α s (t)) 2 ] = I [ 0 σ 2 + ( η(t ) 2 + 2Ψ(t)η(t )+ 2α s (t)η(t )+...)] Normalization Desired signal Birefringence noise I TR (ω) α η2 /2 α ηψ ω Mod - 2Ω MagωMod ω Mod + 2Ω Mag ω 2ω Mod

8 Foto attuale Magneti, loro supporti, motore e camere da vuoto sono stati finanziati con un PRIN 2006 Banco TMC prestato dal Prof. Calabrese

9 Situazione a Giugno Prima dimostrazione che l insieme dell apparato funziona Montato tubo in vetro con magneti in linea prime misure senza cavità: sensibilità = / Hz prime misure con cavità a finesse bassa: sensibilità = / Hz Misure Cotton-Mouton con bassa finesse per verificare la cancellazione dell effetto con i magneti a 90 gradi. In grigio, magneti 10-4 a 0 gradi In nero, magneti a 90 gradi Magnet rotation frequency = 1.8 Hz L importanza dei 2 magneti: fare una vera misura di zero con campo acceso. Ellipticity Frequency from carrier [Hz]

10 Giugno 2010 Parameter Ae [T -2 ] Noise floor of Ae compared with the best PVLAS-LNL value. Finesse = Magnet rotation frequency = Hz Integration time = 400 s. denote the position of the first and second harmonics. A physical signal would appear at Hz PVLAS-LNL limit in Ae obtained in T = s Frequency [Hz] Con finesse abbiamo integrato per alcuni minuti per vedere la qualità del sistema. Sensibilità = / Hz

11 Concorrenza T = 2 Sensitivity/Ellipticity Ellipticity = 2F π πl3ae B 2 λ A e = 2 45µ 0 α 2 λ 3 e m e c 2 = T 2

12 Concorrenza Q&A experiment - Taiwan Sensibilità / Hz, con F = 30000, campo 2.3 T, L = 180 cm, 1 magnete. Banchi ottici separati. Ellitticità = T QED = s = 6500 anni BMV experiment - Toulouse Sensibilità / Hz con F = , campo impulsato qualche 2 ms, 115 T 2 m, 1 colpo/12 min => sensibilità efficace = / Hz. Ellitticità = T QED = s = 6500 anni OSQAR experiment - CERN Sensibilità =??? Magnete di LHC lungo 15 m, 10 T, Finesse 1000, banchi ottici separati. Magnete non modulabile. Ellitticità = Assumendo sensibilità = / Hz. A che frequenza? Presumibilmente mhz... T QED = 10 8 s = 3.2 anni PVLAS Sensibilità / Hz, con F = , campo 3 T, L = 1.4 m, 2 magneti. Banco unico. Ellitticità = T QED = s = 1.7 anni

13 Concorrenza Effetto B 2 LF Sensitività [1/ Hz]

14 Commenti L apparato e le soluzioni adottate rendono PVLAS ancora il migliore apparato al mondo La derivata molto positiva nello sviluppo dell apparato prosegue I proponenti sono convinti della validità dell apparato proposto e dei risultati di fisica comunque ottenibili C è un crescente numero di proposte per lo studio del vuoto non lineare (non solo con misure di birifrangenza ma anche con misure di diffusione fotone-fotone)

15 Dopo Giugno In Giugno la CSN2 ha sbloccato i fondi per l acquisto di 2 magneti dipolari permanenti. I magneti avranno un B 2 L 11 T 2 m In Giugno la CSN2 ha chiesto un documento finanziario e temporale per PVLAS Fine Luglio la collaborazione ha spedito a Roma la richiesta di gara per i 2 magneti Il 9 Settembre la giunta ha approvato la gara dei magneti e quindi sono state invitate 4 ditte a fornire le loro migliori offerte Sono proseguiti test sul apparato di Ferrara cercando di migliorare la sensibilità: purtroppo al momento tale sensibilità è rimasta quella di Giugno ( / 10 Hz).

