KLOE STATUS REPORT F. Bossi CSN1-Trieste 18/9/06

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 2 A circa 7 anni di distanza dal roll-in (Natale 1998) KLOE ha terminato la presa dati su DA  NE ed e’ stata riportata nella contigua sala di assemblaggio (Maggio 2006) L’efficienza di rivelazione del detector (tutto incluso) e’ stata superiore al 90% durante l’intero periodo ed ha consentito la raccolta di un campione di: ~2500 pb  1 al picco della  ~300 pb  1 off-peak (principalm. a E cm = 1000 MeV)

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 3 KLOE INTEGRATED LUMINOSITY AT  PEAK Best performance: Sept/Oct/Nov 2005 : 179/189/194 pb  1

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 4 LA CAMPAGNA D’INVERNO 06 Come richiesto da KLOE e raccomandato dal C.S., KLOE ha concluso la presa dati con: Uno scan di 4 punti intorno al picco per determinare la scala assoluta di energia della macchina, e studiare la dipendenza da √s nella produzione di f 0 ed  Una presa dati stabile a √s = 1000 MeV, per lo studio di  (  ) fino alla soglia di produzione, e per lo studio di processi  √s (MeV) L int (pb -1 ) Data acquired between 5 Dec and 16 Mar

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/ May 2006: KLOE roll-out

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 6 Runs (9 May 04) to (5 Dec 05) pb -1 98% fully calibrated 88% reconstructed      S  L        radiative DST format (ready for analysis) STATO DELLA RICOSTRUZIONE

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 7 Il 2006 e’ stato impegnato su due fronti principali: Inizio della campagna di simulazione dei dati Finalizzazione di numerose analisi di precisione sui dati STATO DELLE ANALISI DI FISICA

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 8 Channel Measurement Status K S  e BR to 1.3% and form factor slope PLB636 (2006) 173 First meas. of charge asymmetry K S                    to ~0.25% Accepted by EPJC K L  l  Absolute BR’s to ~ 0.5% PLB 632 (2006) 43 K L lifetime from  BR)=1 K L  e  Form factor slopes PLB 636 (2006) 166 K L       BR to 1.1% PLB 637 (2006) 140 K +   Absolute BR to ~ 0.27% PLB 632 (2006) 76 KAON PHYSICS PUBLISHED RESULTS IN 2006 Tutti numeri sul PDG 06!

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 9 PID using decay kinematics Normalize to K L   events BR = (1.963   0.017)   rel : 1.1% = 0.6% stat  0.9% syst in agreement with KTeV 2004 BR = (1.975  0.012)   it confirms the  discrepancy with PDG04 = (2.080  0.025)  we get:    = (2.216  0.013)  [ BR(K S   ) and  L from KLOE,  S from PDG04] PDG04: |  | = (2.280  0.013)  RISULTATO PIU’ RECENTE: K S →  +  

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/ = (  33.9  4.1 )  10  3 TOF e/  ID, fit to E miss  p miss spectrum Normalize to     counts BR( p e n ) = (7.046   )  fractional error: 1.3% = 1.1% stat  0.7% syst A S = ( 1.5  9.6  2.9 )  first meas., compatible with K L Charge asymmetry K Se3 form factor slope bkg signal Branching ratio K S →  e  : le misure first measurement

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 11 Re x  = (  0.8  2.5) 10  Factor 5 improvement w.r.t. current most precise measurement (CPLEAR,   ) A L KTeV   Re  CPLEAR   A S  A L = 4 ( Re x  + Re  ) 1) Re x  : CPT viol. and D S  D Q 2) Re y: CPT viol. and D S= D Q A S  A L = 4 ( Re   Re y) Re   from PDG not assuming CPT Re y = (   2.5) 10  Comparable with best result (CPLEAR from unitarity,   ) K S →  e  : test di CPT

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 12 SOON TO COME: LA RELAZIONE DI BELL-STEINBERGER Grazie (principalmente) alle numerose nuove misure di KLOE, e’ possibile migliorare considerevolmente la precisione sperimentale sulla relazione di Bell-Steinberger ff (1 + i tan  SW ) [Re  i Im  ]  A*(K S  f ) A(K L  f ) SS 1   f  f Questa e’ una relazione fondamentale, poiche’ una misura di Im   0 comporta almeno una di tre possibilita’ “non standard”: Violazione dell’unitarieta’ Violazione di CPT Matrici di massa e larghezza dipendenti dal tempo

