26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 1
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
TOTEMTOTEMun un esperimentoesperimento per laper la
misuramisura didi sezionesezione d’urtod’urtoelasticaelastica e e totaletotale a LHCa LHC
BariBari, Brunel, CERN, , Brunel, CERN, CracowCracow, , Dresden, Genoa, Dresden, Genoa, GrenobleGrenoble, ,
Helsinki, Prague.Helsinki, Prague.http://totem.web.cern.ch/Totem/
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 2
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
1.1. La CollaborazioneLa Collaborazione2.2. Scattering elastico e rivelatori Scattering elastico e rivelatori 3.3. Descrizione di T1 (Descrizione di T1 (responsabilita’responsabilita’ di di
Genova) e T2Genova) e T24.4. Piano finanziario per T1 e richieste di Piano finanziario per T1 e richieste di
Genova eGenova e milestonesmilestones..5.5. DAQ (DAQ (responsabilita’responsabilita’ di Bari) e richieste di Bari) e richieste
finanziariefinanziarie
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 3
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
Esperimento indipendente per la misura di precisione (1Esperimento indipendente per la misura di precisione (1--2%) 2%) della sezione d’urto totale con misura simultanea di rate di della sezione d’urto totale con misura simultanea di rate di interazione interazione elasticoelastico ee inelasticoinelastico
QUINDI:QUINDI:Misura dello scattering elastico aiMisura dello scattering elastico ai più’più’ piccoli momenti piccoli momenti trasferiti (rivelatori intrasferiti (rivelatori in Roman PotsRoman Pots) per ridurre incertezza ) per ridurre incertezza nell’estrapolazione a t=0nell’estrapolazione a t=0Misura del rateMisura del rate inelasticoinelastico: “contare” con precisione : “contare” con precisione isione le interazioni centrali e gli eventi isione le interazioni centrali e gli eventi diffrattividiffrattivivivi (15(15--20% della 20% della σσtottot) ) quindiquindi telescopitelescopi nellanella zonazona in in avantiavanti..nellanella zonazona in in avantiavanti..in IP5 (dove ein IP5 (dove e’’ CMS)CMS)didi fare le fare le misuremisure con con ll’’arrivoarrivo deidei primiprimi fascifasci
arrivoarrivo deidei primiprimi fascifascicomunecomune la calibrazione la calibrazione deidei monitor monitor didi luminositaluminosita’’ didi CMSCMS
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 4
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
TOTEM nell’ultimo annoTOTEM nell’ultimo annoGennaio 2003: presentazione a LHCC closed session con commenti positivi sull’attivita’ finora svoltaApprovato il regolamento della collaborazioneMarzo-aprile: Il gruppo di Roma2 si ritira dalla collaborazioneK.Eggert Spokesman. M.Bozzo deputy-spokesman e CB chairman.lettera allo LHCC sulla nuova composizione della collaborazione (In maggio 2003).A giugno il gruppo di Bari entra nella collaborazionepubblicato nei Proceedings del meeting di FNAL una descrizione completa e recente dell’esperimento
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 5
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
LHCC LHCC MinutesMinutes –– JanuaryJanuary 03 meeting03 meetingGood progress was reported on the development of the RPC and CSC detectors for the T1 telescope. Tests in beam show that the detector technologies proposed for the T1 telescope are adequate to achieve the physics goals stated in the Technical Proposal. Two options are being considered for the T2 telescope: a detector similar to T1 and a silicon tracker. …….the LHCC recommends that TOTEM continue with the development of their experimental apparatus by concentrating on building a detector capable of meeting the approved goals of the TOTEM Technical Proposal while fitting-in to the CMS and LHC Machine environments. The detector, together with a description of the various responsibilities, schedules, costs and funding, are to be presented in the TOTEM Technical Design Report to be submitted to the LHCC bythe end of 2003, namely with a one-year delay on the original date of submission.
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 6
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
Composizione della collaborazioneComposizione della collaborazioneCollaborationCollaboration board del 25/8/03:board del 25/8/03:
BrunelCERNINFN (Genova)INFN (Bari)Helsinki ILK (Dresda) ... Contatti con un gruppo del MPI (D)GrenoblePragaWarsawAnnecy, Pisa (partecipazioni Pers.)
