Report from the DOE Office of High Energy Physics - - PowerPoint PPT Presentation

Report ¡from ¡the ¡DOE ¡ ¡Office ¡of ¡ ¡ High ¡Energy ¡Physics ¡

• Dr. ¡Simona ¡Rolli ¡

Program ¡Manager ¡ ¡ DOE ¡Office ¡of ¡High ¡Energy ¡Physics ¡ November ¡12, ¡2015 ¡ ¡ ¡ ¡

Simona ¡Rolli ¡-­‑ ¡US ¡LHC ¡Users' ¡MeeGng ¡-­‑ ¡FNAL ¡Nov ¡2015 ¡

Outline

• The ¡ ¡U.S. ¡HEP ¡Program ¡

– P5 ¡and ¡Science ¡Drivers ¡ – Program ¡Highlights ¡

• The ¡DOE-­‑HEP ¡Budget ¡

– 2016 ¡PresidenGal ¡Request ¡ – P5 ¡and ¡Budget ¡ImplementaGon ¡

• HEP ¡Funding ¡OpportuniGes ¡

– HEP ¡and ¡SC ¡Funding ¡OpportuniGes ¡ – Early ¡Career ¡Research ¡Program ¡ – Laboratory ¡Groups ¡

• Concluding ¡Remarks ¡

IMPLEMEN IMPLEMENTIN TING TH G THE H E HEP PR EP PROGR OGRAM M

Simona ¡Rolli ¡-­‑ ¡US ¡LHC ¡Users' ¡MeeGng ¡-­‑ ¡FNAL ¡Nov ¡2015 ¡

…is ¡to ¡understand ¡how ¡the ¡universe ¡works ¡at ¡its ¡most ¡fundamental ¡level: ¡

• Discover ¡the ¡most ¡elementary ¡consGtuents ¡of ¡maXer ¡and ¡energy ¡
• Probe ¡the ¡interacGons ¡between ¡them ¡
• Explore ¡the ¡basic ¡nature ¡of ¡space ¡and ¡Gme ¡

¡ ¡

The High Energy Physics Program Mission

The ¡Office ¡of ¡High ¡Energy ¡Physics ¡fulfills ¡its ¡mission ¡by: ¡

• Building ¡projects ¡that ¡enable ¡discovery ¡science ¡
• OperaBng ¡faciliBes ¡that ¡provide ¡the ¡capability ¡to ¡perform ¡

discovery ¡science ¡

• SupporBng ¡a ¡balanced ¡research ¡program ¡that ¡produces ¡

discovery ¡science ¡ Our ¡program ¡is ¡formally ¡advised ¡by: ¡

• High ¡Energy ¡Physics ¡Advisory ¡Panel ¡(HEPAP) ¡

– Jointly ¡chartered ¡by ¡DOE ¡and ¡NSF ¡to ¡advise ¡both ¡agencies ¡

• Astronomy ¡and ¡Astrophysics ¡Advisory ¡CommiKee ¡(AAAC) ¡

– Advises ¡DOE, ¡NASA, ¡and ¡NSF ¡on ¡selected ¡issues ¡in ¡ astronomy ¡& ¡astrophysics ¡of ¡mutual ¡interest ¡and ¡concern ¡

• NaBonal ¡Academy ¡of ¡Sciences ¡(NAS) ¡

– Established ¡by ¡Congress ¡in ¡1863 ¡to ¡advise ¡the ¡government ¡ and ¡any ¡department ¡thereof ¡on ¡the ¡arts ¡and ¡sciences ¡

Simona ¡Rolli ¡-­‑ ¡US ¡LHC ¡Users' ¡MeeGng ¡-­‑ ¡FNAL ¡Nov ¡2015 ¡

Implementing a Program of Discovery

P5 ¡idenGfied ¡5 ¡Science ¡Drivers ¡that ¡idenGfy ¡the ¡scienGfic ¡moGvaGon ¡

• f ¡the ¡HEP ¡program ¡ ¡while ¡ ¡Research ¡FronGers ¡provide ¡a ¡useful ¡

categorizaGon ¡of ¡ ¡experimental ¡techniques ¡ HEP ¡Research ¡program ¡support ¡reflects ¡the ¡science ¡priori:es ¡of ¡P5 ¡

Glen Crawford, Director

Janice Hannan Christie Ashton Energy Frontier Abid Patwa James Stone (IPA)

James Siegrist, Director

Sherry Pepper-Roby, Administrative Specialist Michael Cooke

Office of High Energy Physics

HEP Budget and Planning Dean Oyler Erin Cruz Alan Stone

Research & Technology Division

Mike Procario, Director

Vera Bibbs

Facilities Division

International Agreements Program Michael Salamon HEP Operations Kathy Yarmas HEP Connections Lali Chatterjee Physics Research Research Technology Intensity Frontier Glen Crawford (Acting) Cosmic Frontier Kathy Turner Michael Salamon Anwar Bhatti (IPA) Eric Linder (IPA) Theoretical Physics Simona Rolli William Kilgore (Detailee) Computational HEP Lali Chatterjee General Accelerator R&D L.K. Len John Boger Eric Colby Ken Marken Detector R&D Glen Crawford (Acting) Helmut Marsiske SBIR/STTR Ken Marken Facility Operations Facilities Development Fermilab Complex John Kogut LHC Operations Abid Patwa Simona Rolli Other Operations [SLAC/Other Labs] John Kogut Instrumentation & Major Systems LARP Bruce Strauss Muon Accelerator (MAP) Bruce Strauss NOvA – Ted Lavine MicroBooNE – Ted Lavine Mu2e – Ted Lavine Muon g-2 – Ted Lavine LBNF – Bill Wisniewski (Detailee) PIP-II – Steve Peggs (Detailee) APUL – Bruce Strauss CMS Upgrade – Simona Rolli ATLAS Upgrade – Simona Rolli Belle-II – Helmut Marsiske LSSTcam – Helmut Marsiske DESI – Kathy Turner LZ – Helmut Marsiske

SuperCDMS-SNOLAB – Helmut Marsiske

Accelerator Stewardship Eric Colby HL-LHC Detector Upgrades Pre-Project – Abid Patwa

Energy Frontier

Simona ¡Rolli ¡-­‑ ¡US ¡LHC ¡Users' ¡MeeGng ¡-­‑ ¡FNAL ¡Nov ¡2015 ¡

U.S. ¡parGcle ¡physics ¡research ¡involves ¡over ¡150 ¡universiGes ¡and ¡ laboratories ¡in ¡43 ¡states ¡(plus ¡Washington ¡DC ¡and ¡Puerto ¡Rico) ¡

The U.S. HEP Program….

¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡In ¡2013 ¡DOE ¡HEP ¡supported: ¡

• Major ¡acGviGes ¡at ¡5 ¡U.S. ¡naGonal ¡laboratories, ¡involving ¡~2,600 ¡FTEs ¡
• University ¡research ¡program ¡of ¡~250 ¡acGve ¡grants ¡to ¡>100 ¡insGtuGons, ¡involving ¡~1,700 ¡FTEs ¡

Simona ¡Rolli ¡-­‑ ¡US ¡LHC ¡Users' ¡MeeGng ¡-­‑ ¡FNAL ¡Nov ¡2015 ¡

..and Particle Physics as a Global Field

From ¡Chapter ¡1 ¡of ¡the ¡P5 ¡Report: ¡

• The ¡scienBfic ¡program ¡required ¡to ¡address ¡all ¡of ¡the ¡most ¡

compelling ¡quesBons ¡of ¡the ¡field ¡is ¡beyond ¡the ¡finances ¡and ¡the ¡ technical ¡experBse ¡of ¡any ¡one ¡naBon ¡or ¡region. ¡ ¡ ¡

• The ¡capability ¡to ¡address ¡these ¡quesBons ¡in ¡a ¡comprehensive ¡

manner ¡is ¡within ¡reach ¡of ¡a ¡cooperaBve ¡global ¡program. ¡

• The ¡field ¡is ¡at ¡a ¡juncture ¡where ¡the ¡major ¡players ¡each ¡plan ¡to ¡host ¡
• ne ¡of ¡the ¡large ¡projects ¡most ¡needed ¡by ¡the ¡worldwide ¡scienBfic ¡
• community. ¡

