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ATLAS. Calorimetria Elettromagnetica. G.C. Costa. INFN Milano. calorimetria elettromagnetica L AR. Consuntivo attivita’ 2004 Programma 2005. ECA. Barrel. ECC. Detector barrel diviso in due ruote: ruota A e ruota C. Lar: stato e richieste.

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Presentation Transcript

  1. ATLAS Calorimetria Elettromagnetica G.C. Costa INFN Milano Commissione I "LAr: stato e richieste"

  2. calorimetria elettromagnetica L AR • Consuntivo attivita’ 2004 • Programma 2005 Commissione I "LAr: stato e richieste"

  3. ECA Barrel ECC Detector barrel diviso in due ruote: ruota A e ruota C Lar: stato e richieste • Stato della Calorimetria a Liquid Argon di ATLAS • Attività del gruppo di Milano: • Software HV • Ricostruzione del segnale • Test-beam • Misure col TDR • Integrazione servizi Endcap • Calibrazioni e analisi canale H • Identificazione di leptoni t • Studio ETmiss Attività di commissioning Barrel: em calorimeter + presampler Endcap: em calorimeter + presampler + adronico + forward Commissione I "LAr: stato e richieste"

  4. Stato del rivelatore • In B 180: • Sul calorimetro elettromagnetico barrel il 27 agosto sono stati completati tutti i tests elettrici a freddo. Iniziata subito dopo la fase di warm up attualmente calorimetro sotto tensione 50 V. • Misure sistematiche LC, TPA, dei canali di lettura e R e TDR sulle linee di calibrazione • Test con un crate equipaggiato con FEB • Test HV di tutto il calorimetro e presampler tra 0 e 2000 V alcuni settori del calorimetro e del presampler hanno mostrato problemi ad alta tensione. Commissione I "LAr: stato e richieste"

  5. Calorimetro barrel Commissione I "LAr: stato e richieste"

  6. Barrel Transport Commissione I "LAr: stato e richieste"

  7. Barrel Transport TRANSPORT SPECIFICATION * This condition on the time imposed to distinguish a sinusoidal excitation (engine) from the shock caused by a road imperfection Commissione I "LAr: stato e richieste"

  8. Transport to the pit: 26 October 2004, proposed date by TC Commissione I "LAr: stato e richieste"

  9. Endcap C • Stato ECC: • Tutti i detector nel criostato • Saldatura covers quasi completato, preparazione per cool-down in corso. Inizio cool-down 27/9 • Programma di test elettrici simile a quello del barrel Commissione I "LAr: stato e richieste"

  10. Criostato end-cap Welding of cold cover Criostato ECC Commissione I "LAr: stato e richieste"

  11. Cool down dell’End Cap Inizio della fase di cooldown per ECC a fine settembre Studiate due possibili metodi: a) raffredamento utilzzando un flusso di He tempo stimato 20g, He piu’ efficiente ma maggiore rischio (vento di 10m/s che potrebbe gettare tutta l’eventuale polvere in avanti sul calo EM). b) raffreddamento utilizzando lo scambiatore con N2 piu’ lento stimato 60 g, considerato un processo meno a rischio scelta la soluzione b) se risulta poco efficiente si potrebbe passare alla a) Commissione I "LAr: stato e richieste"

  12. Endcap A • Stato ECA (integrazione): • EMECPS: nel criostato, cablato e testato • EMEC: nel criostato, cablato e testato • HEC wheels: HEC1 nel criostato in survey, HEC2 pronta per l’inserimento • FCAL: inserzione a novembre Commissione I "LAr: stato e richieste"

  13. SCHEDULE ECA(1) Commissione I "LAr: stato e richieste"

  14. Schedule pit • Barrel lowered ~ end October • 2004 finish the Barrel Tile • 2005: February-March : our infrastructure (incl. FE Crates) • 2005 April-August: Barrel on Truck, well accessible to us for FE installation • LV PS, All boards in FE,… • One FEIC, 5 people over 2 FEC (n, n+1) in one week • ECC ready for the pit end may 2005 • Transport and lowering ECC afterwards • Services installation on ECC ( ~ottobre 2005) • ECA in the pit end 2005 • Installation ECA services: beginning 2006 Commissione I "LAr: stato e richieste"