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 13 LA RELAZIONE DI B-S: INPUT SPERIMENTALI E’ in preparazione un articolo di KLOE assieme a G. D’Ambrosio e G. Isidori Dei 22 input sperimentali, 13 provengono da misure di KLOE da sola (→) o combinata con altri esperimenti (→)

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 14 LA RELAZIONE DI B-S: RISULTATI 0  Im  (x 10  4 ) Re  (x 10  2 )  M(10  18 GeV )  (10  18 GeV )  Re  = (160.8 ± 1.3) x 10  5 Im  = (0.5 ± 2.2) x 10  5 Re  = (164.9 ± 2.5) x 10  5 Im  = (2.4 ± 5.0) x 10  5 cfr.previous  5.2 x 10  19 <  M K < 6.6 x 10  19 GeV 95% C.L.

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 15 TEST DI QM CON EVENTI K S -K L → 4  Deviazioni dal comportamento standard quantomeccanico del sistema dei K neutri possono essere osservate tramite lo studio dell’intensita’ dei decadimenti correlati K S -K L → 4  Nel modello piu’ semplice si introduce un parametro di decoerenza  che descrive la “fattorizzabilita’” della f.d.o. iniziale (QM = 0) In modelli di QG, la decoerenza implica inoltre una violazione di CPT che puo’ essere descritta da 3 nuovi parametri , ,  probabilmente O(M 2 K / M Plank ) ~ GeV I puo’ supporre che, sempre in ambito di QG, si osservi un breakdown della correlazione di Bose nello stato iniziale, descritta da un nuovo parametro , |  | ~ O(E 2 /M Plank /  ) 1/2 ~ 10  3

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 16 TEST DI QM CON EVENTI K S -K L → 4  380 pb  1 di dati di KLOE sono stati usati per fittare tutti e tre i modelli, con i seguenti risultati  SL = ±0.040 ±  00 = (0.10 ±0.21± 0.04)10  5  SL = 0.13 ±0.16  00 = 0.4 ±0.7 cfr. CPLEAR  = (  2.4 ± 0.4) 10  21 GeV  = (1.1 ± 2.0) 10  21 GeV (CPLEAR) Re(  ) = (  5.3 ± 0.9) 10  4 Im(  ) = (  5.0 ± 0.6) 10  4 |  | <  3 at 95% C.L.  mai misurato prima No simultaneous decays K L regeneration on the beam pipe Paper submitted to PLB

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 17 FISICA ADRONICA: STUDIO DEL MESONE SCALARE f 0 (980) La natura dei mesoni scalari f 0 e a 0 e’ controversa qq qqqq ( Jaffe 77 ) molecole KK ( Weinstein Isgur 90)    Sia il BR(  →S  ) che lo spettro di decadimento dipendono da questa natura. E’ tuttavia necessario specificare il modello con cui si descrive il processo di decadimento 1) Kaon Loop [N.N.Achasov, V.N.Ivanchenko, NPB315 (1989) 465] [N.N.Achasov, V.V.Gubin, PRD 56 (1997) 4084] 2) “No Structure” S g f KK g SKK g SPP P K+K+ K-K- P S V  g V S  g S pp P e+e+ e-e- [G.Isidori, L.Maiani, M.Nicolaci, S.Pacetti, hep-ph/ ]

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 18 STUDIO DEL f 0 : IL CANALE CARICO Prima misura al mondo del processo  →f 0  →  +    Dal fit sullo spettro di decadimento della coppia  si deduce: In entrambe i modelli forti accoppiamenti sia con i  che con i K (4-quark model) Non c’e’ necessita’ di introdurre la  (600) Si osserva una chiara asimmetria FB funzione di M , cosi’ come previsto in presenza di produzione di f 0  no f0 ٱ with f0 data PLB 634 (2006) 148

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 19 STUDIO DEL f 0 : IL CANALE NEUTRO Strategia di analisi migliorata rispetto a PLB537 (02): Introduzione dell’interferenza con il canale in  0 Dalitz-plot bi-dimensionale in M(  ) – M(  ) Risultati: a) Nel modello KL si conferma il forte accoppiamento dell’ f 0 con  e K osservato nel canale carico b) La convergenza del fit richiede la presenza della  (600) c) Il risultato a) e’ falso se si usa il modello NS, che pero’ e’ molto sensibile alla parametrizzazione del fondo continuo Si sta pianificando un fit combinato dei due canali per ottimizzare l’estrazione di informazione fisica Paper submitted to EPJC

