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Frascati 14 Maggio 2002 - Gr I M. Diemoz – INFN Roma CMS ECAL STATUS REPORT Produzione cristalli Produzione moduli Stato Elettronica Produzione SuperModuli.

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1 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma CMS ECAL STATUS REPORT Produzione cristalli Produzione moduli Stato Elettronica Produzione SuperModuli Calibrazione Responsabilità INFN

2 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma PRODUZIONE CRISTALLI Qualità dei lingotti da 65mm ok: flessibilità nella produzione Cristalli sufficienti per la costruzione di 6 SM già consegnati 2 in one!  = 32 mm  = 65 mm  = 85mm : 2EE o 4EB fattibile

3 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma PRODUZIONE CRISTALLI Maggio 2002 Technology upgrade for large ingots –All the 138 ovens have been upgraded for 65mm ingot production (2 EB or 1 EE) –This upgrade allows to grow up to 85mm ingots (4 EB or 2 EE) –R&D for 85mm ingots shows very encouraging results –So far production schedule assumes 65mm for barrel and 85mm for endcap peak production Pt and crucible production –All the Pt is now delivered. Allows smooth operation of all ovens including Pt recycling –The new thin crucible technology works well Cutting –The new wire cutting machine (needed for big ingots) is in Moscow. Installation planned on third week of May

4 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma PRODUZIONE CRISTALLI Maggio 2002  Production Schedule – Some delays in the restart of the production after upgrade » Late delivery of wire cutting machine » late repair of 2 metrology machines for crystal dimension measurement due to custom problems » late delivery of Pt – 2500 ingots (65mm) already grown but not yet cut – Will not affect the SCIONIX contract (ETHZ) – Will imply a slight re-shaping of the production profile for the ISTC contract. – Will be neutral for the ECAL schedule

5 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma Schema Produzione PWO Assumes 2 crystals per ingot for barrel and endcap

6 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma PRODUZIONE MODULI Moduli (unità da 400/500 cristalli) in avvio di produzione nei due Centri Regionali CERN (M1,M4) e Roma (M2,M3 in curva di apprendimento) Ritmo di produzione a regime attualmente limitato dalle operazioni di incollaggio delle capsule: 40 capsule/giorno in ciascun RC (strumenti & personale) L’incollaggio è un’operazione legata alla fornitura continua di APD e capsule selezionate in gruppi di HV (misura e accorpamento nel LAB APD al CERN) Due moduli ogni 34gg (Produzione Moduli EB completa < 2004) è un ritmo di crociera raggiungibile aumentando la capacità di incollaggio a 50 capsule/g nel corso del 2003

7 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma STATO ELETTRONICA ECALTDR canali: data links, clock & control links Pipeline  To DAQ Digital Trigger  Energy  Light  Current  Voltage  Bits  Light PbWO 4 Crystal APD VPT Floating-Point Preamplifier Fiber Readout ADC Revisione costi Elettronica CMS (Maggio 2001): costo sistema link ottico digitale di ECAL sottostimato > fattore 2 Settembre-Dicembre 2001: ristrutturazione del management di ECAL. Cambio del Project Manager, cambio del coordinatore dell’elettronica Revisione dettagliata: costo totale dell’elettronica di ECAL  50MCHF (LV & ULR) Tetto al costo totale dell’elettronica per la fattibilità del progetto: 36MCHF

8 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma STATO ELETTRONICA Revisione radicale del progetto possibile grazie alla tecnologia radiation hard 0.25  m CMOS :   trigger e data storage sul rivelatore  read out dei dati solo in caso di L1 OK  tre link ogni torre di trigger (25 xl) Riduzione di un fattore 8 dei data link e semplificazione dell’elettronica off detector, costo stimato del sistema (33MCHF) inferiore al limite di 36MCHF contingenza inclusa Stesso schema del TP (1994)

9 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma STATO ELETTRONICA VFE board: FPPA & ADC (5 cristalli). ADC OK, FPPA problemi (capiti) FE board: 2 nuovi chip per read out e storage di 5 cristalli,  5 e  25 da disegnare ex novo Layout e integrazione elettro-meccanica (incluso il raffreddamento) da ridisegnare (partecipazione di Milano)

10 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma STATO ELETTRONICA Problemi identificati nel FPPA2000 Critical Design Review Febbraio 2002: modifiche