  15. Attivita’ HV L .Carminati, M. Mazzanti, F. Tartarelli • Milano è responsabile del software di controllo dell’HV di tutta la calorimetria LAr di ATLAS: • endcap, barrel; em, hadronico e forward; LAr purity monitors • Circa 4900 canali con tensioni da 600 a 2500 V • Moduli ditta Iseg (Germania) • Acquistati da Wuppertal + KTH + CERN • CANbus, OPC server • OPC client: scritto dallo user finale (Milano) usando PVSSII • PVSSII (sistema commerciale SCADA della ETM (Austria)) fa: Controllo, monitoring, trending, alarm handling • Milano ha realizzato e gestisce i programmi HV per 3 set-up: • B180 (cold test del barrel), H8 (CBT), H6 (CBT-Endcap) • B180 Cold test ECC,…ECA Commissione I "LAr: stato e richieste"

  16. Barrel Calo: 50V LAr gas, after long term 2000V cold test and Lar emptying short in LAr, remain after emptying Short in LAr, gone after emptying 50V LAr gas Red line: Isolated electrode Green rectangle: Zone cured after Lab cold test Un settore HV: DhxDf=0.2x0.2 2 linee HV (32 elettrodi) 0.2% totale Commissione I "LAr: stato e richieste"

  17. PRESAMPLER STATUS 50 V in LAr gas after cold test at 2000V Burned. Now holds 2000V. Initially appeared at warm Commissione I "LAr: stato e richieste"

  18. S/B S/B loss (%) low mass tails (%) Commissione I "LAr: stato e richieste"

  19. La “signal reconstruction”: Richiede conoscenza della funzione di trasferimento della linea di calibrazione Linea non ideale, va modellizzata Scopo delle misure TDR: individuazione di caratteristiche o anomalie di cui tener conto nella ricostruzione dei segnali Ultimo controllo prima del pit, verifica installazione linee Misure TDR effettuate: sul Test beam (a caldo ed a freddo) linee di calibrazione di alcuni FT del Barrel (a caldo) TUTTE le linee di calibrazione BARREL a freddo Misure di riflettometria nel dominio del tempo (TDR) Commissione I "LAr: stato e richieste"

  20. With MUX Without MUX MUX Misure TDR • Automatizzazione sistema: • Multiplexer • Labview per controllo MUX e TDR • Ricerca online di linee fuori tolleranza • Performance: • 1 FT (128 canali) ogni circa 30 min • 64 FT (wheel A+C) da misurare • Distorsione della forma del segnale introdotta dal MUX: • In corso di studio: si riesce a ricostruire la lunghezza della linea senza MUX da quella con MUX con una precisione del 0.3 ns Commissione I "LAr: stato e richieste"

  21. Tutte le linee sono all`interno dell`intervallo di tolleranza delle impedenze dei cavi Axon. black TDR profile (TB ft=1,short line) green Z0=50 (Hspice simulation) red Z=Z0  2 (Hspice simulation) 3 ns Risulati Barrel(preliminari) Sett.A Sett.B Estrazione lunghezze cavi Axon: • 2 “famiglie” nel Settore A • 7 “famiglie” nel Settore B Spread delle lunghezze  in una singola famiglia 31.5 ns (30cm). Probabilmente questa differenza e` data dalla differenza in impedenza dei cavi. Ft 0 Ft 1 Commissione I "LAr: stato e richieste"

  22. Risulati Barrel(preliminari) Ottima correlazione tra le lunghezze estratte dai profili misurati col MUX e quelle senza MUX. Possiamo predire dalle misure col MUX la lunghezza “vera” delle linee, cioe` quella senza MUX. Commissione I "LAr: stato e richieste"

