M. Sozzi CSN1 INFN Roma – 12/5/2017 Stato di NA62 M. Sozzi CSN1 INFN Roma – 12/5/2017

Run 2016 25/4 – 15/11 Buona parte del run con presa dati stabile a 40% dell’intensità nominale Effetti di radiazione su elettronica monitorati (reset periodico schede) Nessun ulteriore problema di scariche su LAV Allineamento RICH soddisfacente GTK completo con 3 stazioni, letto a L1 Nuovo odoscopio carico (+ odoscopio NA48) letto e utilizzato nel trigger L0 Trigger calorimetrico L0 funzionante a fine run (con efficienza di reiezione parziale e senza cluster counting) Test parassitico di trigger GPU per RICH Trigger software L1 implementato (massiccio contributo INFN) Notevole miglioramento stabilità farm online Problema di scariche nel calorimetro elettromagnetico

Dati 2016 Trigger: Stream PNN stream (no downscaling) Stream per esotici e decadimenti rari Stream di minimum bias (downscaling 400) Obiettivo di analisi 2016: determinare la sensibilità a livello di 10−10 Periodo πνν: 5×1011 decadimenti di K+ Dati riprocessati, analisi del campione in corso Analisi preliminare di 2.3×1010 decadimenti (5%)

Statistica 2016

GIGATRACKER

GTK - Progresso Nel 2015 si è osservato un elevato rumore nei rivelatori (220 MHits/s) La ragione non è stata completamente chiarita dai test di laboratorio Ci sono stati tre cambiamenti sui sensori: Tipo di sensore: da p-in-n a n-in-p I nuovi sensori (e I chip) sono stati ricoperti di BCB (benzocyclobutene), isolante per impedire il formarsi di scariche tra i due elementi Dicing dei sensori dal retro per ridurre corrente di leakage. Sostituiti i tre sensori ad inizio Luglio, inizio Agosto e metà Settembre 2016

GTK

GTK

GTK

GTK

GTK - Readout Il GTK viene ora letto dopo il trigger L1 (e in modalità triggerless per monitoring) I 3 PC finanziati dalla CSN1 sono stati installati e sono operativi

Hit map GTK

GTK - Prestazioni Dati 2016 presi con sensori n-in-p e assemblies che sono stati trattati con BCB (Benzocyclobutene) Utilizzando un sample di K+ -> p+p+p- ricostruiti si ottiene: La risoluzione temporale è di ~130 ps per hit e quindi di ~80 ps per traccia prendendo come riferimento il KTAG. La risoluzione spaziale è quella attesa e cioè di ~16 mrad per ognuna delle viste (piano x-z e y-z), prendendo come riferimento le tre tracce misurate con le STRAWS. L’efficienza per tracce con tre hit è del 90%; l’inefficienza è dovuta ad un 2.5% irriducibile (*) e l’altro 7.5% non ancora ben capito Il DAQ sta sostanzialmente funzionando con qualche incognita ad alti rate (500kHz) (*) dovuta ad una combinazione di ASIC e firmware, difficile da correggere

GTK – Numerologia (1) Sensori prodotti da FBK (prima) e CiS (adesso). Costo indicativo 2.5KE/rivelatore Assemblies (bump-bonding sensore-chips) fatto da IZM. Costo indicativo 5.2KE/rivelatore Cooling-plates prodotti da CEA-Leti Costruzione rivelatore = mettere assieme assembly, cooling-plate e poi wire-bonding a Carrier board. Abbiamo 4 assemblies con sensori p-in-n (produzione CiS) che non usiamo per costruire rivelatori e 5 assemblies con sensori n-in-p (vecchia produzione FBK). Consegnati da IZM a fine Marzo-meta’ Aprile 2017. Questi 9 assemblies fanno parte di un ordine di 19, per cui c’e’ ancora un buffer di circa 10 assemblies (c’è sempre un’approssimazione poiché noi contiamo gli oggetti funzionanti e loro quelli costruiti, quindi i 10 assemblies di buffer hanno un’incertezza O(2)). Abbiamo fatto una produzione di 25 sensori p-in-n con CiS di cui 20 “buoni” e di questi 4 sono stati assemblati (vedi punto 1) Abbiamo ordinato una produzione di 25 n-in-p a CiS. Stanno per consegnarli (21) ma c’e un problema con il bow non a specifica e si è in attesa. Si richiede <30 μm sul wafer, ma abbiamo 30 μm sul sensore; in contatto con IZM per capire se puo’ essere accettabile. (la richiesta di sblocco riguarda proprio questi sensori).