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 20 L’IMMEDIATO FUTURO: ALTRE ANALISI DATI Fisica dei K: BR(K L →  e  ) con E  > 30 MeV Studio del ff scalare in K L semil. Prima misura di B(K S →  ) Vita media del K + Fisica adronica: Misura della massa dell’  Dalitz plot di  →3  Limite superiore su  →  0  0 Mixing  ’ Sono in corso ed a buon punto di “cottura” parecchie ulteriori analisi sui dati Alcuni draft gia’ in circolazione. Analisi concluse ≤ 1 anno

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 21 IL PROSSIMO FUTURO: ANALISI DEI 2.5 fb  1 L’analisi dell’intero data set consente sostanziali miglioramenti in alcune delle precedenti analisi ed apre la possibilita’ di studiare nuovi canali. Fisica dei K: Misura di K S → ,  +    0,  +   e + e  Limiti su K S → 3  0, e + e  Improved B(K S →  e  ) e A S Misura di B(K L →  ) a 10  3 Interferometria Quantistica Fisica adronica: Studio di f 0,a 0 → KK Search per la  (600) in reazioni  Studi di  →  0 ,  +   e + e ,  +    Decadimenti dell’  ’

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 22 PRODUZIONE MONTECARLO Map of machine energy and trigger conditions ready New IR geometry in simulation Better parameterizations of EmC response: t, E resolution; cluster efficiency Improved simulation of nuclear interactions in DC wall and beam pipe New event generators: K S      e + e - ;   e,  e + e  ; e + e     Simulation of dE/dx measurement in DC Machine background from events acquired with random trigger Correlated noise in charged kaon tracking Importante lavoro di preparazione per la campagna di produzione MC terminato ~ Giugno 06

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 23 STATO DELLA PRODUZIONE MC Pre-produzione di un campione di 350 pb -1 completata con successo Produzione finale iniziata da poco. Prodotti ~ 200 pb -1 di eventi  → all ad una rate di ~ 10 pb -1 /day su 214 CPU B80 Studi in corso per migliorare il throughput di dati per poter aumentare il numero di CPU utilizzate per la produzione MC Con questa potenza di calcolo pensiamo di completare entro Maggio 2007 sia la produzione MC in scala 1:1 dei dati che il reprocessing Va inoltre tenuta in considerazione la necessita’ di riprocessare i dati 2004 che sono stati ricostruiti con una errata mappa dei fili caldi

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 24 Tape library usage (TB) rawDS T recMC Current capacity 810 TB Final estimate includes: Closing of holes in datarec/DST coverage MC for ’04-’05 data Library capacity: Currently 810 TB 600 new cassettes added at start of 2006 Expandable to 1400 TB (1400/3600 slots in use in new library) Will need 145 TB of additional cassettes to finish MC production 400 new cassettes (120 TB) already financed on 2006 budget RISORSE OFFLINE: TAPE LIBRARY

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 25 UN MASTERPLAN PER LE ANALISI FUTURE La tempistica per i risultati di queste analisi e’ strettamente connessa con quella della produzione MC. Un piano ragionevole puo’ prevedere: Risultati preliminari di alcune analisi pronti per meta’ 2007 Finalizzazione delle analisi nel corso dei successivi ~ 2 anni Va sottolineato che la manodopera a disposizione e’ relativamente limitata: ad es. oggi abbiamo 7 dottorandi e 3 laureandi, + 3 FTE dedicati al computing Alcune delle analisi summenzionate sono gia’ cominciate ed a buon punto di maturazione

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 26 VERSO KLOE-2 A Marzo di quest’anno e’ stata presentata una EoI al Laboratorio per la continuazione del programma di fisica di KLOE ad una facility in grado di fornire una luminosita’ integrata alla  di ~ 50 fb  1 in un periodo di ~ 3 anni, e di operare uno scan in energia fino a ~ 2.4 GeV ad una luminosita’ di picco di ~ cm -1 s -2 per la misura della sezione d’urto multiadronica e lo studio di eventi di collisione fotone-fotone Data supposta di inizio presa dati:

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 27 Il progetto e’ stato presentato al Comitato Scientifico dei Laboratori il 31/5 e ne ha ricevuto un fermo sostegno The Committee was impressed by the EoI presented by the KLOE-2 Collaboration… This increase in luminosity and energy will open new prospects relative to the goal achievable by KLOE with the present data sample… The required detector upgrades are a minor additional investment compared to the cost of KLOE… The Committee is satisfied with the overall assessment of needs and options presented in the EoI, and encourages the Collaboration to continue its preparatory work.

