Atlas Stato e Prospettive Giugno 2009

A Toroidal LHC ApparatuS Milano ha contribuito Toroidi (grigio) Calorimetro Eletr. Pixel e Griglia

Atlas Milano Personale 20 ricercatori per un equiv. di 19 FTE (=0.88 impegno %) di cui 4 Dottorandi 2 Assegnisti 1 Laureando + xx triennali 5 tecnologi Impegni Calorimetro Elettromagnetico : DT, DCS HV, calibrazione , performance Pixel e ID : DT, SW offline, Risk Analysis gruppi di performance : Etmiss, E/gamma, tau, ID tracking gruppi di fisica : Standard Model, top, Higgs, SUSY

LHC Cool down and hardware commissioning status of the LHC can be followed on the WEB: http://hcc.web.cern.ch/hcc/

Strategy for 2009 and 2010 Primi fasci ad Ottobre, prime collisioni a Novembre, Ldt=200pb-1

Programma 2009-10 40 days of physics running end of the year at s = 6-8 TeV Peak lumi: 51031 cm-2s-1 (with 156 bunches in ring 1.8 interaction per bunch crossing!) Efficiency of LHC running: 10% Expected lumi from LHC: Ldt=20pb-1 Includes commissioning runs e.g. runs with min bias, L1 pass-through runs, runs for dedicated studies etc. This implies At least a million minimum bias events 50,000 W’s in e,  or  channel 5,000 Z’s in e,  or  channel > 2,000 low mass Drell-Yan lepton pairs 20,000,000 triggered jet (+ millions more as background) O(106) direct photons with pT > 20 GeV Campioni importanti per capire il rivelatore e le sue prestazioni e per le prime misure di fisica Standard Model Per il 2010 si attendono 10 mesi run e Ldt 200pb-1 , circa 10 X

Single beam data Few days starting on September 10th. Limited statistics but complementary information to cosmic rays: mainly relevant for calorimetry verification of timing and response uniformity

Single beam data Few days starting on September 10th. Limited statistics but complementary information to cosmic rays: mainly relevant for calorimetry verification of timing and response uniformity Energy deposition in LAr (modulated by shielding)

Fall-2008 cosmic rays data Most significant cosmic rays run period September 13th- October 26th: detector was ready for LHC startup in September 10th including the whole ID: Si stopped by cooling accident on May 1st repaired in July tuning and calibration runs in August. 216 million events on tape: Different magnetic field configurations Alignment ID performance Combined reconstruction Toroid on Solenoid on Toroid+Solenoid on

Additional ID Combined run commissioning of L2 track trigger ID run Additional ID Combined run November 26th-December 1st no magnetic field (4 statistics) Track trigger at L2 Solenoid off Solenoid on TRT tracks 4940k 2670k SCT tracks 1150k 880k Pixel tracks 230k 190k

Cosmics ray properties N.B.: blue and red are two different tracking algorithms

Cosmics ray properties N.B.: blue and red are two different tracking algorithms

Cosmics ray properties N.B.: blue and red are two different tracking algorithms

Single beam calibrations: timing Beam halo particles cross different detector elements. Correction for Time Of Flight, Electronic response Offset between different partitions can be measured and corrected. Synchronization <2 ns LArCalorimeter TileCalorimeter ATLAS preliminary TOF correction

Inner detector status Pixel detector SCT TRT 98.5% of detector operational during cosmics run: 98% of barrel 85% of disks SCT 99% of barrel operational 97% of endcap operational Difference between Si barrel and Si endcaps maily due to leaky cooling loops cooling system operated continuously from August till end of December run Measured intrinsic detector efficiency >99.5% TRT 98% of channels operational 2% dead from assembly and installation

Lorentz angle determination Drift in silicon is affected by EB effect Charge is (de)focused along the Lorentz angle direction: Point displacement: thicknesstan(L)/2  30 m for pixels  10 m for SCT measurement using cluster size vs. incidence angle : Pixel Barrel

Inner detector alignment Put together all ID subsystems by minimizing residuals Different strategies tested: global 2 (6N6N matrix) local 2 (N 66 matrices) robust (specific residuals distribution) Limited statistic/not uniform coverage: N cannot be all Si objects limit to macro structures layers, half shells, staves... perfect alignment =16 m after alignment =24 m p>2 GeV perfect alignment =24 m after alignment =30 m p>2 GeV

