1 s d CSN1: E. Iacopini, 15 Maggio 2006. 2 Ultimi risultati di NA48/2 Ultimi risultati di NA48/2 P326 R&D: P326 R&D: i) I tests previsti nel 2006; i)

Presentazione sul tema: "1 s d CSN1: E. Iacopini, 15 Maggio 2006. 2 Ultimi risultati di NA48/2 Ultimi risultati di NA48/2 P326 R&D: P326 R&D: i) I tests previsti nel 2006; i)"— Transcript della presentazione:

1 1 s d CSN1: E. Iacopini, 15 Maggio 2006

2 2 Ultimi risultati di NA48/2 Ultimi risultati di NA48/2 P326 R&D: P326 R&D: i) I tests previsti nel 2006; i) I tests previsti nel 2006; ii) dove siamo con i nostri detectors: ii) dove siamo con i nostri detectors: l’odoscopio, l’odoscopio, il sistema di veto, il sistema di veto, il Gigatracker il Gigatracker

3 3  Asimmetria A g nel decadimento (dati 2003+2004)  Asimmetria A g 0 nel decadimento (dati 2003)  Rapporto dei BR Ke3/K  3 (rilevanti per la misura di |V us |)  Rapporto dei BR Ke2/K  2 (il cui confronto con la previsione del MS è rilevante per eventuali segnali di nuova fisica …)

4 4 Direct CPV in K 3  decays Kinematics: s i = (P K  P  i ) 2, i=1,2,3 (3=odd  ); s 0 = (s 1 +s 2 +s 3 )/3; u = (s 3 -s 0 )/m  2 ; v = (s 2 -s 1 )/m  2. Kaon rest frame: u = 2m K ∙(m K /3  E odd )/m  2 ; v = 2m K ∙(E 1  E 2 )/m  2. The two decay modes: BR(K ±  ±  +   )=5.57%; BR(K ±  ±  0  0 )=1.73%. “charged” “neutral” Matrix element: |M(u,v)| 2 ~ 1 + gu + hu 2 + kv 2 “Charged” mode g =  0.2154±0.0035 |h|, |k| ~ 10 -2 Direct CP-violating quantity: the slope asymmetry A g = (g +  g  )/(g + +g  )  0 U V

5 5 NA48/2 beams setup 1cm 50100 10 cm 200250 m He tank + spectrometer Front-end achromat Momentum selection Quadrupole quadruplet Focusing  sweeping Second achromat Cleaning Beam spectrometer (resolution 0.7%) ~7  10 11 ppp, 400 GeV K+K+ KK Beams coincide within ~1mm all along 114m decay volume focusing beams BM z magnet vacuum tank not to scale K+K+ KK beam pipe Simultaneous K + and K  beams: large charge symmetrization of experimental conditions Be target 2-3M K/spill (  /K~10),  decay products stay in pipe. Flux ratio: K + /K –  1.8 P K spectra, 60  3 GeV/c 54 60 66

6 6 Acceptance cancellation Detector left-right asymmetry cancels in the ratios: Y same deviation direction by spectrometer magnet in numerator and denominator; same deviation direction by spectrometer magnet in numerator and denominator; data from 2 different time periods used at this stage. data from 2 different time periods used at this stage. Z X Jura Salève Achromats: K + Up Achromats: K + Down B+ B–B– ’s Indices of R’s correspond to UD beam line polarity (U/D); SJ direction of kaon deviation in spectrometer magnet field (S/J). N(A+B+K+) N(A+B-K-) R US (u)= N(A+B-K+) N(A+B+K-) R UJ (u)= N(A-B+K+) N(A-B-K-) R DS (u)= N(A-B-K+) N(A-B+K-) R DJ (u)= (within a Supersample, the minimal independent self-consistent set of data, including all magnetic field polarities)