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 28 Attualmente: 72 fisici di 12 istituzioni Di cui : 44 italiani 4 italiane 41 gia’ in KLOE 7 gia’ in KLOE Newcomers are welcome! Sono in corso contatti con ulteriori istituzioni per rafforzare la Collaborazione. Newcomers are welcome! Il 30 Giugno si e’ tenuto ai LNF un meeting generale con lo scopo di (a) discutere le milestones immediate del nostro progetto (b) definire le prime strutture di “governo” della collaborazione STATO DELLA COLLABORAZIONE

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 29 PROGRAMMA DI FISICA ALLA  KAON PHYSICS: Interferometria Quantistica Decadimenti rari del K S (  e, , 3 ,  0 l + l  …) Search di LFV con i decadimenti Ke2  -  ’ PHYSICS: Dettagliati test di  PT con decadimenti adronici e radiativi Test di C, CP  →3 , 2 ,  0 l + l   ’ →  l + l  MESONI SCALARI: Studio ad alta statistica di f 0, a 0 → KK Searches di  (600) K*(800) attraverso reazioni 

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 30 PROGRAMMA DI FISICA A 1 ≤ √s ≤ 2.5 GeV HADRONIC X-SECTION: Misura di R per la determinazione di a  e  e.m. Energy scan: migliorare di un ordine di grandezza la precisione sulle misure dei canali esclusivi SPETTROSCOPIA: Studio delle ricorrenze , ,  Natura della  (1900) (glueball?) FISICA  : Studio della produzione di  ’, f 0, a 0 e loro larghezza 

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 31 VERSO KLOE-2: UPGRADES DEL DETECTOR Molto lavoro preparatorio e’ necessario per poter disporre di un rivelatore in grado di sostenere da una lato il maggior flusso di dati e dall’altro di mantenere le sistematiche ai livelli desiderati KLOE FEE : spares (if possible) or updates Daq update Computing update Inner tracker/vertex detector insertion Calorimeter upgrades Software upgrades  tagger insertion Stay’n alive Sustain lum Reduce syst Enalarge physics scope

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 32 TRACCIATORE INTERNO: REQUIREMENTS Il primo layer sensibile della DC di KLOE si trova a 30 cm dall’IP. L’inserimento di un tracciatore nella zona, attualmente vuota, 10 ≤ R(cm) ≤ 25 e’ rilevante per molte delle misure summenzionate (Q.I., K S decays,  decays) E’ altresi’ fondamentale minimizzare il material-budget per non deteriorare la  p → X 0 <~ 1.5% Una risoluzione spaziale O (200  m) assicura un contributo a  p < di quello dovuto al MS su tracce O (10 cm) Questo rivelatore deve essere in grado si sostenere una rate di fondi macchina relativamente elevata ( O (10 Mhz/layer)?)

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/ cm 17.5 cm 20 cm 22.5 cm 25 cm 38 cm 44 cm 50 cm 56 cm 63 cm 38° Real life geometry MUST follow the IP region design INNER TRACKER: Conceptual GEOMETRY Not to scale 10 cm 50 cm 25 cm DC wall Quads

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 34 LA GEM CILINDRICA Una tecnologia estremamente promettente ed innovativa sembra essere rappresentata dalla GEM cilindrica (G. Bencivenni et al.) Il cilindro e’ realizzato avvolgendo un foglio di GEM a forma di parallelogramma, con una minima (~ 3 mm) zona morta elicoidale 3 mm 2 mm Ogni layer cilindrico e’ costituito da 5 strati: il catodo, 3 fogli di GEM, l’anodo di lettura Rivelatore estremamente leggero: ~ 1% X 0 FE out of acceptance

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 35 La tecnica di avvolgimento e’ stata provata con successo su GEM di scarto di LHCb Va ora costruito ed equipaggiato (200 canali, DAQ chain) un prototipo single layer con GEM buone per testarne il funzionamento entro il 2007 E’ nostra intenzione utilizzare elettronica di FE gia’ sviluppata per altri esperimenti (ricerca in corso) GEM CILINDRICA: LAVORI IN CORSO