Track parameter resolution Precision on determination of track parameters can be obtained: splitting the track in two segments compare extrapolation at the interaction point of the segments. Resolution already acceptable for LHC startup! perfect alignment =32 m p>2 GeV after alignment =49 m perfect alignment =4 TeV-1 after alignment =5 TeV-1  p/p=5% at 100 GeV p>2 GeV

Cosmici 2008 e prospettive 2009

Attivita’ sui rivelatori 2009-2010 L’inizio del data taking spostera’ l’accento sul funzionamento del rivelatore e sulle prime analisi. E’ richiesto un pesante impegno nei turni pari a circa 2 persone sempre in turno (222 turni centrali per il 2009 = 32 periodi di turni (10gg)) LAR: DCS HV running e maintenance (Tartarelli,Grassi,Carminati,Mazzanti) Calibrazione elettromagnetica (Banfi, Carminati, Mandelli) Pixel: SW offline (Andreazza, Lari, Montesano, Dell’Asta) Regulator Station maintenance (Servizio elettronica, Citterio,CM), circa 1 mu ID Cooling e Risk Analysis : Giugni

High Voltage Persone coinvolte: Attivita’: A medio termine: L. Carminati V. Grassi M. Mazzanti F. Tartarelli Attivita’: DCS per il sistema HV di tutto il calorimetro a Liquid Argon di ATLAS A medio termine: Ultimare funzionalita’ mancanti Individuare e spostare alcune funzionalita’ dai programmi che runnano sui PC dell’HV ai panneli disponibili agli shifters nella CR Almeno per buona parte del 2010 bisognera’ verificare l’impatto del regime di presa dati di collider sul sistema HV e intervenire prontamente con necessarie modifiche se necessario. A medio e lungo termine: Bisognera’ garantire la manutenzione del software: compatibilita’ con upgrade di PVSS, con upgrade software ATLAS DCS e inserire eventuali nuove funzionalita’

High Voltage Preparare documentazione e organizzare training per Lar experts Bisognera’ garantire comunque (e maggiormente da fine 2009/inizio presa dati con fasci a tutto il 2010) la nostra partecipazione a expert shift (in CR, on call) di tipo Lar (HV) expert ATLAS DCS In sede abbiamo un set-up (hardware+software) simile a quello del CERN per test e nuovi sviluppi.

Elettronica Persone coinvolte: Attivita’: M. Citterio Supporto personale tecnico Attivita’: test nuova produzione pre-amps La collaborazione Lar ha deciso di effettuare una nuova produzione degli attuali pre-amps: Produzione originaria 46000 ibridi (~50% Milano): un conteggio spares ha mostrato bassi numeri di spares (soprattutto di alcuni tipi) rispetto alle scelta originale (6% di spares) Nuova produzione di ~2000 ibridi (inclusa la sostituzione di ibridi, dal comportamento instabile, che potrebbero essersi danneggiati durante il washing di una serie di FEBs) a fine anno Produzione seguita da BNL (e pagata sui MOF B). Milano fara’ i test in casa degli ibridi prodotti (escluso burn-in, ancora in discussione). 2-3 mu di un tecnico Servizio Elettronica nel 2010 Nel corso dello shutdown del 2010 e’ prevista la sostituzione di tutti i Lar LVPS: Se dovesse essere necessario fare qualche modifica ai servizi Endcap (progettati e installati da Milano), si richiedebbe l’utilizzazione di personale tecnico (1 mu)

Pixel Software Il gruppo di Milano ha una notevole conoscenza sul funzionamento del rivelatore Responsabilità sul trasferimento di conoscenza nel software di simulazione e di ricostruzione. lavoro quasi concluso, ma manca il confronto finale con le collisioni (ottimi risultati con I cosmici) A lungo termine mantenere la responsabilità su: utilizzo dei pixel nel tracciamento calibrazione (e monitoraggio) delle prestazioni del rivelatore effetto del danneggiamento da radiazione e pile-up Persone coinvolte: A. A.: coordinamento generale del software (anche attività non milanesi) T. Lari: software di ricostruzione S. Montesano (dottorando, 3 anno): calibrazione off-line e monitoraggio delle performance L. Dell’Asta (dottoranda,2 anno): simulazione del rivelatore

Attivita’ Computing 2009-2010 Attuale installazione tier2 Previsione di crescita Personale Richieste alla sezione ?