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 7
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
Il TDR Il TDR verra’verra’ presentato nella open presentato nella open sessionsession di di LHCC a gennaioLHCC a gennaioPensiamo di cominciare a lavorare alloPensiamo di cominciare a lavorare allo MoUMoUsubito dopo.subito dopo.La scelta della tecnologia per il rivelatore per La scelta della tecnologia per il rivelatore per l’elastico l’elastico sara’sara’ fatta a fatta a meta’meta’ del 2004 (due del 2004 (due tecnologie descritte nel TDR)tecnologie descritte nel TDR)L’arrivo di Bari per occuparsi del DAQ ha L’arrivo di Bari per occuparsi del DAQ ha rinforzato la collaborazione (rinforzato la collaborazione (itemitem non ancora non ancora coperto) e migliorato la caratterizzazione della coperto) e migliorato la caratterizzazione della partecipazione italianapartecipazione italianaLa La responsabilita’responsabilita’ italiana e’ ora suitaliana e’ ora su
-- T1 (salvo infrastrutture) T1 (salvo infrastrutture) GenovaGenova-- DAQ DAQ BariBari
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 8
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
PreliminaryPreliminary –– sharingsharing of of respresp..
T1 telescopes (detector and R/O electronics),1.0 – 1.5 M CHFINFN Genoa
6.7 M CHFTOTAL
DAQ (part)100- 200 k CHFGrenoble (F)
T2 telescopes (with Si techniques) (part), Microstations
1 M CHFHelsinki
detectors for elastic and R/O electronics1 M CHFBrunel (UK)
General DAQ (part) and DAQ integration in CMS0.35-0.5 M CHFINFN Bari
detectors and trigger for elastic, electronics, infrastructure for integration in the LHC and CMS
1.0 – 1.5 M CHFCERN
Roman Pots, cooling, other mechanical worksUp to 1 M CHFILK (D)
RESPONSIBILITIES as of august 28,03RESOURCESGROUP
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 9
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
Rivelatori per l’inelastico (T1 and T2) Installati in CMS
Misura dello scattering elastico (Roman Pots) nella sezione dritta
215 m147 m
TOTEM TOTEM –– 2 esperimenti simultanei2 esperimenti simultanei
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 10
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
Scattering elasticoScattering elastico
Da luglio abbiamo una ottica migliore, con Da luglio abbiamo una ottica migliore, con ββ =1500m=1500mParallel to point Parallel to point focussingfocussing nelnel piano piano verticaleverticale e e orizzontaleorizzontale nellonello stessostesso puntopunto @ 215 m @ 215 m dada IP 5 IP 5 (minor (minor numeronumero didi roman pots roman pots necessarinecessari))Prove Prove meccanichemeccaniche sullasulla finestrafinestra sottilesottile del roman del roman pot pot InteressantiInteressanti misuremisure susu rivelatoririvelatori al al siliciosilicio con con piccolapiccolazonazona inefficienteinefficiente al al bordobordo::
Presentazione dati 2002 a Elba2003Nuovi dati su 3D e Planari dal test beam di settembre 03
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 11
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
LHC LHC durantedurante la la misuramisura didi TOTEMTOTEMLTOTEM ~ 10-6 x 1034 cm-2 s –1 ~ 1028 cm-2 s –1
≈
⇒
⇒≈
⇒
−
−
−
3/1
10 )2808()36(
103/1)/(
/
10 )1500(
)5.0(
2
1
3
nom
nom
TOTEM
nom
TOTEM
nom
nbnb
bunchNpbunchNp
mβmβ
εε
TOTEM richiede corti run speciali ad alto-ββ** ((1500m1500m))Angoli di scattering di pochi µrad
High-β optics misura precisa dell’angolo discattering θ* = √ε / β*
Reduced number of bunches per evitareinterazioni nella parte comune di camera a vuoto (zero crossing angle) σ* = √ ε β*
Parallel-to-point focussing:
Traiettorie di protoni scatterati allo stesso angoloma con verice in posizione diversa.
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 12
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
β* = 1100m
Elastic Scattering
β* = 1540 m
acceptance
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 13
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
elastic scattering – t coverage 1 eff.day (105sec) at high β and 18 m
dσ/d
t(p
p) (mb/
GeV2
)
(M. Islam) -t(GeV2)
15/GeV2
2.104/GeV2
Ldt = 1033 1037 cm-2
β*=1540m
β*=18m
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 14
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
β=1100m
t=0.004 GeV2 A=44%t=0.01 GeV2 A=67%
β=1550m t=0.004 GeV2 A=64%t=0.01 GeV2 A=78%
t acceptance for the two proposed optics
acceptance dependence on detector position
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 15
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
Inconel 0.15mm
Il rivelatore elastico ed il Il rivelatore elastico ed il RomanRoman PotPot
3 cm
La finestra sottile e’ stata realizzata e provata a 2 bar con successo
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 16
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
RivelatoriRivelatoriRicostruzioneRicostruzione didi traccetracce finofino al al bordobordo
Hits in the telescope(all good tracks)
Hits in the cut detector
Effic
ienc
y Ef
ficie
ncy
Edge at: 0+20micron
Silicio planare raffr. A 130 K
Vedere proceedings 9th Elba meeting
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 17
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
EDGELESS 2003Preliminary:
Planar detector (1x1 cm2)
bias ring +guard ring ‘n+’ Occupano ~35 micron
Dati presi a T ambiente!
