A. Nappi Università di Perugia Padova 4/11/04 KOPIO: un nuovo esperimento per la misura del branching ratio del decadimento A. Nappi Università di Perugia Padova 4/11/04

Sommario Perché K  Il futuro Situazione sperimentale attuale Decadimenti FCNC Aspetti “golden” del decadimento K   Il futuro KL0  BNL KOPIO La tecnica Microbunching Fasci Rivelatori Metodi di analisi e previsioni per la sensibilià Sottoprodotti E391 a JPARC Situazione sperimentale attuale KL0  Limite di Grossman-Nir Limiti di KTEV KEK: E391a K++  BNL: E787, E949 K++  FNAL: CKM  P140 CERN: NA48/3 JPARC A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Decadimenti di tipo FCNC Processi che cambiano flavour ma non carica dei quarks Assenti al “tree” level nello standard model Secondo ordine nelle interazioni deboli (loops) L’unitarietà della matrice CKM fornisce soppressione aggiuntiva (meccanismo GIM) Nei canali con violazione di CP effetto residuo solo attraverso le differenze di fase tra gli elementi della matrice CKM L’insieme di questi meccanismi di soppressione rende questi canali particolarmente sensibili ad effetti fuori dello standard model A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Soppressione delle FCNC K0  ll K   ll c u t t c u c t u A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

KL 0 - Un po’ di storia Gilmann-Wise (Phys.Rev.D21:3150, 1980) Contributo di violazione diretta di CP ( scambio di 1 fotone ) Stesso ordine di grandezza di quello di violazione attraverso il mixing (cfr ’/ ~ 10 – 3 ) Difficoltà teoriche Contributo CP conserving da scambio di due fotoni Violazione diretta vs. violazione indiretta La valutazione teorica di questi aspetti deve includere effetti di interazioni a long range Difficoltà sperimentali Fondo da (Greenlee,Phys.Rev.D42:3724,1990) Dominato da interazioni short range Contributo di violazione indiretta di CP trascurabile (Littenberg, Phys.Rev.D39:3322,1989 ) A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

K   : elementi di matrice adronici Peculiarità della trattazione teorica di questo processo hamiltoniana efficace dominata dall’operatore l’operatore che compare nella descrizione del decadimento K+0e+ è membro dello stesso doppietto di spin isotopico gli elementi di matrice adronici possono essere estratti dalle misure sul decadimento semileptonico del K l’input teorico richiesto è solo il calcolo dei coefficienti di Wilson della operator product expansion che può essere affidabilmente effettuato con tecniche perturbative A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

KL  0: violazione di CP Littenberg: U.L. all’ampiezza CP conserving dalle proprietà di spin isotopico (I=½, Iz=+1/2) dell’hamiltoniana efficace Violazione indiretta CPconserving Violazione diretta Dal B.R. misurato di K++ ( ~ 10 – 10) A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

CP di uno stato 0 con J=0 CP(0) = CP(0)CP()(-1)L L=J() perché combinati devono dare lo spin del K CP(0) = (-1)J+1CP() = = (-1)J+1 (-1)S+1 = (-1)J+1 J=0 non è possibile perché Jz=1 se asse di quantizzazione lungo gli impulsi nel riferimento di quiete J>1 non è possibile se la coppia  è prodotta dalla corrente CP(0) = + 1 L  momento angolare relativo tra 0 e () nel rif. di quiete del K0 Come nel positronio ... P(ff)=(-1)l+1 C(ff)=(-1)l+S ... ... A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

K    nel modello standard 1 b a g 1-r-ih r+ih r h Vincoli su fasi CP della matrice CKM Incertezze teoriche ~2-5% Solo dalla fisica dei K Insieme alle misure golden dal sistema dei B vincolo non banale sulla violazione di CP nelle interazioni con S=1 A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Riassunto su KL  0 Motivi di interesse teorico Dominato da violazione diretta di CP Ampiezza di transizione legata, senza incertezze teoriche, ai parametri che caratterizzano il flavor mixing KL  0 e K+  + , insieme alle misure “golden” del sistema del B, forniscono vincoli sovradeterminati sul flavor mixing del modello standard Limite di Grossman-Nir esiste già un vincolo teorico solido col quale l’esperimento deve confrontarsi si deduce, con considerazioni di I-spin, dal B.R.(K++ ) A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

KL0 : problematica sperimentale B.R. previsto nel modello standard: ( 3 ± 1 ) X 10-11 Segnatura sperimentale estremamente tenue Solo due fotoni rivelati Senza accorgimenti particolari non è noto il vertice di decadimento né l’energia del K0 Fondi dominanti: Decadimenti del K 34% dei decadimenti del KL ha almeno un p0 es. KL p0 p0 ( B.R.=9.3 X 10-4) KL p+ p- p0 ( B.R. = 1.25 X 10-1) ma anche, cattiva identificazione es. KL e+p– ( B.R.=3.9 X 10-1) KL e+p– ( B.R.=3.6 X 10-3) Interazioni di neutroni del fascio Decadimenti di iperoni, e.g. L p0 n A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

