BTeV

1. BTeV Luigi 18 Maggio 2004

2. La Fisica di BTeV • Test del MS nel settore degli Heavy Flavour, b e c, alla ricerca di possibili inconsistenze indotte da Nuova Fisica • Sensibilita’ tramite i loop fino a scale dell’ordine di qualche TeV • Forte potere discriminante sui possibili modelli di NF • Due campi almeno su cui giocare, Bd e Bs • Possibilita’ di incrociare le misure • Miglior controllo delle sistematiche, in generale, e di quelle indotte da effetti forti, in particolare. • E di piu’, b, Bc, ecc

3. Approccio Sperimentale • Moderno approccio basato su trigger direttamente al primo livello sull’evidenza di vertici secondari • Ricostruzione completa con COV delle tracce, dei primari e dei relativi parametri d’impatto • Elemento cruciale e’ il rivelatore a pixel immerso in campo magnetico • Informazione tridimensionale  basso combinatorio di ricostruzione • Eliminazione diretta delle tracce a basso momento • Non ritengo esista approccio piu’ robusto ed efficiente (o forse alternativo?) alla fisica degli heavy flavour ai collider adronici • Ambiente estremamente ostile! • Basso bbar / toted alte molteplicita’

4. Physics Reach (CKM) in 107 s J/y l+l- @2 int/xing

5. Physics Reach Rare Decays

6. Concorrenza • L’unico esperimento concorrente e’ LHCb • B-factory non competitive per ovvie ragioni di bbar e non accesso a Bs in primis • Confronto con LHCb difficile • I numeri di LHCb stanno cambiando ormai da piu’ di un anno • Transizione da LHCb a LHCb-light • Stanno ancora ottimizzando i tagli • E’ pero’ facile trarre alcune conclusioni alla luce dei loro vecchi numeri, TP, e di quelli piu’ recenti

7. Specific Comparisons with LHCb (LHCb TP numbers) Yield nei due canali cruciali per  e  LHCb BTeV

8. LHCb-light Vs BTeV N.B. LHC sensitivities from M.Calvi @ IFAE ‘04 (Torino). The assumed BR of Bs DsK is different in the two cases and favours BTeV.

9. In buona sostanza • Dal confronto dei soli numeri traspare un quadro in cui • i due esperimenti sostanzialmente competono sui modi canonici carichi; • LHCb, invece, risulta fortemente penalizzato sui modi con almeno un neutro da una scelta calorimetrica meno aggressiva. • Ma da un confronto piu’ approfondito dei due esperimenti emergono altri importanti fatti • Campo d’indagine di LHCb limitato da un throughput finale 20 volte piu’ piccolo, 200 Hz vs 4 kHz • Pesante preselezione di canali e candidati a livello di trigger • Challenging! E i fondi? • D2 in LHCb inferiore di circa un fattore 2 rispetto a BTeV, 4-6% vs 10-13% • Programma di fisica del c totalmente assente in LHCb • In fine, 1 anno di BTeV  2 anni di LHCb

10. Recent CD-1 Review • Molto bene, sia per l’aspetto Tecnico-Scientifico, che per quello dei costi • “The Committee supports the proposed technical scope and the cost range presented” • Notevole apprezzamento del progetto, delle sue finalita’ di fisica e del suo management, considerati gia’ a livello di CD-2 • La schedula, cosi’ come presentata, non presenta invece margini di float soddisfacenti • “Develop a schedule and funding profile for BTeV, such that the desired scientific capabilities are obtained while ensuring that the scientific output is competitive and timely. Provide revised plans to DOE as soon as possible, to support the CD-1 decision process.” • Lo faremo al piu’ presto e comunque siamo stati colti in contropiede, non aspettandoci questa discussione sul float in CD-1

11. Comunque … • All’indomani del review, ci sono stati vari incontri fra il DOE e il direttorato di FNAL • Il risultato di tali incontri puo’ essere riassunto nei seguenti punti: • Sia il DOE che FNAL sono fortemente in favore di BTeV e vogliono assicurare una tempestiva partenza del progetto • Per questo vogliono da noi due schedule, • Una basata sul funding profile proposto ed in grado di garantire float superiori a 6 mesi • Un’altra senza vincoli di funding, per capire quando, al piu’ presto, potremmo essere pronti.

