G. Martellotti - CSN1 16 Settembre LHCB  Stato dei TDR / Milestones  Ottimizzazione dell’apparato - LHCb-light - Trigger L1 Stato del RICH Stato del rivelatore MU Stato generale dell’esperimento Transizione RPC  MWPC G.Passaleva Trigger Calorimetrico U.Marconi

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre Stato dei TDR APPROVATI Magnet Calorimeters RICH Muon VErtex LOcator Outer Tracker On line DA FARE Inner Tracker (fine 2002) Trigger (fine 2002  estate 2003 ?) Computing (fine 2003) Ottimizzazione “LHCb LIGHT” (fine 2002  estate 2003 ?)  Update - Outer Ttracker - Disegno RICH1 - Stazione MU M1

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre “LHCb light” (riottimizzazione dell’apparato) 1) - ottimizzazione del tracking 2) - ottimizzazione del trigger

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre LHCb classic

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre ) - Ottimizzazione del tracking Rispetto allo studio preliminare con la configurazione del TP Stime piu` realistiche  troppo materiale per il tracking ESEMPIO : Caratteristica unica di LHCb: misura teoricamente pulita di  dalla misura dei decadimenti B  D*  D s k  e` necessaria la ricostruzione di 5 tracce cariche (  5 )

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre * Ridurre il materiale - nel VErtex LOcator, - nel RICH-1 * Ridisegnare la Beam Pipe * Ridurre il materiale e il numero di stazioni del SISTEMA DI TRACKING - ridisegnare TT1  Studiare nuovi algoritmi di track finding.  Studiare l’efficienza di rivelazione dei Kshort - Ottimizzazione del tracking:

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre ) - Ottimizzazione del trigger : Nel TP: L0 : high P t (+ pile-up veto) Calo + Muon L1 : impact parameters VELO L2 : impact parameter + P t VELO + Track Stat. L3 : full reconstruction La rate di L1 e` troppo alta : tracce a basso P simulano parametri di impatto.  Necessita` di selezionare a livello 1 tracce di alto P t con algoritmi rapidi. Eliminare la parete di schermo del Magnete e usare il campo residuo in TT1 per avere una determinazione rapida di P. Calcolo del parametro di impatto con VELO e TT1 Nuovo L1 :  REVISIONE DI TT1 E DEL RICH-1

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre VELO : modificato Magn Shield : rimosso ST1-ST3:stesso disegno di T6-T9 TT1: due opzioni sono state considerate : IT(Si) + OT(straw) oppure full Si  (la decisione e` stata presa) in studio la possibilita` di split di TT1 in due mezze stazioni. RICH1: meccanica ridisegnata M1 ? LHCb light

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre Lo spessore di una camera e` ~ 15% X 0 ma molti overlap + frame, cavi, elettronica  M1 ~ 30% X 0. Per alleggerire M1  ~ 16% di X 0 : pannelli di honeycomb invece di poliuretano riduzione gaps da 4 a 2 Da tener presente maggior costo per i pannelli di honeycomb rivelatore meno efficiente e piu’ critico con 2 gap invece di 4 M1 “light” M1 sta davanti al Preshower e ECAL, quindi ha un effetto sul trigger di elettrone e sulla rivelazione dei π 0. Anche se l’impatto del materiale di M1 ( ~30% X 0 ) non e` stato ancora ben quantificato, si e` deciso che M1 va alleggerita Per il momento si e` assunta come configurazione base - M1 con 2 sole gap

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre Un’ulteriore possibilità sotto esame e` la eliminazione di M1 !! (  studiare diversi algoritmi di trigger - maggiore granularità in M4 e M5 per ridurre la perdita di prestazioni del trigger) E` nostro interesse che la decisione su M1 sia presa il prima possibile (fine anno?). La decisione e` rilevante anche per problemi di costi e man-power (che potrebbero influenzare la decisione stessa). Il ruolo di M1 nel trigger L0 e` piu` o meno importante a seconda del livello di fondo e della bandwidth che sara` disponibile per il trigger. Con il layout e il trigger attuale l’eliminazione di M1 da` per le tre rate ( kHZ ) : Marsiglia e Roma 1 sono impegnate in questo studio

