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TOTEM misura di sezione d’urto a LHC Stato dell’esperimento

TOTEM misura di sezione d’urto a LHC Stato dell’esperimento. Bari, Brunel, CERN, Genoa, Helsinki, Prague. http://totem.web.cern.ch/Totem /. CMS/TOTEM Layout. CMS End Cap. Telescope 2 5.3< η <6.6. Telescopio 1 3.2< η <4.7. Vacuum Chamber. Il TDR e’ stato presentato a gennaio 2004.

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TOTEM misura di sezione d’urto a LHC Stato dell’esperimento

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Presentation Transcript

  1. TOTEMmisura di sezione d’urto a LHCStato dell’esperimento Bari, Brunel, CERN, Genoa, Helsinki, Prague. http://totem.web.cern.ch/Totem/ Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  2. CMS/TOTEM Layout CMS End Cap Telescope 2 5.3<η<6.6 Telescopio 1 3.2<η<4.7 Vacuum Chamber Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  3. Il TDR e’ stato presentato a gennaio 2004. • E’ stato scritto (giugno 2004) un addendum • definisce il rivelatore T2 • fornisce una nuova stima dei costi di TOTEM (verificata da CORE: Tot 7.5 MCHF con 20% contingency e 0.75MCHF computing). Ricordiamo le responsabilita’ Italiane: • Genova • costruzione dei rivelatori del supporto e dell’elettronica di T1 (con l’esclusione delle infrastrutture necessarie per l’installazione in CMS) • Bari • trigger e DAQ con integrazione nel sistema di CMS Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  4. LHCC Recommendation (30/6) • The LHCC is convinced that the TOTEM experiment as described in the Technical Design Report and in the Addendum to the Technical Design Report can lead to a successful measurement of the total cross-section and of elastic proton scattering. Accordingly, the LHCC recommends approval of the TOTEM Technical Design Report. Recommendation for approval also pertains to all the physics which could be done with the proposed TOTEM detectors. The LHCC considers the schedule given in the Technical Design Report and the list of milestones in the ancillary document to be reasonable. They will be used by the Committee to measure and regulate the future progress of the project.      ENDORSED by RESEARCH BOARD at Mid JULY Meeting Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  5. Relazioni con CMS LHCC: …The Committee also noted that operating the TOTEM detector as a sub-detector of CMS raised the possibility to study hard diffraction. This will have to be evaluated further by the two Collaborations… A marzo CMS ha presentato un EoI per la fisica dell’hard diffractive produzione di Higgs visibili nella zona in avanti – molte incertezze sulla sezione d’urto – richiede very high Luminosity Recentemente il magement di CMS ha preparato un draft di agreement per un programma diffrattivo comune CMS/TOTEM, che pero’ non e’ stato approvato dal CMS Steering committee di fine giugno. Dopo un meeting tra Jos Engelen (RDG), Mario Calvetti (Chairman of LHCC) e il management di CMS e TOTEM Jos ha concluso che l’argomento necessita di maggior discussione e che nel frattempo era necessario dare corso all’approvazione di TOTEM come definito nel documento approvato da RB e LHCC. Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  6. Novita’ verso un MoU In verita’ poche…. ma • Jos Engelen (su sollecitazione di Umberto) ha convocato un meeting Pre-MoU tra le funding agencies per il 12/10. • Praga ha detto che potrebbe partecipare con un contributo in-kind (costruzione meccanica di precisione, es. Roman Pots) forse fino a 400 kCHF. • Helsinki ha difficolta’ ad avere un piano finanziario su piu’ anni ma dovrebbe riuscire ad ottenere 150kCHF per anno • Brunel la richiesta a PPARC e’ discussa in un meeting in questi giorni. • US/NSF J. Whitmore partecipera’ alla riunione probabilmente senza poter dare risposte precise su una partecipazione US Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  7. MILESTONEs PER IL 2004 Data Descrizione • 