KL0  in a nutshell A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

KL0  : i requisiti sperimentali 2 fotoni e niente altro sistema di veto “ermetico” I due fotoni vengono dal decadimento del 0 Richiede conoscenza del vertice ... v. in seguito ... Caratteristiche cinematiche Fondo più importante è KL0 0 . energia del 0 nel centro di massa impulso trasverso del 0 rispetto alla direzione di volo del K0 entrambi hanno “end point” più alto che la maggior parte dei canali di fondo, ma la frazione di spettro “pulita” è piccola e dipende dalla risoluzione Minimizzare il materiale attraversato dai neutroni del fascio vuoto di alta qualità piccolo alone del fascio A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Vincoli cinematici per KL 0  Veto ermetico complementato da vincoli cinematici End point dello spettro dei 0 da KL00: pT> 209MeV/c Solo 9.5% dei KL 0  hanno 0 al di sopra pT> x utile anche con x< 209MeV /c rigetto eventi con fotone lento dei due 0 non rivelato Pencil beam z da M(0) Misura pT Rivelazione calorimetrica “normale” dei 0 Vincolo m(0 ) non disponibile Senza pencil beam cattiva risoluzione pT Misura della direzione di almeno un fotone Permette uso vincolo m(0) Permette buona determinazione pT senza pencil beam z da geometria La conoscenza dell’impulso del K permetterebbe la trasformazione al centro di massa A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Esempio di KTEV B.R. < 5.9×10–7 al 95% CL Uso di p0   e+ e– permette vincolo sulla massa del p0 (per p0  vertice non conosciuto) miglioramento della risoluzione sulla misura del pT ( senza pencil beam) ma B.R.(p0   e+ e– )=1.2% B.R. < 5.9×10–7 al 95% CL A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

KL0: KEK E391a <p>K 2 GeV/c Pencil beam per misura accurata dell’impulso trasverso del 0 Calorimetro a CsI puro Doppia regione di veto per eliminare fondo da 30 con  all’indietro Approvato nel 97, ha seguito un programma di sviluppo graduale, con uno studio sistematico dei problemi sperimentali rilevanti Es: misure delle inefficienze dei rivelatori e dei loro limiti fisici Sensibilità di progetto ~ 110-10 . Esperimento pilota per futura iniziativa a JPARC per sensibilità 31014 A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

E391: misure di inefficienza A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Run 2004 di E391a Richiesto ulteriore periodo di presa dati nel 2005 A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

E787 a BNL (K+ + )  Particelle cariche  B.R.(+ 0)=21% K+ stop Fascio separato Copertura veto Misure ridondanti del  Impulso Range Energia Sequenza di deca-dimento e A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Risultati finali di E787 p tra i picchi del  e del  Fondo stimato con dati Per ogni sorgente set di tagli indipendenti incrociati Correlazioni verificate sui dati allargando i tagli 5.91012K+ con =2 10−3 2 eventi con fondo stimato di 0.15 A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

BNL E949 (upgrade di E787) Proposta originaria 2 anni di presa dati per SES10–11/ evt ( 7 eventi per il BR dello S.M.) Sensibilità 14 × (efficienza del DAQ e uso di pioni “soft”) Approvati per 2002-2003 ed upgrade effettuato, ma finanziamenti per presa dati troncati dal DOE (!) dopo 1/3 E787 A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

KOPIO: approccio nuovo a 0 In aggiunta ai veto usare il maggior numero di vincoli cinematici possibili Energia, posizione, direzione, tempo dei  Impulso del KL mediante TOF per transformazione al CM Vantaggi manopola indipendente dal veto per variare la percentuale di fondo complementare al veto perché permette di evitare regioni in cui l’efficienza è bassa Preradiatore tracciante per la misura della direzione dei g Misura di E combinando prerad + Shashlik Copertura ermetica dei veto inclusa la regione del fascio A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

La tecnica del micro-bunching Richieste Larghezza del bunch ~ risoluzione temporale: 150-250ps Separazione dei bunch per evitare ambiguità nella determinazione del tempo di volo: 40ns Bunching factor=separazione/larghezza RMS: 160 - 260 Tecnica di bunching all’estrazione Si debuncha il fascio circolante Si accende una radiofrequenza a 25 MHz non in risonanza con la frequenza di rivoluzione Diminuendo lentamente il campo magnetico si portano i protoni di impulso più alto vicini alla risonanza I protoni in fase con la radiofrequenza ricevono una modulazione in energia sufficiente a farli entrare in risonanza con le oscillazioni trasversali A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Rappresentazione pittorica A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Misure e simulazioni del -bunching Test del principio con cavità a 93MHz, 25kV larghezza rms: 245ps Simulazioni Per stesso RMS a 25MHz richiesto RF voltage > 150kV Schema preferito Due cavità armoniche 25 MHz, 150 kV 100 MHz, 150 kV A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Estinzione A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

