1 Silvia DALLA TORRE CSN I, Roma 17-18/5/2004 STATO DEL RICH-1 ED IDEE FUTURE  la regione centrale del RICH-1  le prestazioni attuali del RICH-1  idee.

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1 1 Silvia DALLA TORRE CSN I, Roma 17-18/5/2004 STATO DEL RICH-1 ED IDEE FUTURE  la regione centrale del RICH-1  le prestazioni attuali del RICH-1  idee per l’upgrading della regione centrale S. Dalla Torre

2 2 Silvia DALLA TORRE CSN I, Roma 17-18/5/2004 RICH-1 - LA REGIONE CENTRALE 1/3 Distance from Beam (mm) Efficiency Monitor MonteCarlo “ geometrico” “ geometrico” 2 effetti combinati: - alone fascio - zone morte centrali - zone morte centrali tutte le zone morte solo zone morte fotorivelatori fotoni da particelle dell’alone del fascio overlap di immagini di eventi

3 3 Silvia DALLA TORRE CSN I, Roma 17-18/5/2004 RICH-1 / LA REGIONE CENTRALE 2/3 0-10 cm 10-20 cm 20-30 cm 30-40 cm 50-60 cm 40-50 cm per studiare/quantificare gli effetti si definiscono 6 regioni anulari per il centro degli anelli sulla superficie dei fotorivelatori angolo polare (mrad) angolo polare (mrad) raggio centro anello (cm) correlazione completa

4 4 Silvia DALLA TORRE CSN I, Roma 17-18/5/2004 RICH-1 / LA REGIONE CENTRALE 3/3 simulazione MC completa: (primo approccio, oggi accordo completo) tuning della risposta di ogni PD tuning della risposta di ogni PD spettri globali spettri globali spettro di ampiezze per gli 8 fotorivelatori spettro di massa blu – dati verde - MC DATI MC MC senza silulazione della memoria

5 5 Silvia DALLA TORRE CSN I, Roma 17-18/5/2004 EFFICIENZA PID NELLE 6 REGIONI RICH-1 / PRESTAZIONI 2003  ± da decadimenti K s 2003 p> thr. (= in media 0 fotoni rivelati) p> thr. + 0.5 GeV/c (=in m. 5 fotoni riv.) p> thr. + 1.2 GeV/c (=in m. 8 fotoni riv.) p> thr. + 2 GeV/c (=in m. 10 fotoni riv.) 0-10 cm = = 12.4 GeV/c = = 9.3 GeV/c = 7.1GeV/c = 7.1GeV/c = = 5.8 GeV/c = = 4.9 GeV/c = = 4.3 GeV/c 10-20 cm 20-30 cm 40-50 cm 50-60 cm 30-40 cm SPETTRI DI MOMENTO NELLE 6 REGIONI

6 6 Silvia DALLA TORRE CSN I, Roma 17-18/5/2004 K ± da decadimenti  (purezza campione 84%) p> thr. + 2. GeV/c (= in media 5 fotoni rivelati) (= in media 5 fotoni rivelati) EFFICIENZA IN FUNZIONE DELLE ZONE DEL RIVELATORE RICH-1 / CONFRONTO 2003 - 2002 PDstabili migliorgas  ± da decadimenti K s (purezza campione 94%) p> thr. + 0.5 GeV/c (=in media 5 fotoni rivelati) (=in media 5 fotoni rivelati) upgradealgoritmo

7 7 Silvia DALLA TORRE CSN I, Roma 17-18/5/2004 UPGRADE DEL PACKAGE RICHONE recente upgrade degli algoritmi per l’analisi dei dati RICH PRIMA DOPO normalizzando l’altezza dei picchi spettro di massa per particelle con 8 < p < 38 GeV/c (2003 data)

8 8 Silvia DALLA TORRE CSN I, Roma 17-18/5/2004 RICH-1 NELL’ANALISI D 0, D 0 1/2 K da decadimento D 0,D 0 p vs polar angle (tagli canonici) -25% con i tagli in figura K da decadimento D 0, D 0 p (GeV/c) taglio a thr. + 2. GeV/c K da decadimento D 0,D 0 polar angle (rad) taglio a 25 mrad K ± da decadimenti  K ± da decadimenti  zone 2+3 zone 2+3 (= taglio a 25 mrad) (= taglio a 25 mrad) p (GeV/c) > thr. + 2. GeV/c 0 50 efficienza PID per K da decadimento D 0,D 0 da decadimento D 0,D 0 ~ efficienza PID per K da decadimento  K da decadimento  > 80 % (purezza campione 84%)

9 9 Silvia DALLA TORRE CSN I, Roma 17-18/5/2004 RICH-1 NELL’ANALISI D 0, D 0 2/2 purezza del segnale K nello spazio delle fasi: angolo polare > 25 mrad p (GeV/c) > thr.(K) + 2. GeV/c thr.(K) + 2. GeV/c (regione che include il 75% D 0,D 0 ) il 75% D 0,D 0 ) S / B = 2.55 S/ (S + B) = 0.72 K