12. Schedula 1 • Poiche’ funding limited, questa schedula comportera’ necessariamente ulteriori ritardi e quindi, per non pregiudicare la competizione con LHCb, dovra’ prevedere un opportuno staging. • La stiamo elaborando prevedendo grossi float, ~ 1 anno, in modo di far fronte persino a situazioni estremamente improbabili cosi’ da ottenere in ogni caso CD-1 • Questa sara’ la schedula con cui verremo “baselined” • L’ipotesi di staging che stiamo perfezionando contempla l’installazione nel 2009 di una versione ridotta del nostro apparato che ci consenta di competere pienamente su tutti i modi carichi, rimandando di circa 6 mesi la fisica dei neutri, dove, per ovvi motivi, non saremo comunque penalizzati.

13. Ipotesi di Staging • Stage 1 • Verra’ installato entro Ottobre ’09 e contempla • L’intero sistema a pixel • Almeno 4 stazioni su 7 del forward tracker, incluse la VI e la VII • ¼ dei cristalli del calorimetro • Questo tra l’altro elimina ogni rischio di competizione con CMS sul procurement dei cristalli • Il RICH senza radiatore liquido o con solo una parte di questo • Parte del muon detector • Stage 2 • Completamento dell’apparato, previsto per meta’ del 2010

14. Schedula 2 • Si tratta di una semplice rielaborazione della nostra presente schedula senza limiti di funding • Consente con ampi margini di float, superiori a 6 mesi, di essere pronti per l’Ottobre 09, data limite da noi considerata sufficiente per non compromettere la competizione con LHCb e recuperare facilmente. • Richiede un congruo anticipo di fondi e quindi diventera’ la nostra schedula ufficiale se e solo se interverranno nuovi accordi sul budget fra DOE e FNAL • Per il momento, questo non e’ ovviamente il nostro goal principale • ora vogliamo CD-1 ed al piu’ presto • Poi vedremo come sveltire la nostra schedula

15. Schedula • Va da se’ che • tutte queste considerazioni siano rilevanti solo per il processo di approvazione in se’; • non esiste alcun impedimento a che noi si possa essere pronti per l’Ottobre 09 §, come da nostri piani, • e questo dipende unicamente da noi! • E’ altrettanto chiaro che • L’accelerazione del processo di costruzione puo’ essere spinta dalla disponibilita’ di fondi esterni, quali INFN, che, per ora, non sono considerati. § Per questa data, nello scenario a noi piu’ sfavorevole, LHCb potrebbe aver accumulato dati veri per 6 mesi al massimo, pari al 50% del periodo di run totale a loro disposizione.

16. Chi siamo • LNF • E.Basile, F.Bellucci, M.Bertani, S.Bianco, M.Caponero, D.Colonna, F.L.Fabbri, F.Fabbri, F.Felli, M.Giardoni, A.LaMonaca, G.Mensitieri, M.Pallotta, A.Paolozzi • 12 Ric + 2 Tecnologi • Milano • G.Alimonti,M.Citterio, P.D’Angelo, M.Dinardo, S.Erba, S.Magni, D.Menasce, L.Moroni, D.Pedrini, P.Ratcliffe, M.Rovere, S.Sala, L.Uplegger • 9 Ric + 4 Tecnologi • Pavia • G.Boca, G.Cossali, D.DiPietro, P.F.Manfredi, M.Manghisoni, M.Marengo,I.Mariani, V.Re, M.Santini, M.Scaglioni, A.Spelgatti, G.Traversi, V.Speziali • 6 Ric + 8 Tecnologi • In totale • 27 + 14 = 41 persone • Pensiamo comunque di crescere una volta approvati dallo INFN • Esiste un’importante comunita’ INFN che lavora ed e’ interessata alla futura fisica degli heavy flavor • CDF, BaBar, …

17. Cosa vogliamo fare • Pensiamo di assumerci impegni costruttivi solo laddove ne abbiamo la piena responsabilita’. • Specificamente • Il sistema a micro-strip del forward tracker • Luigi responsabile dell’intero sistema • Proponiamo un contributo pari a circa il 50% • I moduli centrali degli straw • Prodotti da Frascati secondo il progetto da loro sviluppato • Realizzano anche un supporto ottimale per le micro-strip • Il sistema di monitor di posizione a FBG • Frascati lo implementera’ per gli straw, le strip ed i pixel