30/09/2004Completamento e prova laboratorio fabbricazione CSC (subordinata a finanziamento) • 31/10/2004Prove su rivelatore (con fascio) del front end per studi di trigger • 30/12/2004Messa in opera del DAQ test bed • 31/12/2004Costruzione di un supporto T1 (subordinata a finanziamento) Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  8. Attivita’ a Genova nel 2004 • Simulazione della fisica del rivelatore per il TDR e l’Addendum • Preparazione laboratorio per costruzione rivelatori (Mil 1) • Analisi dati prototipo “milestone 03” • Preparazione elettronica per test su fascio di nov. 2004 (Mil 2) • Progettazione e disegno del telescopio • Prove costruttive del supporto in CMS (Mil 4) Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  9. Simulazione di TOTEM • Fatta nel framework di CMS (ORCA e Geant4) • Simulazione rivelatori e camera a vuoto • E’ stata scritta una nota TOTEM per dettagliare il lavoro fatto nella scrittura del TDR. Paragona i vari generatori usati nella simulazione Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  10. t=0 extrapol. error Inelastic error simulated extrapolated Acceptance detected Precisione della misura distot (sinel.~80mb, sel.~30mb) 1% Trigger Losses (mb) Vertex extrapolation Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  11. Preparazione laboratorioMilestone per sett.2004 Laboratorio per la costruzione di un rivelatore a settimana • A disposizione laboratorio ‘Sala Montaggi’ (~40 m2) • Recuperate e disponibili • Saldatrice aria calda • Sistema misura tensione dei fili • Banchi di lavoro • Manca (finanziamento) per: • Sistema per tendere i fili: possibilita’ praticabili: • Identificare una macchina da affittare… modifiche da prevedere • Tessere i fili al CERN e portarli a GENOVA… viaggi da prevedere • Sistema automatico per depositare la colla (tavolo x-y) Il Milestone 1) raggiunto per la parte senza costo (70%) Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  12. Apparato sperimentale per i test 2003/04 • 5 piani di rivelatori: 3 prototipi 2002 e 2003 + 2 piani costruiti nel 2001 • Misure di risoluzione spaziale dalla lettura strisce catodiche • Misure di risoluzione temporale dei segnali dei piani anodici • 4 prototipi grandi nel 2004 milestone 2003 prototipo 2002 Riunione Commissione Nazionale I - Assisi Il setup riproduce i cinque piani di CSC dell'esperimento.

  13. La CSC di TOTEM I rivelatori a CSC di TOTEM sono in grado di ricostruire il punto di passaggio della particella con tre cordinate due catodiche (u e v) ed una anodica (x). La misura di tre coordinate (su 5 piani) facilita l’eliminazione di ghosts nella ricostruzione delle tracce Dim. Max ~ 1 m x 75 cm Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  14. Guadagno Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  15. max Uniformità di guadagno uniformità al punto di lavoro nella zona del rivelatori attraversata dal fascio (~5x5 cm) Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  16. Risoluzione dei rivelatori su~0.44 mm con una risoluzionesu~0.5 mmsi ricostruisce il vertice tra due particelle a 8m con una precisione dell'ordine del mm sufficiente per determinare se l'evento e' prodotto all'interno della camera a vuoto (diametro 60 mm). Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  17. CSC - tests 2003 • Trigger: OR dei segnali di un piano. (almeno 2 piani su 5) • La misura del tempo di arrivo del “primo piano” (della coincidenza) e’ usata per identificare il bunch crossing nei run speciali per TOTEM. Alla base ~100 ns Alla base ~45 ns Distribuzione del tempo di arrivo del segnale del singolo piano. Distribuzione del tempo di arrivo del primo segnale della coincidenza. Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  18. Preparazione test del 2004 • Pronte due catene elettroniche di tipo “finale” • Catodi: Flash ADC ALTRO (da Alice) • Tutto l’hardware ed il DAQ (DATE) assemblato e funzionante in laboratorio, alcune schede FEC prestate da ALICE/TPC. • DAQ su PC con 64bit PCI prestato da Bari • Anodi: AFEB da CMS con scheda ALTC • Schede AFEB gia’ usate l’anno scorso. • Lettura tramite ALCT (Local Trigger Card di CMS) riprogrammando il firmware : il sistema funziona ultime prove in corso • DAQ globale in fase di completamento • Supporto camere ed elettronica in preparazione No outstanding problem… Il milestone 2) sara’ raggiunto Necessario sblocco s.j. e integrazione trasferte Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  19. Disegno del telescopio • Disegni esecutivi dei rivelatori (per rivelatori simili di 10 dimensioni diverse) • Primo set completato gli altri in fase di completamento • Disegni del frame-supporto per i rivelatori: • Dettagli del movimento, prova tecnica su una ‘centina’ • Studio della disposizione delle schede di elettronica ed il cooling • Disegno del supporto-truss in CMS • Sistema di fissaggio allo End Cap disegnato. E’ approvato da CMS • Prova tecnica di costruzione in Sezione. Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  20. Centina per assemblare un semipiano Attacchi al supporto Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  21. Supporto del telescopio per l’end cap di CMS. • studi di prototipo per verificare la tecnologia di costruzione con risultati soddisfacenti. • Installation tests nel magnete di CMS a meta’ 2005 Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  22. Milestone ‘supporto’ • Il supporto da installare nel magnete deve essere provato durante il test in superficie di CMS a meta’ 2006. • La prova tecnica di costruzione e’ stata utile e c’e’ gia’ quasi la meta’ del supporto. • Manca la seconda meta’ ed il tool per il sollevamento • Il milestone 4) e’ raggiunto al 50% (quando ci saranno i fondi ci vorranno circa 4 mesi a completare la costruzione) Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  23. Scala dei tempi per un rivelatore pronto a fine 2006 Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  24. GENOVA - ATTIVITA’ PREVISTA fine 2004 • Disegno di tutti i rivelatori e del dettaglio del supporto. • Inizio produzione di rivelatori “preserie” 2005 • Inizio produzione rivelatori (~25) • Costruzione del supporto meccanico per mezzo telescopio (per le prove in superficie di CMS 6/2005 ) • Assemblaggio primo telescopio al CERN (fine 2005) • Inizio produzione elettronica di front end • prototipo di schede per trigger and DAQ • 2002 prototipi e T D R • 2004 pre serie • 2004 - 2006 costruzione • 2006 tests e calibrazioni • 2007 – 2009 presa dati e analisi Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  25. Risorse dai servizi tecnici nel 2005 La Sezione mette a disposizione di TOTEM: • Officina meccanica ~24 m.u. lavorazione piani, misure, supporto meccanico, prove in CMS • Disegno e progettazione Ing. Stefano Cuneo 25% disegnatore 8 m.u. Disegni esecutivi dei rivelatori, disegno esecutivo supporto, cooling e cabling • Elettronica Ing. Paolo Musico 20% tecnico 12 m.u. disegno circuiti per i rivelatori, progettazione scheda acquisizione, produzione elettronica front-end Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  26. Risorse del gruppo di Genova TECNICI: S. Minutoli, A. Morelli, M.Negri, A. Arena • Costruzione dei rivelatori • 2 tecnici di gruppo • 1 tecnico dall’officina meccanica squadra da completare. Richiesta di due tecnici per due anni su fondi FAI commissione I. • Elettronica • 2 tecnici di gruppo • 1 tecnico dal servizio elettronica • Assemblaggio al CERN (1 mese a fine 05) • 1 tecnico officina mecc. • 1 elettronico • fisici Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  27. Totem Bari • Responsabilita’ : • Daq Generale e Trigger interface: • Infrastruttura generale DAQ + timing e interfaccia al sistema di trigger • Partecipazione a tutte le fasi del progetto: • Design • Sviluppi • Implementazione • Run • Interfaccia e integrazione dell'esperimento nella sua collocazione finale • Interfaccia con CMS • Costo previsto per l’apparato (2/3 del DAQ): • 