Angelo Scribano, 18 Settembre 2008 - Gr. 1 - Pisa Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC TOTEM Status Report Angelo Scribano, 18 Settembre 2008 - Gr. 1 - Pisa

TOTEM @ IP5 RP (sensori hor. +220 m) T1 (1/4) CMS T2 (1/4)

Installazione semitelescopio T1 Era prevista la possibilità di installare il primo semitelescopio in una finestra a fine Agosto subito prima della chiusura I tempi ristretti alla fine, con pesanti interferenze tra le operazioni sui diversi sistemi nella zona in avanti, hanno indotto CMS a rimandare l’installazione di T1 alla prossima finestra sufficientemente ampia

RP Status

The TOTEM Roman Pots IP5

The TOTEM Roman Pots IP5

The TOTEM Roman Pots V H

The TOTEM Roman Pots Status n. 4 stazioni 4 installate V H n. 8 gruppi sensori H 2 installati n. 16 gruppi sensori V 4 pronti Ibridi (240) 1/2 pronti Elettronica pronta/installata

T1 Status

Produzione CSC Per completare la produzione a PNPI mancano 12 pannelli (a sostituire altrettanti con problemi di planarità) dopo lunghi ritardi dovuti ad approvvigionamento materiali, la produzione è finalmente partita: consegna prevista entro Ottobre; intanto verranno a breve spedite al CERN le 11 camere pronte a PNPI Le CSC attualmente al CERN sono sufficienti ad equipaggiare mezzo braccio di T1 (uno intero usando una camera di pre- produzione)

Produzione elettronica di lettura Ibridi VFAT: consegnati ~115 VFAT + PCB: incollaggio al CERN, bonding a Genova; test a Genova ⇒ 85 OK; mancano ancora i VFAT per il trigger (2/ROC) Schede di front-end anodi (AFEC) (10 tipi, 1 per CSC): prodotte: 25 (tutti i tipi); Schede di front-end catodi (CFEC) (1 tipo, 2-3 per CSC): prodotte: 45 (~1/3 del totale); Schede “concentratrici” (ROC) (1 per 1-2 CSC): prodotte: 12 (1/3 del totale) Produzione delle schede restanti in poche settimane dal prossimo avvio

Area di test/montaggio Area di test e montaggio allestita al bldg. 188 al CERN: area di stoccaggio: sistema gas con mix nominale; alimentazioni HV e LV come in IP5; 1 sistema di acquisizione dati “stile IP5”; telescopio per raggi cosmici; struttura di supporto per 1 semitelescopio

Supporti e servizi in IP5 Una struttura di supporto per l’installazione testata e pronta in IP5 richiesta di modifica procedura di inserzione da CMS: nuova procedura in fase di progetto; per la prima installazione ⇒ vecchia procedura attrezzatura in IP5 (traliccio) danneggiata più volte (recuperata) Crate gas e LV installati Cavi: canali nello schermo di polietilene modificati; spezzoni HV, LV, DCS pronti (per 1 semitelescopio), tenendo conto di nuovo patch-panel aggiuntivo richiesto da CMS: non ancora installati (resp. CERN) Tubi gas e raffreddamento: non ancora installati nell’ultimo tratto (resp. CERN);

Montaggio semitelescopio (1) Montaggio completo effettuato al bldg. 188 linee gas AFEC ROC CFEC linee raffreddamento

Montaggio semitelescopio (2) Il montaggio include tutti i cablaggi e i tubi “interni” piccoli interventi di modifica necessari, nessun grosso problema incontrato I test con i raggi cosmici proseguiranno al momento il front-end basato sul VFAT dà ancora problemi sul livello di rumore; livelli accettabili erano stati osservati sui test su fascio: l’obiettivo è di riprodurre almeno quella situazione Possibile proseguimento test GIF sarebbe utile per capire il limite massimo di utilizzo delle CSC