  23. Linee anomale Z~ 50 -----------------calibrazione----------------------- Modulo FT Harness Canale Condizione M05 10 calB 48 “aperto instabile” al livello della MB ad alta frequenza M05 9 calA 62 aperto al livello della MB  Gia` noto P03 4 calB 24-25 “aperto instabile” al livello della MB ad alta frequenza P05 9 calA 38 strano comportamento P14 26 calB 21 strano comportamento, non terminato a 50ohm Commissione I "LAr: stato e richieste"

  24. Test beam combinato • Dati raccolti: • Elettroni, pioni e muoni in energie tra 9 e 350 GeV. • Diversi punti in h, uno scan esteso a 250 Gev (tutte le celle), 180, 150, 100, 50, 20, 10 GeV • con diversi materiali davanti al criostato (Al plates: 0; 0.3; 0.6; 0.9 X0). • Da fare: • Scansione fine per “ presampler study” • Studi di HV • VLE run (1 GeV-9 GeV) • Runs con campo magnetico , “Bremsstrahlungs recovery” • 25ns run • Presa dati con fotoni in Novembre • Completare Delay runs (signal reconstruction, OF) • Combined Calorimetry • ~ 2200 runs, ~ 0.6 TB • Full combined • ~ 1200 runs, ~ 0.4 TB [Event size ~ 50 kB/event including headers] Commissione I "LAr: stato e richieste"

  25. TB schedule Commissione I "LAr: stato e richieste"

  26. Data Taking Activities (B. Di Girolamo) • Run periods as in the official schedule: • First combination • July 5th: Tilecal and LAr calorimeters • August 9th: TRT, LAr, Tilecal, MDT, RPC, LVL1MUCTPI, EF • August 12th: Pixel added • August 27th: Restarted as combined calorimetry • Sept 7th: Restarted with Pixel, TRT, LAr, Tilecal, MDT, RPC, LVL1MUCTPI, EF • Starting from September 7th the system has been running quite smoothly. Occasional problems promptly solved. • Main focus now is to switch to a frozen configuration from September 15th to October 19th to take the core of the data needed to satisfy the physics program. • Waiting for the integration of • SCT: should be integrated soon • LVL1Calo: should be integrated soon • TGC, CSC: end September • CTP: end September Commissione I "LAr: stato e richieste"

  27. Clustering with TB data • “all3D” TopoCluster with EMB run 1004015 (250 GeV e) • Cubic interpolation reconstruction + DB for ped/ramp (“Half_Simple”) • NoiseSigma = 200 MeV, Seed s/N = 4, Neighbour s/N = 3, no corrections CLUSTER CELL SUM s = 4.8 GeV s = 8.0 GeV • Cluster improvement  40% relative (4.8 GeV / 244 GeV = 2.0%  8.0/243 = 3.3%) • Should be more pronounced with improved signal reconstruction • Available for online monitoring soon Commissione I "LAr: stato e richieste"

  28. Integrazione servizi EndCap • E’ stato effettuato uno studio dei servizi di barrel e endcap con modelli CAD a 3D per capire come posizionarli e installarli • Usati per far costruire al CERN due mockup (Barrel e EndCap) • criteri suddivisione servizi sono stati accettati dalla TC • Milano si è occupato principalmente dell’Endcap • Maturata expertise sull’Endcap • La Coll. LAr ha richiesto a Milano di assumere la responsibilita’ dell’installazione dei servizi End-cap Commissione I "LAr: stato e richieste"

  29. FASI DELL’INSTALLAZIONE ◊ 13 CRATES DI ELETTRONICA 4 DIFFERENTI TIPOLOGIE DI SERVIZI ( FCAL, EMEC, (HEC&EMEC-special),Crates-feet.reg.)) ◊ Operazioni in posizione Truck (garage) : cavi PS , coperture PS, installazione manifolds cavi LV, cavi di trigger, installazione delle box di monitoraggio ◊ Completamento dell’installazione con EC in posizione finale installazione parziale fibre TTC,cavi di trigger, installazione optical-boxes test delle “water lines”. (occorre un team di tre persone) Commissione I "LAr: stato e richieste"