Risorse hw Tier2 Milano Attualmente disponibili CPU 298 core in 104 Box (WN) per circa 450 kSI2k (1800 HepSpec) 56 box e circa 100 kSI2k vecchie macchine CNAF Disco 202 TB netti ( circa 250 raw) Proposta richieste 2009 aggiuntive (in discussione) CPU 1330 HepSpec ( circa 20 box e 160 core se si acquistassero macchine simili a dic.08) 40 kEuro Disco 78 TB raw (63 kEuro)

Previsioni risorse hw 2009-11 Molto incerto, dipende da come parte LHC, riporto qui i P2P (plan to pledge) di Dosselli per Tier2 ATLAS INFN di fine 2008 (prudente) Milano e’ tipicamente 30% del totale Nel 2011 quasi 3* CPU attuale a Milano e disco 2*

Persone di Milano e sinergie con ATLAS e Tier2 Stabilizzabili non più funded da progetti Grid EU S. Resconi 100% ATLAS e Tier2 Stabilizzata! D. Rebatto ATLAS 70% e 30% UF JRA1 EGEE3 (blah) L. Vaccarossa Tier2 (ATLAS) 70% e 30% UF SA1 EGEE3 M. Mezzadri JRA1 EGEE e Serv.Calcolo Assunzione prevista Unfunded non precari 50% F. Prelz JRA1-INFN 50% L. Perini (diviso fra NA4 EGEE3 ed EGI WP3 Leader) Funded da progetti GRID E. Molinari 100% SA3 EGEE3 M. Pistolese 100% EGI (training in Grid come supporto Tier2)

Attivita’ Analisi 2009-2010 Il gruppo ATLAS sara’ attivamente impegnato nelle attivita’ di analisi. Inizialmente ci si concentrera’ -riconoscimento di elettroni e fotoni -studio della energia trasversa mancante -miglioramento risoluzione di traccia Questo permettera’ le prime misure di - Z,W e Top, che saranno prodotti in abbondanza e che permettono di calibrare il rivelatore. Nel seguito e al crescere della statistica e della comprensione del rivelatore -misure di ricerca di SUSY e Higgs

Calibrazione EM Persone coinvolte: D. Banfi L. Carminati L. Mandelli Attivita’: Sviluppo di un metodo per calibrare e/g partendo dalle energie depositate nei compartimenti del calorimetro E’ in fase di discussione se simulare nuovi eventi di particella singola con materiale davanti addizionale (da ~10 a 50% X0) per determinarne l’effetto sulla determinazionale dell’energia: Di conseguenza decidere i criteri per un cambiamento della simulazione Luciano editor nota interna (poi nota esterna) su performance ricostruzione energia all’inizio presa dati (CalibHits+Long weights): Con dettagli tecnici sugli ultimi sviluppi (calibrazione conversioni)

A medio termine, con i primi dati, ci sara’ un grosso lavoro di comprensione del materiale tramite controllo dati/MC di osservabili sensibili al materiale che portera’ a dovere tunare la simulazione del rivelatore: Riprocessamento delle nuove simulazione, determinazione dei nuovi coefficienti di calibrazione, inserimento dei coefficienti in Athena Difficile prevedere l’impegno ma in una fase iniziale sara’ sicuramente elevato. Col tempo la comprensione del materiale del rivelatore sara’ migliore e la simulazione piu’ stabile.