7 7 More cancellations More cancellations … (2) Double ratio: cancellation of local beam line biases effects (slight differences in beam shapes and momentum spectra): R S = R US × R DS R J = R UJ × R DJ f 2 (u)=n∙(1+ Δg S  u) 2 f 2 (u)=n∙(1+ Δg J  u) 2 R4 = R US ×R UJ ×R DS ×R DJ f 4 (u)=n∙(1+  g  u) 4 (3) Quadruple ratio: both cancellations The method is independent of K + /K – flux ratio and relative sizes of the samples collected Δg = 2g  A g ≈ −0.43  A g [IMPORTANT: SIMULTANEIOUS BEAMS] (1) Double ratio: cancellation of global time instabilities (rate effects, analyzing magnet polarity inversion): [IMPORTANT: SIMULTANEIOUS BEAMS] R U = R US × R UJ R D = R DS × R DJ f 2 (u)=n∙(1+ Δg U  u) 2 f 2 (u)=n∙(1+ Δg D  u) 2 Normalization Slope difference

8 8 Supersamples collected RunSupersampleDatesSubsamples K 3  events selected (millions) 2003 0 22/06  25/07 26697.69 1 06/08  20/08 12421.50 2 20/08  03/09 12413.37 3 03/09  07/09 4134.13 2004 4 16/05  07/06 87362.07 5 27/06  07/07 48221.74 6 07/07  19/07 86301.83 7 24/07  01/08 66304.98 8 01/08  11/08 62255.29 Total4033112.59 Supersample: a minimal independent self-consistent set of data (including all magnetic field polarities) 2003 run: ~ 50 days 2004 run: ~ 60 days

9 9 Results in supersamples RunSupersample  g x10 4  2 of the R 4 (u) fit 2003 0  0.8±1.8 30/26 1  0.5±1.8 24/26 2  1.4±2.0 28/26 31.0±3.319/26 2004 4  2.0±2.2 18/26 54.4±2.620/26 65.0±2.226/26 71.5±2.110/26 80.4±2.323/26 Combined0.6±0.7 [NEW]

10 10 New NA48/2 results on direct CP-violating charge asymmetry in K ±  3  slopes: A g = (  1.3 ± 1.5 stat ± 0.9 trig ± 1.4 syst )  10 -4 A g = (  1.3 ± 2.3)  10 -4 A g = (  1.3 ± 1.5 stat ± 0.9 trig ± 1.4 syst )  10 -4 A g = (  1.3 ± 2.3)  10 -4 “Charged” mode K ±  3  ± Full data set: Final Result: Charged mode Missione compiuta !

11 11 K ±  0  0  ± ~½ of data set Preliminary Result: neutral mode For each photon pair (i,k) reconstruct common vtx along beam axis under the assumption of     m 0 2 – mass of  0 E i, E k – energy of  i,  k D ik – distance between  i and  k on LKr z ik – distance from  0   decay vertex to LKr |  z| = |z ik – z lm | < 500 cm Among all possible  -pairs select a couple with minimum difference |  z| = |z ik – z lm | < 500 cm (i,k ≠ l,m) K-decay vertex The average of these two z-coordinates is taken as a K-decay vertex. LKr D ik zzzz z ik z lm K-decay vertex ElEl EiEi EkEk EmEm m 0 2 = 2E i E k (1-cos  ) ≈ E i E k  2 = E i E k (D ik ) 2 (z ik ) 2 accidental photon selected photon z