  30. Servizi EC 13 crates Commissione I "LAr: stato e richieste"

  31. Particolari servizi EC Commissione I "LAr: stato e richieste"

  32. Schedule installazione servizi ECC • Servizi Endcap: • Optical links • ELMB (Power Supplies and crate monitor and control) • Water manifolds • Power cables • Low Voltage Power Supplies • … Commissione I "LAr: stato e richieste"

  33. Calibrazioni e analisi H→gg • Calcolo dei coefficienti di calibrazione del calorimetro in energia basato sulla ottimizzazione della risoluzione • Calibrazione utilizzata da tutte le produzioni DC1 (‘03/’04) • Cominciato lavoro per calibrare le produzioni DC2 (Geant 4): • Sviluppo codice per accedere agli hit nei materiali passivi • Upstream/downstream del calorimetro • Energia persa negli assorbitori del calorimetro (→sampling fraction) • Usiamo il canale H come benchmark per questi studi: • Inizio studio H prodotto via VBF con full simulation • Studio effetto tagli g-id Commissione I "LAr: stato e richieste"

  34. Identificazione t e ricostruzione ETmiss • Studii su grossi campioni DC1: • 350k eventi A/H→tt: 270k t adronici (generati Milano/CNAF) • 350k QCD evs: 1.1M candidati t • 120k tt events (Milano/CNAF) • Elect. noise (pile-up non ancora) • Algoritmi di t-ID: • Migliori risultati ottenuti con una likelihood basata su 7 variabili (incluso un taglio di sd/d della traccia più energetica) • Risultati un fattore 3 meglio del TDR • Calibrazione ETmiss: • Pesi alla H1: dipendono da ET e h • Nuovi pesi con più bin e pesi tunati su Etmiss • In corso una calibrazione che dipende dalla densita’ di energia nelle celle (e h) Nuova analisi con likelihood (88.5<PT<133.5) Analisi standard (88.5<PT<133.5) s(pxmiss,pymiss)=kSET Commissione I "LAr: stato e richieste"

  35. Attivita’ 2005 • Attivita’ HV: • Sviluppi SW e analisi dati raccolti • Estate ‘05: cold test dell’end-cap (ECA) al B180 • Installazione HV in USA15 e misure sul barrel nell’IP (M: da agosto ‘05) • Integrazione col resto del DCS di ATLAS (finora sistema stand-alone) • Integrazione con l’offline (formato dati, Conditions database) • Servizi End-cap: M: ~ fine Ottobre ‘05: inizio preparazione e integrazione dei servizi nel pit su ECC • Ricostruzione del segnale: • Analisi dati CBT e implementazione dell’algoritmo nel software online del Lar • Software: • Analisi dati del CBT (calibrazione di g e pioni) • Nuove simulazioni (DC2) basate su Geant4 e studio di performance • Studio di fondi fisici e pile-up Commissione I "LAr: stato e richieste"

  36. Aggiornamento milestones 2004 • Nuova Vecchia milestone • 30-10-04 30-06-04 SW ricostruzione Segnale pronto per CBT • 31-08-04 31-07-04 TDR su Barrel freddo • 30-10-04 31-08-04 Barrel nel pit • 28 -02-05 31-12-04 Studio uniformita’ Calo al CBT Commissione I "LAr: stato e richieste"

  37. Ricercatori : D. Banfi (Dottorando, 100%) L. Carminati (Ass. Uni., 100%) D. Cavalli (Dir. Ric., 80%) G. Costa (Dir. Ric., 100%) M. Delmastro (Ass. Uni., 100%) M. Fanti (Ric. Uni., 100%) L. Mandelli (PO, 100%) M. Mazzanti (1° Ric., 100%) L. Perini (PA, 100%) F. Tartarelli (Ric., 100%) Tecnologi: M. Citterio (1° Tec.,50%) S. Coelli (art. 23.,15%) Totale 10,45 PE Laureandi: A. Carioni, M. Consonni Tecnici: G.Braga (100%), B.Monticelli (100%), F.Alberti (50%) 4 mu tecnici Servizio Elettronica Composizione del gruppo Coordinatrice WG Jet, t e PTmiss Perf. LAr EM steering (membro) LAr representatives group (membro) Responsabile ATLAS Italia LAr representatives group (chairman) LAr steering group (membro) Lar electronic coordinator Commissione I "LAr: stato e richieste"