Japan ¡ ILC ¡ Fermilab ¡ LBNF ¡ CERN ¡ LHC ¡

Simona ¡Rolli ¡-­‑ ¡US ¡LHC ¡Users' ¡MeeGng ¡-­‑ ¡FNAL ¡Nov ¡2015 ¡

International Partnerships

New ¡Bilateral ¡U.S.-­‑CERN ¡Agreement ¡ Signed ¡May ¡7, ¡2015 ¡

Successful ¡partnerships ¡is ¡key ¡to ¡implemen:ng ¡U.S. ¡long-­‑term ¡strategy ¡

Several ¡Other ¡InternaBonal ¡Agreements ¡ Italy, ¡India, ¡Japan, ¡China, ¡Brazil, ¡ UK ¡& ¡Canada… ¡

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U.S.-CERN Agreement Annexes

• New ¡bilateral ¡DOE-­‑NSF-­‑CERN ¡InternaGonal ¡Co-­‑operaGon ¡Agreement ¡was ¡signed ¡at ¡ ¡

the ¡White ¡House ¡Eisenhower ¡ExecuGve ¡Office ¡Building ¡on ¡the ¡7th ¡of ¡May ¡2015 ¡

– Highlights ¡important ¡future ¡internaGonal ¡scienGfic ¡and ¡technological ¡collaboraGons ¡ between ¡the ¡U.S. ¡and ¡CERN ¡

• U.S. ¡Department ¡of ¡State ¡granted ¡OMB ¡Circular-­‑175 ¡authorizaGon ¡in ¡August ¡2015 ¡

and ¡Annexes ¡(≡Protocols) ¡to ¡the ¡CooperaGon ¡Agreement ¡are ¡now ¡under ¡ negoGaGon ¡with ¡CERN ¡

– Accelerator ¡Protocol ¡(III) ¡ ¡

• LHC ¡Accelerator ¡Research ¡Program ¡(LARP) ¡
• U.S. ¡ContribuGons ¡to ¡the ¡HL-­‑LHC ¡Accelerator ¡Upgrades ¡
• Future ¡Circular ¡Collider ¡IniGaGves ¡with ¡CERN ¡(as ¡an ¡Addendum) ¡

– Experiments ¡Protocol ¡(II) ¡

• U.S. ¡and ¡CERN ¡responsibiliGes ¡for ¡HL-­‑LHC ¡ATLAS ¡and ¡CMS ¡detector ¡upgrades ¡
• U.S. ¡contribuGons ¡towards ¡the ¡HL-­‑LHC ¡ATLAS ¡and ¡CMS ¡detector ¡upgrades ¡
• Framework ¡of ¡LHC ¡Resources ¡Review ¡Boards ¡(RRBs) ¡and ¡U.S. ¡contribuGons ¡to ¡Common ¡Funds ¡

– Neutrino ¡Protocol ¡(I) ¡

• CERN ¡contribuGons ¡to ¡U.S.-­‑hosted ¡internaGonal ¡neutrino ¡program, ¡including ¡the ¡Fermilab ¡Short-­‑

Baseline ¡Neutrino ¡Program ¡and ¡LBNF/DUNE ¡

• Framework ¡of ¡Fermilab ¡LBNF/DUNE ¡RRBs ¡and ¡CERN ¡contribuGons ¡to ¡Common ¡Funds ¡
• Protocols ¡do ¡not ¡include ¡detailed ¡cost ¡and ¡scope, ¡which ¡will ¡be ¡specified ¡through ¡

MOUs ¡(non-­‑binding) ¡and ¡Addenda ¡(binding) ¡

EN ENER ERGY FR GY FRON ONTIER TIER

Simona ¡Rolli ¡-­‑ ¡US ¡LHC ¡Users' ¡MeeGng ¡-­‑ ¡FNAL ¡Nov ¡2015 ¡

• Energy ¡FronGer ¡researchers ¡accelerate ¡parGcles ¡

to ¡the ¡highest ¡energies ¡ever ¡made ¡by ¡humanity ¡ and ¡collide ¡them ¡to ¡produce ¡and ¡study ¡the ¡ fundamental ¡consGtuents ¡of ¡maXer ¡

– The ¡Large ¡Hadron ¡Collider ¡(LHC) ¡is ¡currently ¡the ¡ centerpiece ¡of ¡Energy ¡FronGer ¡research, ¡where ¡ scienGsts ¡seek ¡to ¡observe ¡newly ¡produced ¡parGcles ¡to ¡ provide ¡insight ¡into ¡fundamental ¡forces ¡of ¡nature ¡and ¡ the ¡condiGons ¡of ¡the ¡early ¡universe ¡

• The ¡Energy ¡FronGer ¡pursues ¡these ¡science ¡

drivers: ¡

– Use ¡the ¡Higgs ¡boson ¡as ¡a ¡new ¡tool ¡for ¡ ¡ discovery ¡ – IdenGfy ¡the ¡new ¡physics ¡of ¡dark ¡maKer ¡ – Explore ¡the ¡unknown: ¡new ¡parGcles, ¡ ¡ interacGons, ¡and ¡physical ¡principles ¡

Enabling Discovery at the Energy Frontier

Explore ¡the ¡Unknown ¡ Dark ¡maXer ¡ Higgs ¡boson ¡

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Energy Frontier Strategy

Current ¡program ¡

• 450+ ¡LHC ¡Run ¡I ¡papers ¡submiXed ¡by ¡each ¡of ¡the ¡ATLAS ¡and ¡CMS ¡CollaboraGons ¡
• Run ¡II ¡started ¡in ¡June ¡2015 ¡and ¡it ¡aims ¡to ¡probe ¡the ¡true ¡nature ¡of ¡the ¡Higgs ¡boson ¡by ¡

collecGng ¡about ¡10 ¡Gmes ¡the ¡number ¡of ¡collisions ¡used ¡for ¡the ¡original ¡discovery ¡

• The ¡U.S. ¡will ¡conGnue ¡to ¡play ¡a ¡leadership ¡role ¡in ¡LHC ¡discoveries ¡and ¡is ¡acGvely ¡execuGng ¡

the ¡iniBal ¡upgrades ¡(Phase-­‑1) ¡of ¡the ¡LHC ¡detectors ¡

– Phase-­‑1 ¡U.S. ¡CMS/ATLAS ¡upgrades ¡received ¡CD-­‑2/3 ¡(baseline/construcGon ¡start) ¡approval ¡in ¡November ¡ 2014 ¡ – To ¡be ¡completed ¡by ¡2019 ¡

¡

¡ Planned ¡program ¡

• ¡High-­‑Luminosity ¡LHC ¡upgrade ¡to ¡extend ¡ ¡

¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡discovery ¡reach ¡

– Increase ¡luminosity ¡by ¡10 ¡Gmes ¡LHC ¡design ¡ value ¡to ¡explore ¡new ¡physics ¡at ¡TeV ¡energies ¡ – Machine ¡and ¡Detectors ¡Upgrades ¡moving ¡ ¡ toward ¡project ¡phase ¡

• Modest ¡investments ¡in ¡R&D ¡for ¡future ¡ ¡
• pBons: ¡

– Lepton ¡colliders ¡ – Very ¡high ¡energy ¡hadron ¡colliders ¡

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HL-LHC Machine Upgrade

US ¡in-­‑kind ¡contribuBons ¡

• Various ¡Candidates: ¡

– 150 ¡mm ¡aperture ¡Nb3Sn ¡quadrupoles ¡ – Crab ¡CaviGes ¡and ¡11 ¡T ¡Nb3Sn ¡Dipoles ¡ – High ¡Bandwidth ¡Feedback ¡System ¡ – CollimaGon ¡and ¡hollow ¡e-­‑beams ¡ – … ¡

• Process ¡of ¡convergence ¡among ¡CERN-­‑DOE-­‑U.S. ¡Labs-­‑LARP ¡iniGated ¡in ¡Dec. ¡2012 ¡
• IniGal ¡consensus ¡on ¡core ¡PrioriGes ¡and ¡backup ¡opGons ¡

IniBal ¡deliverables: ¡

• Ten ¡quadrupole ¡cold ¡masses ¡
• Crab ¡cavity ¡cold ¡masses ¡up ¡to ¡the ¡SPS ¡test ¡
• Preliminary ¡Funding ¡profile ¡defined ¡~$200M ¡between ¡2018 ¡and ¡2024 ¡

