Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi1 TOTEM misura di sezione d’urto a LHC Stato dell’esperimento Bari, Brunel, CERN, Genoa, Helsinki, Prague. /

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi2 CMS/TOTEM Layout Telescope 2 5.3<η<6.6 Telescopio 1 3.2<η<4.7 Vacuum Chamber CMS End Cap

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi3 è Il TDR e’ stato presentato a gennaio è E’ stato scritto (giugno 2004) un addendum è definisce il rivelatore T2 è fornisce una nuova stima dei costi di TOTEM (verificata da CORE: Tot 7.5 MCHF con 20% contingency e 0.75MCHF computing). Ricordiamo le responsabilita’ Italiane:  Genova costruzione dei rivelatori del supporto e dell’elettronica di T1 (con l’esclusione delle infrastrutture necessarie per l’installazione in CMS)  Bari trigger e DAQ con integrazione nel sistema di CMS

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi4 LHCC Recommendation (30/6)  The LHCC is convinced that the TOTEM experiment as described in the Technical Design Report and in the Addendum to the Technical Design Report can lead to a successful measurement of the total cross-section and of elastic proton scattering. Accordingly, the LHCC recommends approval of the TOTEM Technical Design Report. Recommendation for approval also pertains to all the physics which could be done with the proposed TOTEM detectors. The LHCC considers the schedule given in the Technical Design Report and the list of milestones in the ancillary document to be reasonable. They will be used by the Committee to measure and regulate the future progress of the project. Accordingly, the LHCC recommends approval of the TOTEM Technical Design Report. Recommendation for approval also pertains to all the physics which could be done with the proposed TOTEM detectors. The LHCC considers the schedule given in the Technical Design Report and the list of milestones in the ancillary document to be reasonable. They will be used by the Committee to measure and regulate the future progress of the project. ENDORSED by RESEARCH BOARD at Mid JULY Meeting

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi5 Relazioni con CMS LHCC: …The Committee also noted that operating the TOTEM detector as a sub-detector of CMS raised the possibility to study hard diffraction. This will have to be evaluated further by the two Collaborations… A marzo CMS ha presentato un EoI per la fisica dell’hard diffractive produzione di Higgs visibili nella zona in avanti – molte incertezze sulla sezione d’urto – richiede very high Luminosity Recentemente il magement di CMS ha preparato un draft di agreement per un programma diffrattivo comune CMS/TOTEM, che pero’ non e’ stato approvato dal CMS Steering committee di fine giugno. Dopo un meeting tra Jos Engelen (RDG), Mario Calvetti (Chairman of LHCC) e il management di CMS e TOTEM Jos ha concluso che l’argomento necessita di maggior discussione e che nel frattempo era necessario dare corso all’approvazione di TOTEM come definito nel documento approvato da RB e LHCC.

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi6 Novita’ verso un MoU In verita’ poche…. ma  Jos Engelen (su sollecitazione di Umberto) ha convocato un meeting Pre-MoU tra le funding agencies per il 12/10.  Praga ha detto che potrebbe partecipare con un contributo in-kind (costruzione meccanica di precisione, es. Roman Pots) forse fino a 400 kCHF.  Helsinki ha difficolta’ ad avere un piano finanziario su piu’ anni ma dovrebbe riuscire ad ottenere 150kCHF per anno  Brunel la richiesta a PPARC e’ discussa in un meeting in questi giorni.  US/NSF J. Whitmore partecipera’ alla riunione probabilmente senza poter dare risposte precise su una partecipazione US

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi7 MILESTONEs PER IL 2004 Data Descrizione   30/09/2004 Completamento e prova laboratorio fabbricazione CSC (subordinata a finanziamento)   31/10/2004 Prove su rivelatore (con fascio) del front end per studi di trigger   30/12/2004 Messa in opera del DAQ test bed   31/12/2004 Costruzione di un supporto T1 (subordinata a finanziamento)

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi8 Attivita’ a Genova nel 2004 Simulazione della fisica del rivelatore per il TDR e l’Addendum Preparazione laboratorio per costruzione rivelatori (Mil 1) Analisi dati prototipo “milestone 03” Preparazione elettronica per test su fascio di nov (Mil 2) Progettazione e disegno del telescopio Prove costruttive del supporto in CMS (Mil 4)

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi9 Simulazione di TOTEM  Fatta nel framework di CMS (ORCA e Geant4)  Simulazione rivelatori e camera a vuoto  E’ stata scritta una nota TOTEM per dettagliare il lavoro fatto nella scrittura del TDR. Paragona i vari generatori usati nella simulazione

