CMS tracker Brief overview

Cose e a che cosa serve Serve per misurare ad esempio: –leptoni isolati dai decadimenti di W e Z (+ muon detector) –elettroni e fotoni isolati (soppressione fondi tt e Zbb per il canale H- >ZZ->4l) –tag e ricostruzione di b-jet –tag e isolamento per i tau (SUSY Higgs sector) –determinazione vertici minimum bias (specialmente ad alta luminosità) E un tracker estremamente veloce, elettronica di larga banda –Rumore di alte frequenze –Consumo di potenza Dovrebbe resistere ad alti livelli di radiazione per 10 anni (per la parte pixel e previsto un upgrade dopo 5 anni) –Materiale del detector e elettronica radiation hard –Alta tensione di bias –Funziona a -25 C

Tempistica del progetto – Approvazione del progetto. Primi R&D per sensori, elettronica 1998 Primo layout (MSGC outer tracker) 2000 Cambiamento Layout – All Silicon tracker – produzione componenti –A Padova: microsaldatura e test di 1000 Moduli Integrazione delle substrutture (TIB in Italia, TOB al CERN, TEC+ in Germania, TEC- al CERN) 2006 Magnet Test and Cosmic Challenge 2007 Integrazione dei subdetectors (al CERN % del tracker acceso e commissionato in laboratorio 10 Dec 2007 – Trasporto al pozzo e installazione 2008 – collegamento e collaudo. Allineamento – inserimento del Pixel detector 2009 – xxxx Presa dati 2018? – Upgrade ?

Primo layout del tracker Parte interna – 300um silicon, 6 strati. -25C superfice xxxm 2 Parte esterna – MicroStrip gas chambers, 4 strati, superfice xxxm 2 Motivazione: –tanto silicio, –MSGC sembravano piu economiche

Nuovo layout No MSGC. All-Silicon tracker. Outer tracker :500um silicon con un pitch di um. Fornitore Hamamatsu/STMicroelectronics FrontEnd chip – APV25, by IBM,tecnologia 0.25um, special libraries for RadHard design

R&D a Padova (1) Sviluppo sensori – Multiguard structures per poter applicare BIAS fino 1000V –Studi su breakdown –Radiation hardness Non e stato applicato in CMS microstip, ma in Pixel detector, CDF L00, etc

R&D a Padova (2) Sviluppo librerie RadHard per il processo CMOS 0.25um: enclosed gate transistor.

Montaggio del Tracciatore in Italia Test dei sensori – Perugia,Pisa Incollaggio dei moduli – Bari, Perugia Microsaldatura e test – Padova,Pisa,Firenze,Torino,Bari,Catania Montaggio moduli sulle strutture meccaniche – Pisa, Firenze,Torino Integrazione delle strutture e burn-in - Pisa Kapton Bias Circuit Carbon Fiber/Graphite Frame Silicon Sensors Front-End Hybrid Pitch Adapter Pins APV and control chips

Microsaldatura e test di moduli a Padova Piu di 1000 moduli (>25% della produzione italiana) –Reception test (integrita dei componenti) –Microsaldatura –Qualifica dei moduli –Burn-in (1 giorno di readout con i cicli termici nel cold box)

Magnet Test and Cosmic Challenge (MTCC) Il collaudo del magnete di CMS prevedeva un test al livello del 100% del campo (4Tesla). Si è approfittato di questo test per collaudare uno spicchio di tutto il rivelatore verificando la funzionalita, software etc. –Quasi tutti i sottorivelatori di CMS sono segmentati in modo tale che per il MTCC se ne potesse collaudare una sezione. Il tracker, invece, e un sottorivelatore intero, non si poteva quindi installarne un pezzo. –Per partecipare all MTCC, è stato assemblato un modello del tracker utilizzando i moduli scartati dalla produzione, prototipi della struttura meccanica etc. L'MTCC Tracker era un rivelatore con 40,000 canali. Il gruppo di Padova ha avuto un ruolo importante in questo progetto. –Padova ha partecipato alla coordinazione dell'analisi offline dei dati MTCC, vedi la nota: NOTE&year=2007&files=NOTE2007_029.pdf

La sequenza di assemblaggio di CMS non permetteva di installare il Tracker nel suo posto finale. E stato perciò assemblato al TIF (un laboratorio del CERN) nel Per provare la funzionalita del tracciatore in grande scala e stato introdotto il Sector test: circa 25% del tracciatore e stato acceso. Padova sta contribuendo in modo significativo all'analisi dati raccolti alla TIF. Co-editore della CMS Note in preparazione. Sector test at CERN

Cosmic track at sector test

Montaggio del tracker al Pozzo Dove siamo ora…. –Il power supply del tracker (2500 canali) e installato nel pozzo. I cavi (36 tonnellate, lunghezza totale 70km) sono stesi. I tubi di raffreddamento sono pronti, le fibre sono in fase di installazione in questo momento –La schedule prevede linserimento del tracker prima di Natale del 2007 (manca pochissimo!) E dopo? Per collegare il Tracker…….

Thanks to many persons P. Azzi N. Bacchetta D. Bisello A. Candelori M. Da Rold M. De Mattia T. Dorigo G. Galet A. Giraldo P. Giubilato A. Kaminsky S. Karaevski V. Khomenkov M. Loreti A. Neviani M. Nigro A. Paccagnella I. Stavitski M. Tessaro laureandi (A. Pellizzari, G. Martignon, L. Alessandrini, K. Giolo, A. Dorigo, M. Descovich, S. Florian, S. Adriani, A. Meleri, G. Marseguerra, M. Vassanelli, R. Rando, B. Barbieri, D. Contarato, L. Stefanutti, E.Sant, M. Tosi) Off. e Lab. Elettronico Off. Meccanica Amministrazione