Roma 18/5/2004V.Cavasinni ATLAS-Pisa, TileCal Stato dell’installazione e commissioningStato dell’installazione Test Beam Attivita’ di laboratorio, tests.

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1 Roma 18/5/2004V.Cavasinni ATLAS-Pisa, TileCal Stato dell’installazione e commissioningStato dell’installazione Test Beam Attivita’ di laboratorio, tests Analisi

2 Roma 18/5/2004V.Cavasinni TileCal Preassemby in Bld 185 September 2003

3 Roma 18/5/2004V.Cavasinni Main steps of Tile ½ cylinder assembly (8 weeks) 31 March: Cradle Extraction, sadles on rails 1 March: 8 modules+cradle lowering24 March: 18 modules + saddles 26 April: 1/2 cylinder assembled (30mod)

4 Roma 18/5/2004V.Cavasinni Installazione -Oggi: assemblato in UX15 1/2 barrel (in schedula) (aspettiamo l’installazione del Larg) -Maggio-Agosto: istallazione parziale dei servizi nel pit + pre-assemblaggio EBA inferiore (24 modules) +LAR dummy load (bld 185) + 1 modulo del barrel+1 EB (strumentazione ottica) -meta’ sett-fine ottobre (~6settimane): Assemblaggio top 1/2 del barrel dopo l’istallazione del criostato del LAr back Apr 04Jan 04Nov 03 Mar 04 Jul 03Sept 04

5 Roma 18/5/2004V.Cavasinni Stato della produzione dell’elettronica di tilecal: -I drawers sono stati inseriti nel 80% dei moduli del barrel => tutti i moduli sono equipaggiati con i drawers prima dell’istallazione nel pit. F.Martin

6 Roma 18/5/2004V.Cavasinni Test Beam congiunto dei vari rivelatori Pixel+SCT, TRT, Lar, TileCal, MDT+RPC I nostri impegni sono su: Monitoring (Chiara, Paolo, Andrea)Monitoring Timing (Iacopo)Timing Studio dei  in TileCal (Giulio) Simulazione del CTB (Anna) Analisi dati (tutti) back

7 Roma 18/5/2004V.Cavasinni Test Beam setup: calorimetry 3 moduli del barrel di Tilecal

8 Roma 18/5/2004V.Cavasinni Combined Test Beam Schedule Tile Barrel->Ux15 back Test beam start

9 Roma 18/5/2004V.Cavasinni Monitor al CTB (1) Contributi da Chiara Roda (Coordinatrice)– INFN Pisa - Tile Paolo Adragna - Pisa - Tile Andrea Dotti – Pisa – Tile Roberto Ferrari – Pavia - MDT Wainer Vandelli – Pavia - MDT Federico Zema – Cosenza - MDT Dimitri Dedovitch – Dubna Igor Boyko – Dubna Kiril Nikolaev – Dubna Mihai Caprini – CERN – Online SW Sergei Kolos – CERN – Online SW Questo monitor si propone come monitor finale OnLine di ATLAS

10 Roma 18/5/2004V.Cavasinni Monitor at CTB (2) ROD ROS SFI LVL1 LVL2 SF0 MP MP MP MP Event Filter Athena Gatherer OHistogram Service Commands to MPs Operational monitoring display (trigger rates,...) Info Provider Information Service EMS Event Monitoring EMS back Attivita’: Setup e preparazione del monitor Upgrade Expert online

11 Roma 18/5/2004V.Cavasinni TTC BC BCR L1A Digitizer ReadOutDriver Q i T i GoF i. 8 ½ wedges 48 pmt each Principio del readout 40.08 MH Set Phase of clk wrt pulses Opt. Filt. Tile wedge 6 PMT L1ID BCID To LVL2 TTC BC BCR L1A Event Fragment BCID, LV1ID 16 Digitizer

