NA62 relazione dei referee Wander Baldini, Luciano Bosisio, Paolo Camarri, Stefania Spagnolo, Vincenzo Vagnoni CSN1 - Settembre 2016

Long-term plan Due anni di presa dati per osservare ~80 eventi di K+ → π+νν con accettanza O(∼ 10%) e contaminazione da background di circa 10 % I referees si congratulano per l’ottimo lavoro svolto

Situazione anagrafica NA62 INFN 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 49.6 43.6 42.1 46.2 50.8 49.2 45 anagrafica in leggero calo Incluso FIRB LAMANNA

Rivelatori NA62 + TDAQ

Run 2016 - INFN )PC-bas Resonsabilità condivise: Oltre naturalmente a esperti on-call per: LAV/SAV, CHANTI, RICH, CHOD(s)

Run 2016 Dal 25 Aprile al 15 Novembre Problemi intensità SPS: parte del run a intensità 5% del valore nominale, da agosto fascio stabile a 20%, ora raggiunto il 35% Struttura temporale del fascio molto instabile con picchi che (ancora) mettono in difficoltà il readout vetati sempre i primi ms di fascio (ricorrente picco di intensità elevata) piani di implementazione di miglioramenti già preventivabili nel TDAQ in concorrenza con la presa dati (seppure a intensità limitata dal fascio stesso non dal TDAQ)

Sommario sistemi KTAG: Completo GTK: Completo (3 stazioni), buona efficienza; lettura a L1, Risolti problemi di Rumore CHANTI: Completo LAV: Completo; risolti i problemi di HV Straws: Completo, readout OK, nuovo algoritmo L1 (Pisa) non utilizzato a causa di ricorrenti disallineamenti temporali dei dati - nuovo FW in arrivo curerà il problema RICH: Completo e allineato CHOD: versione NA48 e nuovo CHOD a Tile installato e inserito in L0 LKR CALO: Completo; trigger calorimetrico a L0 parzialmente attivo MUV1/2: Completo MUV3: Completo, elettronica da migliorare IRC/SAC: Completo, readout da migliorare Readout comune: Stabile a bassa intensità Trigger L0: versione su FPGA in uso; nuovo firmware stabile, no inter-board trigger Farm online: L1 implementato (riduzione L0 x6 anziché 10-15 ) stabilità molto migliorata

GTK Tre stazioni di Si-pixel: 60x27 mm2 ; 18000 pixel per stazione; dimensioni dei pixel: 300x300 μm2; spessore: 200 μm. Obiettivo: risoluzione angolare ~16mrad; risoluzione relativa in momento <0.2%, risoluzione temporale ~200 ps/stazione; 10 chip ASIC / stazione; tecnologia 130 nm (p in n); misura della carica da time over threshold; spessore desiderato del chip 100 μm (thinning del wafer prima del bonding); un chip serve 40 x 45 pixels e su un lato si estende per 6.5 mm all'esterno del sensore per alloggiare l'elettronica periferica e permettere le connessioni elettriche tramite wire bonding

GTK Il problema di noise elevato osservato nel corso del run è risolto con sostituzione di sensori standard con n-in-p (campioni disponibili da una produzione a FBK) bordo del sensore e corrispondente area sull’asic protetti da ~5 μm di BCB (benzocyclobutene - breakdown voltage = 300 V/mm) soluzione già adottata per GTK1 e 3 (da Luglio-Agosto), GTK2 ancora vecchio rivelatore (noisy) a inizio settembre Necessario acquisto di set di 20 sensori n-in-p (costo totale atteso: kE 55, di cui 45% INFN) Richiesta post-preventivi 2017: 25 K€ SJ altre spese servizi TO

GTK Cooling plates: produzione e design non ancora finalizzato; primo campione di 10 plates, CEA-Leti, presentava spessore troppo grande (~400μm); prossima produzione con nuovo layout dovrebbe raggiungere i 210 μm (~spessore di progetto) Produzione Carrier Board Consegna completata a metà settembre DAQ: local readout effettuato da 6 PC (2 per stazione); trasferimento alla farm in presenza di trigger L1 - acquisizione stabile Risoluzione temporale stimata ~200ps e efficienza elevata

RICH

RICH Piano dei lavori 2016 di consolidamento del RICH concluso con successo (shutdown SPS 2015-2016): sostituzione di alcuni piezomotor difettosi sostituzione degli specchi semi- esagonali (disallineati e danneggiati) a ridosso della beam-pipe allineamento specchi con laser dopo il montaggio con tracce e correzione mediante i piezometors usando i dati

RICH disallineamento specchi residuo < 1mm risoluzione temporale misurata ~70ps (come da specifiche) - determina il t0 del L0 contaminazione di μ del 0.8% per efficienza di identificazione dei π pari a 90% (migliorata grazie ad allineamento) refill del vessel con Neon necessario per compensare piccola perdita all’innesto della beam-pipe utilizzato a L0 limitazioni di rate da accesso ai dati non ottimale superate grazie a miglioramenti generali del FW di L0