p+
n+ AB
D
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 18
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
3D DETECTORS AND ACTIVE EDGES
15 µm InfraRed beam spotFWHM = 772 µmEdge Al strip width = 16 µm
INSENSITIVE EDGE (INCLUDING 16 µm Al STRIP):
(813 - 772) / 2 = 21 µm
EDGE SENSITIVITY <10 µm
COLLECTION PATHS ~50 µm
SPATIAL RESOLUTION 10-15 µm
DEPLETION VOLTAGES < 10 V
DEPLETION VOLTAGES ~105 V at 1015n/cm2
SPEED AT RT 3.5 ns
AREA COVERAGE 3X3 cm2
SIGNAL AMPLITUDE 24 000 e before Irradiation
SIGNAL AMPLITUDE 15 000 e-
at 1015n/cm2
0
5
10
15
20
25
30
35
-400 -200 0 200 400 600 800 1000
Cur
rent
[nA
]
Position [um]
Prelimin
ary
Prelimin
ary
0
5
10
15
20
25
30
35
-400 -200 0 200 400 600 800 1000
Cur
rent
[nA
]
Position [um]
Prelimin
ary
Prelimin
ary
Brunel, Hawaii, Stanford
CERN Courier, Vol 43, Number 1, Jan 2003
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 19
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 20
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 21
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 22
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
CMS/TOTEM LayoutCMS/TOTEM Layout
Telescope 2
Telescopio T1
Camera a vuoto
CMS End Cap
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Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
MisuraMisura del rate inelasticodel rate inelasticotelescopiotelescopio T1T1
SupportoSupporto e e installazione installazione AspettiAspetti del del sistemasistemaElettronicaElettronicaRivelatoreRivelatoreSimulazioneSimulazioneTest beam 2003Test beam 2003
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Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
T1 installation platform
T1 installato nell’end cap diCMS Copre un range tra ηη~~3.1 e 4.73.1 e 4.7
La La figurafigura mostramostra un un telescopiotelescopio T1 al T1 al momentomomentodell’installazionedell’installazione in CMS in CMS
Telescopio T1
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 25
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
TELESCOPIO T1 (realizzazione)
-Struttura a traliccio fissata sull’anello piu’ esterno di CMS
-Fissata con due sole piastre (azzurro) per rendere minima la possibilita’ di movimento rispetto alla camera a vuoto
- Aggancio alle rotaie con profilo speciale per minimizzare lo spazio necessario al supporto
CSC per ricostruzione del CSC per ricostruzione del vertice di interazione. vertice di interazione. (5 piani e misura di tre coordinate per piano) e per il trigger e per il trigger (segnale dei fili).rotazione dei piani tra loro di rotazione dei piani tra loro di 3 gradi e 3 gradi e overlapoverlap tra tutti i tra tutti i rivelatori di un pianorivelatori di un piano
(S. Cuneo, R. Puppo)
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 26
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
T1 costruito in due meta’, per permetterel’installazione con la camera a vuoto gia’ in posizione
L’elettronica e’ supportata dalle barre di alluminioche sono al tempo stesso parte della struttura e usateper raffreddare l’elettronica
Il telescopio ha bisogno di una ‘struttura’ per assemblaggio e trasporto prima dell’ installazione.
ALUMINIUM FRAMEWORK
CSC PLANE SUB-ASSEMBLY
HALF DETECTOR SUB-ASSEMBLY
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 27
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
STRUCTURAL SIMULATION
DEFLESSIONE CALCOLATA DEL TRALICCIO E DEL RIVELATORE #3 (IL PIU CRITICO) : I VALORI SONO INFERIORI ALLA MASSIMA SAGITTA TOLLERABILE (1.5 mm)
IL PESO DEL TRALICCIO, SE IN ACCIAIO AISI 316, E’ DI 270 Kg PER LE DUE BARRE DI UN TELESCOPIO.