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre Stato del Software : La Simulazione degli eventi e` fatta ancora in GEANT3 ma la DIGITIZZAZIONE di tutti i detector (tranne il RICH) e` in C++ (*) Il programma di ricostruzione BRUNEL e` in C++ Il programma di analisi DA VINCI in C++ che verra` usato per i TDR del TRIGGER E LHCb-LIGHT e` in dirittura d’arrivo. Grossa produzione di eventi di TEST in Luglio-Agosto 2002 (**) E` in corso il quality check (*) Digitizzazione del rivelatore MU : A. Satta ROMA1 (**) Imponente lavoro di Bologna (vedi U. Marconi) Lo studio del TRIGGER e di LHCb-LIGHT ha richiesto e richiede un grosso lavoro di simulazione che si e` trovato in piena fase di transizione al C++. Questo ha provocato (prevedibili) ritardi Le nuove MILESTONES per i TDR del TRIGGER E LHCb-LIGHT verranno decise questa settimana a Cambridge

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre Stato attivita` INFN Rivelatore Muoni (rivelatore, elettronica FE, ECS, software) (Ca, Fe, Fi, LNF, RM1, RM2) RICH(Ge, Mi) + attivita` su ECS (Ge) Trigger calorimetro(Bo) Computing Farm(Bo) 12

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre STATO DEL RICH RICH 1 5 cm aerogel 4 m 3 C 4 F m 3 CF 4 RICH 2

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre The RICH PHOTO-DETECTORS Baseline: H ybrid P hoto D iodes ( HPD ) Backup: Multianode PM (MaPMT) Milestones for final decision (further delayed to autumn) Operation of LHCb pixel chip at 40MHz OK Operation of tube with encapsulated ALICE_LHCb chip (10MHz) Implying > 95% pixels operational Bump bonding on final ceramic OK  DEP for encapsulation Continue MaPMT readout development to maintain MaPMT as a viable backup Si pixel detector, bump bonded to a pixel readout chip encapsulated in a DEP tube

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre RICH2 Engineering Genova design PD housing da finalizzare secondo la scelta dei PD EDR in march 2002

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre RICH2 Engineering Magnetic shield Milano design disegno finale pronto per gare in attesa della scelta dei PD

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre RICH1 “ light ” : Reduction in material (X 0,, I ) crucial for tracking X 0 : 14% (TDR) 8.5% Removal of entrance window and beam-pipe flange Reduced material in spherical mirrors Reduced material in spherical mirror supports (Cherenkov radiators contribute 3.3% + 2.5%) L1 trigger requires B-field (0 < z < 2200mm) + HPD magnetic shielding requirements Vertical RICH1 design

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre In programma Test per decidere la configurazione (dimensionamento delle mattonelle) Aerogel (Mi) : le modifiche in corso su RICH-1 light non implicano cambiamenti di strategia.

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre R&D Specchi compositi per RICH1 (Mi ) prepiegatura delle lastre di plexiglass a Milano “sandwich” composto nel forno al CERN (tecnica sviluppata inizialmente a Roma/Sanita` e trasferita a Milano) Required 95% of light within diameter of 2.5mm CMA composite prototype * Ottenuti prototipi nelle specifiche ottiche * In corso test di stabilita` (in atmosfera di CF4)

ECS # Glue-Card Schema a blocchi Nell’ambito dell’attivita DAQ/ECS, GENOVA si occupa della progettazione e programmazione della scheda di interfaccia Glue-Card, tra Credit Card-PC e schede di elettronica utenti

Stato avanzamento lavoro a Genova Il lavoro previsto (entro il 2003) consiste nella realizzazione: 1.di alcune schede prototipo complete funzionanti corredate della relativa documentazione in modo da poter essere “clonate” dai gruppi “utenti” ed installate sulle relative schede. 2.di una “evaluation board” per il sistema Credit-Card-PC + Glue-Card che possa essere utile per sviluppo del software di sistema e per la diagnostica Sono state definite le specifiche in collaborazione con il gruppo CERN. Sono attualmente pronti gli schemi elettrici del prototipo e per la fine di Settembre saranno pronti i file da inviare alle ditte

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre STATO DEL RIVELATORE DI MU (Aggiornamento della presentazione di G. Carboni 25,06,02) Stato dell’elettronica Stato del Rivelatore - Stato R&D del rivelatore a GEM - Sviluppi recenti MWPC - Transizione RPC  MWPC (  G. Passaleva) Revisione dei costi

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre Il rivelatore Mu di LHCb 435m camere M1 M2 M3 M4 M5 INFN ~ 85% dell’investimento totale Sezioni Cagliari Ferrara Firenze LNF Roma I/PZ Roma II INFN ~ 85% dell’investimento totale Sezioni Cagliari Ferrara Firenze LNF Roma I/PZ Roma II All’INFN le maggiori responsabilità (Proj. Leader, Elettronica, Software)

