MINER n A Main INjector ExpeRiment for v-A

1. MINERnAMain INjector ExpeRiment for v-A Detector ativo segmentado: 5,87 t Alvos nucleares de C, Fe, Pb e H

2. MINERnA em resumo • MINERvA é um detector de neutrinos compacto, ativo e projetado para estudar interações neutrino-núcleo em grande detalhe. • O detector será instalado no feixe NuMI, imediatamente à montante do primeiro detector do MINOS. • MINERvA é único no mundo • A intensidade do feixe NuMI fornece • Uma oportunidade para medidas precisas de interações de neutrinos • Uma grande faixa de energias de neutrinos (4 , 6 e 10 GeV) • O detector, com vários alvos nucleares, permite, pela primeira vez, a realização de estudos de efeitos nucleares em interações de neutrinos. • MINERnA fornece informações cruciais para medidas de oscilações de neutrinos. • Breve linha do tempo do MINERnA • Aprovação inicial pelo PAC do FERMILAB em abril de 2004 • Revisão inicial do projeto pelo FERMILAB em janeiro de 2005 • Início de testes com protótipo cósmicos) em outubro de 2008 • Instalação do protótipo na caverna e início de teste com neutrinos prevista para dezembro de 2008 • Montagem do detector completo a iniciar em abril de 2009 • Tomada de dados prevista para começar no segundo semestre de 2009 MINERnA

3. Alvos nucleares Detector ativo g n Calorímetro em. g Calorímetro hadrônico Detector do MINERnA • O detector do MINERnA baseia-se em uma tecnologia simples e bem compreendida (baixo risco). • Núcleo ativo é segmentado (cintiladores sólidos) • Reconstrução de trajetórias • Identificação de partículas • Alvos nucleares passivos intercalados • Núcleo envolvido por calorímetros eletromagnético e hadrônico • Medida da energia de fótons (p0) & de hádrons • Primeiro detector do MINOS funciona como capturador de múons. n MINERnA

4. MINERnA O APS Multidivisional Neutrino Study Report, que define o caminho a ser seguido pela física de neutrinos, baseou suas recomendações em um conjunto de pressupostos e considerações acerca dos programas atuais e futuros, incluindo: suporte aos experimentos atuais, cooperação internacional, instalações subterrâneas, P&D em detectores e aceleradores e “determination of the neutrino reaction and production cross sections required for a precise understanding of neutrino-oscillation physics and the neutrino astronomy of astrophysical and cosmological sources. Our broad and exacting program of neutrino physics is built upon precise knowledge of how neutrinos interact with matter.” MINERnA

5. Metas do MINERnA • Medida precisa da secção de choque quase elástica neutrino-nucleon, incluindo a dependência em E e em q2. • Determinação de secção de choque de produção de píons para interações em corrente carregada e corrente neutra. • Medida precisa da produção coerente de píons com particular atenção à dependência com o número atômico A do núcleo. • Exame dos efeitos nucleares nas interações de neutrinos. • Estudos da física nuclear para a qual reações de neutrinos fornecem informações complementares aos estudos realizados na mesma faixa cinemática. MINERnA

6. Detector do MINERnA MINERnA

7. Plano Detector do MINERnA Detector externo (OD) camadas de ferro/cintilador para calorimetria hadrônica : 6 torres • 30.272 canais • 80% no hexágono interno • 20% no detector externo • 473 M-64 PMTs (64 canais) • 1 fibra WLS por cintilador, que muda para uma fibra clara e segue para o PMT • 128 peças de cintilador por plano do Detector interno • 8 peças de cintilador por torre do Detector Externo, 6 torres por plano 1 tower 2 tower 6 tower 3 tower Folhas de chumbo calorimetria EM 4 tower 5 tower 3.385m Detector interno Hexágono – planos X, U, V MINERnA

8. Caixa de PMT Óptica do MINERnA(arranjo para o Detector Interno mostrado. Detector externo é similar mas tem barras cintiladoras retangulares) Cintilador Planos cintiladores com 128 prismas cintiladores Posição determinada pelo compartilhamento de carga Partícula 1.7 × 3.3 cm2 strips Fibra WLS no furo central fibra clara Cintilador (rosa) & fibra WLS Conectores ópticos M-64 PMT MINERnA

9. Cabos de Fibras Claras Barras cintiladoras Caixas com os PMT PMT’s Fibras WLS Eletrônica/DAQ Estrutura/Absorvedor Plano Cintilador Visão Geral do Detector do MINERnA

10. Placas FE (“Front End”) Um cartão por PMT Alta Voltagem (700-800V) Digitalização via Trip Chips, aproveitando projeto do D0 Timing Cartões CROC e DAQ Um cartão por 48 PMT’s Interface Front-end/computador Distribui gatilho e sincronização 3 crates VME & um computador para DAQ Electrônica do MINERnA MINERnA

11. Trabalho em Hardware O detector do MINERnA está sendo construído. Temos 4 módulos XU e 4 módules XV (total: 16 planos) instalados. Partcipação ativa na construção do detector: Teste de PMT's antes da instalação. Instalação das caixas de PMT no detector (cabeamento). Trabalho pós-instalação (busca de “vazamento de luz”). • Os 4 primeiros módulos instalados no Wideband(FERMILAB). MINERnA