PESO TOTALE DEL RIVELATORE (stimato per due meta’) 600 Kg
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 28
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
AXIAL CROSS SECTION - SEE ACTIVE ELEMENTS POSITION
FRONT VIEW: NOTARE LE DIVERSE DIMENSIONI PER LE CSCs DI UN PIANO, IMPOSTE DAL TRALICCIO DI SUPPORTO
DETTAGLIO: NOTARE LA ROTAZIONE DEI PIANI DI 3°
FILO:DI SUPPORTO DELLA CAMERA A VUOTO
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 29
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
Installazione di T1 in CMSInstallazione di T1 in CMS
L’operazione si puo’ fare in meno di 24 ore dopo la chiusura di CMS
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 30
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
SUPPORTO e INSTALLAZIONESUPPORTO e INSTALLAZIONEEnvelopeEnvelope del rivelatore definito in riunioni del rivelatore definito in riunioni con CMS insieme con il principio del con CMS insieme con il principio del supportosupportoPensiamo di aver raggiunto ilPensiamo di aver raggiunto il milestonemilestone2003 con la Nota tecnica che descrive il 2003 con la Nota tecnica che descrive il supporto e la sua installazionesupporto e la sua installazioneM.Bozzo, S.Cuneo, K.M.Bozzo, S.Cuneo, K.EggertEggert, M., M.MacriMacri, M., M.OriunnoOriunno, R., R.PuppoPuppo, , ““PreliminaryPreliminary design of TOTEM T1 design of TOTEM T1 telescopetelescope mechanicalmechanicalsupportsupport structurestructure”” (INFN(INFN--TC 03/03)TC 03/03)E’ prevista una prova di una frazione E’ prevista una prova di una frazione realistica del supporto durante il powerrealistica del supporto durante il power--up up del magnete di CMS nel 2005 del magnete di CMS nel 2005
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 31
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
Le CSC di TOTEMLe CSC di TOTEMPiano catodico realizzato con Piano catodico realizzato con circuito stampato di grandi circuito stampato di grandi dimensioni incollato su pannelli dimensioni incollato su pannelli di di honeycombhoneycomb20022002: costruito e provato con costruito e provato con successo primo prototipo di successo primo prototipo di grandi dimensioni.grandi dimensioni.2003: prototipo con tutti i dettagli 2003: prototipo con tutti i dettagli definitivi :definitivi :
ingresso HT,disaccoppiamento,uscita segnali, distribuzione gas
Funzionante da fine agosto sul test beam con superamento del secondo “milestone 2003” (A.Morelli, M.Negri, A.Trovato)
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 32
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
PannelliPannelli per i per i CatodiCatodiHoneycombHoneycomb
Pannelli di honeycomb Nomex di 15 mm di spessorele “pelli” realizzate con G10 e rame di 0.6 mm di spessore (CMS
usa 1.6mm). Calcoli e misura di rigidita’ nella nota “Behaviour of composite Panels for the TOTEM CSC” M.Bozzo R.Cereseto S.Cuneo A.Morelli M.Negri R.Puppo, TOTEM Internal Note 2002/01, April 2002Il disegno delle striscie Catodiche e’ lo stesso per I due lati del rivelatore con striscie che si incrociano con un angolo di +/- 60 gradi tra loro e rispetto ai fili anodiciLayout delle striscie e dei collegamenti ottenuto realizzando un circuito stampato che verra’ successivamente incollato su pannello
possibile per circuiti fino a una larghezza massima 80-85 cm Ad oggi almeno 2 ditte italiane possono realizzarli …
I pannelli han dato la planarita’ richiesta (+/- 0.1 mm)Facilita’ di dare la forma ai pannelli: due pannelli quasi identicicostruiscono un rivelatore
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 33
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
Milestone 2003Milestone 2003‘milestone 2003’‘milestone 2003’
Finalizzato l’ingresso della HT Finalizzato l’ingresso del gas Migliorato il metodo per fissare i connettori per l’uscita dei segnali.
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 34
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
CSC Milestone 2003CSC Milestone 2003
Lato telaio distribuzione gas.I connettori sono alloggiati nello spessore dell’honeycomb.
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 35
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
CSC Milestone 2003 CSC Milestone 2003
Fili anodici: dettaglioFili anodici: dettaglio
30 mm
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 36
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
AltriAltri aspettiaspetti del del sistemasistema
Gas: Gas: sistemasistema e e distribuzionedistribuzione benben definitidefiniti dalladallanotanota TOTEM del TOTEM del novnov 2000 e’ 2000 e’ consideratoconsideratonell’attualenell’attuale installazioneinstallazione del pit a IP5. del pit a IP5. HV e LV HV e LV in in manieramaniera moltomolto simile a CMS (simile a CMS (c’ec’e’ ’ bisognobisogno didi unouno studio studio piupiu’ ’ dettagliatodettagliato))Cooling Cooling dell’elettronicadell’elettronica giagia’ ’ previstoprevisto con con circolazionecircolazione didi refrigeranterefrigerante integratointegrato neineisupportisupporti//separatoriseparatori tratra unauna camera e camera e l’altral’altra. .