11 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma STATO ELETTRONICA Tempi stretti:  Progetto ben strutturato  Schedula aggressiva  Organizzazione finale e verifica manpower CMS week in Giugno

12 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma STATO ELETTRONICA Doppia iterazione prevista per le parti più critiche: FPPA e FENIX Simulatore della parte digitale previsto per l’inizio del 2003: test completo di 1SM su fascio nel 2003 cruciale per la preparazione della precalibrazione parziale del 2004 (unica e ultima occasione)

13 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma Richieste di fisica sul cooling  LY/LY ~ -2.0 %  T (PWO)  M/M ~ -2.3 %  T (APD)  T < 0.1 ºC per singolo cristallo/APD su un periodo di tempo 3 T calibrazione Cooling di regolazione Cooling di potenza griglia + schermo termico COOLING – Richieste di fisica

14 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma Prototipo “di principio”  electronics ~ 30 ºC calore verso il connettore ~ 4 volte il previsto piu` alta resistenza termica verso il connettore migliore contatto termico cooling-componenti elettronica COOLING – Risultati M0 modellizzazione della conducibilita` termica del PCB e dell’accoppiamento termico cooling-componenti elettroniche buon accordo con le misure ottenute dal gruppo CERN su M0 Simulazione

15 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma 1.Simulazione del cooling di potenza e confronto dei risultati con le misure del gruppo CERN 2.Studio e proposta di un nuovo sistema per il cooling di potenza e l’integrazione meccanica-cooling-elettronica 3.Partecipazione, con la responsabilita` per il power cooling, alla Task Force Electronics and Cooling Integration (A. Hervé), istituita dopo le modifiche all’elettronica VFE/FE (P. Sharp) (M. Bonesini, G. Franzoni, A. Ghezzi, P. Govoni, P. Negri, M. Paganoni, A. Pullia, N. Redaelli, S. Ragazzi, A. Tonazzo) ATTIVITA’ DI MILANO

16 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma maggiore facilita` di montaggio utilizzo ritorno del circuito di regolazione anche per VFE (  acqua ~ 0,05 ºC) connettore flessibile per aumentare resistenza termica PCB – connettore nuovo disegno dello “schermo termico” gap filling per contatto tra cooling e componenti elettroniche COOLING – Nuovo disegno

17 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma Misure termiche con 1 modulo della griglia a Milano, per ottimizzazione della simulazione Modifiche al disegno del cooling di potenza (Giu 02), studio prototipi (Set 02), decisioni finali (Dec. 02), da definirsi nell’ambito della Task Force Partecipazione al montaggio del sistema di cooling per il modulo MO’ (Giu 02) Partecipazione al test su fascio del modulo MO’ (Lug 02) ATTIVITA’ FUTURE MILANO

18 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma PRODUZIONE SUPERMODULI Inizio assemblaggio supermoduli “nudi” al CERN Marzo 2003 (dipende dalla produzione dei SuperBasket, consegna primo prototipo < Maggio 2002) Esperienza assemblaggio e test tutta da fare (Giugno 2002), ragionevole ipotesi  22gg per: assemblaggio meccanico + installazione raffreddamento di “regolazione” (disegno da completare e tender da fare) + installazione e test del sistema di monitor (in produzione)  a regime necessarie linee di montaggio parallele (tre) Inizio consegna elettronica e raffreddamento “di potenza”: gennaio 2004 (ritmo necessario 3SM/mese) Vestizione SM: installazione e test VFE & FE + raffreddamento  16gg  necessarie 3 linee di vestizione parallele per SM assemblati < 2004 e in produzione nel

19 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma PRODUZIONE SUPERMODULI

20 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma CALIBRAZIONE – Su fascio A che serve pre-calibrare ogni singolo canale? Test dell’intero sistema Essere pronti rapidamente per misure di precisione indipendentemente da altri rivelatori di CMS (la precisione sui coefficienti di intercalibrazione contribuisce direttamente al termine costante della risoluzione in energia 0.5%) E’ indispensabile calibrare almeno in parte per capire Effetti geometrici (deposizione di energia dipende da  ) Effetti gap tra cristalli, moduli Stabilità termica Stabilità del guadagno della catena elettronica Sistema di monitor La simulazione MC in tutti i suoi aspetti Avere delle regioni di riferimento con cui confrontare le calibrazioni in situ