¡

• LARP ¡has ¡been ¡successful ¡in ¡advancing ¡R&D ¡towards ¡the ¡accelerator ¡technology ¡needs ¡

for ¡the ¡HL-­‑LHC ¡

• Planning ¡for ¡CD-­‑0 ¡(DOE ¡Approval ¡of ¡Mission ¡Need) ¡within ¡FY ¡2016 ¡

¡

Simona ¡Rolli ¡-­‑ ¡US ¡LHC ¡Users' ¡MeeGng ¡-­‑ ¡FNAL ¡Nov ¡2015 ¡

HL-LHC Detector Upgrades

P5 ¡report ¡idenBfied ¡LHC ¡upgrades ¡as ¡the ¡highest ¡priority ¡near-­‑term ¡large ¡project ¡and ¡specifically ¡ recommends: ¡

• Complete ¡“Phase-­‑1” ¡(2019) ¡upgrades ¡of ¡ATLAS ¡and ¡CMS ¡experiments ¡
• ConGnue ¡collaboraGons ¡with ¡the ¡“Phase-­‑2” ¡(High-­‑Luminosity ¡LHC, ¡2024-­‑26) ¡upgrades ¡of ¡the ¡

accelerator ¡and ¡the ¡ATLAS ¡and ¡CMS ¡experiments ¡to ¡extend ¡discovery ¡potenGal ¡

Progress ¡on ¡HL-­‑LHC ¡Detector ¡Upgrades ¡since ¡the ¡P5 ¡report: ¡ ü Technology ¡selecGon ¡of ¡CMS ¡Forward ¡End-­‑Calorimeters ¡(HGCal) ¡ ü HL-­‑LHC ¡Upgrade ¡Technical ¡Proposal ¡(CMS); ¡ ¡LOI ¡(ATLAS) ¡completed ¡in ¡2012 ¡(pre-­‑P5) ¡ ü U.S.-­‑CERN ¡Bilateral ¡CooperaGon ¡Agreement ¡Signed ¡ ¡ ü Scoping ¡Documents ¡process ¡for ¡ATLAS/CMS ¡HL-­‑LHC ¡upgrades ¡defined ¡by ¡CERN ¡ ü Scoping ¡Documents ¡sent ¡by ¡ATLAS ¡and ¡CMS ¡to ¡LHCC ¡and ¡UCG ¡for ¡review ¡ ü U.S. ¡ATLAS ¡and ¡U.S. ¡CMS ¡present ¡Science ¡Case ¡document ¡to ¡NSF ¡for ¡MREFC ¡ ¡ ü Preliminary ¡DOE ¡budget ¡profiles ¡sent ¡to ¡U.S. ¡ATLAS ¡and ¡U.S. ¡CMS ¡ ¡for ¡HL-­‑LHC ¡detector ¡upgrade ¡scope ¡& ¡resource ¡ planning ¡ ü LHCC/UCG ¡approval ¡(and ¡recommendaGon ¡to ¡RRB) ¡on ¡ATLAS, ¡CMS ¡Scoping ¡Documents ¡ ü October ¡2015 ¡LHC ¡RRB ¡approval ¡to ¡proceed ¡with ¡sub-­‑system ¡TDRs ¡within ¡the ¡framework ¡of ¡the ¡preliminary ¡money ¡ matrix ¡and ¡scoping ¡documents ¡

Simona ¡Rolli ¡-­‑ ¡US ¡LHC ¡Users' ¡MeeGng ¡-­‑ ¡FNAL ¡Nov ¡2015 ¡

HL-LHC Detectors Upgrades (cont’d)

In ¡Summer ¡2015, ¡DOE ¡provided ¡its ¡preliminary ¡budget ¡guidance ¡for ¡the ¡HL-­‑LHC ¡ATLAS ¡and ¡CMS ¡ Upgrade ¡Projects ¡ ¡ ¡

• U.S. ¡ATLAS ¡and ¡U.S. ¡CMS ¡HL-­‑LHC ¡project ¡managements ¡now ¡developing ¡DOE ¡ ¡project ¡scope ¡

DOE ¡project ¡scope ¡being ¡coordinated ¡with ¡the ¡NSF ¡MREFC ¡scope ¡ ¡

• Discussions ¡with ¡U.S. ¡CMS ¡and ¡U.S. ¡ATLAS ¡indicate ¡that ¡DOE ¡project ¡scope ¡will ¡include ¡

components ¡of ¡Inner ¡Tracker ¡for ¡ATLAS, ¡CMS; ¡ ¡High-­‑Granularity ¡(silicon-­‑based) ¡Calorimeter ¡for ¡ CMS ¡

• DOE ¡scope ¡driven ¡by ¡long-­‑lead ¡procurement ¡items ¡such ¡as ¡silicon ¡sensors ¡ ¡
• NSF ¡scope ¡driven ¡by ¡current ¡roles ¡& ¡responsibiliGes ¡of ¡core ¡NSF-­‑funded ¡universiGes ¡as ¡well ¡as ¡

addressing ¡scienGfic ¡themes ¡(e.g., ¡“Triggering ¡at ¡HL-­‑LHC ¡in ¡ATLAS”) ¡ ¡

• U.S. ¡ATLAS ¡and ¡CMS ¡project ¡managements ¡conBnue ¡to ¡work ¡with ¡DOE ¡and ¡NSF ¡on ¡scope ¡and ¡

schedule ¡

• Preliminary ¡Funding ¡profile ¡defined ¡~$150M ¡between ¡2017 ¡and ¡2024 ¡

Budget ¡pressures ¡in ¡FY16 ¡and ¡FY17 ¡makes ¡funding ¡for ¡HL-­‑LHC ¡projects ¡challenging ¡as ¡projects ¡ already ¡baselined ¡are ¡progressing ¡and ¡sGll ¡“on ¡the ¡books” ¡ ¡

IN INTEN TENSITY FR SITY FRON ONTIER TIER

Simona ¡Rolli ¡-­‑ ¡US ¡LHC ¡Users' ¡MeeGng ¡-­‑ ¡FNAL ¡Nov ¡2015 ¡

• Intensity ¡FronGer ¡researchers ¡use ¡intense ¡parGcle ¡

beams ¡and ¡highly ¡sensiGve ¡detectors ¡to ¡make ¡ precise ¡measurements ¡and ¡search ¡for ¡new ¡physics ¡

– Precise ¡measurements ¡of ¡parGcle ¡properGes ¡and ¡ studies ¡of ¡the ¡rarest ¡parBcle ¡interacBons ¡predicted ¡ by ¡the ¡Standard ¡Model ¡could ¡uncover ¡new ¡physics ¡ – Measuring ¡the ¡mass ¡and ¡other ¡properBes ¡of ¡ neutrinos ¡may ¡have ¡profound ¡consequences ¡for ¡ understanding ¡the ¡evoluGon ¡and ¡fate ¡of ¡the ¡universe ¡

• The ¡Intensity ¡FronGer ¡pursues ¡these ¡science ¡

drivers: ¡

– Pursue ¡the ¡physics ¡associated ¡with ¡ ¡ neutrino ¡mass ¡ – IdenGfy ¡the ¡new ¡physics ¡of ¡dark ¡maKer ¡ – Explore ¡the ¡unknown: ¡new ¡parGcles, ¡ ¡ interacGons, ¡and ¡physical ¡principles ¡

¡

Enabling Discovery at the Intensity Frontier

Explore ¡the ¡Unknown ¡ Neutrino ¡Mass ¡ Dark ¡maXer ¡

Simona ¡Rolli ¡-­‑ ¡US ¡LHC ¡Users' ¡MeeGng ¡-­‑ ¡FNAL ¡Nov ¡2015 ¡

• The ¡P5 ¡report ¡recommended ¡compleGng ¡the ¡Muon ¡g-­‑2 ¡and ¡Muon-­‑to-­‑

electron ¡Conversion ¡(Mu2e) ¡experiments ¡at ¡Fermilab, ¡which ¡provide ¡ complementary ¡ways ¡of ¡exploring ¡the ¡unknown ¡for ¡signs ¡of ¡new ¡parGcles ¡ and ¡interacGons ¡