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 37
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
ElettronicaElettronicaAdattare il sistema di R/O di CMS concepito per piani adiacenti e per selezionare i muoni “migliori”.TOTEM ha 5 piani distribuiti su ~2.5m e necessita di un trigger “minimum bias” filosofia: usare gli anodi (fili) per generare il segnale di campionamento per l’informazione dei catodi (segnali correlati in tempo)Usare gli stessi segnali dei fili per generare il trigger del telescopioImplica l’aggiunta di una scheda specifica da installare sul rivelatore ed il mantenimento di quasi tutta la catena di CMS. Identificazione del BCO per run con CMS...Progetto del sistema attualmente in fase di verificaCostruzione del prototipo della scheda TOTEM nel 2004
(S. Minutoli, P. Musico)
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 38
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
R/O delle CSC di TOTEMR/O delle CSC di TOTEM
fast-or degli anodi – specifico perTOTEM
Nel crate VME – simile alla ALCT
Sul rivelatore – simile ma semplificataRispetto alla CFEB di CMS
catodi
anodi e trigger
anodi
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 39
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
NumeroNumero didi canali canali
Col Col presentepresente layout (mezzo layout (mezzo telescopiotelescopio cioecioe’ ’ ¼ del ¼ del totaletotale):):
3135 fili anodici, passo 3 mm5249 strisce catodiche passo 5 mm pitch (in unacamera sono letti entrambi I piani catodici)
TOTALE : TOTALE : ~12 k ~12 k filifili22 k 22 k striscestrisce catodichecatodiche
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 40
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
Test Test beambeam 20032003
Rivelatore “Rivelatore “milestonemilestone 03” 03” In totale 5 piani di CSC In totale 5 piani di CSC
usando anche i rivelatori usando anche i rivelatori costruiti nel 2001 e 2002 costruiti nel 2001 e 2002
Controllo dei parametri.... Controllo dei parametri.... Ovvio
Primi studi sul trigger (dai 5 piani di fili anodici) Primi studi sul trigger (dai 5 piani di fili anodici) con misura del timing dei segnali provenienti con misura del timing dei segnali provenienti da diversi rivelatori.da diversi rivelatori.
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 41
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
Un Un eventoevento: clusters : clusters ricostruitiricostruiti
Piedistalli sottr.
Rumore 3 sigma
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 42
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
EfficienzaEfficienza -- Milestone 2003Milestone 2003
Milestone 03
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 43
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
GUADAGNOGUADAGNO
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 44
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
Beam profile Beam profile -- muonimuoni
Strips (5mm)
σ~ 2.6 * 5 mm ~13mm
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 45
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
Residui Residui -- catodicatodi
PRELIMINARY
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 46
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
Tracce usando il Tracce usando il piano anodicopiano anodico
Utilizzando la Utilizzando la coordinata misurata da coordinata misurata da un piano catodico un piano catodico (passo 5mm, a lettura (passo 5mm, a lettura analogica) e dal piano analogica) e dal piano di fili (passo 3mm) si di fili (passo 3mm) si ricostruisce ancora ricostruisce ancora abbastanza beneabbastanza bene
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 47
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHCEf
ficie
nza
Effic
ienz
afil
ifil
i
Lettura dei fili:schede AFEB di CMS
Equalizzazione delle soglie
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 48
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
Tempo di arrivo del 1Tempo di arrivo del 1oo, 2, 2oo, 3, 3oo filo filo Test beam 2003 -preliminare
Distribuzione dei Distribuzione dei tempi di arrivo del 1o, tempi di arrivo del 1o, 2o, 3o segnale in un 2o, 3o segnale in un evento.evento.
(es. il secondo segnale (es. il secondo segnale da’ la dispersione in da’ la dispersione in tempo del segnale di tempo del segnale di coincidenza 2/5 che coincidenza 2/5 che verra’verra’ usato per usato per generare il trigger)generare il trigger)
rms 11.2 ns
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 49
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
TOTEM: TOTEM: simulazionesimulazione del del rivelatorerivelatore T1T1
lo studio dei telescopi di TOTEM e’ fatto usandoOSCAR.OSCAR e’ il framework che CMS usa per la simulazione di
eventi tramite Geant4.
Risultati preliminari (2002) ottenuti con OSCAR1 ((versioneversione sperimentalesperimentale del framework ).del framework ).
L’attuale software di TOTEM e’ ora compatibilecon le ultime releases di CMS (OSCAR2 cheverra’ utilizzato per le produzioni di CMS).