T2 Status

Installazione T2 in IP5 Vista da sopra il calorimetro HF

Piattaforma fuori dal garage: Installazione di Castor dietro T2 La piattaforma dei rivelatori forward viene elevata verso la beam pipe

T2 attorno beam pipe Pompa ionica davanti T2

4 semimoduli 1 installato 1 pronto x test 2 pronti x assemblaggio T2 Status n. 40 camere 48 pronte 4 semimoduli 1 installato 1 pronto x test 2 pronti x assemblaggio Ibridi (680) 1/2 pronti Elettronica: - Horse shoe (40) pronte/installate - 11th card (4) 1 patched installata-4 in arrivo

DAQ & Trigger Status

Set-up attuale in H8 (+ 1 nella Hall 188 e +1 nel Lab 555) Catena di readout motherboard dei rivelatori FED con OptoRx Readout PC 1 Ibridi del rivelatore: VFAT + DCU F E C D VME Crate P U Motherboard Data + clock Control PC 1 DOHM DOHM F E C VME Crate P U TTC Catena di controllo: FEC + TTC (Timing Trigger and Control) I sistemi di DAQ sono in funzione da più di un anno e hanno permesso i test finora svolti sui rivelatori Upgrade all'uso del TTC come Trigger Receiver/Distributor già in funzione Clock + trigger + comandi

Il Sistema TTC di TOTEM (Timing, Trigger, Control) E’ stato sviluppato software per il controllo della scheda che consente di: Inizializzare la comunicazione con il TTC Configurare il TTC per le specifiche esigenze di Totem Cambiare la modalità di trigger Esterna/Interna Eseguire la sequenza di scansione (in modalità Interna) Obiettivi raggiunti: Implementazione del TTC secondo le specifiche di TOTEM Test della catena di misura Controllo del TTC all’interno del framework di TOTEM Semplificazione e razionalizzazione delle procedure di test del sistema Software sviluppato a Bari

DAQ @ IP5 Integrazione e test del DAQ generale, inclusi integrazione con il DCS e controllo del trigger per preparare i run di fisica. Completamento dell'installazione dell'attrezzatura della Counting Room. Il cluster online di event-building e monitoring è pronto in Lab da trasportare in IP5 dopo ok CMS Finalizzazione del monitor e del sistema di trasferimento dei dati con Central Data Recording (CDR)

Studi di architettura e scrittura software in corso DAQ finale Studi di architettura e scrittura software in corso Il Local-DAQ finale di TOTEM è un'evoluzione di un sistema analogo di un sub-detector di CMS Evidenti vantaggi in termini di condivisione di conoscenza Minore impatto quando il DAQ di TOTEM dovrà in futuro essere usato insieme a quello di CMS Studi in corso sulla base del TrackerDAQ (Silicon Tracker) sembrano promettenti Test di performance sono in corso usando l'emulatore di TOTFED (sviluppato da Bari insieme al firmware della Totfed) Si sta in parallelo raccogliendo tutte le informazioni indispensabili (hardware e software) perchè la compatibilità con CMS sia in futuro garantita

Test del sistema di Trigger al test beam entro 30.11.08 TRIGGER Status n. 1 scheda di Trigger Globale + Mezzanine da mettere sulle Host Board (2 x RP + 2 x T1 + 2 x T2 = 6) - schematico pronto layout pronto schede in produzione firmware x FPGA in scrittura Test del sistema di Trigger al test beam entro 30.11.08

T1 Upgrade

Studio preliminare di Upgrade di TOTEM T1 con grandi GEM (TOTEM -NOTE 07-04) TOTEM progettato per misurare sTOT in run speciali a luminosita` L =1028-1030 Studio nel 2006 per un programma comune `CMS & TOTEM diffractive and forward physics’ (TDR CERN/LHCC-2006-039/G-124), per L >1031 cm-2s-1 vanno considerate le lifetime dei singoli rivelatori di TOTEM: RP sensori orizzontali ~ 1 fb-1 TOSTER project , INTAS n. 05-103-7533. T1 – CSC limitate da - single channel occupancy per L >1031 e bunch crossing < 75 ns ageing T2 - GEM Ok