12 Roma 18/5/2004V.Cavasinni Fondamentale a basso livello. Il funzionamento del LVL1 è sincrono col BC clock. I BC vengono contati sulla TTCrx fornendo il BCID. L1A deve poter fare il latch dei samples nel LVL1 buffer. Assieme vengono assegnati il BCID e il L1ID. I frammenti vengono associati a formare l’evento completo solo sulla base di L1ID e BCID. Il L1ID and BCID sono determinati dai ritardi dei segnali di L1A e BCR: il conteggio dei BC è azzerato dal BCR. Il L1A “congela” il BCID per l’evento. Set sbagliato dei ritardi  Dati da eventi diversi!! Temporizzazione dell’esperimento (ATLAS) (Iacopo Vivarelli)

13 Roma 18/5/2004V.Cavasinni Una strategia per temporizzare TileCal (1) 1.Dobbiamo temporizzare tutti i segnali dei PMT meglio di 2 ns. Cosi possiamo applicare un Optimal Filter ai samples per ricavare Q, T del segnale, separare eventuali eventi sovrapposti, effettuare una zero suppression etc. 2.Dovremmo aspettare LHC con i fasci collidenti, (oppure i fasci a 25 ns del TB). 3.Possiamo usare test pulses per il setting dei ritardi dei segnali nel sistema TTC :Dskew fine per il BC clock(equalizzazione della fase relativa dei segnali), Dskew coarse per L1A e BCR)(Iacopo). 4.Lo strumento e’ il sistema di calibrazione con il laser. Possiamo inviare impulsi di luce veloci contemporaneamente a tutti i PMT. (L’idea iniziale era di monitorare la linearita’ dei PMT). 5.Possiamo usare il laser per determinare il Dskew fine (Iacopo): -Si mandano impulsi sui PMT e si calcolano i tempi degli impulsi. Gli impulsi non sono sincroni col BC(jitter del laser) ma e’ possibile ridefinire i segnali, evento per evento rispetto a uno stesso PMT e quindi equalizzare le fasi relative. back

14 Roma 18/5/2004V.Cavasinni “Real” time t real Phase, depending on the DSkew2 t ph -Bisogna avere un algoritmo per misurare i tempi dei segnali meglio di 1 ns (Iacopo, Nino) -E’ necessario testare la strategia al test beam con fasci a 25 ns, per verificare l’ugualianza dei due metodi. -Il CTB permettera’ di fare i tests finali con la configurazione elettronica definitiva. -Proseguire i test, non appena l’elettronica necessaria sarà installata nel pit (autunno 2004). - Effettuare sistematicamente la temporizzazione di tutto Tile durante la fase del commissioning inizialmente con i raggi cosmici e con le particelle del beam-halo nei run a fascio singolo. back Preliminare Una strategia per temporizzare TileCal (2) Laser timing 25 ns timing Iacopo e’ responsabile per la messa a punto del timing e collabora con: CERN, Chicago, Clermont e Stoccolma.

15 Roma 18/5/2004V.Cavasinni Identificazione dei  con TileCal (Giulio Usai) I  danno una segnatura chiara in TileCal; l’idea e’ stata ben studiata con MonteCarli, sviluppando gli algoritmi che sono gia’ implementati in ATHENA; (www.pi.infn.it/~usai/muons/tilemuid.html)www.pi.infn.it/~usai/muons/tilemuid.html A cosa serve? Estende l’identificazione dei  fino a 3 GeV/c: Es: J/  Trigger: MDT 1  PT> 6 GeV/c Tile un secondo  (PT> 3 GeV/c) E’ importante implementarlo a LVL2 per arricchire particolari campioni di trigger, per validare, se necessario il trigger standard etc. I primi risultati I primi risultati del combinato Settembre 2003 sono buoni. Da fare per il CTB: esportare e integrare questi metodi: LVL2, EF (TbRecEx); sfruttare appieno le sue potenzialita’, integrandolo col LVL2 dei  ; nei RODs di Tile. Un nuovo interessante argomento di analisi e’ lo studio dello “showering muons”“showering muons”: si puo’ correggere per la perdita di energia a LVL2?