LAV 12 stazioni LAV installate lungo i 120 metri della regione di decadimento Copertura angolare 7- 50 mrad Inefficienza < 10-4 da poche centinaia di MeV a 35 GeV Costruito in 6 anni di lavoro riutilizzando i blocchi di vetro al piombo del calorimetro di OPAL per un totale di 2500 cristalli

LAV Problemi di scariche di HV osservati nel 2015 in tutte le 11 stazioni nel vuoto - risolto sostituzione flange di HV finanziata a fine 2015 ed effettuata a inizio anno al momento nessun canale di HV morto e 2 rumorosi Misura di efficienza del sistema LAV effettuata con un campione di K+ ➛π+π0 inefficienza totale 0.18% (preliminare) di cui 1/6 (secondo MC) deriva da inefficienza del rivelatore (entro specifiche) Sistema di calibrazione basato su LED driver implementato su board 9U VME in crate Wiener (FEE) 32 canali/board - output su 2xDB37 connettori pulse height regolabile tra 0-20V con precisione data da 14 bit finanziato a fine 2015 85 boards pronte e testate, non installate per mancanza di tempo finora (priorità al problema di HV) installazione di 1 board/stazione e test nel sistema entro fine anno

CHANTI - reminder K π Tracker (GTK) Sei anelli di guardia come veto per le interazioni anelastiche del K sul GTK Barre di scintillatore accoppiate con fibre WLS veloci e lettura a SiPM per formare 6 piani di lettura xy Efficienza e risoluzione temporale le principali figure di merito del rivelatore

Stato CHANTI Il CHANTI è up & running fin dal 2014 e funziona secondo le specifiche di progetto. Non si sono presentati problemi hardware insormontabili finora. (1 dead channel/288) Le correnti di buio sono aumentate, ma per il momento questo non inficia le performances del detector. Da monitorare attentamente nel corso del run e nel 2017. I rate medi sono in linea con le attese e dovrebbero essere <1 MHz per canale a piena intensità. Il fake veto è sotto controllo (<1%). Possibilità di utilizzare il detector non solo come veto, ma anche per selezionare campioni di controllo di anelastico del K in fase di studio. Pubblicato un articolo sul CHANTI su JINST a Gennaio 2016 con descrizione del detector e sue prime performance misurate.

CHOD

STATO CHOD Nuovo CHOD: istallato e funzionante da inizio run 2016 Sistema HV NA48-CHOD: sistema ormai obsoleto e non piu’ supportato, si rende necessaria una sostituzione Chieste offerte a CAEN per acquisto di un nuovo sistema HV: 32kE

TDAQ Molte attivita’ in corso atte a migliorare la stabilita’ e le prestazioni Stabile a 35% intensita’ nominale Situazione critica per spare TELL62, tentativo di riparazione 10 schede, costruzione 5 spare addizionali? L0: completare l’implementazione Trigger Calorimetrico L1/L2 Fattore di reiezione da migliorare di un fattore ~2: Algoritmi “multiple detector” da implementare (L2) Test parassitico Trigger GPU Criticita’: Estrapolazione performances a intensita’ piu’ elevata, si suggerisce di effettuare quest’anno un test a intensita’ equivalente per capire le problematiche 0 Schede TELL62 spare

Trigger su GPU (FIRB-Lamanna) Le performance del sistema GPU sono state misurate nel run 2015 Le principali limitazioni al massimo rate totale sostenibile da un sistema di ricostruzione online di un numero arbitrario di cerchi con una singola GPU, vengono da: Merging software (su GPU) di sorgenti differenti (differenti TEL62 per fare un evento) Contributo alla latenza dovuto alla trasmissione dei dati Con questo setup, con singola GPU, il limite massimo raggiungibile è intorno a circa 5 MHz Nella versione 2016, sotto test ora, il merger è stato spostato nell’FPGA e si sta usando NaNet-10 basata su link a 10 Gb/s e latenza ridotta. Risultati attesi in un paio di settimane, saranno presentati a CHEP. In studio la possibile integrazione a L0 (utile per contribuire a compensare la mancanza del fattore 2 del trigger principale e/o per definire condizioni di trigger per singolo elettrone o coppie di elettroni) o a L2 con lettura a L1 come il LKr (per migliorare il rigetto del livello software senza richiedere alla farm ulteriore impegno di calcolo)

Online farm - Router Nuova proposta da CERN-IT 4 moduli Brocade ICX 7750 [contratto CERN] (4 x 48 x 10 Gb/s user ports) interconnessi da 32 x 40 Gb/s ports Router attuale: HP8212 con 96 x 10 GbE ports 61 per i data dai rivelatori -> 96 33 per PC farm/mergers -> 96 1 per connessione GPN + 1 per router ausiliario servizi 1 Gb in area sperimentale Nessuna porta disponibile (per altri link da rivelatori o PC/merger addizionali) Il numero di merger è la limitazione attuale della farm costo previsto 60kCHF 18 K€ SJ (decisione NA62 entro 2016) su altre spese servizi ( per contributo INFN a possibile acquisto nuovo router farm online) Richiesta 2017 non nei preventivi

