ePIC, capire il collante nucleare che tiene unita la materia nell’Universo
L’esperimento Electron Proton-Ion Collider (ePIC) è un prossimo acceleratore di nuova generazione, che sarà costruito presso il Brookhaven National Laboratory (BNL) di Upton, New York, USA (EIC) ed usato per far collidere elettroni polarizzati con protoni e nuclei pesanti, anch’essi polarizzati. L’esperimento ePIC, il cui commissioning ed istallazione è previsto per il 2030, attualmente coinvolge oltre 850 scienziati da più di 292 istituti in 40 nazioni, e permetterà di studiare la struttura interna dei protoni e neutroni e le interazioni dei quark e dei gluoni, i costituenti fondamentali della materia visibile nell’universo, con una precisione senza precedenti.
Oltre la comprensione completa della forza nucleare e struttura del protone e neutrone, si studierà il contributo di quark e gluoni alle proprietà dei nucleoni (loro massa, spin e raggio), la densità dei gluoni nei nuclei, e la sua eventuale saturazione, che creerebbe una sorta di nuova forma di materia, e la formazione degli adroni a partire dai quark e dai gluoni nella materia nucleare (processo che va sotto il nome di adronizzazione). Si investigheranno i processi di diffusione tra elettroni polarizzati e ioni (da idrogeno a piombo, con i più leggeri polarizzati) con energie del centro di massa variabile tra 40 e 120 GeV, e prodotti da fasci molto intensi.
L’INFN è coinvolto con un centinaio di ricercatori e tecnologi e 16 sezioni e laboratori, ed ha la responsabilità della partecipazione alla costruzione del rivelatore di vertice al silicio centrato su tecnologia di Micro Resistive Well Detector (muRwell), costruzione del Ring-imaging Cherenkov detector (RICH), dei tracciatori a terminale Micro Pattern Gaseous Detectors (MPDG), e della eletronica e flusso dati di read-out.
Il gruppo della Sezione INFN di Roma Tor Vergata partecipa alle attività sui rivelatori, alle simulazioni e ricostruzione degli eventi, ed allo sviluppo di schede per l’elettronica di front-end. In particolare coordina il progetto di terminali MPGD, sta completando l’analisi dei dati di test-beam sul muRwell e sulla risposta del rivelatore a tracce inclinate e curve, i primi progetti e valutazioni ingegneristiche di test. Questa iniziativa sperimentale è partita nel 2019 con la sigla EIC-NET ora confluita in ePIC.