CERN GDD - Studio/produzione differenti opzioni foglio GEM Studio di futuro upgrade con 5x2=10 piani/braccio a grandi GEM (2 piani back-to-back ruotati di ½ settore) con 8 settori ciascuno, 160 settori, 1024 pad / settore. Totale ~ 163K channels R&D sharing: CERN GDD - Studio/produzione differenti opzioni foglio GEM BARI - Assemblaggio/test 2 piccole GEM: una con fogli single mask, una con double mask standard GENOVA - R&D su elettronica readout analogica e digitale PISA/SIENA - Assemblaggio/test settore full-size con fogli standard double mask incollati ~ 3 m Attuale T1 con 5 piani di CSC Piano T1 con 8 settori GEM

R&D dell’upgrade del T1 con large size GEM Primi piani GEM per moduli T1, R > 1m Sviluppo seguito da Gabriele Croci, dottorando Siena.

R&D dell’upgrade del T1 con large size GEM Bari Primo test su large GEM Pad plane 25x50 cm2 - 2000 pads - GEM foil 20x25 cm2 - Pad 8 mm - resolution 200 m

Energy Dispersive X-ray analysis Primi test di foratura laser (Bari) Forma dello spot Polarizzazione Focalizzazione Lunghezza d’onda EDX Energy Dispersive X-ray analysis

R&D dell’upgrade del T1 con large size GEM Programma di lavoro 2009 Decisione finale su tecnologia foglio GEM Disegno finale settore T1 Produzione fogli/frames/readout board Produzione prototipi di elettronica Assemblaggio prototipo finale settore T1 con l’obiettivo di arrivare al Test del prototipo finale di un settore T1 a grandi GEM il 31-10-09 (milestone preventivi 2009)

2008 LHC Configurazione Totem Fisica

TOTEM – early physics Dependent on: accelerator conditions &  detector configuration 2008 LHC runs low * (2-11 m)  priority to prepare for data taking & physics in these runs

Detector configuration 2008 RP: RP220 equipaggiati con i rivelatori H in entrambi i lati + e . I rivelatori V possono essere installati a seconda dell’accessibilità nel tunnel. T2: 1/4 (installato sul lato -)

Horizontal RP220 on one side & low *:  spectrum for leading protons Measure protons with 0.02 <  < 0.18 mixture SD, DPE… background >> signal statistical extraction possible ?  acceptance

Horizontal RP220 on both sides & low *: high mass DPE  MX2 = 1 2s Rapidity Gap -ln 2 -ln 1  DPE p1 p2 X M [GeV] acceptance M = 12s ______ dDPE/dM with protons 250 < M < 2500 GeV p in RP+ & p in RP-  50 b  0.5 – 2.5 kHz @ L = (1 – 5) · 1031 cm-2s-1 (k = 156) trigger: RP220h- & RP220h+ trigger efficiency from SD trigger (RP220h+ & T2/T1) background: coincidence of single proton sources (beam related bkg, SD …) - (M)/M  2.5 – 3 % (worse in beginning) - t resolution insufficient

Vertical RP220 on both sides & low *: high t elastic scattering *=90 *=2 2E9 - 1.5E6 1E6 4E3 1.2E5 5E2 4E4 30 3E3 1 160 0.3 50 0.3pb-1 10 pb-1 dElastic/dt 1 < |t| < 20 GeV2 (* dependent) (t)  0.30|t| ( = 2 m) background: high t DPE Number of events (BSW model) 220m

2009

2009 Completamento installazione entro 31 Maggio Commissioning, calibrazioni, allineamento Presa dati con low * (2-11 m) * = 90 m ? Modello di calcolo Finalizzazione upgrade T1

End