12 12 Preliminary Result: neutral mode R(u) = = n≈ n 1 += n 1 + N + (u) N - (u) 1 + g + ∙u 1 + g - ∙u g∙ug∙u 1 + g∙u 2g∙A g ∙u g 0 PDG =0.638 ± 0.020 Super- sample Data2003 Sub- samples Achromat A+Achromat A– K+K+K+K+ KK–KK– K+K+K+K+ KK–KK– I22.06-25.0726 9.069.069.069.064.917.954.55 II6.08-3.09176.233.474.042.24 III3.09-7.0941.851.031.891.05 Total47Total events selected (millions)48.27 A g 0 = (1.8±2.2 stat ±1.0 trig ±0.8 syst ±0.2 ext )  10 -4 A g 0 = (1.8±2.2 stat ±1.0 trig ±0.8 syst ±0.2 ext )  10 -4 A g 0 = (1.8 ± 2.6)  10 -4 A g 0 = (1.8 ± 2.6)  10 -4 A g 0 = (1.8±2.2 stat ±1.0 trig ±0.8 syst ±0.2 ext )  10 -4 A g 0 = (1.8±2.2 stat ±1.0 trig ±0.8 syst ±0.2 ext )  10 -4 A g 0 = (1.8 ± 2.6)  10 -4 A g 0 = (1.8 ± 2.6)  10 -4

13 13 Using the PDG 2005 value for the branching ratio of pipi0

14 14 Extraction of Vus Recalculated using PDG 2005 pole form factors

15 Ke2/K  2 ×10 -5

16 16 Ke2/K  2

17 17 H mediated LFV SUSY contributions to R K A. Masiero: CERN TH seminar 6/4/06

18 Ke2/K  2 Sulla base dei run 2003 e 2004, usando i triggers (Q1 × ELKr>10 GeV) * L2 (0.504 < Mbox< 0.560 per il Ke2, e Q1 (downscalato) per il K  2 con opportuni trigger di controllo già individuati in ≈ 6 settimane (2007 ?) di run a ½ intensità 2003 ed un duty-cycle del 50% 90 000 Ke2 27 milioni di K  2 0.46% incertezza statistica

19 19 La sistematica è dominata dall’incertezza su  trigger efficiency ( 0.27%)  background subtraction 0.52% totale incertezza sistematica Ke3 Kmu2     Nel 2006, dopo il test run con elettroni per il Lkr (veto inefficiency), vorremmo misurare direttamente il fondo di Kmu2 nella zona di segnale dei Ke2, mettendo, per esempio, del piombo davanti a parte del LKr, in modo da eliminare la componente Ke2 Per questo stiamo richiedendo una ulteriore settimana di test run con i K. ≈ 0.3÷0.4% incertezza totale, usando un fascio di K + da 75 GeV/c con  p/p = 2% ed un maggiore P Tkick = 0.52%  0.46% = 0.70 % Ke2/K  2 Ke2

20 20 … brevissimamente …

21 21 P-326 Detector Layout 75±0.75 GeV/c 800 MHz beam  /K/p 100  rad of diveergence K+K+ ++ ~11 MHz Gigatracker (KABES) K    

22 22 Signal & backgrounds from K decays / year Total * Region IRegion II Signal (SM) @BR=8 10 -11 651649 K++0K++0 2.7±0.21.7±0.21.0±0.1 K2K2 1.2±0.31.1±0.3<0.1 K e4 2±2negligible2±2 K   +  +   and other 3- tracks bckg. 1±1negligible1±1 22 1.3±0.4negligible1.3±0.4 K2K2 0.4±0.10.2±0.1 K e3, K  3,othersnegligible  Total bkg9±33.0±0.26±3 S&Bckgnd assuming 3×105 pulses, with 3×1012 ppp, i.e. 4.8×1012 K+ decays/year; No flagrant time overlap with CNGS; fully compatible with the rest of CERN fixed target (only ~1/20 of the SPS protons) * Before taxes…. the Proposal quotes 40 evt/year @BR=10 -10

23 23 Photon Vetoes

24 24 E rangeInefficiency ANTI < 50 MeV1 (0.05, 1) GeV10  4 > 1 GeV10  5 LKR < 1 GeV1 (1,3) GeV10  4 (3,5) GeV10  4  10  5 > 5 GeV10  5 IRCs, SAC All10  6 P-326 Simulation: Allowed inefficiency/photon From: Ajimura et al., NIMA, in press Photon Veto