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 50
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
Simulazione dei telescopiSimulazione dei telescopi•I telescopi devono permettere l’identificazione del vertice di interazione: discriminazione tra eventi beam-beam e beam-gas e quindi basta ricostruire solo le tracce necessarie a ricostruire il vertice dell’evento
Distribuzione di tracce fittate ed estrapolate al piano di collisione. Il cerchio rappresenta il diametro della camera vuoto
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 51
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
Simulazione del rivelatoreSimulazione del rivelatoreSimulazione eventi di tipo minimum bias, diffrattivi e beam-gas per studiare eventi e background
(F. Ferro)
Geometria e descrizione del rivelatore seguono l’evoluzione del disegno della meccanica
viluppo di pattern recognition proiettando la rotazione dei piani successivi
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 52
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
Un Un eventoevento doppiodoppio diffrattivodiffrattivo
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 53
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
IdentificazioneIdentificazionedelle tracce
φ
φ
φ
Primaries
Hits (con bkgnd)
ghosts
(F. Ferro)
delle tracceOgni piano misura tre coordinate nel pianoOgni piano e’ ruotato di circa 3 gradi rispetto agli altriLa proiezione dei punti misurati dai 5 piani permette di identificare rapidamente le tracce in eventi ad alta molteplicita’
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 54
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
Il flusso delle particelle caricheIl flusso delle particelle caricheHit per pianohi
ts
with beam pipe
Totem only
Flusso di particelle cariche per una luminosita’1028
a T1 1.5 Hz/cm2
a T2 60 Hz/cm2 (1. piano)
with beam pipe
( old )Resistenza alle radiazioni
T1 puo’ operare per qualche anno a L=1032
T2(Si) puo’ operare per qualche anno a L=1033
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 55
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
L’effetto della beam-pipe sui rate nel detector (fisica e background) e’ stato studiato con il disegno piu’ recente dellacamera a vuoto. T2 simulato come telescopio con rivelatori di tipotradizionale distribuiti su 3m. E’ evidente l’aumento del background dovuto alle interazioni nella camera a vuoto e questo indica che ci vogliono rivelatori piu’ precisi distribuitisu una distanza minore quindi soluzione a silici. IP5
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 56
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
13570400
Telescopio T2
HF(CMS)
Geometrical Considerations
Distance from IP: 13570 mm T2 inner radius: 25 mm + 8 mm = 33mm
Vacuum chamber inner radius: 25 mm Outer radius: 135mm
Wall thickness, clearances and tolerances: 8 mm
Length: 400 mm η range : 5.32 < η < 6.71
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 57
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
Bellow
Thermal Insulation
Lightweight Structure
400 mm
∅ 470 mm
Weight estimate:
~30 Kg
Fascioda IP5
T2 telescopeSpace for services
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 58
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
Cooling pipe
T2 telescope
Un piano: 10 rivelatori double side di CMS montati su un disco.
Ci saranno anche piani di rivelatori per il trigger: Maxi-pixel(?)
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Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 60
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
TotemTotem –– MilestonesMilestones 20032003
Definizione meccanica del supporto di T1 con definizione Definizione meccanica del supporto di T1 con definizione delle procedure di inserimento. (Giugno) delle procedure di inserimento. (Giugno)
“PRELIMINARY DESIGN OF TOTEM T1 TELESCOPES MECHANICAL SUPPORT STRUCTURE” INFN/ TC-03/03 13th February 2003
Disegno finale dei CSC Disegno finale dei CSC e degli RPCe degli RPC per T1. (Giugno) per T1. (Giugno) Rivelatore finale per piano #5 disegnato (e costruito)
Costruzione eCostruzione e teststests di prototipi CSC e disegno sistema di di prototipi CSC e disegno sistema di elettronica di lettura (Settembre) elettronica di lettura (Settembre)
Prototipo “Milestone 03” provato con successo sul test beamDisegno dell’elettronica pronto, misure dei tempi per validare il ‘trigger scheme’ fatte sul test beam in sett.2003
Costruzione e Costruzione e teststests di prototipi RPC e disegno sistema di di prototipi RPC e disegno sistema di elettronica di trigger (Settembre) elettronica di trigger (Settembre)
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 61
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
Scala dei tempi per un rivelatore pronto a fine 2006Scala dei tempi per un rivelatore pronto a fine 2006ID Task Name1 define layout2 design support structure3 prototype support structure4 test of support in CMS 5 design installation platform6 prototype of installation platform7 construction of platforms8 CSC design9 design construction tools10 preapare construction site and t11 CSC pre-serie prototype12 CSC construction13 disegno elettronica14 prototipo catena elettronica15 prova R/O completo16 costruzione elettronica17 assembly first T118 tests of telescope 1 on beam19 assembly of other telescopes20 tests of telescope2 on beam21 tests of telescope3 on beam22 tests of telescope4 on beam2324 Off. Meccanica e tecnici di grup25 Servizio Elettronica26 Servizio disegno27 tests al CERN
May Jul Sep Nov Jan Mar May Jul Sep Nov Jan Mar May Jul Sep Nov Jan Mar May Jul Sep NovQ3 '03 Q1 '04 Q3 '04 Q1 '05 Q3 '05 Q1 '06 Q3 '06
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Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
Cos
to d
i T1
in E
uro
Cos
to d
i T1
in E
uro
794000TOTAL
20000016000cooling
30000gas distr.
