MEG: Stato dell’esperimento Inizio presa dati con trigger meg giovedi’ 12 settembre 2008 poco dopo mezzanotte Introduzione Rivelatore di g Rivelatore di e+ Schedule e conclusioni Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa

MEG meg search at PSI: SUGRA indications LFV induced by slepton mixing Our goal Experimental limit SUSY SU(5) predictions BR (meg)  10-14  10-13 SUSY SO(10) predictions BRSO(10)  100 BRSU(5) R. Barbieri et al., Phys. Lett. B338(1994) 212 R. Barbieri et al., Nucl. Phys. B445(1995) 215 combined LEP results favour tanb>10 in the Standard Model !!

MEG: Experimental method Easy signal selection with + at rest Detector outline Stopped beam of 3 107  /sec in a 150 mm target Photon detector Liquid Xenon calorimeter for  detection (scintillation) fast: 4 / 22 / 45 ns high LY: ~ 0.8 * NaI short X0: 2.77 cm 1 MeV Cockroft-Walton for continuous calorimeter calibration Positron spectrometer Solenoid spectrometer & drift chambers for e+ momentum Scintillation counters for e+ timing e+ + g Ee = Eg = 52.8 MeV qeg = 180° CW beam line

Paul Scherrer Institute Univ. of California, Irvine The MEG collaboration Univ. of Tokyo Y. Hisamatsu, T. Iwamoto, T. Mashimo, T. Mori, Y. Morita, H. Natori, H. Nishiguchi, Y. Nishimura, W. Ootani, K. Ozone, R. Sawada, Y. Uchiyama, S. Yamashita KEK T. Haruyama, K. Kasami, A. Maki, Y. Makida, S. Mihara, A. Yamamoto, K. Yoshimura Waseda Univ. K. Deguchi, T. Doke, J. Kikuchi, S. Suzuki, K. Terasawa INFN Pisa A. Baldini, C. Bemporad, F. Cei, C. Cerri, L. Galli, G. Gallucci, M. Grassi, F. Morsani, D. Nicolò, A. Papa,, F. Raffaelli, F. Sergiampietri, G. Signorelli INFN and Univ. of Genova M. De Gerone, S. Dussoni, F. Gatti, R. Valle INFN and Univ. of Pavia G. Boca, P. W. Cattaneo, G. Cecchet, A. De Bari, R. Nardo’, M. Rossella INFN and Univ. of Roma I E. Baracchini, A. Barchiesi, G. Cavoto, G. Piredda, F. Renga, C. Voena, D. Zanello INFN and Univ. of Lecce P. Creti, G. Palama’, M. Panareo Paul Scherrer Institute J. Egger, M. Hildebrandt, P.-R. Kettle, S. Ritt, M. Schneebeli BINP Novosibirsk L. M. Barkov, A. A. Grebenuk, D. N. Grigoriev, B. I. Khazin, N. M. Ryskulov JINR Dubna A. Korenchenko, N. Kravchuk, A. Moiseenko, D. Mzavia Univ. of California, Irvine W. Molzon, M. Hebert, P. Huwe, J. Perry, V. Tumakov, F. Xiao MEG S ~40 FTEs Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa

Detector Construction Switzerland Drift Chambers Beam Line DAQ Russia LXe Tests Beam line Italy e+ counter Trigger LXe Calorimeter Japan LXe Calorimeter, Spectrometer’s magnet USA(UCI) Calibrations/Target/DC pressure system

1. xenon calorimeter and CW beam line Sorgente di neutroni che, moderati e catturati in Ni danno fotoni da 9 MeV

First engeneering run in 2007: Xe calorimeter Energy resolution 55MeV gamma First engeneering run in 2007: Xe calorimeter sup = 2.4% FWHM = 6.5% Linearity p0 data rate of g background CW Photon energy (MeV)

Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa Nuovo (rispetto al 2007) filtro di ossigeno (Sergiampietri) nella purificazione in fase liquida Durante la purificazione (fase liquida) Li (17.6 MeV g) a Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa

Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa Lo xenon non e’ ancora totalmente pulito: non sembra un problema di assorbimento di luce (misure con sorgenti alfa) Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa

Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa Estrapolazione a 53 MeV  5% FWHM senza QE !! Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa

Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa Senza purificazione in fase lquida instabilita’.. Ok con purificazione in fase gassosa Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa

Spettrometria di massa del gas Capillary flange Franco Sergiampietri Suitable to sample a small amount of gas Mass spectrometer <10-4 Pa ~0.1MPa Gxe vacuum >106 dynamic range Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa

Conclusioni sulle impurita’ dello xenon Con la purificazione in fase gassosa il livello di luce del calorimetro e’ stabile La purificazione in fase gassosa non e’ efficiente perche’ ricircola il gas nella parte alta del criostato Necessaria rigassificazione xenon per misura contaminante e purificazione Livello di luce sufficiente per l’esperimento Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa

Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa Calibrazioni del calorimetro Assorbimento dei neutroni in Ni ed emissione di fotoni da 9 MeV Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa

Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa

Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa

Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa

Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa

Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa Infine… I raggi cosmici potrebbero aumentare notevolmente il rate di singole del calorimetro nella regione del segnale Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa

Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa - Necessita’ non ancora chiara: da stabilire a breve. Chiediamo la possibilita’ di attingere eventualmente al fondo indiviso dell’anno prossimo per la costruzione del veto durante i 6 mesi di shutdown (gennaio – giugno) Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa

3. The positron spectrometer

First engeneering run in 2007: positron spectrometer Timing resolution σT = 52 ps Momentum resolution

Problema di sincronizzazione delle onde domino di chip diversi: nuova elettronica DRS (4) prevista per fine ottobre dovrebbe migliorare notevolmente questa situazione

Lettura digitale degli APD: debug completato la settimana scorsa

Pronti per la costruzione di una prototipo di schedina per la velocizzazione della lettura degli APD

LASER in funzione

Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa Camere a drift • chelium_COBRA≈ 95-96 %: normal beam rate (target: CW beam line, muon target) dc00A ok a dc00B ok a dc01A ok / trip ? dc01B ok dc02A ok dc02B ok dc03A ? dc03B ok dc04A ok / trip a dc04B ok a dc05A ok dc05B ok dc06A ok a dc06B ok a dc07A ok / trip a dc07B ok / trip a dc08A ok dc08B ok dc09A ok a dc09B ok a dc10A ? a dc10B ok a dc11A ok dc11B ok dc12A ok a dc12B ok a dc13A ok a dc13B ok a dc14A ok a dc14B ok a dc15A ok n dc15B ok n → dc01A HV: big improvement in performance after longer beam off periods → conditioning with beam → dc04A, dc07: trip this night / yesterday during day, but not yet “repeat offender” Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa

Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa Dopo la riaccensione al termine del run di p0 altri 4 piani non riescono ad arrivare alla tensione di lavoro (totale 6 semipiani) A febbraio test esterni all’esperimento  stabilita’ per alcuni giorni Il test-box non ha un controllo della purezza dei gas  gia’ ordinato per riprodurre il problema in esperimento Il condizionamento delle camere nelle condizioni di fascio finali potrebbe migliorare la stabilita’ Sono previsti cambiamenti nella composizione della miscela esterna (He/Aria) ed interna (He/Etano) delle camere Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa

Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa 4. Schedule (Aprile) Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa

Software collimator configuration Configurazioni di presa dati del p0 (fotoni da 55 MeV) sulla faccia frontale del calorimetro (3 x 8) + (1 x 4) x 4 + 4 = 44 Software collimator configuration Run di durato fino al 4 settembre

Pb collimator Pb collimator with 1cm vertical, or horizontal slits ( to increase statistics ) 8 collimators with 2x3 PMT size installed before collimator run

Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa Status attuale 10 giorni di ritardo (a luglio ) per test stabilita’ con purificazione in fase gassosa e test di stabilita’ delle camere Altre due settimane di ritardo ad agosto per aver recuperato lo xenon del sistema di purificazione  e’ stato sporcato lo xenon del criostato!! Fine della calibrazione con p0 inizio di settembre: una settimana di set-up del trigger ed inizio run meg il giorno 12 Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa

Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa

Gamma Energy Sigma = 3,5 % at 41,5 MeV Threshold up to 45 MeV and also more Confirmed by Pi0 data Trigger Efficiency PSI 10/09/2008

TC LXe Time Difference Time offset fixed to be 27 ns, RMS ~ 4 ns  ~ 100% Efficiency with DT = 20 ns time window Trigger Efficiency PSI 10/09/2008

TC Direction Reconstruction F : first bar impinched by the positron Perfect correlation, efficiency ~ 100% Trigger Efficiency PSI 10/09/2008

Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa

Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa

Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa Event size 0.4 MB  1.2 MB (compressione sperata non ottenuta) Necessari per quest’anno 50 TB (dati) + 40 TB (MC): ne abbiamo 88 Per l’anno prossimo il PSI sta attrezzandosi per avere ulteriore spazio (circa 60 TB in piu’) Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa

Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa Analisi Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa

Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa Sensibilita’ = F(efficienza camere): Con tutte funzionanti O(10-12) Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa

Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa Esempio di analisi in corso  ee sample ”0 Dalitz” Events with one photon in the Lxe and one hit in the TC Reconstruct one track SAME topology as for SIGNAL !!! Reconstruct time in Lxe and TC Correct for photon path length and positron flight length About 10k trigger in end of August runs test of calibrations and reco. algorithms Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa

Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa Te on 0 Dalitz TeTLxe TTC First preliminary test of TC calibration and LXe calibration =400 ps Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa

Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa Infine… Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa

Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa

Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa Es: PISA Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa

Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa Milestones 2008 Data Descrizione 29/02/2008 Presentazione di risultati relativi alla calibrazione assoluta del calorimetro. 50% 31/03/2008 Risultati preliminari dell'analisi dei dati del run 2007. 100% 30/04/2008 Commissioning degli algoritmi di compressione dei dati online e offline 100% 30/06/2008 Completamento del commissioning degli algoritmi di pre-selezione offline degli eventi 80% 31/07/2008 Produzione di 10**8 eventi di MC (pari a due anni di presa dati). 30/11/2008 Risultati della prima valutazione del fondo correlato (decadimenti radiativo) 31/12/2008 Primi risultati dell'analisi dei dati. Alessandro M. Baldini 15 settembre 2008 Pisa