25 25 Un aspetto cruciale, che deve essere ancora provato riguarda la possibilità di usare il LKr come veto con inefficienza ~10 -5, per fotoni con energia superiore a 5 GeV e non peggiore di 10 -4 fra 3 e 5 GeV. Il metodo usato per la verifica consiste nell’usare il decadimento  +  0, però esso è in grado di dare una risposta solo sopra la decina di GeV e comunque vogliamo validarlo in modo diretto. Intendiamo quindi verificare l’inefficienza del LKr fra alcuni GeV e circa 15 GeV usando i fotoni di bremsstrahlung emessi da un fascetto di elettroni opportunamente diretto, quando attraversano il materiale attualmente presente prima dello spettrometro (Kevlar window + elio + le due DCH=1.3% X 0 ) Il fascio di elettroni monocromatico (  p/p = 0.1%) considerato ha 25 GeV di energia e contiene ~ 10 4 e - /spill. Test beam 2006

26 26 vacuum Electron beam (25 GeV/c) Bremsstrahlung Kevlar window Drift chambers Magnet Calorimeter  e- E 0 – E spettr  p/p<1‰ !

27 27 Chieste 2 settimane di test run: ottenuto dal 2 al 17 Ottobre

28 28 Inoltre, il CEDAR su H6 … Test run di funzionamento del CEDAR, da rimettere in linea (N2, per cominciare …, poi con H2 a 2.8 atm): 25 ottobre - 5 novembre

29 29 Cerenkov (CEDAR W) K/  Cedar-W Cedar-N Cerenkov differential counter for highly parallel beams H 2 @ 2.80 abs atm (to minimize multiple scattering)  c = 30.9 mrad Focal length = 388 cm  r k-  @75GeV/c = ~3mm N photoelec = ~ 40

30 30 CEDAR Positive identification of Kaons is important to avoid mistaking a beam pion interaction in the residual gas as signal Upgraded version of an existing West type CEDAR Use H 2 (3 bars) to reduce multiple scattering Excellent time resolution (< 100 ps) is required Use, for example, 8 Hamamatsu Linear Array H7260 (32 pixel/unit) as photon detectors to stand the high rate (50 MHz) 6 m

31 31

32 32  Beam Line (CERN)  CEDAR (CERN)  GIGATRACKER (CERN, INFN, Saclay [kabes])  VACUUM TANK (Common fund)  ANTI Counters (INFN)  STRAW TRACKER (DUBNA, MAINZ)  MNP33/2 (Common Fund)  CHOD (INFN)  RICH (US? + Mexico)  LKR (CERN+INFN)  MAMUD (INR+Protvino)  SAC + IRC (Sofia)  Trigger & DAQ (CERN+INFN+?) A. Ceccucci August 31 2005 – Cambridge Collaboration meeting Tentative sharing of construction responsibility (sept. 05)

33 33  Beam Line (CERN)  CEDAR (CERN)  GIGATRACKER (CERN, INFN, Saclay [kabes])  VACUUM TANK (Common fund)  ANTI Counters (INFN)  STRAW TRACKER (DUBNA, MAINZ)  MNP33/2 (Common Fund)  CHOD (INFN)  RICH (US? + Mexico+INFN +?)  LKR (CERN+INFN)  MAMUD (INR+Protvino)  SAC + IRC (Sofia)  Trigger & DAQ (CERN+INFN+?) Tentative sharing of construction responsibility (Marzo 2006)

34 34 Una novità rispetto a settembre: CHOD RICHod Non è stato possibile formalizzare la collaborazione fra noi ed ALICE per quanto, riguarda l’uso dei Multi glass RPC …questo motrimonio non s’ha da fare … Ci siamo convinti che, da soli, avremmo impiegato troppo tempo a ”reinventare la ruota” e quindi, visto anche che non era nemmeno sicuro che il rivelatore potesse sostenere il rate nella zona centrale… abbiamo deciso di cambiare strada !

35 35 Ma a che doveva servire l’odoscopio?