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 36 GEM CILINDRICA: LE DIMENSIONI Attualmente vengono prodotte industrialmente fogli GEM di dimensioni massime 400 x 400 mm 2 Cfr. KLOE-2 : 500 x 2300 ÷ 600 x 2300 mm 2 Tuttavia la 3M puo’ produrre fogli di kapton biramato (da “GEMmare”) larghi 514 mm e di lunghezza infinita. Ci incontreremo con loro in Ottobre Queste dimensioni consentirebbero la costruzione dei primi 4 layers con la tecnica di avvolgimento summenzionata Per il 5 o e’ pensabile una soluzione di incollaggio di due fogli che aumenterebbe leggermente lo spazio morto (da testare)

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 37 Una granularita’ di lettura del calorimetro piu’ fine rispetto alla attuale (~ 4x4 cm 2 ) puo’ risultare rilevante allo scopo di ridurre effetti sistematici indotti da: Merging dei clusters: rilevante, p. es, in K s → , K L →  0  0 PID issues: il profilo dello sciame aiuta, p.es, in Ke2/K  2 Splitting dei clusters: piu’ problematico. Utilissimo in K S →3  0 GRANULARITA’ DEL CALORIMETRO

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 38 Si e’ formato un gruppo di lavoro con lo scopo di Determinare la granularita’ ideale attraverso una dettagliata simulazione con FLUKA su alcuni canali di fisica campione Studiare soluzioni tecniche concrete, testando in laboratorio e su fasci di test (BTF, PSI) strumenti gia’ disponibili sul mercato (PMT multianodo) Ricercare ulteriori possibili soluzioni tecniche (PMT ad alta QE?) Studiare le problematiche connesse alla rimozione del vecchio hardware (guide di luce, pmt…) ed alla installazione di quello nuovo GRANULARITA’ DEL CALORIMETRO Queste attivita’ sono gia’ incominciate, particolarmente a RM1 e RM3, con il coinvolgimento di alcuni neo-collaboratori stranieri

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 39 We started to test a multianode PMT as possible device for an improved granularity: PMT

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 40 Mechanical issues to remove present readout are not trivial The dismounting of the light guides is a complex job. Careful design and planning are needed

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 41 IL TAGGER DI EVENTI  La osservazione di eventi di scattering  sia alla  che ad alta energia e’ rilevante per Provare conclusivamente l’esistenza del mesone  (600) tramite  →  0  0 Determinare le larghezza  dei mesoni scalari f 0 e a 0 e pseudoscalari  ed  ’ Sperimentalmente gli eventi debbono essere taggati dalla osservazione dell’ e ± diffuso in avanti (alla  il tagging da entrambe i lati e’ necessario) Allo scopo proponiamo di utilizzare rivelatori di posizione del tipo di quelli utilizzati dall’esperimento GRAAL a Grenoble. Il relativo gruppo di RM2 e’ entrato in KLOE-2 → Tecnica consolidata

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 42 SMALL ANGLE TAGGER Position detector:  strip silicon detector + plastic scintillator hodoscope Stiamo studiando assieme alla DA la locazione ideale dei rivelatori sulla linea di fascio sulla base dell’ottica prevista nella nuova zona di interazione

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 43 LA ZONA DI INTERAZIONE Secondo i nuovi programmi del Laboratorio (cfr presentazione di M. Calvetti) uno schema della nuova zona di interazione puo’ essere installata ed operativa gia’ per l’Autunno 2007 per il run di SIDDHARTA Stiamo studiando la possibilita’ di installare un nostro SAT completo su questa zona con lo scopo di Caratterizzare il rivelatore Fornire una misura indipendente della luminosita’ Misurare il livello di fondi macchina nella zona di interazione Lo studio della meccanica della zona di interazione di KLOE-2 completo e’ appena cominciato

KLOE STATUS REPORT CSN1 Trieste 18/9/06 44 CONCLUSIONI La presa dati di KLOE si e’ conclusa con successo. Il rivelatore e’ adesso “parcheggiato” in sala assemblaggio La produzione di lavori di fisica continua a rate elevata Abbiamo cominciato ad attaccare le analisi dei 2.5 fb -1. Ci aspettiamo di lavorarci a pieno regime per almeno 2 anni Si sta definendo la strada che porta a KLOE-2. Abbiamo molte idee per miglioramenti del detector e stiamo pianificando un intenso anno di lavoro preparatorio Tuttavia la collaborazione e’ ancora sottocritica. Abbiamo bisogno di tutto il vostro appoggio per potere continuare.