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Stato dell’esperimento MEG: ricerca del decadimento m e g con sensibilita’ 10 -13

Stato dell’esperimento MEG: ricerca del decadimento m e g con sensibilita’ 10 -13. A. M. Baldini INFN Pisa. limit e s perimental e. Limite s perimental e attuale. MEG. MEG. Predizioni SUSY. SUSY GUT: violazioni del sapore dei quark. Oscillazioni dei neutrini: modello see-saw.

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Stato dell’esperimento MEG: ricerca del decadimento m e g con sensibilita’ 10 -13

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Presentation Transcript

  1. Stato dell’esperimento MEG: ricerca del decadimento meg con sensibilita’ 10-13 A. M. Baldini INFN Pisa

  2. limite sperimentale Limite sperimentale attuale MEG MEG Predizioni SUSY SUSY GUT: violazioni del sapore dei quark Oscillazioni dei neutrini: modello see-saw tan(b)=30 tan(b)=1 SU(5) Dopo Kamland BRSO(10) 100 BRSU(5) R. Barbieri et al., Phys. Lett. B338(1994) 212 R. Barbieri et al.,Nucl. Phys. B445(1995) 215 J. Hisano, N. Nomura, Phys. Rev. D59 (1999)

  3. Metodo sperimentale • Fascio di 3 107 /sec in un bersaglio sottile (150 mm) • Spettrometro solenoidale & camere a drift per l’impulso dele+ • Contatori a scintillazione per il tempo del e+ • Calorimetro a Xenon liquido per la rivelazione del (scintillazione) • veloce:4 / 22 / 45 ns • alto LY: ~ 0.8 * NaI • Basso X0:2.77 cm 4 1 2 3

  4. Suddivisione della costruzione Switzerland Drift Chambers Beam Line DAQ Russia LXe Tests Beam line Italy e+ counter Trigger LXe Calorimeter Japan LXe Calorimeter,Spectrometer’s magnet USA(UCI) Calibrations/Target/DC pressure system

  5. La collaborazione Univ. of Tokyo Y. Hisamatsu, T. Iwamoto, T. Mashimo, S. Mihara, T. Mori, Y. Morita, H. Natori, H. Nishiguchi, Y. Nishimura, W. Ootani, K. Ozone, R. Sawada, Y. Uchiyama, S. Yamashita KEK T. Haruyama, K. Kasami, A. Maki, Y. Makida, A. Yamamoto, K. Yoshimura Waseda Univ. K. Deguchi, T. Doke, J. Kikuchi, S. Suzuki, K. Terasawa INFN Pisa A. Baldini, C. Bemporad, F. Cei, L.del Frate, L. Galli, G. Gallucci, M. Grassi, F. Morsani, D. Nicolò, A. Papa, R. Pazzi, F. Raffaelli, F. Sergiampietri, G. Signorelli INFN and Univ. of Genova S. Cuneo, S. Dussoni, F. Gatti, S. Minutoli, P. Musico, P. Ottonello, R. Valle INFN and Univ. of Pavia G. Boca, P. W. Cattaneo, G. Cecchet, A. De Bari, P. Liguori INFN and Univ. of Roma I A. Barchiesi, D. Zanello INFN and Univ. of Lecce C. Chiri, P. Creti, G. Palama’, M. Panareo Paul Scherrer Institute J. Egger, M. Hildebrandt, P.-R. Kettle, S. Ritt, M. Schneebeli BINP Novosibirsk L. M. Barkov, A. A. Grebenuk, D. N. Grigoriev, B. I. Khazin, N. M. Ryskulov JINR Dubna A. Korenchenko, N. Kravchuk, A. Moiseenko, D. Mzavia Univ. of California, Irvine W. Molzon, M. Hebert, P. Huwe, J. Perry, V. Tumakov, F. Xiao, S. Yamada MEG S ~40 FTEs

  6. Indice della presentazione • Calorimetro • Acceleratore • Timing counter • Elettronica (splitter + trigger) • Schedule costruttiva • Calcolo