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi10 Precisione della misura di  tot (  inel.~80mb,  el.~30mb)  (mb) Double arm Single arm After Extrapolation Minimum bias Single diffractive Double diffractive Double Pomeron Elastic Scattering Trigger Losses (mb ) Vertex extrapolation Acceptance simulated extrapolated detected Inelastic error t=0 extrapol. error

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi11 Preparazione laboratorio Milestone per sett.2004 Laboratorio per la costruzione di un rivelatore a settimana  A disposizione laboratorio ‘Sala Montaggi’ (~40 m 2 )  Recuperate e disponibili Saldatrice aria calda Sistema misura tensione dei fili Banchi di lavoro  Manca (finanziamento) per: Sistema per tendere i fili: possibilita’ praticabili: Identificare una macchina da affittare… modifiche da prevedere Tessere i fili al CERN e portarli a GENOVA… viaggi da prevedere Sistema automatico per depositare la colla (tavolo x-y) Il Milestone 1) raggiunto per la parte senza costo (70%)

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi12 Apparato sperimentale per i test 2003/04 Il setup riproduce i cinque piani di CSC dell'esperimento. prototipo 2002 milestone 2003  5 piani di rivelatori: 3 prototipi 2002 e piani costruiti nel 2001  Misure di risoluzione spaziale dalla lettura strisce catodiche  Misure di risoluzione temporale dei segnali dei piani anodici  4 prototipi grandi nel 2004

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi13 La CSC di TOTEM I rivelatori a CSC di TOTEM sono in grado di ricostruire il punto di passaggio della particella con tre cordinate due catodiche (u e v) ed una anodica (x). La misura di tre coordinate (su 5 piani) facilita l’eliminazione di ghosts nella ricostruzione delle tracce Dim. Max ~ 1 m x 75 cm

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi14 Guadagno

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi15 Uniformità di guadagno uniformità al punto di lavoro nella zona del rivelatori attraversata dal fascio (~5x5 cm) max

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi16 Risoluzione dei rivelatori con una risoluzione  u ~0.5 mm si ricostruisce il vertice tra due particelle a 8m con una precisione dell'ordine del mm sufficiente per determinare se l'evento e' prodotto all'interno della camera a vuoto (diametro 60 mm).  u ~0.44 mm

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi17 CSC - tests 2003  Trigger: OR dei segnali di un piano. (almeno 2 piani su 5)  La misura del tempo di arrivo del “primo piano” (della coincidenza) e’ usata per identificare il bunch crossing nei run speciali per TOTEM. Distribuzione del tempo di arrivo del primo segnale della coincidenza. Distribuzione del tempo di arrivo del segnale del singolo piano. Alla base ~100 ns Alla base ~45 ns

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi18 Preparazione test del 2004  Pronte due catene elettroniche di tipo “finale”  Catodi: Flash ADC ALTRO (da Alice) Tutto l’hardware ed il DAQ (DATE) assemblato e funzionante in laboratorio, alcune schede FEC prestate da ALICE/TPC. DAQ su PC con 64bit PCI prestato da Bari  Anodi: AFEB da CMS con scheda ALTC Schede AFEB gia’ usate l’anno scorso. Lettura tramite ALCT (Local Trigger Card di CMS) riprogrammando il firmware : il sistema funziona ultime prove in corso  DAQ globale in fase di completamento  Supporto camere ed elettronica in preparazione No outstanding problem… Il milestone 2) sara’ raggiunto Necessario sblocco s.j. e integrazione trasferte

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi19 Disegno del telescopio  Disegni esecutivi dei rivelatori (per rivelatori simili di 10 dimensioni diverse) Primo set completato gli altri in fase di completamento  Disegni del frame-supporto per i rivelatori: Dettagli del movimento, prova tecnica su una ‘centina’ Studio della disposizione delle schede di elettronica ed il cooling  Disegno del supporto-truss in CMS Sistema di fissaggio allo End Cap disegnato. E’ approvato da CMS Prova tecnica di costruzione in Sezione.

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi20 Centina per assemblare un semipiano Attacchi al supporto

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi21 Supporto del telescopio per l’end cap di CMS.  studi di prototipo per verificare la tecnologia di costruzione con risultati soddisfacenti.  Installation tests nel magnete di CMS a meta’ 2005

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi22 Milestone ‘supporto’  Il supporto da installare nel magnete deve essere provato durante il test in superficie di CMS a meta’  La prova tecnica di costruzione e’ stata utile e c’e’ gia’ quasi la meta’ del supporto.  Manca la seconda meta’ ed il tool per il sollevamento  Il milestone 4) e’ raggiunto al 50% (quando ci saranno i fondi ci vorranno circa 4 mesi a completare la costruzione)

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi23 Scala dei tempi per un rivelatore pronto a fine 2006