• P5 ¡recommended ¡substanBal ¡investments ¡in ¡the ¡U.S. ¡neutrino ¡program ¡in ¡
• rder ¡to ¡develop, ¡with ¡internaGonal ¡partners, ¡a ¡coherent ¡short-­‑ ¡and ¡long-­‑

baseline ¡neutrino ¡program ¡hosted ¡at ¡Fermilab ¡

– The ¡swip ¡establishment ¡of ¡the ¡internaGonal ¡Deep ¡Underground ¡Neutrino ¡ Experiment ¡(DUNE) ¡is ¡a ¡strong ¡indicaGon ¡of ¡the ¡high ¡level ¡of ¡interest ¡from ¡the ¡ neutrino ¡community ¡in ¡achieving ¡this ¡global ¡vision ¡ – The ¡Fermilab ¡Proton ¡Improvement ¡Plan ¡II ¡(PIP-­‑II) ¡program ¡of ¡updates ¡to ¡the ¡ accelerator ¡complex ¡will ¡provide ¡proton ¡beams ¡with ¡power ¡>1 ¡MW ¡by ¡the ¡Gme ¡

• f ¡first ¡operaGon ¡of ¡DUNE ¡

– A ¡coordinated ¡set ¡of ¡short-­‑baseline ¡neutrino ¡experiments ¡will ¡address ¡the ¡

• bserved ¡anomalies ¡in ¡current ¡neutrino ¡experiments ¡while ¡advancing ¡the ¡R&D ¡

necessary ¡for ¡LBNF ¡and ¡DUNE ¡

Intensity Frontier Strategy

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• LBNF/DUNE ¡is ¡a ¡key ¡element ¡of ¡the ¡global ¡vision ¡presented ¡in ¡the ¡P5 ¡report, ¡and ¡a ¡major ¡

domesGc ¡milestone ¡as ¡the ¡first ¡internaGonal ¡science ¡facility ¡hosted ¡in ¡the ¡U.S. ¡

– DUNE ¡now ¡includes ¡770 ¡scienGsts ¡from ¡150 ¡insGtuGons ¡across ¡25 ¡countries ¡in ¡Asia, ¡Europe, ¡and ¡North ¡ and ¡South ¡America ¡ – Fermilab ¡and ¡DOE ¡have ¡worked ¡with ¡InternaGonal ¡LBNF/DUNE ¡to ¡develop ¡the ¡organizaGonal ¡ structure, ¡based ¡on ¡the ¡successful ¡LHC ¡model ¡

• IAC, ¡RRB, ¡Finance ¡Board, ¡etc. ¡
• Rapid ¡progress ¡has ¡aXracted ¡significant ¡aXenGon ¡from ¡interested ¡internaGonal ¡partners ¡

and ¡has ¡seeded ¡discussion ¡of ¡formal ¡parGcipaGon ¡agreements ¡

– The ¡currently ¡proposed ¡schedule, ¡which ¡puts ¡detector ¡construcGon ¡ahead ¡of ¡beamline ¡construcGon, ¡is ¡ favored ¡by ¡the ¡global ¡neutrino ¡community ¡because ¡it ¡advances ¡science ¡output ¡to ¡2025 ¡ – This ¡is ¡a ¡crucial ¡Gme ¡for ¡solidifying ¡the ¡internaGonal ¡partnerships ¡that ¡will ¡make ¡LBNF/DUNE ¡possible ¡

LBNF/DUNE

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• PIP-­‑II ¡supports ¡longer ¡term ¡physics ¡research ¡goals ¡by ¡providing ¡

increased ¡beam ¡power ¡to ¡LBNF ¡while ¡providing ¡a ¡plaqorm ¡for ¡the ¡ future ¡

• Infrastructure ¡and ¡workforce ¡development ¡due ¡to ¡LCLS-­‑II ¡work ¡at ¡

Fermilab ¡will ¡be ¡leveraged ¡in ¡support ¡of ¡PIP-­‑II, ¡further ¡advancing ¡SRF ¡ capabiliGes ¡

Proton Improvement Plan II (PIP-II)

Simona ¡Rolli ¡-­‑ ¡US ¡LHC ¡Users' ¡MeeGng ¡-­‑ ¡FNAL ¡Nov ¡2015 ¡

Short Baseline Neutrino Program

SB ¡Near ¡ ¡ Detector ¡ ¡

COSMIC OSMIC FR FRON ONTIER TIER

Simona ¡Rolli ¡-­‑ ¡US ¡LHC ¡Users' ¡MeeGng ¡-­‑ ¡FNAL ¡Nov ¡2015 ¡

• Cosmic ¡FronGer ¡researchers ¡seek ¡to ¡reveal ¡the ¡

nature ¡of ¡dark ¡maKer ¡and ¡dark ¡energy ¡by ¡using ¡ naturally ¡occurring ¡parGcles ¡to ¡explore ¡new ¡ phenomena ¡

– The ¡highest-­‑energy ¡parGcles ¡ever ¡observed ¡have ¡come ¡ from ¡cosmic ¡sources ¡ – Ancient ¡light ¡from ¡distant ¡galaxies ¡allows ¡the ¡ distribuGon ¡of ¡dark ¡maXer ¡to ¡be ¡mapped ¡and ¡perhaps ¡ the ¡nature ¡of ¡dark ¡energy ¡to ¡be ¡unraveled ¡ – Ultra-­‑sensiGve ¡detectors ¡deep ¡underground ¡may ¡ glimpse ¡the ¡dark ¡maXer ¡passing ¡through ¡Earth ¡

• The ¡Cosmic ¡FronGer ¡pursues ¡these ¡science ¡drivers: ¡

– IdenGfy ¡the ¡new ¡physics ¡of ¡dark ¡maKer ¡ – Understand ¡cosmic ¡acceleraBon: ¡ ¡ dark ¡energy ¡and ¡inflaGon ¡ – Explore ¡the ¡unknown: ¡new ¡parGcles, ¡ ¡ interacGons, ¡and ¡physical ¡principles ¡ – Aspects ¡of ¡“Pursue ¡the ¡physics ¡associated ¡ ¡ with ¡neutrino ¡mass” ¡

Enabling Discovery at the Cosmic Frontier

Explore ¡the ¡Unknown ¡ Dark ¡maXer ¡ Cosmic ¡acceleraGon ¡

Simona ¡Rolli ¡-­‑ ¡US ¡LHC ¡Users' ¡MeeGng ¡-­‑ ¡FNAL ¡Nov ¡2015 ¡

Dark ¡Energy ¡

• BOSS ¡and ¡DES ¡anGcipate ¡releasing ¡new ¡results ¡soon! ¡
• Large ¡Synop:c ¡Survey ¡Telescope ¡(LSST) ¡received ¡CD-­‑3 ¡in ¡August ¡2015 ¡
• Dark ¡Energy ¡Spectroscopic ¡Instrument ¡(DESI) ¡received ¡CD-­‑1 ¡in ¡March ¡2015 ¡

Dark ¡MaKer ¡(direct ¡detecBon) ¡

• Progress ¡conGnues ¡on ¡DM-­‑G2 ¡experiments: ¡ADMX-­‑G2, ¡LZ, ¡SuperCDMS-­‑SNOLab ¡

Cosmic-­‑ray, ¡Gamma-­‑ray ¡

• Fermi/GLAST, ¡AMS, ¡and ¡HAWC ¡conGnue ¡operaGons ¡

– HAWC ¡gamma-­‑ray ¡observatory ¡began ¡taking ¡data ¡in ¡late ¡November ¡2014 ¡

• DOE ¡operaGons ¡efforts ¡will ¡complete ¡in ¡FY ¡2016 ¡for ¡VERITAS ¡and ¡Auger ¡

Cosmic ¡Microwave ¡Background ¡(CMB) ¡

• South ¡Pole ¡Telescope ¡polariza:on ¡(SPTpol) ¡conGnues ¡operaGons ¡
• SPT-­‑3G ¡had ¡successful ¡review ¡of ¡DOE ¡roles/responsibiliGes ¡in ¡September ¡2014 ¡
• Community ¡planning ¡conGnues ¡for ¡a ¡CMB ¡Stage ¡IV ¡experiment ¡