  38. Altre slides Commissione I "LAr: stato e richieste"

  39. Commissione I "LAr: stato e richieste"

  40. MOF Commissione I "LAr: stato e richieste"

  41. La voce C& I riguarda la copertura dei costi di commissioning relativi principalmente ai calorimetri EC C ed EC A nel 2005 C&I Commissione I "LAr: stato e richieste"

  42. La voce CC e ' relativa a : extra costi CORE, items CORE non coperti, costi di infrastrutture (Building 180)CC Commissione I "LAr: stato e richieste"

  43. Previsioni spese 06-07 Commissione I "LAr: stato e richieste"

  44. Materiale da acquistare per Servizi EC • Attrezzature varie , piegatura tubi 3.7 K € • Bulloneria, raccorderia, etc… 1.6 ” • Pompa per test impianti .2 ” • Dima “regolabile” per diff. config. 1.0 ” ________ Totale 6.5 K€ Commissione I "LAr: stato e richieste"

  45. Commissione I "LAr: stato e richieste"

  46. EC cool down procedure • HEC and FCAL, DT=40K • EMEC boundaries: Mechanical constraints limit the DT • Radial gradient less than 20K at start, going down to 6K! at liquid temperatures. • Front/back less than 10K • Interlock conditions on cryostat itself not yet fully defined. • Due to severe DT conditions, left with 2 options:

  47. Moduli (Crates) HV Iseg PC (Windows) PC (Windows) xx PVSS OPC Client OPC Server FW CANbus ethernet Strumenti software • Firmware nei moduli e crates; scritto da Iseg • OPC è una standardizzazione del concetto di driver: • OPC server: legge e interpreta i messaggi CAN in INPUT e OUTPUT; pubblica i dati in un formato standard; scritto da Iseg • OPC client: accede (lettura/scrittura) ai dati del server; scritto dall’utilizzatore finale (Milano) usando PVSS • PVSS è un sistema SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) commerciale della ETM (Austria) • CANbus, OPC e PVSS sono standards raccomandati dal CERN per il DCS a LHC Commissione I "LAr: stato e richieste"

  48. HV granularity • Calorimetro barrel (configurazione nominale): • 448 regioni di DhxDf=0.2x0.2 ognuna con 32 elettrodi e 64 semigaps (0.2% dell’accettanza) • Ogni regione e’ alimentata da 2 linee indipendenti: ogni linea alimenta 32 semigaps Commissione I "LAr: stato e richieste"

  49. Data Taking Activities • Data taken for specific studies: • High eta (0.7-1.2) scans with energies between 20 and 250 GeV (pions and electrons) • Studies with material in front of LAr calorimeter, fixed eta and energies between 9 and 250 GeV • Low eta (0.2-0.65) scans, with steps of 0.1 and 0.0025. Energies from 20 to 350 GeV • Muon stand alone studies • Sagitta resolution in the momentum range 120-350 GeV • LVL1 trigger studies • Many others. • Data taken (all runs, including those for test and debugging): • Muon system • ~ 1350 runs, ~ 0.1 TB • Combined Calorimetry • ~ 2200 runs, ~ 0.6 TB • Full combined • ~ 1200 runs, ~ 0.4 TB [Event size ~ 50 kB/event including headers] Commissione I "LAr: stato e richieste"

  50. Test BeamCalorimetro EM Larg Cubic interpolation + Ramp and Pedestal from Database: e 250 GeV/c Current situation: We don’t have yet Optimal Filtering Coefficients nor detailed Cell-to-Cell timing. Commissione I "LAr: stato e richieste"

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