30000cables
200008 racks
400004 transport platform
640004 supportsT1
Support and installation
46200060000VME crates + R/O
18000local boards
288000cathodes (20k strips)
72000Anodes (12k wires)Electronics T1
13200030000connectors
15000Assembly frames
50000Printed boards
37000HoneycombT1
totalCSC tracking chamber
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Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
Profilo di spesa per T1Profilo di spesa per T1
792298445.848.2TOTALI per anno
2007511015infrastrutturecosto
46019025020elettronicacosto
1323385.813.2costo25%65%10%
meccanicacamere%
Totali per voce200620052004(prezzi in k €)
7/7/2003
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Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
ATTIVITA’ del Gruppo di GENOVAATTIVITA’ del Gruppo di GENOVA
2002 prototipi e T D R 2002 prototipi e T D R 2004 2004 prepre serieserie2004 2004 -- 2006 costruzione 2006 costruzione 20062006 teststests e e calibrazionicalibrazioni2007 2007 –– 2009 presa dati e 2009 presa dati e analisianalisi
dettaglio per il 2004dettaglio per il 2004Completamento attrezzatura e Completamento attrezzatura e toolingtooling. . SaldaSalda--fili, distribuzione colla. fili, distribuzione colla. Macchina Macchina tendifilitendifili su disegno FNAL.su disegno FNAL.Disegno di tutti i rivelatori e del Disegno di tutti i rivelatori e del dettaglio del supporto.dettaglio del supporto.Costruzione di 10 rivelatori “Costruzione di 10 rivelatori “preseriepreserie””Costruzione del supporto meccanico Costruzione del supporto meccanico per mezzo telescopio (per prove in per mezzo telescopio (per prove in superficie di CMS nel 2005 )superficie di CMS nel 2005 )Inizio lavoro di prototipo di schede Inizio lavoro di prototipo di schede per sincronizzare lettura anodi e per sincronizzare lettura anodi e catodicatodi
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Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
GenovaGenovaM.Bozzo, A.Buzzo, F.Ferro, M.Macri, A.Santroni, G.Sette
S, Cuneo, P.Musico, S.Minutoli, A.Morelli, M.Negri
6 ricercatori, 3.6 fisici equivalenti 6 ricercatori, 3.6 fisici equivalenti 2 2 tecnologitecnologi, 0.6 , 0.6 tecnologitecnologi equivequiv..3 tecnici di gruppo a 3 tecnici di gruppo a meta’meta’ tempo (+ 1 elettronico tempo (+ 1 elettronico la cui assunzione e’ bloccata)la cui assunzione e’ bloccata)Impegno notevole di officine meccanica, Impegno notevole di officine meccanica, elettronica e servizio progettazioneelettronica e servizio progettazione
26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 66
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
dai servizi tecnici di sezione nel 2004dai servizi tecnici di sezione nel 2004Officina meccanica 15 m.u.Officina meccanica 15 m.u.
costruzione macchina tendifili, tooling, moduli preserie, supporto meccanico prove in CMS nel 2005
Disegno Disegno ingegnere 3 m.u.ingegnere 3 m.u.disegnatore 10 m.u.disegnatore 10 m.u.
Disegni esecutivi dei vari rivelatori, disegno esecutivo meccanica tendifilo etooling, disegno esecutivo supporto
Elettronica ingegnere 3 m.u.Elettronica ingegnere 3 m.u.costruzione sistema controllo tensione dei fili 6 m.u.6 m.u.schede prototipo R/O 3 m.u.3 m.u.
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Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
Richieste Richieste MIMI 77MEME 52.552.5 (meeting, test (meeting, test beambeam, , coco--spokspok))ConsCons.. 2020 (macchina tendifilo, compl. (macchina tendifilo, compl. AttrAttr. .
Lab.Lab. (saldatura e (saldatura e distribdistrib. Colla). Colla), metabolismo), metabolismo)C.C. AppApp.. 48.5 48.5 (10% rivelatori, supporto per (10% rivelatori, supporto per
prova in CMS, scheda fastprova in CMS, scheda fast--or per R/O or per R/O e trigger)e trigger)
Il prototipo dell’elettronica deve esser realizzato al più’presto per provarlo sul test beam ancora nel 2004 (milestone #2 del 2004).
Chiesti sul 2003: Chiesti sul 2003: 1010 kEurokEuro Miss. Est. Miss. Est. (terminate con(terminate con prolungprolung. test . test beambeam))
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ComposizioneComposizione::M.G. Catanesi 70% (INFN) (Responsabile Locale)E.Radicioni 60% (INFN)
interesse in Totem recente; gruppo in fase di definizione e con prospettive di crescita.