36 36 …un odoscopio lo abbiamo, di già, ma da solo non basta perchè la sua off-line time resolution è solo di ~ 200 ps … Usiamo il vecchio odoscopio per il trigger e, per garantire off-line un tempo dell’evento che sia molto preciso, usiamo invece il RICH il quale, intrinsecamente, è il rivelatore ideale per questo scopo ! (tutti i fotoni dell’anello sono simultanei …)

37 37 Con questo, noi NON stiamo ora proponendoci per costruire il RICH, ma assumiamo che questo ci sarà e vogliamo fare in modo che possa essere usato per caratterizzare l’evento anche in tempo, con una incertezza < 100 ps.

38 38 Caratteristiche del RICH Separazione  almeno 3  per impulsi 15-35 GeV/c; Tank di L=18 m, d=2.4 m; Radiatore: Neon @1 atm ( n  1 = 67×10 , 5.6%X 0 ); Soglia per il  = 12 GeV (15 GeV per piena efficienza); Specchio con f=17 m (<10%X 0 ); Due matrici di ~ 1000+1000 fototubi (Ø 16 mm), posti nel piano verticale, alla distanza focale; Fotoelettroni per ring @  =1: N pe = 30  40; Track timing < 100 ps.  OLD NA48 Ch. Hodoscope:  track at 200 ps 18 m 2.4 m

39 39 due specchi (effettivi): l’ombra” della beam pipe <1‰ loss Area PMT(×2): 0.5 m 2 Sezione sul piano focale    Il numero di PMT dipende (ovviamente) dalla distanza tra primi vicini. Essa è cruciale per la risoluzione su l’angolo Cherenkov, insieme al numero di fotoelettroni. Assumendo una disposizione a nido d’ape con d = 18 mm → 1800 fototubi complessivi (0.5 m 2 ) La raccolta della luce è prevista avvenire attraverso guide di luce in aria.

40 40 N.di fotoelettroni Reflettività dello specchio:  mirror >85% Accettanza (rapporto area cerchio – area esagono) = 90% Efficienza di collezione “imbuto” = 80% + 20%(r PMT /r FUNNEL ) 2 Trasparenza finestra separazione Neon-PMT = 90% 30 < N pe @  =1< 40

41 41 Cherenkov angle resolution Single hit resolution: Granularità : (d/4)/f = 0.265 mrad @18 mm Multiple Scattering = 0.058 mrad @35 GeV (0.135 mrad @15 GeV) Dispersione:  n/  c = 0.110 mrad @  n=1.3×10   c max N pe max. = 30 …

42 42 … noi vorremmo prenderci sia la responsabilità dell’ elettronica del RICH, i.e i)HV dei PMT ii)shaper di front-end iii)TDC (nonchè del sistema di calibrazione temporale…) come la responsabilità della scelta del tipo di PMT, partecipando per questo al loro acquisto per circa il 25% (totale PMT: ≈ 2000)

43 43 …e veniamo adesso ai costi …

44 44 PMT Go to next product Hamamatsu R7400U 16 Part NumberR7400U-03 TypeHead on Size16mm Active Area Diameter or Length8mm Min wavelength185nm Max wavelength650nm Peak Sensitivity Wavelength420nm Cathode Radiant Sensitivity62mA/W WindowUV Glass Cathode TypeBialkali Cathode Luminous Sensitivity 70  A/lm Cathode Blue Sensitivity Index- Red White Ratio- Anode Luminous Sensitivity50A/lm Gain7.0E+05 Dark Current0.2nA Rise Time0.78ns Transit Time5.4ns Transit Time Spread0.28ns Number of Dynodes8 Applied Voltage800V 250€185-650R7400U-03 360€185-850R7400U-04 310€160-650R7400U-06 Costo ≈2000 p Min – Max wavelengt h[nm] Base: 50€

45 45 HV + TDC + FE Secondo CAEN, per qualche migliaio di canali HV: SY1527 + schede A1733N  180 €/canale TDC (HPTDC): V1290A (100ps)  35 €/canale V1290A (25ps)  135 €/canale FE: NINO  20 €/canale Nel nostro caso, 100ps di LSB  30ps di rms a noi vanno bene … HV+TDC+FE = 180 + 35 + 20 < 250 €/canale

46 46 Calibrazione Si usa un laser pulsato, con cui si illuminano tutti i PMT durante l’interspill.