10 10 Silvia DALLA TORRE CSN I, Roma 17-18/5/2004 Upgrade REGIONE CENTRALE 1/8 LA BASE-LINE 2003: FAST READ-OUT by A. Colavita et al. principio: campionare l’ampiezza dei segnali a 10 MHz, in maniera scorrelata col trigger e conservare l’informazione in buffer circolari con algotirmi (sulle schede FE) ottenere risoluzione temporale ~ 200 ns by product: migliorare la reiezione del rumore elettronico usando: un nuovo GASSIPLEX senza multiplexer, 16 uscite // outputs, guadagno x 5 largo aumento dell’ intelligenza locale (102 DSPs per scheda, da 432 canali)

11 11 Silvia DALLA TORRE CSN I, Roma 17-18/5/2004 Upgrade REGIONE CENTRALE 2/8 test prototipi newGASSIPLEX, da relazione J.-C. Santiard al COMPASS Technical Board, 10/12/03 situazione XII 2003: prima mile-stone: OK prima mile-stone: OK disegno in progress disegno in progress I-III 2004: situazione ICTP fluida IV 2004: A.Colavita pensionato  il progetto si ferma

12 12 Silvia DALLA TORRE CSN I, Roma 17-18/5/2004 Upgrade REGIONE CENTRALE 3/8  opzione alternativa fotorivelatori nella regione centrale: maPMT (HAMAMATSU R7600-M16-03) (HAMAMATSU R7600-M16-03) catodo rimpiazzato da pannello di maPMT ~ 600 maPMT

13 13 Silvia DALLA TORRE CSN I, Roma 17-18/5/2004 Upgrade REGIONE CENTRALE 4/8 lente quarzo maPMT isolatnte partotore resistivo scheda FE supporto maPMT studio compatibilita’ meccanica: completato meccanica: completato

14 14 Silvia DALLA TORRE CSN I, Roma 17-18/5/2004 Upgrade REGIONE CENTRALE 5/8 principio p selected with TOF  selected with TOF test beam nel 2003 (studi RICH-2) nuova campagna di test beam prevista a fine agosto 2004

15 15 Silvia DALLA TORRE CSN I, Roma 17-18/5/2004 Upgrade REGIONE CENTRALE 6/8 uso dei MAD4 modificati soglia indipendente per ogni canale read-out con F1 standard TDC/LATCH di COMPASS schema compatto no cavi (costi ridotti, accessibilita’ dei componenti) minimo numero connettori (costi, affidabilità) solo 12 cavi tipo UTP (collegamento ethernet) per trigger, dati ecc. per un pannello con 12 X 12 MAPMT max modularità 1 tripletto, modello MWPC, per 12 MAPMT Lo schema del read-out dei MAPMT (gia’ in corso di studio per il RICH-2) è basato su quello delle MWPC e prevede Test Beam 2004: questo schema con MAD4 attuali

16 16 Silvia DALLA TORRE CSN I, Roma 17-18/5/2004 Upgrade REGIONE CENTRALE 7/8 LE LENTI DI QUARZO 0 100 200 300 400 500  (nm) 0 0.5 1 trasmissione luce attraverso lenti di quarzo, spessore 46 mm lenti quarzo solgel lenti quarzo tradizionali usate al test beam2003

17 17 Silvia DALLA TORRE CSN I, Roma 17-18/5/2004 Upgrade REGIONE CENTRALE 8/8  stima preliminare numero fotoni rivelati (scalando, conservativamente, dal test-beam) : N x 1.8 (scalando, conservativamente, dal test-beam) : N x 1.8 (aumento efficienza pattern recognition !) (aumento efficienza pattern recognition !)  risoluzione angolare calcolata per fotone singolo :  x 1.4  compensazione N –  risoluzione angolare per anello: ~immutata risoluzione angolare per anello: ~immutata  memoria rivelatori + read-out ~ 5 ns (dal test beam); attualmente ~2.5  s ~ 5 ns (dal test beam); attualmente ~2.5  s  studi Monte Carlo avviati

18 18 Silvia DALLA TORRE CSN I, Roma 17-18/5/2004 IN SOMMARIO  le prestazioni del RICH-1 dai dati 2003: largamente migliori che nel 2002; sono largamente migliori che nel 2002; sono soddisfacenti all’esterno della regione centrale soddisfacenti all’esterno della regione centrale  le prestazioni della regione centrale del RICH-1 sono ora capite in dettaglio (MC, dati), contributi: zone morte e alone fascio in dettaglio (MC, dati), contributi: zone morte e alone fascio  l’upgrade della regione centrale con elettronica a memoria breve e’ abbandonato per motivi NON tecnici a memoria breve e’ abbandonato per motivi NON tecnici  e’ in fase di studio l’upgrade della regione centrale con pannelli di maPMT (alla RICH-2): pannelli di maPMT (alla RICH-2): - tecnicamente fattibile - tecnicamente fattibile - comportamento MWPC con pannello maPMT+lenti da verificare - comportamento MWPC con pannello maPMT+lenti da verificare - prestazioni globali in corso di valutazione - prestazioni globali in corso di valutazione - stime dei tempi e dei costi in corso - stime dei tempi e dei costi in corso