Responsabilita’Responsabilita’ ::Daq Generale e Trigger interface:
Infrastruttura generale DAQ + timing e interfaccia al sistema ditriggerPartecipazione a tutte le fasi del progetto:
ProgettoSviluppiImplementazioneRunInterfaccia e integrazione dell'esperimento nella sua collocazione finale
Interfaccia con CMS
BariBari
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BariBari:: Esperienze nelEsperienze nel campocampoIl Il DAQDAQ didi TotemTotem rappresenta il naturale sviluppo rappresenta il naturale sviluppo delle competenze sviluppate nel passato delle competenze sviluppate nel passato Quali esempiQuali esempi
DAQ del WANF (cern neutrino beam line)DAQ di HARP ( ‘a la LHC’)
LeLe competenzecompetenze e lee le responsabilita' avute nel passato responsabilita' avute nel passato sulsul software offline (software offline (simulazionisimulazioni,,ricostruzionericostruzione eeanalisianalisi)) ci permetteranno dici permetteranno di nonnon limitare il nostro limitare il nostro apporto unicamenteapporto unicamente al DAQal DAQ
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Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
DiversiDiversi modimodi didi funzionamentofunzionamento didiTOTEM TOTEM
L’arrivoL’arrivo del del gruppogruppo didi BariBari coprecopreun’aspettoun’aspetto didi Totem Totem cheche era era rimastorimastofinorafinora pocopoco studiatostudiato
Con CMS (per Con CMS (per luminositaluminosita’ e ’ e diffrdiffr.).)Normal LHC runs25 ns bunch crossing
•• Come Come sisi leggelegge Totem con un trigger Totem con un trigger provenienteproveniente dada CMS?CMS?Come Come triggeraretriggerare CMS con un trigger CMS con un trigger Totem?Totem?
Totem stand aloneTotem stand aloneLow luminosity total cross-section runs2.5 µs bunch spacing
Come Come sisi leggelegge CMS con un CMS con un trigger Totem?trigger Totem?
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TOTEM DAQ TOTEM DAQ -- BariBari
Nel 2004
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Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
Stima del costo globale del DAQ di Totem :
• La stima che si puo’ dare ora e' alquanto approssimativa perche' l'hardware dell'esperimento non e' ancora definito. Una prima stima ragionevole verra' data prossimamente nel TDR• La recente esperienza di HARP e l'estrapolazione della valutazione di CMS ci danno un ordine di grandezza fra i 350KSF e i 500KSF•Questa stima comprende i processori di acquisizione, l'infrastruttura generale (clusters, networks ) e parte del trigger
• Distribuzione dei costi nel periodo 2004-2006• Il 2004 servira' a definire il design e a terminare i test in sede e al CERN (milestone #4 del 2004)• L'installazione in area dovra` iniziare in concomitanza con l'inizio dell'installazione di CMS.• Entro il 2006 va completata l'infrastruttura generale. Il profilo di spesa dovra` essere valutato in quest'ottica.
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PrevisionePrevisione costocosto didi un FED builderun FED builderLa La configurazioneconfigurazione minima minima prevedeprevede::
3 Pcs high performance (con bus PCI 64 bit) 6,0K€Switch di rete myrinet + 5 schede myrinet 8,5K € Simulatore di FED (composto da 2 GIII) 1,5K € 2 FRL 4,5K € sistema TTC 10,0K € Crate PCI-extender 7,0K € Crate VME 6U + PCIVME adapter 9,0K € Monitor 1,0K € Rack, fibre, cavi S-Link 2,0K €
TotaleTotale 49,5K 49,5K €€Se Se tentiamotentiamo didi ricuperarericuperare unauna parteparte del del materialemateriale = = 37,5K37,5K€€
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RichiesteRichieste perper ilil 2004:2004:M.E./M.I. : 2 periodi di Test beam al CERN/ meetings / Contatticon DAQ/CMSConsumo :circa 10K€€ metabolismo sede e CERNInventariabile : 37.5 K€€ Stazione di test (benchmark, technology tracking, learning) (nuova stima di luglio 2003)
Stazione di Test (clone di CMS a BARI):Strumento indispensabile per effettuare i test sul DAQ ,valutarne le performaces, e valutare come e a che livello effettuare l'integrazione con CMSIl setup a cui ci riferiamo e’ quello minimo per realizzareun “F.E.D. BUILDER” cioe’ la parte di readout e la prima fase di building. Il secondo stadio di Event Building sarà affrontato in seguito.
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conclusioneconclusione
TOTEM ha fatto molto in questo ultimo annoTOTEM ha fatto molto in questo ultimo annoRistrutturata e potenziata la collaborazioneApprofondito lo studio di tutte le parti dell’esperimento Finali le parti di interazione con CMS e LHCC (camera a vuoto e posizione dei roman pots)
La partecipazione italiana e’ cambiata ed e’ più La partecipazione italiana e’ cambiata ed e’ più chiarachiaraVogliamo Vogliamo inziareinziare la la dsicussionedsicussione con la con la Commissione in modo da arrivare rapidamente Commissione in modo da arrivare rapidamente al al MoUMoU dopo la presentazione del TDR dopo la presentazione del TDR
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