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi24 GENOVA - ATTIVITA’ PREVISTA  2002 prototipi e T D R  2004 pre serie  costruzione  2006 tests e calibrazioni  2007 – 2009 presa dati e analisi fine 2004 fine 2004  Disegno di tutti i rivelatori e del dettaglio del supporto.  Inizio produzione di rivelatori “preserie” 2005  Inizio produzione rivelatori (~25)  Costruzione del supporto meccanico per mezzo telescopio (per le prove in superficie di CMS 6/2005 )  Assemblaggio primo telescopio al CERN (fine 2005)  Inizio produzione elettronica di front end  prototipo di schede per trigger and DAQ

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi25 Risorse dai servizi tecnici nel 2005 La Sezione mette a disposizione di TOTEM:  Officina meccanica ~24 m.u. lavorazione piani, misure, supporto meccanico, prove in CMS  Disegno e progettazione Ing. Stefano Cuneo 25% disegnatore 8 m.u. disegnatore 8 m.u. Disegni esecutivi dei rivelatori, disegno esecutivo supporto, cooling e cabling  Elettronica Ing. Paolo Musico 20% tecnico12 m.u. disegno circuiti per i rivelatori, progettazione scheda acquisizione, produzione elettronica front-end

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi26 Risorse del gruppo di Genova TECNICI: S. Minutoli, A. Morelli, M.Negri, A. Arena  Costruzione dei rivelatori 2 tecnici di gruppo 1 tecnico dall’officina meccanica squadra da completare. Richiesta di due tecnici per due anni su fondi FAI commissione I.  Elettronica 2 tecnici di gruppo 1 tecnico dal servizio elettronica  Assemblaggio al CERN (1 mese a fine 05) 1 tecnico officina mecc. 1 elettronico fisici

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi27  Responsabilita’ : Daq Generale e Trigger interface: Infrastruttura generale DAQ + timing e interfaccia al sistema di trigger Partecipazione a tutte le fasi del progetto:   Design   Sviluppi   Implementazione   Run   Interfaccia e integrazione dell'esperimento nella sua collocazione finale Interfaccia con CMS  Costo previsto per l’apparato (2/3 del DAQ): 420 kCHF di cui (270kCHF DAQ/Und. e 150kCHF DAQ/Surface) Totem Bari

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi28  Composizione: il gruppo e’ cresciuto come aveva promesso M.G. Catanesi 70% (INFN) (Responsabile Locale) E.Radicioni 70% (INFN) M.Calicchio 60% (Prof. Associato) V.Berardi 40% (Prof. Associato)  Attività : In sede: Completamento della facility di test   Studio del timing e della distribuzione dei segnali di trigger   Sviluppo di software Al CERN: Partecipazione all’allestimento del DAQ del laboratorio TOTEM per:   Test prototipi di schede di elettronica   Sviluppi di software di acquisizione per le medesime Partecipazione al gruppo di lavoro con CMS in vista del design finale del DAQ e del trigger (white book) Interfaccia con CMS Totem Bari 2005

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi29 Attivita’ nel 2004 : Attivita’ nel 2004 : Preparazione del TDR (capitolo DAQ e trigger logic) Test beam al CERN Realizzazione di una stazione di Test a BARI : Strumento indispensabile per effettuare i test sul DAQ, valutarne le performances, apportare eventuali modifiche, valutare come e a che livello effettuare l'integrazione con CMS Il setup a cui ci riferiamo e’ quello minimo per realizzare un “FED BUILDER” cioe’ la parte di readout e la prima fase di buiding. Il secondo stadio sarà affrontato in seguito. Milestone 2004 Gli acquisti di materiale sono in corso … è importante disporre di mezzo modulo di laboratorio per poterlo assemblare

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi30 La parte del DAQ che stiamo realizzando come test-bench

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi31 Schema generale del DAQ Limite della prima fase di test-bench

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi32 Trigger and DAQ schedule

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi33 1.Fixed-target muon testbeams in X5: Test silicon detector prototypes with final shape, size and electronics (APV25 and VFAT) 2.Roman Pot tests in the SPS with coasting beam: Test Roman Pot mechanics, controls and cooling in a realistic beam environment. Study RF influence of the beam bunch structure on the silicon detectors and their electronics. Study trigger capability of the silicon detectors with the VFAT trigger chip. Beam parameters as similar as possible to LHC: 1 – 8 bunches (spaced by 23  s – 2.9  s) Up to 0.6 x protons per bunch Normalized Emittance  N  1  m rad Energy: 270 GeV Testbeam Plans for Summer / Autumn 2004 Prepare for