  7. 1) Calorimetro. Criostato: saldatura finestre Test di tenuta saldature finestre-telaio 5 mm negativo : microcricche lungo tutto il cordone Tentate riparazioni con brasatura con formazioni crepe su cornici CAUSA: Cornice AISI 310 – telaio Fe510 autotensioni nella cornice dovute a differente coeff. dilataz. termica materiali Prima configurazione nuove finestre piu’ larghe Materiale AISI 316L • Nuova configurazione: • no cornice • piega • (per dare > elasticita’ al cordone) Test liquidi penetranti su provini in scala Stampo per preformatura finestra fredda

  8. Leak test camera a vuoto (calda)ok Test a vuoto preliminare esito soddisfacente: stabile a 1.95 10-8 mbar l / sec

  9. Nuovo problema: honeycomb per camera fredda Camera fredda pronta tranne finestra sottile: acciaio 0.4 mm (saldatura ok) + honeycomb Secondo test: 23 agosto 2006: inizio crepa a 2.5 atm Primo test: giugno: rottura a 3.7 atm

  10. Honeycomb • Test a freddo di un altro tipo (T300) di fibre piu’ elastiche • Nuova realizzazione Honeycomb (3 settimane) • Test meccanico anche a freddo (LN2)

  11. Bersaglio a LH2 (gia’ finanziato) • Test con p0 • Raffreddamento con He • Distanza inlet 2.5 m

  12. 2) Acceleratore C-W • Consegna 31 giugno 2007 (da contratto) • 15 maggio 2007 (anticipo) 1) • posizionamento in πE5 extra area dietro MEG 2) Elementi magnetici, alimentazioni e controllo remoto N. 1 Doppietto di quadrupoli N. 4 Magneti di steering acceleratore-bersaglio ~ 12 m Garantito il 50% del finanziamento per l’inserimento da parte di Tokyo

  13. PSI: disponibilita’ area per l’acceleratore

  14. 3) TC + N2 BAG in COBRA @PSI Test alla BTF (Frascati)

  15. Nitrogen Bag (per proteggere i PMT dall’He) Metodo di saldatura testato a Genova: Termosaldatura a 130/160° con controllo della perdita di acqua da parte del film: (ferro da stiro a vapore) Perdita attraverso i fori necessari per il fissaggio al magnete del TC nell’istallazione al PSImiglioramento guarnizioni

  16. to “Lecce Splitter” ( Analog Signal to” Domino” and “Trigger” Boards ) Buffers PMT S TC Analog Sign. Monitor Passive Splitter to “Lecce Splitter” NIM Signal Dual Threshold Discriminator Elettronica di lettura TC 8 Ch APD F.E. Card PMT APD • Secondo prototipo testato : in produzione • Patch panels (schede concentratrici) e mezzanine per VME-VPC board-> pronte. • Testato termicamente il supporto di alloggiamento degli APD e delle schede (6 W ciascuna) con un chiller. Mantenuta la temperatura di 20°C con liquido a 15° C. • Eliminazione rampa • Implementazione DAC a 12 bit soglie basse discriminatori • In produzione

  17. trigger Input DRS trigger Power 4)Trigger e splitter Trigger: istallato ad agosto, test ad ottobre delle schede per la misura della carica e istallazione a novembre Splitter system: in fase di istallazione Splitter board Trigger board type 0

  18. oct Jan (2007) 5) Schedule(s) Fascio DC+target TC meccanica Chiusura flange e inizio run

  19. Inizio presa dati oct Jan (2007) DAQ +elettronica Arrivo criostato (2 mesi dal test della finestra fredda)

  20. 6) Calcolo I collaboratori del PSI stanno chiedendo al comitato finanziatore le risorse per garantire che tutto il calcolo (tranne l’analisi end-user) si svolga al PSI. 64 CPU (monocore) + 100 TB (20 CPU + 30 TB gia’ disponibili) Buone probabilita’ di riuscita (ottobre)

  21. Passi dell’analisi: dati Dati reali: 10 Hz x 107 s 108 eventi/anno 2 MByte/evento  200 TByte/anno PASSO 0 (online) • Compressione ( ÷5 – ÷10) 200 Tb  20 – 40 Tb • Pre-analisi on-line informazioni ADC/TDC eq. • Scrittura su disco/nastro dei dati compressi PASSO 1 (PSI) Tempo/cpu • Ricostruzione rapida variabili dell’evento • Tagli laschi ( ÷100 , Eg, Pe,  :   90%)  106 eventi/anno (0.2 – 0.4 TB) 1 s/evt  108 s total 40gg con 30 cpu PASSO 2 (PSI) 2 s/evt  2 x106 s total 6 gg con 4 cpu • Ricostruzione completa e produzione n-uple (occupaz. Trascurabile) • Analisi WFM + pile-up Trasferimento locale, analisi n-uple, Ripetizione passo 2 7 gg con 3 cpu PASSO 3 (locale)