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre LHCb Italia – ELETTRONICA del rivelatore per muoni canali di lettura Responsabilità quasi totalmente italiana: Coordinamento A. Lai – Cagliari Front-end boardsCagliari, CERN, LNF, Roma I, Roma II Circuiti integrati ASDCERN Chip DIALOG (front-end)Cagliari Alimentatori F/E basse tensioniLNF 144 Service BoardsRoma I 152 Intermediate BoardsLNF 4500 SYNC chipsCagliari 148 ODE boardsCagliari, LNF 12 DC boardsRoma I ECSRoma I Attualmente sono in fase di progettazione Tutti i prototipi delle componenti del sistema Test della catena di acquisizione completa previsto per la fine del 2002 La produzione di massa parte alla fine del 2003/inizio 2004

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre DIALOG Muon front-end scheme (inside the cavern) On detector Electronics Off detector Electronics Muon Chambers ASD (CARIOCA) DIALOG chip (DIagnostics time Adjustment and Logics) Phase adjustment Generation of Logical channels for L0 Front-end operation control 10 m cabling (LVDS) OL to counting room (L0 information and DAQ) Synchronization Phase measurement BC-Id tagging L0 pipelines L1 pipelines Zero suppression Data Format Service Boards (on crates) Controls Calibration pulses I 2 C master Low Voltage Data Concentrator (on crates)

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre Attività a Cagliari  Progetto DIALOG – chip per il front-end : Versione  inviata nel Novembre 2001 Test a Marzo  completamente soddisfacente Versione  (“finale”) inviata ad Aprile 2002 Prototipi attualmente sotto test  Front-end per GEM (ASDQ) Prototipi OK (anche per MPWC), piccola produzione in corso  Progetto SYNC – chip per le schede ODE: Ottobre: pronta una versione semplificata su FPGA Novembre: scheda figlia per ODE per SYNC+GOL Dicembre: versione in tecnologia IBM0.25 Prototipi chip ~ febbraio 2003 Attualmente in fase di progettazione  Inizio attività sul CARIOCA: schede di test e test chip (Ingresso anche sul lavoro di disegno, anche in vista dell’integrazione con DIALOG)

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre DIALOG-  layout finale (inviato il 15 April 2002, attualmente sotto test) 8 Logical channels out (LVDS) 8 Physical channels in (LVDS) 8 Physical channels in (LVDS) ASD Threshold I 2 C Address I 2 C daisy chain INI 2 C daisy chain OUT ASD pulse Size: Width: mm Height: mm 98 pins Technology: IBM 0.25  m, with rad-tol layout techniques Come sotto-prodotto contiene il TDC per il chip SYNC

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre Attività a LNF  Disegno schede IB: Schema della scheda e dei circuiti programmabili definiti PCB inviato per la fabbricazione  Disegno schede ODE: Architettura interna e schema definiti Definizione del PCB quasi ultimata Fabbricazione per Ottobre – inizio test  Disegno e prototipo di un regolatore switching per il front-end Realizzato e testato ad Aprile con ottimi risultati Da effettuarsi la caratterizzazione sotto radiazione  Disegno e uso di schede per front-end delle camere Prototipi basati su ASDQ, per il test delle camere

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre IB & transition board (luglio 2002)

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre Attività a Roma I  Disegno e produzione delle schede di front-end per ASDQ e CARIOCA Varie versioni in collaborazione col CERN  Service Board ed ECS PCB gia` testato a luglio (4 ELMB con 3 link I 2 C  12 rami I 2 C per scheda)  già sufficiente per test della catena in autunno  Clock distribution board e custom backplane per SB (per più schede in un crate) in fase di disegno  Data Concentrator (ODE crate) Architettura interna definita. Disegno da iniziare Atteso per fine anno  Elettronica per stazione di test per camere

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre SBSB SBSB SBSB SBSB SBSB SBSB PDMPDM SBSB SBSB SBSB SBSB SBSB SBSB 16 Can nodes 17 Can nodes 16 Can nodes ELMB SB CANbus ELMB PDM CANbus Service Board Crate 6U VME Crate Custom Backplane Service Board Pulse Distributor Module Service Board (luglio 2002)

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre INFN – tutto OK Piano di lavoro Schede IB, ODE e SB Validazione dei prototipi dal test della catena, correzioni e realizzazione moduli 0  1 o trimestre Test moduli 0 (singole schede)  2 o trimestre Disegno modulo 0 del sistema e produzione  3 o trimestre Test modulo 0 del sistema  4 o trimestre 2. Circuiti integrati Test SYNC e invio SYNC finale  2 o trimestre Disegno CARIOCA+DIALOG  3 o trimestre Engineering run CARIOCA+DIALOG, SYNC  4 o trimestre Production run  1 o Elettronica per sistema di test per produzione camere Conclusioni - elettronica CERN  ASD Carioca : I’ultima versione (Aprile) mostra progressi. Ancora qualche problema. Gli Italiani sono entrati nel gioco. Il goal e` di avere l’ultima sottomissione all’ inizio Ritardi del Carioca  partenza dei test di produzione camere con FE provvisorio (ASDQ).