420 kCHF di cui (270kCHF DAQ/Und. e 150kCHF DAQ/Surface) Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  28. Totem Bari 2005 • Composizione: il gruppo e’ cresciuto come aveva promesso • M.G. Catanesi 70% (INFN) (Responsabile Locale) • E.Radicioni 70% (INFN) • M.Calicchio 60% (Prof. Associato) • V.Berardi 40% (Prof. Associato) • Attività : • In sede: • Completamento della facility di test • Studio del timing e della distribuzione dei segnali di trigger • Sviluppo di software • Al CERN: • Partecipazione all’allestimento del DAQ del laboratorio TOTEM per: • Test prototipi di schede di elettronica • Sviluppi di software di acquisizione per le medesime • Partecipazione al gruppo di lavoro con CMS in vista del design finale del DAQ e del trigger (white book) • Interfaccia con CMS Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  29. Attivita’ nel 2004 : • Preparazione del TDR (capitolo DAQ e trigger logic) • Test beam al CERN • Realizzazione di una stazione di Test a BARI : • Strumento indispensabile per effettuare i test sul DAQ , valutarne le performances, apportare eventuali modifiche, valutare come e a che livello effettuare l'integrazione con CMS • Il setup a cui ci riferiamo e’ quello minimo per realizzare un “FED BUILDER” cioe’ la parte di readout e la prima fase di buiding. Il secondo stadio sarà affrontato in seguito. Milestone 2004 Gli acquisti di materiale sono in corso … è importante disporre di mezzo modulo di laboratorio per poterlo assemblare Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  30. La parte del DAQ che stiamo realizzando come test-bench Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  31. Schema generale del DAQ Limite della prima fase di test-bench Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  32. Trigger and DAQ schedule Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  33. Testbeam Plans for Summer / Autumn 2004 • Fixed-target muon testbeams in X5: • Test silicon detector prototypes with final shape, size • and electronics (APV25 and VFAT) • Roman Pot tests in the SPS with coasting beam: • Test Roman Pot mechanics, controls and cooling • in a realistic beam environment. • Study RF influence of the beam bunch structure • on the silicon detectors and their electronics. • Study trigger capability of the silicon detectors • with the VFAT trigger chip. • Beam parameters as similar as possible to LHC: • 1 – 8 bunches (spaced by 23 ms – 2.9 ms) • Up to 0.6 x 1011 protons per bunch • Normalized Emittance N  1 m rad • Energy: 270 GeV Prepare for Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  34. TOTEM Roman Pot test at the SPS Location in the SPS racks 27.6 m beam RP - Underground installation in ECA and ECX5(TS5 tunnel)- Surface installation in BHA5 (BB5 building) • Formal approval by the Research Board at end of february. • 2 x 8 hours tests (12/10 and 19/10/2004). • - Detector installation in the SPS tunnel: 29/09/2004.

  35. Il Roman Pot installato nello SPS Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  36. patch panel patch panel Roman pot mother board Totem Trigger Box Data serializer TX Digital trigger data from VFAT (32 bits/plane/bx) 1 optical serial link TX Digital tracking data From trigger plane (VFAT) 2 optical links/plane TX Atmospheric side TX Control & Trigger DAQ Interface Analog tracking data from tracking plane (APV25) 2 optical links/plane RX RX glue TTCrx RX flange Coincidence box Data Processing 96 Vacuum side Connector for flex circuit FED Flexible connections Support arm Alignment marks TTCrx TX Central Processing Spacers and frames Readout Chips APV25 & VFAT RX FEC detector beam beam Counting Room Radiation environment RP detector Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  37. Attivita’ di Bari per il tests SPS • Questa e’ un’attivita’ nuova , impegnativa e non prevista a settembre 2003 • Ha richiesto di implementare una facility di test partendo da scratch ( o se preferite da un locale vuoto) per la lettura degli APV e dei VFAT (FED prestate dal tracker di CMS) • urgente bisogno di risorse aggiuntive in missioni estere (siamo in rosso) e in piccola parte in consumi per portarla a termine Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  38. Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  39. Richieste aggiuntive per il 2004 • BARI • 10 k€ M.E (integrazione per attivita’ test beam) • 3 k€ consumi • Genova • 15 k€ M.E (integrazione test beam) • 15 k€ consumi (di cui 10 da s.j.) • Materiale per test beam (kapton e collegamenti elettronica) e disegno rivelatori (dato all’esterno per esigenze impreviste di Sezione) Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  40. Totem Bari • Richieste per il 2005: • M.E./M.I. : 33Ke • meetings • Attivita con DAQ/CMS • Attivita’ laboratorio DAQ & Elettronica • Consumo : 10 Ke • circa metabolismo sede e CERN • Affitto elettronica e acquisto di materiale per test in laboratorio • Inventariabile : 26 Ke • Completamento Stazione di test (TTC) • Array dischi e 2 CPU aggiuntive • Oscilloscopio da laboratorio portabile • Costruzione Apparati (sj) : 60Ke • 1a tranche DAQ undergroud (FEDs) Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  41. Test beam Il periodo di main user va dal 2 al 15 nov (10 gg con un MD lungo), si prevede di installare la settimana precedente • Meccanica (aggiunta/modifica supporto camere e supporto nuova elettronica) • 1 tecnico off. meccanica • Installazione (gas, allineamento, installazione e cablaggio elettronica) • 3 tecnici di gruppo • Run • 4 Fisici e Musico (tecnologo capo) Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  42. - V.Avati et al. FIRST TEST OF COLD EDGELESS SILICON MICROSTRIP DETECTORS Nucl.Instrum.Meth.A518:264-267,2004 - V.Avati et al. The TOTEM Experiment IV INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON LHC PHYSICS AND DETECTORS, FERMILAB, MAY 1-3 2003 EPJdirect A1, 1-11 (2003) - F.Ferro Simulation of the TOTEM inelastic detectors presentazione al Xth Blois Workshop on Elastic and Diffractive Scattering (Helsinki, 23-27 June 2003) - F.Ferro p-p physics with TOTEM proceedings IFAE 2003 (Lecce, aprile 2003) - F.Ferro TOTEM: diffractive physics at the LHC proceedings IFAE 2004 (Torino, aprile 2004) da pubblicare - F.Ferro Early diffractive physics at the LHC presentazione a HERA-LHC workshop (CERN, marzo 2004) - F.Ferro TOTEM: inelastic scattering presentazione a HERA-LHC workshop (DESY, giugno 2004) - F.Ferro, A.Sobol, J.P.Guillaud Simulation of diffractive and non-diffractive processes at the LHC energy with the PYTHIA and PHOJET MC event generators TOTEM-NOTE 2004-05 (maggio 2004) • TOTEM contribution to the 8th International Conference on Advanced Technology and Particle Physics : Conference on Astroparticle, Particle, Space Physics, Detectors and Medical Physics Applications - ICATPP 2003 (Como, 6 - 10 Oct 2003) - TOTEM Technical Design Report Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the Large Hadron Collider at CERN CERN-LHCC-2004-002 TOTEM-TDR-001 7 January 2004 ISBN 92-9083-219-3 - TOTEM Technical Design Report - Addendum Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the Large Hadron Collider at CERN CERN-LHCC-2004-xxx 15 June 2004 da pubblicare Presentazioni e pubblicazioni TOTEM 2004 Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

  43. FED builder :costi • La configurazione minima prevede: • 3 Pcs high performance (con bus PCI 64 bit) 6,0Ke • Switch di rete myrinet + 5 schede myrinet 8,5Ke • Simulatore di FED (composto da 2 GIII) 1,5Ke • 2 FRL 4,5Ke • sistema TTC 10,0Ke • Crate PCI-extender 7,0Ke • Crate VME 6U/9U + PCIVME adapter 9,0Ke • Monitor 1,0Ke • Rack, fibre, cavi S-Link 2,0Ke • Totale 49,5Ke • Il materiale (blu) viene recuperato da Harp = 37,5Ke La comm I ha finanziato il FED builder per 25Ke (tutto tranne il TTC che puo’ essere aggiunto in seguito) Riunione Commissione Nazionale I - Assisi

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