GTK – Numerologia (2) ASIC: ci sono 60 chip per wafer (costo 2-3 KE/wafer) che corrispondono a 6 rivelatori. Quindi il costo per rivelatore del wafer ASIC è limitato a 400-500 E o forse meno. Abbiamo almeno 10 wafer in casa. Abbiamo 8 cooling plates disponibili: 2 da 430 μm e 6 da 340 μm di spessore (lo spessore di disegno e’ di 140 μm). Si pensa di ordinare altri 15 wafer (2 cooling-plate/wafer e quindi 15-30 cooling plates, lo yield non e’ alto) con target di 210 μm (costo 125 KE). Il numero ragionevole di rivelatori per anno è 6. Il target di rivelatori da costruire è 25, di cui 12 “finiti”.

RICH Dopo la sostituzione dello specchio danneggiato e la riparazione dei motori difettosi l’allineamento ha potuto essere effettuato in modo del tutto soddisfacente senza problemi, ottenendo la calibrazione secondo specifiche

LAV & CHANTI

Veti nel run 2016 LAV Aprile 2016 sostituzione di tutte le flange HV, nessun ulteriore problema di trip rilevato Presa dati iniziata con 0 canali HV morti e 2 canali rumorosi Problema con alimentatori HV PS che si spengono (non soltanto LAV) facilmente riaccesi da DCS o sistema locale; molti testi effettuati da NA62 insieme a CAEN IRC&SAC Tutti i canali funzionano CHANTI Tutti i canali funzionano tranne uno (morte precoce)

Selezione K+ →π+π0 Inefficienza globale ~ 0.18 % Selezione di campione K+ →π+π0 per misurare l’efficienza di rivelazione fotoni per LAV 0.012 < θ < 0.015 0.015 < θ < 0.024 0.024 < θ < 0.040 Inefficienza globale ~ 0.18 % Studi MC dimostrano che l’inefficienza di rivelazione di fotoni determinata con questo metodo è dominata dalle inefficienze geometriche e la conversione di fotoni upstream; l’inefficienza intrinseca dovuta ai LAV stessi è meno di un sesto di quella misurata, e questo è sufficiente per raggiungere la reiezione dei veti dei π0 necessaria.

Random veto (K+ →μ+ν) 41834 under 371636 11% random veto LogY #LAV-hits in time per event #LAV-hits in time per event Distribuzione di veti casuali nei LAV (maggiore negli anelli upstream) Metà dovuto a Muon halo Studio di time-over-threshold in corso #LAV-hits in time # LAV

Efficienza dei veti a piccolo angolo Ricostruzione di eventi K+ →π+π0 “puliti” richiedendo soltanto uno dei fotoni del π0 e identificando il punto di impatto dell’altro Difficile determinare l’efficienza di un settore particolare dei veti a piccolo angolo a causa della risoluzione nell’estrapolazione Determinare un’efficienza di veto efficace come combinazione delle efficienze di SAC, IRC & LKr a piccoli angoli Efficienza SAV determinata nel 2015 a 1% dell’intensità nominale: risultato ~10-3

Efficienza veti a piccolo angolo Run 6610 Based on 383 bursts Inefficienza: 41/64514 = 6.4*10-4

Driver LED per LAV Implementato su schede VME 9U nei crate Wiener del front-end 32 canali per scheda, uscite su 2 connettori DB37 Altezza d’impulso regolabile nell’intervallo 0-20V con precisione di 14 bit Triggering * Ingresso comune per tutti i canali * Trigger interno free-running fino a 100 kHz Sistemi di controllo remoto * CANOPEN o Ethernet * Controllo locale USB 85 schede pronte e testate, primi 5 anelli di LAV equipaggiati e testati (installazione più semplice)

Prestazioni del CHANTI 2016 Efficienza elevata, uniforme e costante durante tutto il periodo di presa dati Risoluzione temporale < 1ns Problema potenziale: corrente oscura di SiPMs cresce a tasso costante di 6nA/(data taking day). Nessun indizio di degrado delle prestazioni fino ad ora. Verrà controllata con attenzione durante il 2017 (Il costo per il rimpiazzo di tutti i SiPM sarebbe dell’ordine di 10-12 KE)

Prestazioni del CHANTI 2016

Altri rivelatori Perdita di Krypton, forse dal 2012, scoperta durante il run 2016. Persi circa 250 litri di Krypton. Perdita identificata e riparata, riempimento in corso. Spettrometro a straw: estremamente ridotti i problemi di variazione degli offset temporali

TDAQ

TDAQ – Attività svolta Recupero schede TEL62/TDCB difettose da produzione Miglioramento firmware di TEL62 e TDCB Implementazione di un algoritmo di trigger di L1 per lo spettrometro magnetico. Miglioramento caratteristiche processore centrale L0 Raddoppio della banda per le primitive di trigger cambiando formato Miglioramento della stabilità della farm online Aggiornamento server

Trigger L0 calorimetrico: efficienza vs. Etot Soglia 10 LSB = 560 MeV Soglia 5 LSB = 280 MeV |DT| <= 20 ns Migliorata la selezione del cam-pione per il calcolo dell'efficien-za. Tutte le efficienze presentate fino ad ora erano in realta' state sottostimate! Il trigger ha funzionato corretta-mente al 100% dell'intensita' nominale. (offline) Soglia 10 LSB @ 35% dell' intensita nominale Soglia 5 LSB @ 5% dell' intensita' nominale

Trigger L0 calorimetrico: temporizzazione s = 2.5 ns (incluso il contributo di s = 1.5 ns per il T0 dei canali). Corretto un problema di saturazione del Constant Fraction Discriminator al di sopra di 14 GeV.