Cosmic Frontier Status and Plans

FY 2 FY 2016 H HEP B EP BUDGET R GET REQU EQUEST EST

Simona ¡Rolli ¡-­‑ ¡US ¡LHC ¡Users' ¡MeeGng ¡-­‑ ¡FNAL ¡Nov ¡2015 ¡

HEP Funding by Activity

HEP ¡Funding ¡Category ¡ ($ ¡in ¡K) ¡ FY ¡2014 ¡ Current ¡ FY ¡2015 ¡ Enacted ¡ FY ¡2016 ¡ Request ¡ ExplanaBon ¡of ¡Changes ¡(FY16 ¡vs. ¡FY15) ¡ Research ¡ 373,932 ¡ 337,383 ¡ 334,703 ¡ Research ¡reducGons ¡support ¡project ¡ investments ¡ FaciliBes ¡ 278,683 ¡ 265,125 ¡ 262,658 ¡ Maintain ¡efficient ¡operaGons ¡of ¡faciliGes ¡and ¡

• ngoing ¡experiments ¡

Projects ¡ 71,305 ¡ 105,698 ¡ 113,401 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Energy ¡FronBer ¡Projects ¡ 0 ¡ 15,000 ¡ 19,000 ¡ Ramp ¡up ¡in ¡LHC ¡detector ¡upgrades ¡fabricaGon ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Intensity ¡FronBer ¡Projects ¡ 37,400 ¡ 43,970 ¡ 33,700 ¡ ConGnue ¡g-­‑2 ¡and ¡FNAL ¡acc. ¡upgrade ¡profiles; ¡ some ¡LBNE ¡efforts ¡move ¡to ¡construcGon ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Cosmic ¡FronBer ¡Projects ¡ 30,705 ¡ 45,728 ¡ 58,701 ¡ Increase ¡supports ¡LSST-­‑Cam, ¡DESI ¡and ¡second ¡ generaGon ¡dark ¡maXer ¡experiments ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Other ¡Projects ¡ 3,200 ¡ 1,000 ¡ 2,000 ¡ Planned ¡Lavce ¡QCD ¡hardware ¡acquisiGon ¡ ConstrucBon ¡(Line ¡Item) ¡ 51,000 ¡ 37,000 ¡ 56,100 ¡ Planned ¡profile ¡for ¡Mu2e; ¡engineering ¡and ¡ design ¡for ¡LBNE ¡ SBIR/STTR ¡ 21,601* ¡ 20,794 ¡ 21,138 ¡ Total ¡ 796,521* ¡ 766,000 ¡ 788,000 ¡ House ¡mark: ¡$776 ¡M; ¡Senate ¡mark: ¡$788.1 ¡M ¡ ¡

* ¡SBIR/STTR ¡added ¡to ¡FY ¡2014 ¡for ¡comparison ¡to ¡FY ¡2015/2016 ¡

Simona ¡Rolli ¡-­‑ ¡US ¡LHC ¡Users' ¡MeeGng ¡-­‑ ¡FNAL ¡Nov ¡2015 ¡

2016 Budget Request Overview

44% ¡ 34% ¡ 3% ¡ 4% ¡ 8% ¡ 0.3% ¡ 7% ¡ 22% ¡

HEP ¡FY ¡2016 ¡Request ¡Funding ¡by ¡AcBvity ¡

Research ¡ FaciliGes ¡ Energy ¡FronGer ¡Projects ¡ Intensity ¡FronGer ¡Projects ¡ Cosmic ¡FronGer ¡Projects ¡ Other ¡Projects ¡ ConstrucGon ¡(Line ¡Item) ¡

20% ¡ 32% ¡ 16% ¡ 8% ¡ 15% ¡ 2% ¡ 7% ¡

HEP ¡FY ¡2016 ¡Request ¡Funding ¡by ¡Subprogram ¡

Energy ¡FronGer ¡ Intensity ¡FronGer ¡ Cosmic ¡FronGer ¡ TheoreGcal ¡and ¡Comp. ¡

Simona ¡Rolli ¡-­‑ ¡US ¡LHC ¡Users' ¡MeeGng ¡-­‑ ¡FNAL ¡Nov ¡2015 ¡

0% ¡ 10% ¡ 20% ¡ 30% ¡ 40% ¡ 50% ¡ 60% ¡ 1996 ¡ 2000 ¡ 2004 ¡ 2008 ¡ 2012 ¡ 2016 ¡ Research ¡ FaciliBes ¡ Projects ¡ Other ¡

• P5 ¡report ¡recommendaGon ¡suggests ¡increasing ¡the ¡project ¡budget ¡fracGon ¡to ¡

20%–25% ¡

– “Addressing ¡the ¡[science] ¡Drivers ¡in ¡the ¡coming ¡and ¡subsequent ¡decades ¡requires ¡renewed ¡ investment ¡in ¡projects.” ¡

• P5 ¡report ¡strategy ¡has ¡informed ¡the ¡HEP ¡request ¡in ¡the ¡FY ¡2016 ¡DOE ¡budget ¡

Funding Trends by Fiscal Year


(FY 2016 shows President’s Request) Trading ¡Projects ¡for ¡ more ¡Research ¡ Ramp ¡up ¡ILC ¡and ¡SRF ¡ R&D ¡programs ¡ Begin ¡ P5 ¡ Plan ¡

Simona ¡Rolli ¡-­‑ ¡US ¡LHC ¡Users' ¡MeeGng ¡-­‑ ¡FNAL ¡Nov ¡2015 ¡

Current HEP Projects Status

Subprogram ¡ TPC ¡ ($M) ¡ CD ¡ Status ¡ CD ¡Date ¡

INTENSITY ¡FRONTIER ¡ Long ¡Baseline ¡Neutrino ¡Facility ¡(LBNF) ¡/ ¡Deep ¡Underground ¡Neutrino ¡ Experiment ¡(DUNE) ¡ TBD ¡ CD-­‑1 ¡ Nov ¡5, ¡2015 ¡ Muon ¡g-­‑2 ¡ 46 ¡ CD-­‑2/3 ¡ August ¡20, ¡2015 ¡ Mu2e ¡ 273 ¡ CD-­‑2/3 ¡ March ¡4, ¡2015 ¡ Next ¡GeneraBon ¡B-­‑Factory ¡Detector ¡Systems ¡(BELLE-­‑II) ¡ 15 ¡ CD-­‑2/3 ¡ April ¡23, ¡2014 ¡ ENERGY ¡FRONTIER ¡ LHC ¡ATLAS ¡Detector ¡(Phase-­‑1) ¡Upgrade ¡ 33 ¡ CD-­‑2/3 ¡ November ¡12, ¡2014 ¡ LHC ¡CMS ¡Detector ¡(Phase-­‑1) ¡Upgrade ¡ 33 ¡ CD-­‑2/3 ¡ November ¡12, ¡2014 ¡ COSMIC ¡FRONTIER ¡ LZ ¡ ¡ 50 ¡ CD-­‑1/3A ¡ April ¡28, ¡2015 ¡ SuperCDMS-­‑SNOlab ¡ 14 ¡ CD-­‑0 ¡ September ¡18, ¡2012 ¡ Dark ¡Energy ¡Spectroscopic ¡Instrument ¡(DESI) ¡ 56 ¡ CD-­‑2 ¡ September ¡17, ¡2015 ¡ Large ¡SynopBc ¡Survey ¡Telescope ¡Camera ¡(LSSTcam) ¡ ¡ 168 ¡ CD-­‑3 ¡ August ¡27, ¡2015 ¡ ADVANCED ¡TECHNOLOGY ¡R&D ¡ Facility ¡for ¡Advanced ¡Accelerator ¡Experimental ¡Tests ¡II ¡(FACET-­‑II) ¡ TBD ¡ CD-­‑0 ¡ September ¡18, ¡2015 ¡

Simona ¡Rolli ¡-­‑ ¡US ¡LHC ¡Users' ¡MeeGng ¡-­‑ ¡FNAL ¡Nov ¡2015 ¡

Energy Frontier Research Budget

§ ReducBons ¡in ¡Research ¡during ¡past ¡fiscal ¡years ¡due ¡to: ¡ ¡a) ¡Tevatron ¡research ¡ramp-­‑down ¡and ¡ ¡ b) ¡trade ¡Research ¡for ¡Projects ¡to ¡enable ¡future ¡investments ¡for ¡discoveries ¡ ¡ ¡ § 2014 ¡P5 ¡recommended ¡increasing ¡the ¡project ¡budget ¡fracBon ¡to ¡20%–25% ¡for ¡renewed ¡ investment ¡of ¡projects; ¡ ¡but ¡also ¡recommended ¡that ¡research ¡reducBons ¡be ¡“planned ¡with ¡care” ¡ ¡ ¡

