MS - NA62 – Luglio 2013 NA62 M. Sozzi Presentazione preventivi INFN Pisa – Luglio 2013.

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1 MS - NA62 – Luglio 2013 NA62 M. Sozzi Presentazione preventivi INFN Pisa – Luglio 2013

2 MS - NA62 – Luglio 2013 NA62 in 1 minuto Misura di ~100 eventi del decadimento ultra-raro K + →π + νν BR exp = (1.73 +1.15 –1.05 ) · 10 –10 (7 candidati @BNL) BR th = (0.78 ± 0.08) · 10 –10 Estrema precisione, estrema sensibilità a NP Nuova tecnica: decadimento in volo ad alta energia (70 GeV) Approvazione 2009

3 MS - NA62 – Luglio 2013 NA62 in 1 altro minuto TDAQ

4 MS - NA62 – Luglio 2013 Collaborazione NA62 Université Catholique de Louvain University of Sofia St. Kliment Ohridski Charles University, Prague Johannes-Gutenberg-Universitat, Mainz Università di Ferrara Universita e INFN Firenze Laboratori Nazionali di Frascati INFN Universita e INFN Napoli Università degli Studi di Padova Universita e INFN Perugia Universita e INFN Pisa Universita e INFN Roma Tor Vergata Universita e INFN Roma I Universita e INFN Torino Universidad Autónoma de San Luís Potosi, Mexico IFIN-HH Bucharest Joint Institute for Nuclear Research, Dubna Institute for Nuclear Research, Moscow Institute for High Energy Physics, Protvino Comenius University, Bratislava CERN University of Birmingham University of Bristol University of Glasgow University of Liverpool Boston University George Mason University SLAC University of California Merced 204 participants

5 MS - NA62 – Luglio 2013 Nuovo beam dump

6 MS - NA62 – Luglio 2013 Sala ECN3 Fascio disponibile a ottobre 2012

7 MS - NA62 – Luglio 2013

8 Schedule In costruzione Dry run 2012 (coord. G. Lamanna) Technical run 2012 (coord. G. Lamanna) 2 dry run 2013 (coord. R. Fantechi) Installazione: 2013-2014 Prima presa dati: Ottobre 2014

9 MS - NA62 – Luglio 2013 FascioCompleto, intensita’ ~10% Tubo85/115m, vuoto OK CEDARInstallato, 4/8 settori, 30% PM, readout std. GTKNon installato, silicio passivo su fascio CHANTIPrototipo (1/5) non in vuoto, readout std. STRAWS0.5/4 camere in vuoto, readout parziale prototipo standalone LAV8/12 installati, 3 alimentati, readout std. RICHNon installato CHODVecchio (NA48), funzionante, readout std. IRCNon installato LKRLetto 40% con vecchio readout (NA48) MUV2/3 installato, readout std. SACInstallato, readout std. Setup 2012

10 MS - NA62 – Luglio 2013 Setup 2012 - 2014

11 MS - NA62 – Luglio 2013 Dry run (TDAQ) 16 luglio – 12 agosto 2012 ~35 persone simultaneamente presenti Primo test dell’infrastruttura (fibre di distribuzione clock/trigger, rete, TEL62 servers, PC farm) Test elettronica Acquisizione dati standalone (front-end pulsers) Sincronizzazione e distribuzione dei trigger di L0 Acquisizione dati coordinata Trigger “vecchio stile” (manpower) Test prototipo di run control Fondamentale per la soluzione di molti problemi prima del fascio Non tutti i test sono stati possibili (firmware) Grande progresso

12 MS - NA62 – Luglio 2013 Technical run 29 ottobre – 3 Dicembre 2012 105 shifts (2 shifters + tutti gli esperti…) Numerosi stop causati da problemi “esterni”: magneti, PS, acqua

13 MS - NA62 – Luglio 2013 3 stazioni lette, elevata statistica Run di muoni dedicati Studi di rumore a diversa intensita’ Allineamenti temporali, risoluzioni, occupancy, correlazioni Slewing corrected  T  ~ 800 ps TR: LAV

14 MS - NA62 – Luglio 2013 Test… Crates Network issues TTCex phase stability Firmware loading Not yet radiation tests Noise in TDCs tested Trigger synchronization and counting Clock/trigger phase synchronization Data transfer to farm Standalone trigger generation/distribution Trigger synchronization, data extraction from memories Long runs, rate tests… TR: TDAQ

15 MS - NA62 – Luglio 2013 Technical run Parte I: “test beams” Muoni, acquisizione standalone triggerless dei rivelatori Commissioning del fascio Parte II: “run collettivo” Muoni, “pencil beam” Intensita’ bassa (10%) e “alta” Trigger “vecchio stile” ma distribuito in “nuovo stile” Allineamento temporale richiede il fascio, non triviale 150 GB di dati raccolti con il sistema di readout standard di Pisa (no soluzione di backup)