47 47 Calibrazione Costo: 15 k€ (alimentatore ed IVA inclusa) =440nm; rep. rate 0 ÷100 MHz Av. Power @100MHz : 80 mW  ~5×10 9 fotoni/pulse

48 48 Conclusione sui costi globali del RICHod Assumendo 2000 PMT, il costo complessivo di HV+TDC+FE sarebbe di ~ 2000*250€ = 500 k€ da sommare al contributo (25%) per i PMT, che, assumendo un costo unitario di ~ 400 €, ~ 2000*0.25*400€ = 200 k€ … per un totale di  700 K€ (la previsione per l’odoscopio era di 0.9 MCHF=0.6 M€ !...)

49 49 Quanto alle richieste per il 2006 … RICHod: Laser pulsato per studiare la risoluzione temporale (da usare poi per la calibrazione del RICH …) Hamamatsu PLP-10, =440nm; rep. rate 0 ÷100 MHz Av. Power @100MHz : 80 mW  ~5×10 9 fotoni/pulse 13.5 k€ 8 fototubi, da provare sul CEDAR, di caratteristiche diverse quanto a finestra di ingresso e fotocatodo (R7400U-03; R7400U-04; R7400U-06) con base: 550*8 = 4.5 k€

50 50 La Test-beam facility BFT) in Frascati è stata equipaggiata ed usata (gennaio 2006), per misure di risoluzione e linearità per il prototipo “Kloe” e “Protvino”; Sono stati stretti contatti con Protvino per la possibile fornitura dello scintillatore (importanti risparmi possibili …); Pronta la simulazione del tagged photon beam per il run di questa estate (3-11 luglio), per misure dirette di inefficienza; E’ in arrivo il prototipo CKM ed è in costruzione quello “a spaghetti”, da testare a luglio; E’ anche in corso di preparazione il prototipo di SAC. Photon Veto: dove siamo

51 KLOE prototype Protvino prototype 20 Pb/Sci tile planes  3.8 X0 Test beam @ LNF Beam setup @ BTF-LNF Elettroni con energia fra 25 a 500 MeV (750), gamma taggati di bremsstahlung

52 Beam energy (MeV)  Response  (a.u.) Beam energy (MeV) Resolution (a.u.)  /E = 8.8%/  E[GeV] Leggendo ambo i lati (E A  E B )/2,  /E ~ 6%/  E[GeV] Linearity & resolution– KLOE prototype

53 Check linearity and resolution again using energy measured by NaI Resolution: noise  fluctuation in the fraction of lost energy (avg is ~50%) E beam –  E NaI  (MeV)  E Prot  (MeV) E beam –  E NaI  (MeV)  2 (E Prot ) (MeV 2 )  /E = 40/E[MeV]  17% Linearity & resolution– protvino prototype

54 54 La Test-beam facility BFT) in Frascati è stata equipaggiata ed usata (gennaio 2006), per misure di risoluzione e linearità per il prototipo “Kloe” e “Protvino”; Sono stati stretti contatti con Protvino per la possibile fornitura dello scintillatore (importanti risparmi possibili …); Pronta la simulazione del tagged photon beam per il run di questa estate (3-11 luglio), per misure dirette di inefficienza; E’ in arrivo il prototipo CKM ed è in costruzione quello “a spaghetti”, da testare a luglio; E’ anche in corso di preparazione il prototipo di SAC. Photon Veto: dove siamo