16 Roma 18/5/2004V.Cavasinni Primi risultati con Athena nel CTB di Settembre 2003 Energy in TILE(pC) TileRec Ntags (TileMuId) Efficiency=75% Mdt tubes Ntags More than 20 tubes =good muon This is a muon EF-filtered run (MOORE)  =0.35 1 20

17 Roma 18/5/2004V.Cavasinni Third radial layer Second radial layer First radial layer Cell with large signal  signal Test Beam event       E=30GeV E=0.5GeV Use of the innermost MDT station to validate muon, as for the soft muons? “Catastrophic” losses in the third radial layer back

18 Roma 18/5/2004V.Cavasinni Conclusioni per CTB Responsabilita’ di Pisa per Monitor; Timing; Muon Tag; Questo ultimo test beam di ATLAS e’ fondamentale per testare questo lavoro. L’impegno del gruppo e’ importante anche nel software di simulazione e ricostruzione. Questo TB dara’ una risposta alle domande su: Calorimetria (Tile+Larg): risposta del sistema con rivelatore ed elettronica finale a particelle singole in funzione delle energie e angolo; Questo TB sara’ la prova finale per tutti i rivelatori e del TDAQ. Le premesse sono eccellenti, le schedule sono rispettate, i giovani molto motivati e vogliosi di partecipare!

19 Roma 18/5/2004V.Cavasinni Test di laboratorio Vogliamo continuare la nostra attivita’ di laboratorio che nel passato si era concentarta soprattutto nell’OTTICA. Riteniamo che sia importante per i fisici giovani, per mantenere vivo l’interesse per l’attivita’ sperimentale e puo’ attirare gli studenti, almeno quelli che hanno il gusto per il lavoro hardware. Attivita’ che sono in corso o stanno per partire: 1.Qualificazione do 150 PMT (spares). Viene fatta con i metodi gia’ usati per la qualificazione di 1500 PMT montati su Tile ed e’ quasi terminata. 2.Test su un lungo periodo (1-2 anni) dei PMT di Tile (R7880) in condizioni simili a quelle di LHC. 3.Continuazione dei tests su fenomeni di invecchiamento di fibre curvate (come quelle di Tile). Non sono tests complicati, ma richiedono attenzione e assiduita’.

20 Roma 18/5/2004V.Cavasinni Light Box PMT Box DAQ Test a lungo termine (1) Si usa una versione modificata del test-bench usato per qualificare i PMT Composto da: una light box, una PMT box and un sistema VME-DAQ. Su tempi di circa 1 anno si misurano: Ogni giorno: Dark current e guadagno (V=800,900volts) ogni settimana: efficienza quantica e linearita’ La misura e’ automatica: l’operatore interviene una volta alla settimana per calibrare

21 Roma 18/5/2004V.Cavasinni Studi di invecchiamento con fibre curvate Si monitora con lo stesso PMT un afibra curvata e una diritta eccitate con una stessa sorgente di luce, in ambiente controllato

22 Roma 18/5/2004V.Cavasinni Analisi Anna Lupi adesso e’ coordinatrice della simulazione per Tile ed ha dato un buon impulso a qusta attivita’ a Pisa. Molte analisi sono in corso, le piu’ importanti: Validazione di G4 Ricostruzione dell’energia dei jets Analisi produzione Higgs Studi su e/pi, calibrazioni, linearita’, uniformita’,... back

23 Roma 18/5/2004V.Cavasinni Paragonare TB con il MonteCarlo Nuovi dati a bassa energia (1-9 GeV) p, ,e,  ● Detector Specific: Need Noise and Photostatistic ● e Calibration Constant is OK at all geometries (±1-2%) ● e resolution is OK for  =-0.65 and ±10% for VLE ●  resolution is almost OK ● e/  ratio is OK (±5%) for high energy pions, ● G4 predicts too long and too compact  showers Conclusions back G4 validation (1) Anna, Andrea Lavori in corso

24 Roma 18/5/2004V.Cavasinni Contributo del noise elettronico e della fotostatistica alla simulazione, non inclusi in G4 + noise + noise & Ph. 20 GeV electrons G4 validation (2)