16 MS - NA62 – Luglio 2013 K+→π+π0K+→π+π0 Breve run: risposte rivelatori a π e γ, timing, attivita’ nei veto Trigger CHOD*NHOD, Intensita’ 2% nominale, 8M eventi 2γ → π 0 (LKr); π 0 + K + (beam)→ π +. CEDAR K: Δt < 3ns da π 0 CHOD π: 15cm da π + estrapolato MUV μ: Δt minimo da π 0 LKr π: 15cm da π + estrapolato 40K eventi, fondo ~ 1% σ(m 2 miss ) = 3.8·10 –3 GeV 2 /c 4 ε(CEDAR) = 87%, ε(CHOD) = 95% Accid(MUV) ≈ 6%

17 MS - NA62 – Luglio 2013 NA62 Italia Ferrara (GTK, L0TP) Firenze (RICH) LNF (LAV) Napoli (LAV) Perugia (elettronica RICH, vecchio CHOD) Pisa (TDAQ, LAV) – Leader WG TDAQ, RN Roma I (Computing) Roma II (trigger calorimetro) Torino (GTK, L0TP)

18 MS - NA62 – Luglio 2013 NA62 in 1 altro minuto TDAQ

19 MS - NA62 – Luglio 2013 NA62 Pisa – Attivita’ 1.TDAQ Coordinamento Realizzazione sistema comune di trigger e readout (per rivelatori CEDAR, LAV, CHANTI, CHOD, RICH, LKr/L0, MUV) 2.Vetos Contributo progettazione, costruzione e assemblaggio LAV Contributo disegno MUV Contributo disegno CHOD 3. MonteCarlo Studi trigger hardware e alto livello Digitizzazione, implementazione pile-up 4. Uso di GPU per trigger real-time (FIRB)

20 MS - NA62 – Luglio 2013 LAV – Large Angle Vetos

21 MS - NA62 – Luglio 2013 LAV – Attività 2014 Sopralluoghi ditte per materiale Costruzione piastre supporto (S. Piero) Partecipazione a costruzione e test A12 (LNF) Impegno simile a 2013 Partecipazione a trasporto e installazione A12 al CERN Circa 2 settimane Spese: materiale (~6K), trasporto (~5K), attrezzatura movimentazione (…)

22 MS - NA62 – Luglio 2013 TDAQ comune CEDAR, CHANTI, LAV, RICH, CHOD, MUV Front-end (specifico per sub-detector) TDCB (128 canali @ 100 ps) 4x TDCB = 1 TEL62 (512 canali) 4 x 1Gb ethernet: - primitive di trigger L0 (a L0 Trigger Processor) - dati (a PC farm) In NA62 il TDAQ e’ sul critical path (manpower) (v. ad es. L0TP)

23 MS - NA62 – Luglio 2013 TDCB Basate su CERN HPTDC Usate da: CEDAR, CHANTI, LAV, RICH, CHOD, MUV, SAC, IRC 29 schede costruite (~110 totale necessario) Disegno OK, pronte per la produzione, FW riscritto Attivita’ 2014: Produzione Test di 100 schede: prototipo scheda di test in arrivo, FW da testare e setup da allestire Installazione, commissioning

24 MS - NA62 – Luglio 2013 TEL62 Major upgrade delle TELL1(LHCb) Usate da: CEDAR, CHANTI, LAV, RICH, LKr, LKr/L0 trig, CHOD, MUV 15 schede costruite (~90 totale necessario) Problemi su molte schede da capire (montaggio? PCB?)

25 MS - NA62 – Luglio 2013 TEL62 Firmware Sviluppo firmware e test relativi (Pisa) sono l’impegno piu’ gravoso, che ha risentito pesantemente della riduzione di manpower (cfr. anni-uomo FW LHCb) Enorme lavoro del team a Pisa FW attuale ancora parziale (readout, no trigger, no intercomunicazione) e non testato al rate di disegno Probabile decisione di upgrade a FPGA piu’ grandi (compatibili)

26 MS - NA62 – Luglio 2013 FPGA attuali: 110 LE, 4.2 Mbit memoria 60% già acquistate (obsolescenza) Uso risorse firmware V2 attuale PP (senza trigger sub-detector): 52% logica, 77% memoria SL (senza trigger sub-detector e comunicazione tra schede): 23% logica, 34% memoria Ora prime informazioni su FW sub-detector FPGA più potenti: 200 LE, 9.4 Mbit memoria (costo +18%) Rivendita parte FPGA attuali per upgrade, in via di definizione Extra-costo Upgrade?