• However, ¡HEP ¡funding ¡level ¡from ¡the ¡FY16 ¡conBnuing ¡resoluBon ¡(CR) ¡— currently ¡thru ¡Dec. ¡11, ¡

2015 — resulted ¡in ¡further ¡reducBons ¡in ¡research ¡ ¡

• End-­‑Oct. ¡2015: ¡ ¡Congress ¡passed ¡two-­‑year ¡budget ¡deal; ¡ ¡presently ¡House ¡and ¡Senate ¡are ¡in ¡

conference ¡to ¡determine ¡final ¡budget ¡levels ¡

§ Important ¡to ¡note ¡that ¡the ¡House ¡or ¡Senate ¡marks ¡are ¡“budget ¡indicators” ¡and ¡not ¡the ¡final ¡word ¡

• n ¡FY16; ¡ ¡full-­‑year ¡appropriaBon ¡determines ¡the ¡actual ¡levels ¡for ¡HEP ¡research ¡funding ¡
• Actual ¡allocaBon ¡to ¡research ¡groups ¡will ¡conBnue ¡to ¡be ¡based ¡on ¡funding ¡availability, ¡programmaBc ¡

factors ¡and ¡prioriBes, ¡and ¡the ¡results ¡of ¡peer ¡[merit] ¡reviews ¡

20 40 60 80 100 FY 2012 FY 2013 FY 2014 FY 2015 FY 2016 CR

Other ¡(Conf., ¡Workshops, ¡ASC ¡ DRs, ¡…) ¡ University ¡Travel ¡Service ¡Accnt ¡

FISCAL ¡YEAR ¡ $ ¡(M) ¡

University ¡ Labs ¡

Simona ¡Rolli ¡-­‑ ¡US ¡LHC ¡Users' ¡MeeGng ¡-­‑ ¡FNAL ¡Nov ¡2015 ¡

LHC Ops & Phase 1 Budgets

0 ¡ 10 ¡ 20 ¡ 30 ¡ 40 ¡ 50 ¡ 60 ¡ FY ¡2013 ¡ FY ¡2014 ¡ FY ¡2015 ¡ FY ¡2016 ¡CR ¡

FISCAL ¡YEAR ¡ U.S. ¡LHC ¡OperaBons ¡Pr

0 ¡ 5 ¡ 10 ¡ 15 ¡ 20 ¡ FY13 ¡ FY14 ¡ FY15 ¡ FY16 ¡ FY17 ¡ FY18 ¡ CMS-­‑U ¡ ATLAS-­‑U ¡

LHC ¡ ¡Phase ¡1 ¡Detector ¡Upgrades ¡

$ ¡(M) ¡ $ ¡(M) ¡

HEP FU EP FUNDIN ING G OPPOR OPPORTU TUNITIES ITIES

Simona ¡Rolli ¡-­‑ ¡US ¡LHC ¡Users' ¡MeeGng ¡-­‑ ¡FNAL ¡Nov ¡2015 ¡

• Laboratory ¡research ¡is ¡mission ¡

driven ¡and ¡funded ¡through ¡ Field ¡Work ¡Proposals ¡

– HEP ¡holds ¡comparaBve ¡reviews ¡

• f ¡the ¡Laboratory ¡research ¡

programs ¡every ¡3 ¡years ¡

• e.g., ¡Energy ¡FronBer ¡review ¡last ¡

week ¡

• Program ¡guidance ¡to ¡the ¡

Laboratories ¡is ¡provided ¡by ¡HEP ¡ with ¡input ¡from ¡a ¡variety ¡of ¡ sources, ¡including: ¡

– The ¡Laboratories ¡themselves ¡

• Local ¡strengths ¡and ¡resources ¡

– Advisory ¡commiKees ¡ – InsBtuBonal ¡reviews ¡

University & Laboratory Research

• University ¡research ¡is ¡

supported ¡by ¡a ¡compeBBve, ¡ proposal-­‑driven ¡process ¡

– Grants ¡issued ¡ater ¡peer ¡ review ¡of ¡proposals ¡ submiKed ¡to ¡Funding ¡ Opportunity ¡Announcements ¡ (FOAs) ¡

• Program ¡alignment ¡is ¡built ¡

into ¡proposal ¡review ¡process: ¡

– Relevance ¡to ¡HEP ¡mission ¡is ¡ explicit ¡in ¡review ¡criteria ¡ – HEP ¡programmaBc ¡prioriBes ¡ inform ¡the ¡peer ¡review ¡ process ¡ – Program ¡Managers ¡consider ¡ reviewer ¡feedback ¡and ¡ program ¡priority ¡when ¡ determining ¡awards ¡

Simona ¡Rolli ¡-­‑ ¡US ¡LHC ¡Users' ¡MeeGng ¡-­‑ ¡FNAL ¡Nov ¡2015 ¡

DOE-HEP Based Solicitations Status

§ The ¡FY2016 ¡HEP ¡Funding ¡Opportunity ¡Announcement ¡(FOA) ¡for ¡the ¡annual ¡university ¡ comparaBve ¡review ¡in ¡research ¡is ¡now ¡closed ¡and ¡the ¡review ¡process ¡is ¡now ¡in-­‑progress ¡ § Panel ¡deliberaGons ¡for ¡HEP ¡subprograms ¡to ¡be ¡held ¡on ¡Nov. ¡9-­‑20, ¡2015 ¡

• “Intermediate ¡Neutrino ¡Research ¡Program ¡FOA” ¡ ¡ ¡is ¡now ¡closed ¡and ¡the ¡review ¡process ¡is ¡

now ¡in-­‑progress ¡ – Research ¡that ¡aligns ¡with ¡the ¡goals ¡of ¡the ¡Intensity ¡FronGer ¡program ¡to ¡invesGgate ¡the ¡ properGes ¡and ¡interacGons ¡of ¡the ¡known ¡neutrinos ¡and ¡search ¡for ¡new ¡types ¡of ¡ neutrinos ¡ § “Accelerator ¡Stewardship ¡FOA” ¡[DE ¡FOA ¡0001438; ¡LAB ¡16 ¡1438] ¡is ¡open ¡ § Specifically ¡for ¡accelerator ¡R&D ¡which ¡predominantly ¡impacts ¡non-­‑HEP ¡applicaBons ¡ § Eligibility ¡includes ¡academia, ¡naBonal ¡labs, ¡and ¡industry ¡

• Pre-­‑ApplicaGon ¡Due ¡Date: ¡November ¡16, ¡2015, ¡at ¡5 ¡PM ¡Eastern ¡Time ¡(A ¡Pre-­‑ApplicaGon ¡is ¡

required) ¡

• Encourage/Discourage ¡Date: ¡November ¡30, ¡2015 ¡at ¡5 ¡PM ¡Eastern ¡Time ¡
• ApplicaGon ¡Due ¡Date: ¡December ¡21, ¡2015, ¡at ¡5 ¡PM ¡Eastern ¡Time ¡

§ FY ¡2016 ¡Early ¡Career ¡Research ¡Program ¡FOA ¡ ¡[DE-­‑FOA-­‑0001386; ¡ ¡LAB-­‑15-­‑1386] ¡is ¡open ¡

• Pre-­‑proposals ¡have ¡been ¡submiXed; ¡ ¡encourage/discourage ¡responses ¡sent ¡in ¡Oct. ¡
• Final ¡proposals ¡due ¡November ¡19, ¡2015 ¡at ¡5 ¡PM ¡Eastern ¡Time ¡

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Laboratory Comparative Review

• All ¡Laboratory ¡Research ¡Groups ¡(experimental ¡fronGers, ¡Theory, ¡and ¡Detector ¡R&D) ¡have ¡

been ¡undergoing ¡ComparaGve ¡Review ¡since ¡2008. ¡

• Panels ¡evaluate ¡all ¡laboratory ¡research ¡groups ¡at ¡once ¡and ¡make ¡recommendaGons ¡on ¡how ¡

to ¡best ¡allocate ¡resources ¡to ¡labs, ¡indicaGng ¡areas ¡of ¡weakness ¡and ¡strength. ¡ ¡