21 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma before Xe corrections 1.7 % % 1.44 % % 1.3 % measured resolution MC predicted intercalibration spread T effect at test beam real effect of porting from test beam to LEP Risposta in media - 5 % 1990 after Xe corrections 1.25% measured resolution - 0.9% MC predicted 0.87% intercalibration spread Spettro Bhabha CALIBRAZIONE - L3 BGO ECAL

22 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma CALIBRAZIONE – In situ Baseline: utilizzo di elettroni da W  e (15Hz a bassa lumi), confronto con l’impulso misurato nel tracker per intercalibrare i singoli canali:  rivelatore funzionante perfettamente  potrebbe essere rapido (2 mesi) e preciso (  0.5%) Allo start-up intercalibrazione (al 2%) rapida (1g) utilizzando  la simmetria in  della deposizione di energia (intercalibrazione in   eventi Z  ee per intercalibrare in  e calibrazione assoluta (uso parziale del tracker) SM non calibrati su fascio: intercalibrazione < 10% dalle misure dei CR a 1MeV F. Cavallari

23 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma CALIBRAZIONE - Problema Tracker massiccio e materiale non omogeneo sia in  che in  : brem+4T ricostruzione degli elettroni?

24 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma CALIBRAZIONE - Problema 50% e  brem significativa definizione algoritmi ed efficienza selezione elettroni con “poca brem” ricostruzione tracce e qualità della ricostruzione f( ,  ) effetto della precisione iniziale sulla catena di ricostruzione e selezione P. Meridiani

25 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma CALIBRAZIONE E i  E  2 GeV       1 cristallo 3x10 6 Hz R. Paramatti

26 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma CALIBRAZIONE – Problema Conseguenze dell’assenza di fascio nel )Impossibilità di studi dettagliati in caso di risultati imprevisti 2)Situazione fine 2004: ~22 SuperModuli pronti 18 da consegnare a CMS per l’installazione di EB+ 9 sono calibrati => 5 per EB+, 4 per EB- (riferimenti in  3)In caso di qualche mese di ritardo, tutti i SM pronti saranno installati in EB+, non ci saranno SM calibrati per EB- 4)Impossibile capire la stabilità della calibrazione dei SM nel tempo (possibile solo su M0’) 5)Impossibile verificare un quadrante di EE su fascio prima dell’ assemblaggio finale nel 2006 NB: Si può fare fronte ai problemi 1) e 4) costruendo un 37  SM

27 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma RESPONSABILITA’ INFN Produzione griglie e SuperBasket Produzione sistema HV Assemblaggio e test Barrel ECAL

28 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma GRIGLIE In produzione (CECOM): 16 (4SM) consegnate dopo test di accettazione Verifica protocolli Eseguita su 120 griglie restanti: sgrossatura foratura profonda

29 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma SBASKET Prototipo in produzione (ETAS): 5 web completate Placca cilindrica in lavorazione (non triviale) Verifica dimensionale 16 Maggio 2002

30 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma HVPROTO-1 prototype board (9 channels) under test since >50 days (Output Voltage set to 380 Volts) Channels stability is in compliance with the specification SISTEMA HV-APD Gara conclusa e assegnata alla CAEN

31 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma Jun. – Aug. 02 HVPROTO-1 Board used in test beam activity Oct. 02 First full HVCRATE delivered from CAEN to Rome Oct. – Dec. 02 Crate Test Jan. – Dec. 03 Mass production (18 HVCRATE and 144 HVBOARD) SISTEMA HV-APD Prossimi passi:

32 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma CENTRO REGIONALE Assemblaggio sottomoduli Il primo modulo! Inizio assemblaggio moduloSottomoduli assemblati Il primo sottomodulo!

33 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma SM0/M2 Module assembled. Connections made and checked, OK. Turning for transport (hour 6) position, nex week. Pins mounted OKSM0/M2 assembling at start CENTRO REGIONALE

34 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma glued subunits: type10:100 type11:100 type12:100 type13:100 assembled submodules: type10:10 type11:10 type12:8 type13:10 Grid installed on mounting bench. Mounting module to be started this week. submodules waiting for SM0/M3 assembling SM0/M3 CENTRO REGIONALE

35 Frascati 14 Maggio Gr I M. Diemoz – INFN Roma ECAL modules assembling area grid SM0/M3 SM0/M2 CENTRO REGIONALE


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