Commissione II Cd S Luglio 2020 1 Sigle

Commissione II Cd. S Luglio 2020 1

Sigle 2

AMS ● RL Gervasi 3

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CUORE ● RL Brofferio 6

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CUPID ● RL Gironi 9

CUPID - attività previste per il 2021 Detector Assembly for Test Runs (at Mi. B and LNGS) • Pile-up studies with ∼ 300 g Li 2 Mo. O 4 crystals • Light Yield and light collection studies • New Li 2 Mo. O 4 crystals characterization (radiopurity and performances) • Aluminum deposition (surface sensitivity + light collection) Simulations and Data Analysis for CUPID • Background Budget • Algorithm for 2 vbb pile-up rejection New Detector Concept • Light Detector coupling • Copper structure and alternatives to copper • Active Shielding Screening for material selection • Certification of Li 2 Mo. O 4 production chain • Copper, small parts Li 2 Mo. O 4 optical characterization • Optical absorption measurements • Thermoluminescence measurements from 10 K to RT • Photoluminescence and time resolved photoluminescence Optimization of thermistor design and characterization • NTD characterization and thermal model of a bolometer • Smaller = Faster

Involved people: 23 CUPID - Anagrafica e richieste finanziarie Barresi Andrea Biassoni Matteo 10 10 Brofferio Chiara 10 Capelli Silvia 30 Carniti Paolo Chiesa Davide 20 Cova Francesca Cremonesi Oliviero 30 Dell’Oro Stefano 30 Fasoli Mauro 30 Faverzani Marco Ferri Elena 40 10 LN + LHe per raffreddamento criostato Giachero Andrea 40 Gironi Luca 80 Servizi Gotti Claudio Nastasi Massimiliano 10 40 Servizio attivazione neutronica per test radioattività Nutini Irene Pavan Maura 40 60 Missioni Pessina Gianluigi Pozzi Stefano 30 Previtali Ezio 60 Sisti Monica 10 Vedda Anna 10 Consumo 29 k. E Consumabili per test criogenici, caratterizzazione ottica Li 2 Mo. O 4 e misure radioattività. Rame e Teflon per run sala A. Wafer di Ge per LD. 40 40 30 Totale FTE 7. 1 Officina (Gaigher) ∼ 6 mesi Altri Consumi 20 k. E 5 k. E 65 k. E Trasferte LNGS per misure di test in Sala C, installazione array e shift per Sala A, conferenze e meeting.

ENUBET_2 ● RN Terranova ● RL Branca 12

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GERDA ● RL Cattadori 15

GERDA/LEGEND: Attivita’ 2021 GERDA a fine 2019 ha chiuso presa dati →T 1/20ν= 1. 8∙ 1026 yr → mee: 80 -182 me. V Attivita’ 2021 tutte concentrate su upgrade apparato & commisioning a LEGEND. Inizio presa dati prevista fine 2021 (schedula pre-COVID) Attivita’ 2021: ● Completamento sistema HV LEGEND (+80 Anagrafica 2021 ch) ● R&D Sviluppo PEN con aggiunta di WLS ● C. M. Cattadori 40% primari e secondari per conversione e ● F. Meinardi* 20% raccolta luce scintillazione LAr ● +postdoc* 10% ● Supporto test criogenici elettronica fredda presso lab GERDA in sede * Nuova Associazione. ● Partecipazione tests integrazione elettronica Unimi. B Sc. Mat. fredda con detectors (@LNGS) ● Refurbishment rivelatore BEGe 5030 per

GERDA/LEGEND - Richieste finanziarie ● MS: 6. 5 ● Apparati: ○ ○ 28 k. Euro Cavi HV: Schede HV: 11. 5 k. Euro 16. 5 k. Euro ● Ripristino Rivelatore BEGe (in camera a vuoto utilizzato per test FE GERDA e LEGEND @ Mi. B): 3 k. Euro+12 (SJ) ● Reintegro assegnazione anno 2019 attivita' R&D WLS primari/secondari radiopuri in polimeri plastici: 6 k. Euro ● Consumo (LN, Minuterie): 1. 5 k. Euro GERDA/LEGEND - Richieste servizi 1 mese M. Perego per assistenza installazione, test e monitoraggio sistema HV a LNGS