• The ¡recommendaGons ¡ ¡of ¡the ¡Lab ¡ComparaGve ¡Review ¡Panel ¡are ¡forwarded ¡to ¡lab ¡

management ¡for ¡implementaGon, ¡and ¡the ¡DOE-­‑HEP ¡budget ¡line ¡is ¡adjusted ¡accordingly. ¡ ¡

“The High Energy Theory (HET) activity across the laboratories is generally an asset to the DOE-HEP mission and should be protected and developed as much as possible, within the current difficult budgetary

• constraints. Overall, the high energy physics theory groups at the labs are strong, and are playing a fruitful

role both in their host laboratories, as well as for the national HEP program. There are specific places that require attention, but the net message of this review is one of a very positive evaluation. ” (Laboratory Groups Theory Review 2014 --- Final Report) ¡ Given that the DOE has consolidated technical expertise at the laboratories, it is important that laboratory science staff play a role in working with the technicians and engineers to conduct work unique to the labs, such as, for example design of a next generation front end chip for a silicon pixel detector, or the

• rganization of analysis training courses for new users. Through analysis support centers, there is a broad

spectrum of effectiveness between the activities carried on at the Fermilab CMS LHC Physics Center (LPC) and Remote Operation Center (ROC) and the three ATLAS Analysis Support Centers (ASC) at ANL, BNL and LBNL (Laboratory Groups Energy Frontier Review 2012 --- Final Report) ¡

¡ ¡ ¡

Simona ¡Rolli ¡-­‑ ¡US ¡LHC ¡Users' ¡MeeGng ¡-­‑ ¡FNAL ¡Nov ¡2015 ¡

11/12/15 ¡ Simona ¡Rolli ¡-­‑ ¡Harvard ¡Scholars ¡ 37 ¡

Some Statistics

Simona ¡Rolli ¡-­‑ ¡US ¡LHC ¡Users' ¡MeeGng ¡-­‑ ¡FNAL ¡Nov ¡2015 ¡

FY15 Review Data (by proposals)

Simona ¡Rolli ¡-­‑ ¡US ¡LHC ¡Users' ¡MeeGng ¡-­‑ ¡FNAL ¡Nov ¡2015 ¡

FY15 Review Data (by PI)

Simona ¡Rolli ¡-­‑ ¡US ¡LHC ¡Users' ¡MeeGng ¡-­‑ ¡FNAL ¡Nov ¡2015 ¡

Concluding Remarks

• ParGcle ¡physics ¡is ¡a ¡highly ¡successful, ¡discovery-­‑driven ¡science ¡

– It ¡explores ¡the ¡fundamental ¡consGtuents ¡of ¡maXer ¡and ¡energy, ¡ and ¡it ¡reveals ¡the ¡profound ¡connecGons ¡underlying ¡everything ¡we ¡ see, ¡including ¡the ¡smallest ¡and ¡the ¡largest ¡structures ¡in ¡the ¡ Universe ¡ – Earlier ¡investments ¡have ¡been ¡rewarded ¡with ¡recent ¡fundamental ¡ discoveries, ¡and ¡upcoming ¡opportuniGes ¡will ¡push ¡into ¡new ¡ territory ¡

• ParGcle ¡physics ¡is ¡global ¡

– To ¡address ¡the ¡most ¡pressing ¡scienGfic ¡quesGons ¡and ¡maintain ¡its ¡ status ¡as ¡a ¡global ¡leader, ¡the ¡U.S. ¡must ¡both ¡host ¡a ¡unique, ¡world-­‑ class ¡facility ¡and ¡be ¡a ¡partner ¡on ¡the ¡highest ¡priority ¡faciliGes ¡ hosted ¡elsewhere ¡

• Our ¡community ¡has ¡made ¡difficult ¡choices ¡

– The ¡updated ¡strategy ¡in ¡the ¡May ¡2014 ¡ParGcle ¡Physics ¡Project ¡ PrioriGzaGon ¡Panel ¡(P5) ¡report ¡recommends ¡investments ¡in ¡the ¡ best ¡opportuniGes, ¡chosen ¡from ¡a ¡large ¡number ¡of ¡excellent ¡

• pGons, ¡in ¡order ¡to ¡have ¡the ¡biggest ¡impact ¡and ¡make ¡the ¡most ¡

efficient ¡use ¡of ¡resources ¡over ¡the ¡coming ¡decade ¡

Simona ¡Rolli ¡-­‑ ¡US ¡LHC ¡Users' ¡MeeGng ¡-­‑ ¡FNAL ¡Nov ¡2015 ¡

Concluding Remarks

Green: Physics Blue: Approximate Construction

• The ¡P5 ¡report ¡recommends ¡a ¡limited, ¡prioriGzed ¡and ¡Gme-­‑ordered ¡list ¡of ¡

experiments ¡to ¡opGmally ¡address ¡the ¡science ¡drivers ¡

– Covers ¡the ¡small, ¡medium ¡and ¡large ¡investment ¡scales ¡ ¡ – Will ¡produce ¡results ¡conGnuously ¡throughout ¡a ¡20-­‑year ¡Gmeframe ¡

• HEP ¡is ¡implemenGng ¡the ¡discovery-­‑driven ¡strategic ¡plan ¡set ¡within ¡a ¡

global ¡vision ¡for ¡parGcle ¡physics ¡as ¡presented ¡in ¡the ¡P5 ¡report ¡

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Additional Slides

ADVANCED ED TEC TECHNOL OLOGY OGY R&D R&D

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• Low-­‑Loss ¡SuperconducGng ¡Radio-­‑

Frequency ¡(SRF) ¡CaviGes ¡using ¡N2-­‑ doping ¡process ¡developed ¡by ¡ Fermilab ¡

– LCLS-­‑II ¡(BES) ¡will ¡be ¡the ¡first ¡beneficiary ¡

• Advances ¡in ¡laser-­‑driven ¡and ¡beam-­‑

driven ¡plasma ¡wakefield ¡accelerators ¡

– Could ¡produce ¡high-­‑gradient ¡ accelerators ¡for ¡future ¡machines ¡

• Record ¡current ¡in ¡high-­‑temperature ¡

superconductors ¡

– Could ¡enable ¡magneGc ¡field ¡levels ¡that ¡ double ¡exisGng ¡parGcle ¡collision ¡ energies ¡

Recent Results from Advanced Technology R&D

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• Following ¡P5, ¡the ¡Accelerator ¡R&D ¡Subpanel ¡was ¡charged ¡to ¡

idenGfy ¡the ¡most ¡promising ¡accelerator ¡research ¡areas ¡to ¡ support ¡the ¡advancement ¡of ¡HEP ¡

– ARDS ¡plan ¡provides ¡prioriGzaGon ¡in ¡an ¡R&D ¡roadmap ¡towards ¡the ¡ Next ¡Steps ¡and ¡Further ¡Future ¡accelerators ¡

• Workshops ¡will ¡conGnue ¡to ¡refine ¡implementaGon ¡

– HEP-­‑GARD ¡Magnet ¡Workshop ¡held ¡July ¡28, ¡2015 ¡ – Advanced ¡Accelerator ¡Concepts ¡workshop ¡early ¡‘16 ¡

• CD-­‑1 ¡for ¡FACET-­‑II ¡is ¡nearing ¡compleGon ¡

– The ¡LCLS-­‑II ¡construcGon ¡schedule ¡drives ¡the ¡Gmeline ¡for ¡FACET-­‑II ¡ – Early ¡approval ¡necessary ¡to ¡open ¡the ¡window ¡for ¡FACET-­‑II ¡ installaGon ¡

Accelerator R&D Program

¡ ¡ Intensity ¡FronBer ¡ Accelerators ¡ Hadron ¡Colliders ¡ e+e-­‑ ¡Colliders ¡ Current ¡Efforts ¡ PIP ¡ LHC ¡ ¡ ¡ PIP-­‑II ¡ HL-­‑LHC ¡ ILC ¡ Next ¡Steps ¡ MulG-­‑MW ¡proton ¡beam ¡ Very ¡high-­‑energy ¡pp ¡ collider ¡ 1 ¡TeV ¡class ¡energy ¡ upgrade ¡of ¡ILC* ¡ Further ¡Future ¡Goals ¡ Neutrino ¡factory* ¡ Higher-­‑energy ¡upgrade ¡ MulG-­‑TeV ¡collider* ¡ *dependent ¡on ¡how ¡physics ¡unfolds ¡