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre Panorama camere del rivelatore Mu 1380 camere : 864 MWPC, 480 RPC, 36 GEM ?  Celeste: FE, LNF e Roma1  Marrone: FI e Roma2 (RPC)  Verde: CERN  Giallo: PNPI  Celeste: FE, LNF e Roma1  Marrone: FI e Roma2 (RPC)  Verde: CERN  Giallo: PNPI Stazione (la dimensione delle camere cresce) Regione Il numero di camere cresce GEM ?

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre R&D di rivelatori tripla-GEM per la zona centrale di M1 Cagliari, Frascati

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre Efficienza in 25 ns 99% Camera Singola Efficienza in 25 ns 99% 2 camere in OR Tutte le miscele scelte permettono di raggiungere la risoluzione temporale richiesta ma hanno diverse probabilita` di scarica studio di miscele di gas con alta velocità di deriva

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre Probabilità di scarica Scariche in rivelatori a gas: correlate con la transizione da avalanche a streamer; funzione della tensione (guadagno) e dalla densità di carica Per ridurre le scariche: –Distribuire il guadagno su più GEM  rivelatori con 3 GEM –Diminuire la densità di carica aumentando lo spessore dell’ultima gap di trasferimento (prima della terza GEM, dove è presente la più alta densità di carica)  confronto tra 2 configurazioni con diverse gap di trasferimento: A (3/1/2/1 mm) e B (3/1/7/1 mm) Test al PSI su fascio pioni (con 10% p) 350 MeV/c, 300 MHz Integrate circa 5000 scariche su ogni detector (= 10 anni LHCb con scariche/part. inc.) senza nessun problema

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre Probabilita di scarica per particella incidente 1% inefficienza a causa del tempo di ricarica Prob. Scarica per particella < AB C Le miscele B e C hanno un plateau di funzionamento di 60 V Inizio plateau efficienza in 25 ns Probabilità di Scarica/ part. inc. > Plateau di funzionamento

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre Conclusioni GEM Milestones 2002 –Realizzazione di un front-end stabile a bassa soglia (<2 fC ) - probabile soluzione anche per le MWPC –Studio nuove miscele di gas (effic. in 25 ns e scarica) –Primo prototipo di una bi-camera 20x24 cm 2 e test su fascio (Oct/Nov 2002) Milestones 2003 –Nuova bi-camera con ridotto X 0 (“M1-light”) –Nuova elettronica di front-end con chip finale –Inizio produzione se progetto approvato da LHCb

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre MWPC Ferrara, LNF, Roma1

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre Prototipo M3R3 filato a Fe in costruzione a LNF su fascio inOttobre Ferrara ha testato su fascio in Agosto un prototipo M5R2 Fe e LNF procedono con la costruzione e il test dei prototipi di camere per le diverse regioni (2002 – 2003) I centri di produzione MWPC sono a Ferrara e LNF

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre Saldatura dei fili Tessitura (2 piani ~ 2h) Incollaggio dei fili Misura tensione Assemblaggio e chiusura Test Prototipo Ferrara Produzione pannelli (5000) Resp: LNF Prototipi LNF Prototipi Roma 1 FE PNPI CERN Resp: FE e LNF Si procede ad esportare tools e procedure sviluppate nelle altre sedi interessate (sara` una delle principali attivita`del 2003)

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre In preparazione le aree sperimentali per la produzione camere Locale per la Camera Pulita di LNF Le camere pulite di Fe e LNF operative per la primavera 2003

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre Si stanno precisando le procedure di produzione assemblaggio e test e le relative attrezzature 24 h 1 h 2- 4 days 1 h 2-3 chambers per week Production and quality controls procedures (at the company and at home) production time plan /h  70/week optimization of no. of molds vs cost and production time: Procedure di test camere (RM1) Esempi: Produzione di Pannelli (LNF) si stanno studiando :

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre Prototype ½ support wall for M2 station built in Frascati Cross-section 1 mm Al in M1 Il disegno del supporto e` pronto – in attesa delle decisioni su M1

