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The LHC Startup

The LHC Startup. Federico Antinori INFN, Padova , Italy and CERN, Geneva, Switzerland. Since you asked…. So: what happened on 19 Sept ?. 19 September, ~ 11:30: large helium leak in sector 34 helium escaped in the tunnel insulation vacuum broken beam vacuum broken (up to sector valves)

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Presentation Transcript

  1. TheLHC Startup Federico Antinori INFN, Padova, Italy and CERN, Geneva, Switzerland

  2. Since you asked…

  3. So: what happenedon 19 Sept? • 19 September, ~ 11:30: large helium leak in sector 34 • helium escaped in the tunnel • insulation vacuum broken • beam vacuum broken (up to sector valves) • probably due to electrical fault • resistive splice in interconnect? • to be sure, have to wait for interconnect to be opened (at room T) • magnets in sector 34 were being commissioned to 5 TeV • all other (7) sectors had been commissioned to 5 TeV (and above) without problems SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

  4. When will beam resume? • clear that recovery of sector 34 will take until into the winter shutdown • LHC operations are planned to restart in spring • precise planning being worked out • experiments now going into shutdown mode • repairs • improvements • additional installations • … SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

  5. CMS LHCb ALICE ATLAS SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

  6. Large Hadron Collider (LHC) • about 100 m underground • 27 km circumference • 11245 orbits per second • pp collisions up to √s = 14 TeV • Pb-Pb collisions up to √sNN = 5.5 TeV

  7. ALICE SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

  8. SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

  9. ATLAS SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

  10. CMS SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

  11. Cosmics (ATLAS) SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

  12. Alignment of the ALICE ITS • 2200 volumes  13k degrees of freedom • Millepede, “hierarchical” alignment • ~ 50 k cosmic events (SPD trigger ~ 0.1 Hz) Hit distribution in the 6 layers of the ITS SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

  13. Distance between upper and lower track segments • s = 56 µm • (40 µm in simulation with no misalignment) before alignment after alignment • Distance between hit and track in the overlap region • s = 22µm • (15 µm µm in simulation with no misalignment) before alignment after alignment SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

  14. SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

  15. SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

  16. Cosmics showers/interactions in the TRT with solenoid on Fully commissioned and inside ATLAS partition since long (Xe is in since few days  results shown are with Ar/CO2/O2; 70/27/3%) Shower Particle shower in the endcap SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

  17. ALICE TPC Laser Cosmics Krypton vdrift ExB SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

  18. Particles in the LHC • first signs of life… • 14-15 June • extraction in TI2 and dump • injection tests • 8-11 August • first injection in LHC (beam 1) • 22-24 August • first injection of beam 2 • 5-7 September • circulating beams • 10 September SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

  19. Extraction tests: 14-15 June • beam extracted from the SPS and dumped in the transfer line • muons make it all the way to ALICE 14 June 15 June ALICE Pixels SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

  20. 08.08.08：First Injection in LHC ! SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

  21. Optics: measured vs theoretical • kick response (histo = measured, points = model) SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

  22. First injection in the LHC! • 8 August 2008 • ALICE SPD (pixel) and V0 (scintillator) switched on during first phase (upstream dump) • pilot bunches: ~ 5 109 protons • Trigger: ≥ 10 hits on layer 2 • 32 events triggered • Run 51403 (16:53 to 18:05) • SPD multiplicity • V0 vs SPD ADC vs multiplicity Δt SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

  23. Background studies • bunches of 2 109 protons injected through ALICE from TI2 • all beam screens in  ~ 100 particles per cm2 in ALICE (inner region) • LHC ring screens out, injection line screens in  1-2 part. per cm2 • all screens out  no detectable background (SPD triggers: only cosmics) SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

  24. 10 September: circulating beams! • beam 1: 1st complete orbit ~ 10:30 • beam 2: 1st complete orbit ~ 15:00 • first signals from ALICE SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

  25. 11 September: RF capture(Physics data!) • 11 September, ~ 22:35 first capture • beam 2 kept in orbit for over 10 minutes! • series of injections with tens of mins RF capture during night • in ALICE: 673 events in total •  first data for Physics (beam 2 background) run 58338 event 27 SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

  26. Beam-halo event in ATLAS SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

  27. Trigger Timing • Measurements of relative arrival times of trigger signals ATLAS ALICE SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

  28. Beam-halo in CMS Calorimeters • Correlation between hadronic and electromagnetic energy • Crystals were time-aligned to ~ ns SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

  29. Next: first collisions (2009) • e.g.: 2 on 2 bunches with one delayed bunch per beam delayed by 75ns • with this scheme, for each orbit, each experiment sees: • 1 beam-beam encounter • 1 beam-gas encounter • 1 gas-beam encounter • First collisions @ 900 GeV • 1 beam-beam bc per orbit • b* = 10 m • beam size = 280 µm (s) • L ~ several 1027 cm-2 s-1 • rate per bc ~ a few % • MB rate ~ a few 100 Hz SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

  30. First Physics • average multiplicity • multiplicity distribution 10 TeV |h| < 0.9 SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

  31. pT distribution • pT distr. vs mult’y • pT distr. for identified particles • strangeness production • baryon transport • … <pT> (GeV/c) charged multiplicity CDF, Phys. Rev. D65 (2002) 072005 SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

  32. Before long: hard physics • e.g.: D0 K-p+ • forL> 1028 cm-2s-1 (1 bc per orbit @ 10 TeV)  ~ 3 107 events/day SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

  33. High multiplicity pp! • As soon as L ~ 1030 cm-2s-1  high multiplicity trigger! • e.g.: 10 x mean  dNch/dy ~ 50 • ~ semi-central Cu-Cu @ RHIC ! • “heavy-ion physics” in pp ? • strangeness enhancement ? • transverse flow ? • HBT ? • v2 ?? • “Rcp” ??? • … Phobos Cu-Cu SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

  34. Conclusions • 2008 was a crucial year for LHC • completion of installations • checkout/commissioning of machine • commissioning of experiments • individual subdetectors • system-level operation • organization of human operations • first beams ! • background studies • timing • calibrations • machine optics • looking forward to continuing the adventure after the winter shutdown ! 谢谢! SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

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  36. SQM 2008 中国·北京 · 清华大学 2008年10月 安飞德 意大利国家核物理学院（帕多瓦）

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