Prompt g/gg/H→gg Persone coinvolte Attivita’: D. Banfi L. Carminati G. Costa M. Fanti L. Mandelli F. Tartarelli Attivita’: Studio di performance di ricostruzione di fotoni e di canali di fisica con fotoni nello stato finale Leonardo e’ attualmente convenor del gruppo “prompt g” dello “Standard Model group” di ATLAS Responsabili dello sviluppo e manutenzione del software di analisi (pacchetto HiggsAnalysisUtils in Athena) della fisica dei g e H→, usato nella comunita` Atlas

gg/H→gg Con i primi dati gli obiettivi sono Confronto dati/MC osservabili di candidati fotoni Determinazione della purezza del campione di fotoni misura della sezione d’urto di produzione inclusiva di fotone singolo Validazione dei MC (JETPHOX, PYTHIA,..) Prime misure sullo spettro inclusivo gg Negli anni seguenti, con l’aumento della luminosita’ integrata: Studio dello spettro gg Ricerca del bosone di Higgs nel canale H→gg

ETmiss, t Persone coinvolte Attivita’: D. Cavalli C. Pizio S. Resconi Attivita’: Studio di ricostruzione di t e ETmiss e relativa calibrazione Studio di algoritmi di ricostruzione e calibrazione di ETmiss Commissioning di EtMiss con i primissimi dati: prima comprensione/correzione degli effetti del detector su EtMiss (canali morti/hot, soppressione cosmici, etc.. ) subito dopo commissioning del calcolo e calibrazione di EtMiss nei vari "steps", dal calcolo piu' semplice fino a quello piu' refined, con eventi minimum bias, jets e poi Z/W Silvia e' attualmente co-convenor della "Jet/EtMiss Data Preparation task force".

Z→tt Con i primi dati studio del canale Z  : validation of SW for Tau and EtMiss reconstruction select a high purity sample determine the absolute energy scale of Tau (from reco visible mass) and EtMiss (from reco invariant mass) determination of t-jet efficiency from data s(Z   ) measurement  overall consistency/universality prepare the analysis Prepare the analysis for Higgs decaying to 2 taus: A/H  

Top Persone coinvolte La produzione ttbar e’ il principale canale di fondo alle ricerche di SUSY, di interesse per noi e sono quindi da studiare preliminarmente Studi per la s ttbar nel canale dileptonico e semileptonico

TOP ● Per la misura della sezione d’urto ttbar nel canale semileptonico, si sta studiando la produzione di W+jet che ne e’ un fondo. Lo studio e’ fatto tramite il confronto delle distribuzioni W+jet e Z+jet

Top e SUSY

Ricerche Super Simmetria

Richieste finanziarie 27 FTE

Jet-rejection vs Tau-Id Attivita’ su EtMiss e Tau Milano sviluppa e mantiene il MissingET package in ATLAS Migliorie degli algoritmi per garantire: Flessibilita’ nella ricostruzione e calibrazione robustezza con i primi dati Ottima Performance su diversi canali di fisica Soppressione delle sorgenti di Fake EtMiss Risultati documentati nella EtMiss CSC Note Resconi e’ co-convenor della “ Jet/ETMiss Data Preparation task force” Intensa attivita’ nel gruppo di ricostruzione e identificazione dei Tau garantire l’affidibilita’ degli algoritmi di ricostruzione e calibrazione gia’ coi primissimi dati individuare le grandezze usate per l’identificazione dei Tau che saranno ben misurate fin dall’inizio EtMiss Resolution Jet-rejection vs Tau-Id

Attivita’ su EtMiss e Tau (2) Studio di canali noti di Standard Model (minimum bias, jets, W, Z, ttbar) nei primi dati per: capire il rivelatore (in particolare gli effetti strumentali su EtMiss!) validare il software per la ricostruzione e calibrazione di EtMiss e per la ricostruzione ed identificazione dei Tau determinare le scale di energia Studio di Z    lepton-hadron nei primi 100pb-1 selezionare un campione ad alta purezza da cui: determinare la scala assoluta di energia di Tau and EtMiss  Tau e EtMiss CSC Note controllare la risoluzione di EtMiss studiare l’efficienza di Tau-Id dai dati (tag and probe method) misurare la s(Z   )  universalita’ Z ll Z  tt In 100pb-1 expect ~ 7000 Z   lep-had with pTe or pTm> 15GeV (250 after cuts to suppress backgrounds) D. Cavalli

Higss  gg Invariant mass reconstruction: results Misal1 results with a ‘standard’ (-2 ; +3) fit Mass bin as usual is defined as 1.4 