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre La schedula rivista secondo le date raccomandate dal TB (- Fine costruzione: Dicembre Commissioning: Settembre 2006) non presenta attualmente punti critici.  Progressi importanti secondo programma:  Camere : costruzione e test di prototipi 0  Elettronica : test di componenti e di sistema  attrezzature e procedure per la produzione e i test CONCLUSIONI (provvisorie) RIVELATORE MU  Problemi sul tappeto:  Front-end CARIOCA (possibile ritardo)  M1 “light” (decisione da prendere al piu` presto)  Decisione camere M1 inner (GEM o WC asimm.)  RPC vs. MWPC

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre A seguito degli ultimi risultati e delle discussioni all’ interno del gruppo MU di LHCB : Questa settimana (LHCb Week-Cambridge) il gruppo MU raccomanderà all’esperimento l’abbandono degli RPC e la loro sostituzione con MWPC. Non c’e` dubbio che la Collaborazione ratifichera`la scelta del gruppo Mu, ma questa scelta impone uno sforzo notevole in particolare da parte dell’INFN che ha le maggiori responsabilita` del MU per trovare una soluzione operativa soddisfacente. RPC Fi, Roma2 (Vedi presentazione G. Passaleva) Consensus emerged that the safest solution is to replace the (480) RPC chambers with MWPC. The decision is urgent in order not to waste time, manpower and money.

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre E, a meno che non si decida di eliminare M1, sara` necessario anche un aumento della produzione in Russia PNPI Scenario possibile:  Centro di produzione a Firenze (240 camere). Vedi G.Passaleva.  Centro di test cosmici a Roma 2 (riciclaggio stazione test RPC...)  Restanti 240 camere:  Produzione a PNPI (l’operazione non e` a costo zero )  Eventualmente (piccolo) incremento di produzione al CERN (necessario un rapido agreement INFN/PNPI/CERN) I tempi per allestire un nuovo centro efficiente sono lunghi  sono necessarie decisioni rapide  Richiesta alla CSN1 una decisione entro 2002  2002: destinare il residuo dei finanziamenti “RPC” ad attrezzature necessarie (tessitrice, saldatrice, tavoli incollaggio, ecc.)  2003: completamento attrezzatura e preparazione prototipi Attualmente non ci sembra facile trovare soluzioni che non prevedano la creazione di un nuovo centro di produzione

stima attuale costi scenario senza RPC Detectors M1 inner 30M1 inner 30 MWPC 1350MWPC1350 RPC260MWPC (ex RPC) 850 MWPC : Tooling,MWPC : Tooling, assembly (Russia) 450assembly (Russia) 450 TOT 2090 TOT2680 FE-Electronics TOT Service Systems MPWC gas / HV500MWPC gas / HV 630 RPC gas / HV460 Mech. Support350Mech. Support 350 TOT 1310TOT 980 TOTAL 7661 (*) TOTAL 7921 Costo RPC  MWPC = 260 kCHF (+ spese TOOLING / ASSEMBLING) (*) Nel MoU era 7450 CORE (kCHF)

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre Costo RPC  MWPC = 260 kCHF + spese Tooling / Assembling Queste spese dipendono dalla soluzione che si trova (Nuovo centro INFN e/o produzione a PNPI) : CON RPC CON MWPC TOTALE Stato dei fondi core (kCHF) : CERN 200, Russia 560, Brasile 1220 (?), INFN Contingenza (*)  Tot = Cont = 7830 ? (*) L’INFN si era impegnato per 10 MCHF gia` suddivisi tra MU, RICH, TRIGGER, DAQ e CF + 1MCHF di contingenza con destinazione da decidere. - Nuovo centro INFN : costo per attrezzature (non CORE) - Produzione a PNPI : richiesta di PNPI di un contributo per “Assembling” (eventuale risparmio IVA sul materiale camere)

G. Martellotti - CSN1 16 Settembre Richieste MOF e FONDI COMUNI MOF A : kCHF (~ 80 kE) questa e` l’ultima cifra (senza “rebate”) di cui sono a conoscenza. Potrebbe cambiare di poco prima del RRB di Ottobre. Abbiamo una nuova lista ridotta di nomi che contribuiscono alla formazione dei MOF (73  62). Trattero` al piu’ presto con A. Smith per applicarla il prima possibile. MOF B : / Non chiediamo nulla. (Attualmente siamo fuori della giurisdizione dello scrutiny group) COMMON-FUND : 500 kCHF (~340 kE) L’INFN ha gia`pagato 660 kCHF su Attualmente abbiamo flessibilita` sul pagamento dei CF (possono essere anticipati al 2002 o posticipati a convenienza dell’INFN) Dall’anno prossimo ci serviranno articoli 2222