16 Disegni Schema nuovo apparato Camera pulita INFN - Ferrara

17 Piano finanziario: anticipo sblocco s.j. + anticipo Ci sono ancora 18 keuro s.j. a LNL Nel 2010 vorremmo acquistare il banco ottico con il sistema di livellamento e isolamento sismico Banco 4.8 m x 1.5 m amagnetico (49 keuro totale) Offerta di vendita Vs. Riferimento: Validità Offerta: 30 giorni richiesta telefonica Pagamento : RD6 Rimessa Diretta a 60 gg. D.F. Merce resa : F.co Vs. indirizzo scaricato a terra Garanzia: 1 anno dalla data di spedizione Consegna: Codice nominativo INFNFE Voce Appross settimane Partita IVA o codice fiscale IT Spett.le: I. N. F. N. Sezione di Ferrara c/o Polo Scientifico Tecnologico Edificio "C" - Via Saragat, FERRARA ( FE ) ( IT ) Data documento 21/09/2010 db electronic instruments srl Milano - Via Teano, 2 Tel /2/ Fax sales@dblaser.it Numero documento Versione 74/10 1 Pag. Modello e descrizione Fornitore: TMC U.M. Quantità Prezzo Importo E.U R n , ,00 Non magnetic Clean top II optical tops, 1500 x 4800 x 450mm, maximum dry damping, 25mm centers - M H-46 n. 1 6-post systems with tiebars, 1500 x 4800mm, gimbal piston isolator without casters 14NM-61H-46 n. 1 6-post systems with tiebars, non magnetic, 1500 x 4800mm, gimbal piston isolator without casters Complete PEPS VX II System n. 1 For the table above SPESE DI TRASPORTO INCLUSE 1 di , , , , , ,00 Totale IVA inclusa = 49 keuro La presente quotazione è redatta sulla base del rapporto EURO/$ 1,3200 +/- 2% Al momento della fatturazione se la variazione di tale rapporto sarà superiore o inferiore al 2%, Vi addebiteremo o accrediteremo la differenza. N.B. - Per ordini inferiori a Vi verranno addebitati per spese di importazione e gestione ordini. Dati Tecnici come da Cataloghi Case Costruttrici Totale offerta EUR ,00 I.V.A. esclusa L'acquirente si impegna a non riesportare la merce fuori dal territorio italiano, salvo approvazione da parte della nostra Società. Capitale Sociale EURO - C.C.I.A.A Iscrizione Reg. Società Trib. Milano /3995/35 - Partita IVA e Codice Fiscale

18 Schedula 2011 Entro Feb 2011: Ordinare camere da vuoto e movimentazioni UHV. Marzo 2011: Installazione banco ottico nella camera pulita di Ferrara Marzo 2011: Completamento del progetto di supporto per i magneti permanenti Aprile 2011: Installazione delle camere da vuoto Luglio 2011: Inizio installazione delle meccaniche da vuoto e delle ottiche.

19 Richieste 2011: anno di costruzione Vedi documento PVLAS ZavaCorrAll-C2.pdf sul sito della commissione per le motivazioni di tutte le voci di spese con relative offerte/documenti/fatture Ferrara

20 Richieste 2011: anno di costruzione LNL

21 Richieste 2011: anno di costruzione Trieste Senza anticipo per banco ottico: Gran Totale 2011: 281 keuro Con anticipo per banco ottico e sblocco s.j. (LNL) Gran Totale 2011 (assumendo anticipo): 231 keuro 2010: 50 keuro - 18 keuro = 32 keuro

22 2012: Commissioning Il 2012 è l anno dedicato all ottimizzazione dell apparato Anticipo che potrebbe essere necessario acquistare una cavità di prestabilizzazione del laser Missioni: 35 keuro Consumo: 20 keuro Costi: Inventario/manutenzione: 20 keuro (Cavità di riferimento: 25 keuro) Totale: 100 keuro

23 2013: Run Il 2013 sarà l anno dedicato alla presa dati per un tempo il più lungo possibile con le condizioni migliori ottenute durante il 2012 Si prevedono solo running costs. Missioni: 35 keuro Consumo: 20 keuro Costi: Inventario/manutenzione: 20 keuro Totale: 75 keuro

24 2013: Run Dal documento in rete: We would like to stress that for the PVLAS collabora=on the end of 2013 is considered a deadline for a final assessment of the experiment. The PVLAS collabora=on has made a series of R&Ds especially during the last few years during which significant improvements have been made compared to the original LNL setup. We believe that whatever the result reached, it will be a best effort.