  22. Calibrazioni (solo passi 2 e 3): spazio Calorimetro a Xenon liquido (5 x 104 LED + 5 x 104a) x 2/giorno x 120 gg  2.4 x 107 eventi/anno; (105 p su Li) x 1/giorno x 120 gg  1.2 x 107 eventi/anno (105g da n su Ni)x 1/giorno x 120 gg  1.2 x 107 eventi/anno p0: 104 eventi x (216/4 PMTs) x 10/anno 5 x 106 eventi/anno TOTALE:  (5  6) x 107 eventi/anno NO WFM   8 kb/evento   500 Gbytes/anno Occupazione n-uple < 50 Gb/anno (DCH e TC assenti); Occupazione database ~ 30 kbyte (guadagno, Q.E. …) + 8 Mb per fit lineare (molto meno frequente)  2 db/giorno x 120 gg x 30 kbytes + 20 fit lineari = 0.25 Gb/anno DCH Assumiamo 105 e+ Michel/giorno x 120 gg = 1.2 x 107 eventi/anno NO WFM   5 kbytes/evento (indirizzo, t ..)  60 Gb/anno TC (decadimento radiativo, laser …) .. Pochi canali  piccolo impatto TOTALE CALIBRAZIONI ~ 1 Tb inclusi database e n-uple; localmente ~ 10 Gbytes (database, alcune n-uple …). Spazio dominato dai dati 0.2 – 0.4 TByte/anno/ricostruzione

  23. Calibrazioni: tempo macchina No wfm, no DCH & TC LXe PASSO 2: 6 x 107 eventi x 0.5 sec/evento = 3 x 107 sec Con 20 CPU’s: (3 x 107/20/86400) ~ 18 gg  ripetibile10 volte/anno DCH PASSO 2: 1.2 x 107 eventi x 1 sec/evento = 1.2 x 107sec Con 8 CPU’s: (1.2 x 107/8/86400) ~ 18 gg ripetibile10 volte/anno TC PASSO 2: (piccolo …) No wfm, no LXe Con 30 CPU possibile al PSI il passo 1 dei dati e il 2 delle calibrazioni ogni 40 + 20 giorni = 2 mesi  ripetizione di 6 volte in un anno per tutti i dati

  24. Montecarlo: spazio Spazio: Stimato in gennaio:40  50 TBytes (PSI) includendo il mixing (BARTENDER); senza mixing ~ 4 TBytes Analisi: Solo PASSO 2 (PSI) e PASSO 3 (locale) Dimensioni dominate dalle wfm; senza wfm ~ 15 kb/evento dopo PASSO 2: 15 kb/evento x 2 x 107 eventi = 300 Gbytes (PSI). Tenendo solo le variabili ricostruite altro fattore 20 di riduzione  ~30 Gbytes immagazzinate localmente (analisi n-uple + campione). Necessita’ totale locale: ~ 300 Gbytes dominato dai dati con 2 Tb e’ possibile immagazzinare 5  6 ricostruzioni/anno di eventi selezionati (calibrazioni diverse, raffinamento algoritmi)

  25. Montecarlo: tempo macchina PSI 30  40 CPU’s per produzione, mixing e analisi (STEP 2). Monte Carlo (locale): STEP 3 come i dati altre 2  3 CPU’s TOTALE LOCALE 5  6 CPU’s

  26. Conclusione (calcolo) • La strategia di calcolo assume che tutto laparte “pesante” sia eseguita al PSI: - analisi fino alla produzione di n-uple; - compressione e analisi on-line: PASSO 0 - ricostruzione veloce e preselezione: PASSO 1 - analisi accurata: PASSO 2 - processamento calibrazioni: solo PASSO 2; - produzione e analisi MC: solo PASSO 2; • A livello locale si esegue solo l’analisi di n-uple o trees su campioni selezionati: PASSO 3; • Le necessita’ locali per questo tipo di analisi sono dell’ordine di: 5  6 CPU’s (Opteron, Pentium IV …)2 Tb di disco

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