18. Responsabilita’ Micro-Strip • Progetto controllato e gestito dai gruppi italiani come dimostrato dal relativo staffing. • Lev 2 Managers • Luigi Moroni • John Cumalat (deputy) • Lev 3 Managers • Sensors • S.Sala (Milano) • Electronics • V.Re (Pavia) • Mechanics • L.Moroni (Mi) & J.Cumalat (CU) • Cooling • E.Cossali (Pavia) • System Integration & Testing • D.Menasce (Milano)

19. Responsabilita’ Straw • Frascati diventa il IV centro di produzione degli straw: • FNAL • Houston • LNF • Virginia U. • LNF responsabile del progetto e della costruzione dei moduli centrali M0X e M1 • Lev3 Manager • F.L.Fabbri

20. I progetti in Sintesi • Do una descrizione sommaria dei due progetti Straw & Strip in cui sono coinvolti gli italiani per meglio inquadrare le richieste • Non presento i progressi R&D finora ottenuti • Mi riservo di mostrarli in caso di richiesta • Come vedremo, Straw & Strip sono strettamente connessi • L’uno serve anche da supporto all’altro con notevole risparmio in termini di materiale. • E’ fondamentale per la riuscita del progetto che I gruppi coinvolti lavorino in stretto contatto.

21. Micro-Strip: General properties

22. How does it look like?

23. It is made of Ladders …

24. …, which form planes and stations. 3 views: X: 0o (horizontal) U: 90o + 11.3o V: 90o - 11.3o

25. How are they supported?

26. Ladder details

27. More details Sec AA A

28. A plane

29. From Planes to Stations • By stacking three of these planes we form a station • Alignment of the two halves of a plane and of the three planes of a station is guaranteed by suitable pins • For details, see PLYFORM drawings Total radiation length of the station: ~1.2% all included.

30. How are Stations suspended?

31. How are they assembled on the support? X-view straws

32. Straw Project by LNF: M0X & M1

33. MANUFACTURING PROCEDURE • CFRP SHELL MANUFACTURED WITH VACUUM BAGING TECHNIQUE USING ALUMINUM MOULD

34. M0X ASSEMBLY Total Radiation Length strut+plate = 7 ÷ 8/1000

35. M0X EXPLODED VIEW

36. DETAIL NEAR THE BEAM PIPE

37. DETAIL NEAR THE BEAM PIPE (Cont.) Wire attachment Endplugs Plastic End plate Gap for gas flow Cut out view Sealing and wiring blocking plate

38. FBG: MOX Monitoring • Displacement resolution at point P • in X-Y plane: 1 mm • along Z axis: 10 mm • (Station-1 MOX) FBGs planned arrangement and optical circuitry for 6 MOXs P FBG Interrogation system Computer From station 6 Optical Switch From station 3 60 cm From station 2 From station 4 From station 1 FBG for monitoring Bending in Y-Z plane FBG for monitoring In-Plane deformation X Z FBG for monitoring Bending in X-Y plane FBG for monitoring Torsion Y

39. PSC Monitoring Pixel Support Cylinder: FBG sensors will monitor deformations and repositioning of PSC PSC deformations affect Pixel detector position PSC removing and repositioning is required at each proton-antiproton beam storing

40. PSC Repositioning Monitoring PSC position is worked out by deformation monitoring of OMEGA gauge. FBG sensors • OMEGA gauge: • one end clamped at a Fixed Frame • one end clamped at PSC structure component PSC structure component Fixed Frame

41. PSC Repositioning Monitoring Finite Element Model analysis for optimisation of FBGs position on OMEGA gauge surface Solid X Normal Strain

42. Richieste Finanziarie 2005-2009 N.B. IVA non inclusa • Si tratterebbe di un contributo costruttivo pari a circa il • 5/180  2.7% del costo totale, • a fronte di una percentuale di presenza nella collaborazione del • 27/150  18%, considerando i soli ricercatori, o del • 41/150 27%, includendo i tecnologi

43. Micro-Strip Cost Breakdown

44. Micro-Strip Cost Breakdown

45. Electronics Cost Breakdown

46. Mechanics & Coling Cost Breakdown

47. Integration Cost Breakdown

48. Straw Cost Breakdown

49. Straw Cost Breakdown

50. Straw Cost Breakdown