Trigger L0 calorimetrico: nuova scheda figlia (per lettura delle informazioni di trigger) 10 PCB prodotte e montate. Test di trasmissione dati con PRBS: OK! Scrittura del firmware di readout in corso. Permetterà il readout del calorimetro al L0 (e quindi l’utilizzo del calorimetro nel trigger al L1).

Upgrade della rete Una nuova infrastruttura di rete per connettere il rivelatore e il cluster di PC per High Level Trigger è stato installato Il nuovo sistema si basa su 5 routers che si comportano come uno solo

Upgrade del software Il cluster di 30 computers è stato aggiornato a CentOS7 Il trasferimento dei file di dati raw ora si basa sul sistema 'File Transfer System' (FTS) fornito da CERN IT FTS fornisce: Ripetizione automatica dei tentativi di trasferimento Checksum dei file Monitoring dei trasferimenti via web

Matching K-π

Regioni di segnale e fondo

Stima segnale

Stima fondo

Dati (5%)

Studi su settori nascosti Alta intensità, flessibilità trigger, performance rivelatore, tracciamento fascio, PID ridondante, veti per fotoni ad alta efficienza: NA62 è particolarmente indicato per la ricerca di effetti di Nuova Fisica. Ricerca di dark photon A’ nella catena K+ p+p0, p0A’ g, A’ in invisibile, con parte del campione 2016: 1.5 x 1010 decadimenti (4% del campione 2016) La statistica di NA62 permette di ottenere miglioramenti rispetto alle misure esistenti

Run 2017 15/5 – 22/10 Rivelatore completo Trigger L0 completo (anche calorimetrico, con diverse soglie di energia) Trigger PNN (non downscalato) + triggers per esotici Presa dati stabile (3x campione 2016) Privilegiare stabilità rispetto a statistica, ad es. 60% di intensità nominale (dipenente dalla qualità dell’estrazione

Run 2017 - INFN Esperti on call sui sistemi di nostra competenza E inoltre forte coinvolgimento nei sistemi condivisi:

Futuro ? Misura fisicamente giustificata di K+→ π+νν al 5% richiederebbe intensità x4, non sostenibile con l’elettronica attuale (front-end e TDAQ) CERN workshop on “physics beyond colliders” kickoff meeting 6/9/2016. Talks: T. Spadaro, M. Moulson Possibilità dopo LS2: - Particelle «esotiche» a vita lunga (heavy neutral leptons, dark photon, axion-like particles) da un run in «dump mode» (leptoni singoli, coppie di leptoni) - Decadimenti con violazione di numero leptonico (o di famiglia) - Decadimenti rari o proibiti di π0 Studi per KL→ π0νν nel futuro lontano (KLEVER): aumento significativo di intensità, modifiche sostanziali al rivelatore Discussione in vista di una giornata dedicata in CSN1

NA62

Finanze Sblocco Sub Judice 25 KE (Altri consumi, Torino): acquisto dei nuovi sensori n-in-p per il GTK Sblocco (automatico) dei congelamenti di missioni Completamento del pagamento dei MOF (già assegnati): 15.8 KE anticipati nel 2016 (su 149 KE)

Simil-fellow Il SF di Gennaio 2017 è stato assegnato a Dario Soldi (Torino) sul tema «High-sensitivity searches for possible New Physics particles from the first NA62 data» Il SF di Luglio 2017 è stato appena assegnato sul tema «Sensitivity analysis on the branching ratio for the K+ →π+νν decay with the first NA62 data»

Personale La situazione del manpower continua ad essere il problema principale per NA62. Mai ottenuto (mantenuto) il livello di personale previsto in fase di approvazione Situazione aggravata dai problemi di distorsione della valutazione universitaria

Personale (4/2017) Laboratori Nazionali di Frascati: 1 assegnista scad. 2/2018 Ferrara: --- Firenze: 1 assegnista scad. 5/2017, borsa di ricerca 9 mesi bandita Napoli: 1 assegnista scad. 5/2018, 1 dottorando scad. 2/2020 Perugia: 1 borsista scad. 6/2017, 1 assegnista scad. 10/2017, 1 dottorando scad. 10/2019 Roma 1: 1 assegnista scad. 12/2017, 1 art. 23 scad. 10/2018 Roma Tor Vergata: 1 assegnista scad. 8/2017 diventa fellow CERN Pisa: 1 assegnista scad. 6/2017, 1 assegnista scad. 7/2017, 1 assegno di 1 anno bandito Torino: 1 contrattista scad. 12/2017, 1 dottorando scad. 10/2019