25 Roma 18/5/2004V.Cavasinni Analisi di Higgs (SM e MSSM) in stati adronici (Vivarelli) (VBF) H  bb e bb H/A  4b (rilevante per la misura degli accoppiamenti di Yukawa.) bb H/A  4b Segnale m(H/A)=500 GeV fondo(QCD) preliminare

26 Roma 18/5/2004V.Cavasinni Problema: e’ possibile fare b-tag a LVL2, per mantenere bassi i tagli sui jets, mantenere alta l’efficienza a masse basse e fare un’analisi “2 side bands”? bb HA  4 b A 30 fb -1 con P th1 =150 e P th2 =100, S/B=2%, S/  B=7.1 Rate a LV1  KHz  0.01 Hz (dopo LV2 con 3 b-tag) preliminare

27 Roma 18/5/2004V.Cavasinni Calibrazione dei jet (Vivarelli, Roda, Adragna) Calibrazione dei jet: si assegna un peso W i dipendente dal deposito di energia nella cella ad ogni sample calorimetrico. Ogni peso è parametrizzato come WEmB 2,WE mB3 WTile0,WTile1, WTile2 WEm2,WEm3 WHEC1,WHEC 2,WHEC3,WHE C4 I pesi sono ottenuti minimizzando la risoluzione:

28 Roma 18/5/2004V.Cavasinni Risultati preliminari EM scale Recalibrated Risultati ancora preliminari mostrano un significativo miglioramento della linearità e della risoluzione del sistema calorimetrico. I lavori sono tutt’ora in corso. back Linearity

29 Roma 18/5/2004V.Cavasinni Richieste finanziarie Tilecal Missioni estere T.B. (Setting up, monitoring, timing, presa dati, analisi) 11 m.u. CM Istallazione nel pit, strumentazione ottica di 2 moduli: 5 m.u. Missioni interne: 5 K euro Sbocco s.j. 3 K euro

30 Roma 18/5/2004V.Cavasinni Aprile-maggio 2007 : solo un fascio nella macchina (la maggior parte del tempo)  i dati di “fisica” sono i muoni del beam-halo e le interazioni beam-gas. Aspettati in ATLAS: -- ~ 10 5 (10 8 ) muonidi beam-halo -- ~ 10 6 tracce da beam-gas Utili in Tilecal per il timing

31 Roma 18/5/2004V.Cavasinni Quali studi e fisica il primo anno ? Comprensione della fisica SM a  s = 14 TeV  primi check del MC e.g. - misura della sezione d’urto per e.g. minimum bias, W, Z, tt, QCD jets (al ~ 10-20 %), caratteristiche generali molteplicita’, spettri p T emass, distribuzioni angolari…. - misura della massa del top (a 5-7 GeV)  (calibrazione scala dei jet leggeri e dei b: ( ,jet),(Z,jet), (W,jet) (Z bb,jet)) approntare gli strumenti per la scoperta: -- misura dei fondi alla nuova fisica : e.g. tt e W/Z+ jets (onnipresenti …) -- osservare campioni di controllo specifici (arricchiti in fondo) per canali individuali: e.g. ttjj: ttbb e’ il fondo per ttH Comprensione e calibrazione del rivelatore in situ usando campioni di fisica nota e.g. - Z  ee,   canali facili da triggerare - tt  b bjj Nota: se m H  120 GeV : la scoperta veloce (Tevatron) dell’ Higgs potrebbe essere difficile il primo anno Nuova fisica potenzialmente accessibile il primo anno : e.g. -- SM Higgs -- SUSY (squarks, gluinos, Higgs bosons, ….) -- altri….? over some mass ranges

32 Roma 18/5/2004V.Cavasinni Parte la fase della scoperta… m H ~ 115 GeV 10 fb -1 total S/  B  H   ttH  ttbb qqH  qq  ( + -had) S 130 15 ~ 10 B 4300 45 ~ 10 S/  B 2.0 2.2 ~ 2.7 m H > 114.4 GeV Scoperta “facile” con H  4 SM Higgs Trigger calorimetrico per 