55 55 Questa strada dovrebbe consentire un risparmio importante nella costruzione dei veti … Scintillator in Protvino –Very detailed presentation by Guennadi Britvich: Presentation of the scintillator facility –Lines for extruded and molded scintillator as well as clean lines for molded plastic objects for medical use Description of the various tests made in the last 5 years for CKM, KOPIO, OKA, etc. –Scintillator performances –Fibers performances –Study of the fiber layout

56 56 –Comparison between Bicron and Protvino scintillators Protvino scintillator has 70% light yield of Bicron one –Tests done with 12*12 cm plate with 12 grooves –Fibers were glued –Studies of fiber characteristics Time, yield, yield as a function of number of fibers –Comparison between different routing of fibers in a tile Straight vs curved Uniformity of response vs position in the tile –Results For good collection at the inner end, fibers should arrive at the edge The straight geometry is the best one for uniformity and LY The inner edge should be reflecting Scintillator-fiber studies

57 57 La Test-beam facility BFT) in Frascati è stata equipaggiata ed usata (gennaio 2006), per misure di risoluzione e linearità per il prototipo “Kloe” e “Protvino”; Sono stati stretti contatti con Protvino per la possibile fornitura dello scintillatore (importanti risparmi possibili …); Pronta la simulazione del tagged photon beam per il run di questa estate (3-11 luglio), per misure dirette di inefficienza; E’ in arrivo il prototipo CKM ed è in costruzione quello “a spaghetti”, da testare a luglio; E’ anche in corso di preparazione il prototipo di SAC. Photon Veto: dove siamo

58 58 –Request to FNAL to have on loan the CKM prototype 2 sectors Sandwich 1mm Pb/5mm scintillator (Bicron) Readout with Bicron WLS fibers and 8 PMs –Official request September 2005 FNAL requested a Memorandum of Understanding Sent by INFN to FNAL for signature in April 2006 CKM prototype

59 59 –Work is progressing to construct in Frascati a spaghetti prototype U-shaped module with inner radius equal to the final minimum radius Fibers arrival due to complete by end of June Mechanics for mounting is being completed Spaghetti prototype

60 60 –A lot of progress in the simulation Work done to completely simulate one tile, including optical photon transport in scintillator and fibers The goal is to have a matrix of response to be inserted in the full simulation as a parametrization to study the relative weigth of the various parameters that affect light collection Geant4 simulation

61 61 La Test-beam facility BFT) in Frascati è stata equipaggiata ed usata (gennaio 2006), per misure di risoluzione e linearità per il prototipo “Kloe” e “Protvino”; Sono stati stretti contatti con Protvino per la possibile fornitura dello scintillatore (importanti risparmi possibili …); Pronta la simulazione del tagged photon beam per il run di questa estate (3-11 luglio), per misure dirette di inefficienza; E’ in arrivo il prototipo CKM ed è in costruzione quello “a spaghetti”, da testare a luglio; E’ anche in corso di preparazione il prototipo di SAC. Photon Veto: dove siamo

62 62 –It is planned to prepare a prototype for the SAC detector Shashlik technology Readout with 4 PMs to be integrated in the NA48 readout Plan to test it during the electron run this summer –Put in front of the Lkr calorimeter –Send electrons and tagged photons –We intend to measure its inefficiency during the test run for the LKr In the proposal we assumed 10-6 It has been recently shown that with a good calorimeter, even 10 -4 will be enough SAC prototype

63 63 Quanto alle richieste per il 2006 … completamento acquisto fibre : 10 k€ a Pisa costruzione struttura per l’incollaggio : 5 k€ a LNF Veto

64 64 Un problema è la resistenza alla radiazione: sono stati eseguiti test su diodi irraggiati con neutroni a Lubjiana Si tratta di 6 diodi prodotti e assottigliati a 200 mm da IRST, irraggiati a Lubjiana nel reattore di ricerca TRIGA con neutroni da 1 MeV, a varie fluenze per riprodurre i previsti rates a cui il Gigatracker sara’ sottoposto in 1-10-100 giorni di run. Il Gigatracker: primi tests eseguiti sui rivelatori