12. Trabalho em Hardware • 8 módulos instalados até o final de • novembro 2008 (total de 120) MINERnA

13. Estudo dos PMT Hammatsu H8804 • Fotomultiplicadora de 64 canais, usada pelas colaborações MINERnA e MINOS. Estudo de 500 fotomultiplicadoras totalizando 32.000 canais. Para caracterizar cada PMT, precisa-se conhecer as contagem de escuro, ganho, HV, crosstalk. MINERnA

14. Testes do MAPMT HAMAMATSU H8804 (64 elementos) MINERnA

15. Adquisição de dados dos PMT • Os dados dos PMT são obtidos em Rutgers, New Jersey. • Usa-se o PMT Test Stand, que injeta luz em cada canal. No proceso tomam-se dados para determinação dos pedestais. • Os dados são transferidos para nosso cluster e, depois, analizados. colaboração com: Universidade de Atenas, Grécia e SUNJ Rutgers, EUA. MINERnA

16. Distribuição Típica de Sinal Pedestal Luz MINERnA

17. Contagens de escuro MINERnA

18. Variação dos Pedestais Ganho médio da placa de aquisição Ganho alto da placa de aquisição MINERnA

19. Monitoramento online • Desenvolvimento de software para monitoramento online. • Software online escreve em disco os dados brutos ( recebidos do hardware do detector). • Software “near online” recebe eventos brutos e realiza processamento online do MINERnA. Online PC Near Online PC Detector RawEvents Storage • Adaptação, para o MINERnA, do software online do LHCb • Desenvolvimento de software de monitoramento online baseado no modelo do LHCb. • O software de monitoramento online é capaz de: • Decodificar RawData em um formato de mais fácil leitura. • Supressão de pedestais. • Converter contagens de ADC em carga (pC) empregando uma base de dados de calibração. • Fazer histogramas para monitoramento online da qualidade dos dados. • Preparar histogramas e rootplas para análise offline dos dados. MINERnA

20. Monitoramento online • Monitoramento online da qualidade dos dados: um exemplo de um dos histogramas criados para monitorar remotamente a condição do detector. • Cada quadrado de 8x8 pontos uma PMT. Este gráfico mostra os 38 PMT que o MINERnA está empregando para os 8 módulos já instalados. Sinal de raios cósmicos com supressão de pedestal MINERnA

21. Método de Reconstrução MINERnA

22. Método de Reconstrução Formação de aglomerados (clusters) MINERnA

23. Método de Reconstrução Formação de sementes MINERnA

24. Método de Reconstrução Formação de trajetórias usando o método dos mínimos quadrados MINERnA

25. O cluster MINERvA-CBPF O cluster Olympo consiste de 4 servidores PC Jupiter (servidor principal) Hercules Apollo Diana MINERnA

26. Características do Olympo • Características principais de cada servidora (verba edital UNIVERSAL) - Intel Server Motherboard S5000 - 2 processadores Quad-Core Intel Xeon E5310 (total de 8 núcleos) - 4 Gb of RAM - 2 x 160 Gb disco rígido - 2 x 100/1000 Mbps placa ethernet • Software instalado nas servidoras: - Scientific Linux Fermi LTS release 4.6 - software do MINERnA (5 Gb de espaço) usado para simulação, reconstrução, adquisição de dados, estudos dos PMT, etc - Usa o GAUDI framework, LHCb software e o CMT MINERnA

27. JUPITER KVM SWITCH HERCULES MONITOR APOLLO 100/1000 Mbps NETWORK SWITCH DIANA KEYBOARD MOUSE INTERNET Vista das conexões do Olympo MINERnA

28. Situação atual • Trabalho em curso - Análise dos dados dos PMT do MINERnA. - Suporte ao grupo do D0 no CBPF. • Próximos passos - Instalar 2 nobreaks de 3KVA cada (verba RENAFAE: DEMORANDO DEMAIS !!!!) - Instalar monitor LCD (verba RENAFAE) - Instalar switch 10/100/1000 de 16 portas (verba RENAFAE) - Aumentar memória para 6 Gb por PC (verba RENAFAE já atendida) - instalar mais 640 G de disco rígido (verba RENAFAE já atendida) - Instalar sistema RAID (verba RENAFAE) Teclado e chave KVM adquiridos com verba RENAFAE Problema principal: baixa taxa de transferência devido à rede externa. MINERnA

29. Conclusão O exerimento MINERnA é uma colaboração internacional com 21 instituições de 7 países (Grécia, Brasil, EUA, Alemanha, México, Rússia e Peru) totalizando cerca de 100 pessoas Nossa participação se dá com 1 pós-doc, 2 estudantes de mestrado e 1 estudante de doutorado (Hélio da Motta, Mario Vaz, César Castromonte, José Palomino, Arturo Fiorentini, David Alejandro) Dispomos de um cluster de computadores e temos atuado em software e hardware junto ao experimento. Realizamos a primeira tese ligada ao experimento (José Palomino, tese de mestrado, 2008) Mantemos atuação intensa junto ao experimento e empregaremos nosso cluster para diversos trabalhos (análise, simulação, reconstrução). A grande capacidade do cluster é atrapalhada pela baixa velocidade de transmissão de dados. Tomada de dados de teste já em curso. Montagem final no primeiro semestre de 2009. Início da tomada de dados no segundo semestre de 2009. Tomada de dados inicial prevista para durar 4 anos com cerca de 13 M de eventos registrados Espaço total para armazenagem de TODOS os eventos: aproximadamente 10 Tera MINERnA