HOLMES ● RN Nucciotti ● RL Faverzani 18

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ICARUS ● RL Bonesini 21

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LIGHTBIRD ● RL Zannoni 24

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JUNO ● RL Sisti 27

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MOSCAB ● RL Redaelli 30

MOSCAB 2020 -21 Nel corso del 2019 abbiamo approfondito diversi aspetti inerenti la nucleazione omogenea e la discriminazione acustica degli eventi indotti da rinculi nucleari, sia dal punto di vista teorico che sperimentale che ha portato alla pubblicazione dei seguenti lavori: ● ● Bruno, G. , et al. On the critical energy required for homogeneous nucleation in bubble chambers employed in dark matter searches. Eur. Phys. J. C 79, 183 (2019). Ardid, M. , et al. Effects of thermodynamic conditions on the acoustic signature of bubble nucleation in superheated liquids used in dark matter search experiments. Eur. Phys. J. C 79, 961 (2019). A febbraio 2020, subito prima dell’emergenza sanitaria, abbiamo montato il vaso da 20 litri ed eseguito il commissioning da remoto durante il lockdown, facendo solo sporadici interventi di messa a punto in galleria. Il rivelatore e’ attualmente in presa dati. La tecnica di compressione termodinamica del rivelatore “geyser” MOSCAB, non consente, almeno nella configurazione attuale, di raggiungere pressioni sufficientemente basse da permettere la discriminazione acustica degli eventi dovuti al fondo alfa. Perciò siamo giunti alla determinazione di mettere, almeno per ora, da parte l’impiego di MOSCAB come possibile rivelatore di WIMPs. D’altro canto, in certe condizioni, MOSCAB si presta ad essere utilmente impiegato come rivelatore di fast neutrons, letteralmente privo di fondo. Abbiamo pertanto deciso di sfruttare il know-how acquisito, anche con riferimento ad altre tecniche di rivelazione di neutroni, per proporre la realizzazione di una facility dedicata alla misura ed al monitoraggio nel tempo del flusso di neutroni in galleria ed in superficie. 31 Questa proposta e’ oggetto di una Lettera di Intenti che verra’ inviata al Comitato Scientifico dei LNGS ed alla CII.

Vorremmo utilizzare, se fosse possibile, la porzione della Hall F già destinata all’esperimento MOSCAB e sostanzialmente pronta all’uso (se si esclude la connessione di rete). Qualora la proposta venisse accolta, potremmo lasciare la Hall C entro l’anno. In ogni caso le richieste economiche minime necessarie, quantificabili complessivamente in 20 k. Euro ripartiti tra le tre sezioni INFN coinvolte, vengono fatte attraverso le dotazioni di gruppo 2, come d'altra parte e' stato sempre per MOSCAB. 32

NU@FNAL (DUNE) ● RL Terranova 33

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PTOLEMY ● RL Giachero 36

GOAL: TES based microcalorimeter with an energy resolution of 0. 05 e. V for electrons of energy < 100 e. V First prototypes developed during 2020 (J. Low Temp. Phys. 199 (2019) 1 -2, 138 -142). Detectors from this and future productions will be characterized by using to low energy photons and low energy electrons; The steps to reach goal are: ➔ As SPD (single photon detector): ● optimize design and material to improve energy resolution and detector area; ● optimize readout electronics and multiplexing; ➔ As SED (single electron detector): ● ● ● develop low energy high resolution high stability cryogenic single electron source characterize energy resolution with electron energy <100 e. V characterize detector energy response: resolution, backscattering and secondary electron emission optimize design and material to improve the detector energy response. develop devices to reduce the secondary emission and backscattering probability. A cryogenics facility is currently in development at the Cryogenics Laboratory of the INFN Unit of Milano. Bicocca and a new dc-SQUID electronics with bandwidth > 6 MHz is fundamental. 37

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QUBIC ● RL Zannoni 39

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TRISTAN ● RN Biassoni ● RL Pozzi 41

Piano attività 2021 --- TRISTAN 1. Caratterizzazione degli SDD della produzione Tristan (1, 12, 47 pixel): a. misure al SEM: funzione di risposta in funzione di energia e angolo, effetti di bordo, pulse shape vs. posizione di interazione b. misure con sorgenti: performance vs. temperatura, misure di back-scattering, bremsstrahlung e fluorescenza X con rivelatori secondari 2. Modellizzazione della risposta con Geant 4, deconvoluzione e ricostruzione di spettri noti (conversione interna, beta permessi, etc…) 3. Studi di sensibilità 4. Partecipazione all’installazione, commissioning e analisi dati della Phase-0 (matrice da 47/144 pixel nel Monitor Spectrometer di Katrin, autunno 2020)

Richieste e Anagrafica --- TRISTAN Richieste: CONSUMO ● ● ● 2 k materiale da vuoto materiale per montaggi, minuteria meccanica componentistica elettronica varia Anagrafica: Biassoni Pozzi INVENTARIO 3 k ● PC per DAQ camera a vuoto Pavan ● ● 7 k Incontro con collaboratori di Monaco per test rivelatori k Disseminazione risultati, conferenze 2 k Installazione e commissioning Phase-0 3 k 0. 4 RL 0. 3 MISSIONI ● 0. 6 RN Brofferio 2 0. 2 Cremonesi Totale 0. 1 1. 6 (Totale nazionale

VIRGO ● RL Giacomazzo 44

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