27 MS - NA62 – Luglio 2013 TEL62 – attivita’ 2014 Modifica HW minore (in corso), decidere se rifare PCB Disegno e realizzazione pannello Completamento e validazione nuovo FW di readout (test al CERN a luglio) Se OK: nessuna modifica HW, se no: modificare il disegno Disegno, costruzione e test schedine di intercomunicazione Completamento e test FW di trigger Integrazione FW di trigger dei rivelatori (aiuto altri gruppi?) FW di intercomunicazione tra schede FW di monitoring e sua validazione Produzione (identificare nuova ditta per PCB e montaggio) Validazione sistema di test JTAG (Pisa + Roma) in corso di validazione Test schede Installazione e commissioning

28 MS - NA62 – Luglio 2013 TDAQ – Attività 2012/13 Dry run TDAQ (Lug-Ago 2012) Technical run (Ott-Nov 2012) Disegno e realizzazione test bench per TDCB Produzione completa TDCB (altre ~90) Test TDCB Completamento firmware TEL62 Produzione completa TEL62 (altre ~80) Test TEL62 (con Roma TV) Installazione, integrazione e test al CERN Simulazione trigger L0 e di alto livello SLIDE GIUGNO 2012 ongoing ready to go to do ongoing not yet started

29 MS - NA62 – Luglio 2013 Meeting di collaborazione NA48/2 a Dubna (Settembre 2006): implementazione di GPGPU in real-time per trigger in HEP Sviluppo esplosivo del settore (NVIDIA) Studi di fattibilita’ (Pisa 2009-2011) Progetto FIRB interdisciplinare (Febbraio 2012) “GAP” 3 Unita’ di ricerca: Pisa, Roma, Ferrara Principal Investigator: G. Lamanna Approvazione (Novembre 2012) Inizio progetto: 1 Aprile 2013 Durata: 3 anni

30 MS - NA62 – Luglio 2013 Livello HW di trigger HEP (Pisa, Ferrara, (Roma) ) Livello SW di trigger HEP (Roma, Ferrara, Pisa) NMR (Roma) PET (Pisa) CT (Ferrara) GPU

31 MS - NA62 – Luglio 2013 3 Unità di Ricerca in 3 anni Roma: Andrea Messina Stefano Giagu Marco Rescigno Silvia Capuani Marco Palombo Andrea Laghi Pisa (INFN): Gianluca Lamanna Marco Sozzi Riccardo Fantechi Mauro Piccini Gianmaria Collazuol Flavio Costantini Niccolò Camarlinghi Ferrara: Massimiliano Fiorini Luciano Milano Guido Zavattini Angelo Cotta Ramusino Stefano Chiozzi Alberto Gianoli Giovanni Di Domenico

32 MS - NA62 – Luglio 2013 Standard trigger system FEFE digiti zatio n PCs “Triggerless” FEFE Digitization + buffer + (trigger primitives) PCs+GP U L0 L1 “quasi-triggerless” with GPUs Custom HW Commercial PCs Commercial GPU system FEFE digiti zatio n Trigger primitive s pipelin e Trigger processor PCs L0 L1 FEFE HEP low-level trigger (PI)

33 MS - NA62 – Luglio 2013 Programma 2014 @ CERN Installazione e integrazione Dry run 1 mese Commissioning 0.5 mesi Run 2 mesi Picco di attivita’, poi previsto calo risorse di sezione

34 MS - NA62 – Luglio 2013 Angelucci BrunoDottorando (3)100% Cerri ClaudioPrimo Ricercatore--- Costantini FlavioProf. Ordinario100% Fantechi RiccardoPrimo Ricercatore89%+11% FIRB (100%) Giudici SergioRicercatore100% Lamanna GianlucaArt. 23 FIRB0%+100% FIRB (100%) Mannelli ItaloProf. Ordinario--- Piandani RobertoAss. ricerca R. Toscana100% Pinzino JacopoDottorando (2)100% Pedreschi ElenaAss. Ric. Dip.100% Sozzi MarcoProf. Associato100% Raffaelli FabrizioDirigente Tecnologo30% Spinella FrancoTecnologo70% Bianucci SandroColl. Tecn. ER30% Minuti MassimoColl. Tecn. ER50% Beretta LucaTecn.50% Petragnani GiulioTecn25% 10 Ric./8 FTE (-1/0), 3 Tecn./1.9 FTE (-1/-0.4), 2 CT/0.8 FTE (+1/+0.5) Mantenere team e risorse invariate !

35 MS - NA62 – Luglio 2013 Richieste finanziarie In via di finalizzazione MISSIONI Completamento costruzione LAV A12 Installazione e commissioning LAV e TDAQ Dry runs, run CORE TDAQ 2014 Materiale completamento LAV Completamento acquisto crate (LAV/RICH) Upgrade FPGA TEL62 (?) Completamento produzione TEL62/cavi Contributo a link farm online