Milestones 2016 RICH: Manutenzione Straordinaria Sistema Specchi 100% RICH: Allineamento Specchi 100% LAV: Installazione e test sistema calibrazione 50% TDAQ: Readout dei dati del trigger del calorimetro 30% RICH: Caratterizzazione Separazione pione-muone 100% Fisica: Assessment di single event sensitivity si aspetta fine run

Stato missioni 2016 Simil-fellow Sezione Miss. Sett. 2016 / Assegnati Storno Ferrara 0.6 / 45 18 Firenze 0.4 / 38 3 Frascati 6.8 / 87.5 Napoli 18.6 / 57 - Perugia 10.5 / 87 20 Pisa 7.7 / 64.5 Roma 1 0.0 / 16 2 Roma 2 10.8 / 31 Torino 34 / 87 Simil-fellow Il restante contributo NA62 per il simil-fellow 2016, bandito e assegnato a Luglio 2016, (26.1 KE) è prelevabile ora da missioni Pisa 2016. Proposta di nuovo simil-fellow per Gennaio 2017 “High-sensitivity searches for possible New Physics particles from the first NA62 data” Contributo NA62 da definire

Dettaglio richieste Run 2017: stima attuale 25 settimane + 2 settimane setting-up Nei preventivi 2017 PI Apparati 25.5 K Costruzione 5 schede LAV front-end per NA48-CHOD e spares (gestione PG e LNF) 11 K s.j. Possibile costruzione 5 schede TEL62 spare Altre sp. ser. 148 K Contributo MOF (32% x 500 KCHF) 73 K Saldo exceptional contribution FE Invent. 6 K Aggiornamento di 2 dei 4 PC di acquisizione GTK LNF Consumo 10 K 88 cavi coassiali sistema calibrazione PG 32 K Sistema HV CAEN per NA48-CHOD TO 52 K GTK consumables & bump-bonding of 30 full modules (INFN:45%) Possibili spese addizionali (non nei preventivi) 18 K Contributo a nuovo router farm online 25 K Contributo a extra-costo sensori GTK n in p

Criteri per la proposta di assegnazione 2017 MI (metabolismo): 1 k€ / FTE ME (metabolismo): 4 k€ / FTE CON (metabolismo): 1.5 k€ / FTE CON aggiuntivi per casi specifici e motivati Missioni per installazioni e preparazione run Missioni per responsabilità detector e esperti on-call durante il run Missioni per turni di presa dati 25 settimane di run proposta assegnazioni effettuata considerando 40% frazione di turni INFN come nel 2015 qualche riduzione rispetto a richieste in considerazione di overhead tra sezioni con responsabilità su stesso detector o overlap di turni di presa dati e on-call simili a quelli utilizzati per il 2016

Proposta assegnazioni 2017

Sommario proposta referee 2017 Come in passato, la proposta dei referee non comprende 73 kE di contributo eccezionale MOF 122kE richiesti dalla coll. (FRC) a partire dal 2014 (per coprire spese generali extra degli anni 2014/2015) solo 61kE finanziati nel bilancio 2015 con invito a rinegoziare (per esempio) la destinazione della frazione del MOF relativa al computing; richiesta del residuo reiterata con aumento per cambio variato 61kE -> 73kE Vari avanzi sul bilancio 2016, utilizzabili per MOF2017 e/o anticipo di alcune spese previste per il 2017 che si propone di finanziare

Spese 2017 finanziate e Anticipabili al 2016 PG APPARATI : Sistema HV CHOD (32KE + 1K trasporti) LNF CONSUMO: Cavi per LAV (10KE), tramite CERN TO CONSUMO: Contributo INFN a consumables GTK (52KE) tramite CERN FE INVENTARIABILE: PC readout GTK Ferrara (4KE proposti) da acquistare tramite CERN probabilmente anche PI APPARATI 25.5kE per le schede CHOD & spare LAV (in fase di verifica)

Avanzi 2016 20 KEUR da Costruzione Apparati ROMA2 a Altri Servizi PI - 3 KEUR da Consumo PISA a Altri Servizi PI - 3 KEUR da Licenze PISA a Altri Servizi PI - 2 KEUR da Trasporti PISA a Altri Servizi PI - 74 KEUR da Costruzione Apparati PISA per: i referee sono favorevoli allo spostamento al 2017 di questo finanziamento core previsto da MoU e gia' concesso, visti i ritardi del TDAQ; tuttavia propongono che eventuali spese relative alla scelta del nuovo router della farm online siano affrontate attingendo a questa risorsa. I referee sono favorevoli all’utilizzo per anticipo MOF2017 (Altri Servizi PI 2016) o analogamente all’utilizzo per acquisti nel 2016 di - Sistema HV CHOD 32KE Cavi per LAV (10K) Contributo INFN a consumables GTK (52KE) Schede FE CHOD & LAV spare (la scelta dipende dalla effettiva capacità di spesa entro il 2016)

Milestones 2017 da definire