TOTEM Roman Pot test at the SPS - Formal approval by the Research Board at end of february. - 2 x 8 hours tests (12/10 and 19/10/2004). - Detector installation in the SPS tunnel: 29/09/2004. Location in the SPS racks RP 27.6 m beam - Underground installation in ECA and ECX5 (TS5 tunnel) - Surface installation in BHA5 (BB5 building)

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi35 Il Roman Pot installato nello SPS

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi36 RP detector

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi37 Attivita’ di Bari per il tests SPS  Questa e’ un’attivita’ nuova, impegnativa e non prevista a settembre 2003  Ha richiesto di implementare una facility di test partendo da scratch ( o se preferite da un locale vuoto) per la lettura degli APV e dei VFAT (FED prestate dal tracker di CMS)  urgente bisogno di risorse aggiuntive in missioni estere (siamo in rosso) e in piccola parte in consumi per portarla a termine

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi38

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi39 Richieste aggiuntive per il 2004  BARI 10 k€ M.E (integrazione per attivita’ test beam) 3 k€ consumi  Genova 15 k€ M.E (integrazione test beam) 15 k€ consumi (di cui 10 da s.j.) Materiale per test beam (kapton e collegamenti elettronica) e disegno rivelatori (dato all’esterno per esigenze impreviste di Sezione)

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi40 Totem Bari  Richieste per il 2005: M.E./M.I. : 33Ke meetings Attivita con DAQ/CMS Attivita’ laboratorio DAQ & Elettronica Consumo : 10 Ke circa metabolismo sede e CERN Affitto elettronica e acquisto di materiale per test in laboratorio Inventariabile : 26 Ke Completamento Stazione di test (TTC) Array dischi e 2 CPU aggiuntive Oscilloscopio da laboratorio portabile Costruzione Apparati (sj) : 60Ke 1a tranche DAQ undergroud (FEDs)

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi41 Test beam Il periodo di main user va dal 2 al 15 nov (10 gg con un MD lungo), si prevede di installare la settimana precedente  Meccanica (aggiunta/modifica supporto camere e supporto nuova elettronica) 1 tecnico off. meccanica  Installazione (gas, allineamento, installazione e cablaggio elettronica) 3 tecnici di gruppo  Run 4 Fisici e Musico (tecnologo capo)

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi42 - V.Avati et al. FIRST TEST OF COLD EDGELESS SILICON MICROSTRIP DETECTORS Nucl.Instrum.Meth.A518: , V.Avati et al. The TOTEM Experiment IV INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON LHC PHYSICS AND DETECTORS, FERMILAB, MAY EPJdirect A1, 1-11 (2003) - F.Ferro Simulation of the TOTEM inelastic detectors presentazione al Xth Blois Workshop on Elastic and Diffractive Scattering (Helsinki, June 2003) - F.Ferro p-p physics with TOTEM proceedings IFAE 2003 (Lecce, aprile 2003) - F.Ferro TOTEM: diffractive physics at the LHC proceedings IFAE 2004 (Torino, aprile 2004) da pubblicare - F.Ferro Early diffractive physics at the LHC presentazione a HERA-LHC workshop (CERN, marzo 2004) - F.Ferro TOTEM: inelastic scattering presentazione a HERA-LHC workshop (DESY, giugno 2004) - F.Ferro, A.Sobol, J.P.Guillaud Simulation of diffractive and non-diffractive processes at the LHC energy with the PYTHIA and PHOJET MC event generators TOTEM-NOTE (maggio 2004) - TOTEM contribution to the 8th International Conference on Advanced Technology and Particle Physics : Conference on Astroparticle, Particle, Space Physics, Detectors and Medical Physics Applications - ICATPP 2003 (Como, Oct 2003) - TOTEM Technical Design Report Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the Large Hadron Collider at CERN CERN-LHCC TOTEM-TDR January 2004 ISBN TOTEM Technical Design Report - Addendum Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the Large Hadron Collider at CERN CERN-LHCC-2004-xxx 15 June 2004 da pubblicare Presentazioni e pubblicazioni TOTEM 2004

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC 24 settembre 2004Riunione Commissione Nazionale I - Assisi43 FED builder :costi  La configurazione minima prevede: 3 Pcs high performance (con bus PCI 64 bit) 6,0Ke Switch di rete myrinet + 5 schede myrinet 8,5Ke Simulatore di FED (composto da 2 GIII) 1,5Ke 2 FRL 4,5Ke sistema TTC 10,0Ke Crate PCI-extender 7,0Ke Crate VME 6U/9U + PCIVME adapter 9,0Ke Monitor 1,0Ke Rack, fibre, cavi S-Link 2,0Ke  Totale 49,5Ke  Il materiale (blu) viene recuperato da Harp = 37,5Ke La comm I ha finanziato il FED builder per 25Ke (tutto tranne il TTC che puo’ essere aggiunto in seguito)