65 I rivelatori irraggiati Le misure delle caratteristiche I-V e C-V durante annealing a 80°C sono state eseguite al CERN, nel laboratorio di M.Glaser, dal 24 al 28 aprile ed è in corso l’analisi dei dati. Nelle immagini: la misura su un diodo enclosed, con guard-rings multipli, 7x7mm Una nuova serie di 6 diodi è inserita nella scaletta di irraggiamento con protoni al CERN per l’inizio di giugno e verrà caratterizzata il mese successivo.

66 66 Gigatracker la tecnologia di R/O: 0.25 vs. 0.13  m Vantaggi dello 0.13  m rispetto allo 0.25  m: Piu' alta integrabilita' (~ x 4) Maggiore bandwidth quindi possibilita' di migliore risoluzione temporale Radiation hardness Tecnologia in fase sviluppo e dunque disponibile piu` a lungo nel tempo Supporto software per la 0.25 in fase di dismissione (il design kit non viene più aggiornato da diversi anni)

67 67 Svantaggi dello 0.13  m rispetto allo 0.25  m: contratto fra CERN/INFN e fonderia non ancora perfezionato -> tender per la selezione della foundry completato entro giugno 2006 Pochi gruppi nella comunita' usavano la 0.13  m -> ormai però diversi gruppi hanno cominciato a sviluppare chip in questa tecnologia … Mancanza di librerie digitali almeno per alcuni dispositivi -> la libreria e`in fase di progettazione … Maggior costo -> rimane !!! Gigatracker la tecnologia: 0.25 vs. 0.13  m

68 68 Ricordiamo infine che una imprescindibile esigenza del GT è che abbia una risoluzione temporale non superiore ai 150 ps (ogni stazione ~200 ps) Ed è proprio questa richiesta di velocita' che, nella tecnologia a 0.25  m risulta essere al limite… Sulla base delle considerazioni precedenti si e' deciso di procedere scegliendo come tecnologia di base la 0.13  m Gigatracker la tecnologia: 0.25 vs. 0.13  m

69 69 Fusione Prototipo 2006 Nel 2006 si intende procedere con un chip prototipo con un primo set di building blocks in 0.13  m : Preamplificatore fully differential Constant Fraction Discriminator (CFD) fully differential sia in current mode che in voltage mode TDC: oscillatore+contatore+clock diviso per il test di distribuzione di segnali veloci e valutazione del cross-talk attraverso il substrato Questo dovrebbe avvenire in Settembre o, al peggio, in Novembre: la data esatta dipende anche dai risultati della gara per il contratto con la fonderia La prima opzione, per la quale si sta lavorando, è di sottoporre un chip da 10 mm 2 attraverso Mosis (IBM 0.13  m, LM technology) per il 25 settembre o, al peggio, il 27 novembre.

70 70 Quanto alle richieste per il 2006 … Sblocco sj a Torino, per la fusione : 40 k€ Gigatracker

71 71 SPARES

72 72 Collaboration Strengthening Since January, P-326 has been presented in seminars or conferences at the following venues: –Orsay Open Symposium of CERN Council Strategy Group –Lausanne (EPFL) –KEK –Saclay –Orsay –TRIUMF (Vancouver, Canada) –Munich (MPI) The project is generally received with interest. However, groups are waiting for a stronger endorsement from CERN, e.g. conditional approval of the experiment, before considering to sign up. Contacts with new Austrian Group: –The Fachhochschule Wiener Neustadt (University of Applied Sciences Wiener Neustadt) is looking for possible CERN Collaborations (Prof. Erich Griesmayer) A. Ceccucci, SPSC Referees, 2 maggio 2006

73 73 Planned Scientific Programme (MTP June 2005) NA48/3 TP; R&D required NA60 LoI for cont. HIE ISOLDE New tgt; add. beamline Rec. Expts. ILC Expts.