4 6 ¡

TH THEOR EORETIC ETICAL A L AND COMPU OMPUTATION TIONAL PH L PHYSIC SICS S

Simona ¡Rolli ¡-­‑ ¡US ¡LHC ¡Users' ¡MeeGng ¡-­‑ ¡FNAL ¡Nov ¡2015 ¡

Theoretical and Computational HEP

• Provides ¡the ¡mathemaGcal, ¡phenomenological, ¡and ¡computaGonal ¡

framework ¡to ¡understand ¡and ¡extend ¡our ¡knowledge ¡of ¡the ¡dynamics ¡of ¡ parGcles ¡and ¡forces, ¡and ¡the ¡nature ¡of ¡space ¡and ¡Gme ¡

– TheoreGcal ¡research ¡essenGal ¡for ¡proper ¡interpretaGon ¡ ¡ and ¡understanding ¡ ¡of ¡the ¡experimental ¡research ¡ ¡ acGviGes ¡in ¡other ¡HEP ¡subprograms ¡ – Advanced ¡compuGng ¡tools ¡necessary ¡for ¡designing, ¡ ¡

• peraGng, ¡and ¡interpreGng ¡experiments ¡and ¡scienGfic ¡ ¡

simulaGons ¡that ¡enable ¡experimental ¡discovery ¡research ¡

• The ¡P5 ¡report ¡recognized ¡the ¡importance ¡of ¡theory ¡and ¡

compuBng: ¡

– “The ¡U.S. ¡has ¡leadership ¡in ¡diverse ¡areas ¡of ¡theoreBcal ¡ research ¡in ¡parBcle ¡physics. ¡A ¡thriving ¡theory ¡program ¡ is ¡essenBal ¡for ¡both ¡idenBfying ¡new ¡direcBons ¡for ¡the ¡ field ¡and ¡supporBng ¡the ¡current ¡experimental ¡ program.” ¡ – Recommended ¡strengthening ¡global ¡cooperaBon ¡ among ¡laboratories ¡and ¡universiBes ¡to ¡address ¡ compuBng ¡and ¡scienBfic ¡sotware ¡needs ¡and ¡provide ¡ efficient ¡training ¡in ¡next-­‑generaBon ¡hardware ¡and ¡ data-­‑science ¡sotware ¡relevant ¡to ¡parBcle ¡physics ¡

Simona ¡Rolli ¡-­‑ ¡US ¡LHC ¡Users' ¡MeeGng ¡-­‑ ¡FNAL ¡Nov ¡2015 ¡

P5 and ILC

§ P5 ¡RecommendaBon ¡#11 ¡noted ¡that ¡the ¡U.S. ¡should ¡engage ¡in ¡modest ¡and ¡appropriate ¡ levels ¡of ¡ILC ¡accelerator ¡and ¡detector ¡design ¡in ¡areas ¡where ¡the ¡U.S. ¡can ¡contribute ¡criBcal ¡ experBse ¡and ¡consider ¡higher ¡levels ¡of ¡collaboraBon ¡if ¡ILC ¡proceeds ¡

¡

§ DOE ¡in ¡conBnued ¡discussions ¡with ¡the ¡Americas ¡Linear ¡Collider ¡CommiKee ¡(ALCC) ¡to ¡ develop ¡program ¡for ¡future ¡R&D ¡efforts ¡– ¡for ¡both ¡Accelerator ¡R&D ¡and ¡Detector ¡R&D ¡ § Thus ¡far, ¡modest ¡ground-­‑level ¡R&D ¡efforts ¡conBnue ¡as ¡funding ¡allows ¡

– for ¡e.g., ¡through ¡Energy ¡FronBer ¡research ¡program ¡ ¡

• physics ¡and ¡detector ¡modeling ¡and ¡opBmizaBon ¡studies, ¡electron ¡and ¡hadron ¡calorimetry ¡

development, ¡ ¡studies ¡for ¡pixellated ¡vertex ¡detectors, ¡ ¡parBcle ¡flow ¡algorithms ¡ – and ¡through ¡Accelerator ¡R&D ¡program ¡ ¡

• SRF ¡R&D, ¡including ¡high-­‑Q ¡work; ¡ ¡cryogenic ¡cooling, ¡engineering, ¡and ¡beam ¡dynamic ¡

studies ¡

§ Site-­‑specific ¡accelerator ¡R&D ¡and ¡design ¡will ¡be ¡near-­‑term ¡priority ¡of ¡R&D ¡efforts ¡towards ¡ ILC ¡

– Implement ¡iniBally ¡through ¡discussions ¡between ¡DOE ¡and ¡labs ¡on ¡redirecBon ¡of ¡efforts ¡

§ Once ¡current ¡budget ¡situaBon ¡is ¡clarified, ¡aim ¡to ¡integrate ¡ILC ¡Detector ¡R&D ¡acBviBes ¡

– However ¡given ¡Bght ¡fiscal ¡constraints, ¡near-­‑term ¡prioriBes ¡for ¡R&D ¡will ¡emphasize: ¡ – HL-­‑LHC ¡Detector ¡Upgrades ¡ – Dark ¡MaKer ¡ ¡(e.g., ¡DM-­‑G2 ¡and ¡G1 ¡Ops) ¡ – LAr ¡for ¡Short-­‑Baseline ¡Neutrino ¡/ ¡Long-­‑Baseline ¡Neutrino ¡Facility ¡(SBN ¡/ ¡LBNF) ¡ ¡

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DOE Early Career Research Program

Subprogram ¡ Awards ¡ FY10 ¡(L/U) ¡ FY11 ¡(L/U) ¡ FY12 ¡(L/U) ¡ FY13 ¡(L/U) ¡ FY14(L/U) ¡ Total ¡(L/U) ¡ Energy ¡ 3 ¡(1/2) ¡ 3 ¡(1/2) ¡ 1 ¡(0/1) ¡ 2 ¡(0/2) ¡ 2(1/1) ¡ 11 ¡(3/8) ¡ Intensity ¡ 2 ¡(1/1) ¡ 1 ¡(0/1) ¡ 3 ¡(2/1) ¡ 1* ¡(0/1) ¡ 1(1/0) ¡ 8 ¡(4/4) ¡ Cosmic ¡ 2 ¡(0/2) ¡ 3 ¡(2/1) ¡ 3 ¡(1/2) ¡ 2 ¡(1/1) ¡ 1(0/1) ¡ 17 ¡(2/15) ¡ HEP ¡Theory ¡ 6 ¡(1/5) ¡ 4 ¡(0/4) ¡ 3 ¡(0/3) ¡ 3 ¡(1/2) ¡ 1(0/1) ¡ 7 ¡(5/2) ¡ Accelerator ¡ 1 ¡(1/0) ¡ 2 ¡(2/0) ¡ 2 ¡(1/1) ¡ 1 ¡(0/1) ¡ 1(1/0) ¡ 6 ¡(4/2) ¡ HEP ¡Awards ¡ 14 ¡(4/10) ¡ 13 ¡(5/8) ¡ 12 ¡(4/8) ¡ 9 ¡(2/7) ¡ 6(3/3) ¡ 54 ¡(18/36) ¡ Proposals ¡ 154 ¡(46/108) ¡ 128 ¡(43/85) ¡ 89 ¡(34/55) ¡ 78 ¡(29/49) ¡ 75 ¡(35/40) ¡ 524(187/337) ¡

The ¡Early ¡Career ¡Research ¡Program ¡supports ¡the ¡development ¡of ¡individual ¡research ¡ programs ¡of ¡outstanding ¡scienGsts ¡early ¡in ¡their ¡careers ¡and ¡sGmulates ¡research ¡careers ¡in ¡ the ¡disciplines ¡supported ¡by ¡the ¡DOE ¡Office ¡of ¡Science. ¡ ¡ OpportuniGes ¡exist ¡in ¡the ¡following ¡program ¡areas: ¡Advanced ¡ScienGfic ¡CompuGng ¡ Research ¡(ASCR); ¡Biological ¡and ¡Environmental ¡Research ¡(BER); ¡Basic ¡Energy ¡Sciences ¡(BES), ¡ Fusion ¡Energy ¡Sciences ¡(FES); ¡High ¡Energy ¡Physics ¡(HEP), ¡and ¡Nuclear ¡Physics ¡(NP). ¡