L’apparato sperimentale A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

L’apparato sperimentale A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Il fascio Angolo di produzione 45° Fascio ellittico 5mrad in vert. ×100mrad in orizz. Flussi di KL con 7 × 1013 pot decadimenti tra ultimo collimatore e prerad: 2.6  107 decadimenti/mbunch:0.43  (singoli: e-0.43=0.65) Flussi di n con 7 × 1013 pot su fascio: > 10MeV: 0.6  1011 Alone in corso di ottimizzazione < 10-4 per limitare overveto richieste più stringenti per limitare la produzione di p0 che può generare fondo. Spettro del fascio all’ingresso della regione di decadimento (MeV/c) A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Parametri del fascio Flussi di n con 7 × 1013 pot Angolo di produzione 45° Fascio ellittico 5mrad in vert. ×100mrad in orizz. Flussi di KL con 7 × 1013 pot all’uscita dell’ultimo collimatore: (z=8.5): 1.4  108 decadimenti tra ultimo collimatore e prerad: 2.6  107 decadimenti/mbunch:0.43  (singoli: e-0.43=0.65) Fotoni ridotti con spoiler in B field > 10MeV: 1.4  1010  ~250/ mbunch Spettro del fascio all’ingresso della regione di decadimento (MeV/c) Flussi di n con 7 × 1013 pot su fascio: > 10MeV: 0.6  1011 ; >100MeV: 0.4  1011 Alone in corso di ottimizzazione < 10-4 per limitare overveto richieste più stringenti per limitare la produzione di p0 che può generare fondo. A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Beam halo e S/B vs aspect ratio A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Schema di collimazione A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Misura dei g Direzione Energia Tempo Preradiatore di bassa densità Risoluzione 25mrad a 250MeV (E–0.7 ) Energia Calorimetro Shashlik + preradiatore Shashlik da solo, su test beam, ha dato 2.9%/E Combinando le due misure, studi Monte-Carlo indicano la possibilità di raggiungere una risoluzione del 2.7%/E Tempo s(t)  0.2 ns A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Preradiatore (TRIUMF) 64 strati di 0.034 X0 (5X5 m2) Celle drift 5 X 5 mm2 ( lettura filo e strisce catodiche ) Scintillatore per misura E in congiunzione col calorimetro Prestazioni: Risoluzione angolare 25 mrad @250MeV ( E–0.7) Risoluzione in energia insieme a Shashlik A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Shashlik (Yale) A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Altre prestazioni dello shashlik A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Preradiatore+Shashlik: GEANT A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Sistema di veto: specifiche Fotoni Particelle cariche: Prestazioni estrapolate da misure a KEK e dati su processi di assorbimento nucleare e+ : e– : 10–4 per limitare l’assorbimento nucleare tale efficienza deve essere ottenuta in < 3mm Sci Copertura della regione del fascio per fotoni: contatori di Cerenkov “insensibili” ai neutroni (catcher) per cariche: contatori di veto a valle di magnete “sweeping” Prestazioni di riferimento E787 con miglioramenti ~ 2 X sampling migliore (sp. bassa E) # di lunghezze di radiazione Limite fisico da processi di fotodisintegrazione A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Efficienze di veto per fotoni: dati Limitazioni fisiche legate a sampling, punch through, fotodisintegrazione ES171 a KEK g taggati prodotti per e bremsstrrahlung eventi inefficienti identificati mediante i neutroni emessi nella fotodisintegrazione lower limit ? 1mmPb + 3mm Sci per 18X0 E787 a BNL g da K+ p+ p 0 1mm Pb + 5mm Sci per 15X0 Entrambi usano soglia di 10MeV KOPIO sampling migliore 0.5mmPb+7mmSci per 3.2X0 1mmPb+7mmSci per 14.8X0 possibilità di soglia minore? Legata a valutazione di rate da alone del fascio + n lenti A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Efficienza di veto per carichi: dati Misure di Inagaki a KEK 1GeV/c, 1cmSci; soglia 1MeV ( misura essenzialmente la probabilità dei fenomeni di assorbimento ) Probabilità di assorbimento (/cm) e+: (3.2±0.9) ×10–4 +: < 1.6 ×10–5 e– :< 1.3 ×10–4 –: (6±1) ×10–4 A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Veto per fotoni A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Veto per fotoni: upstream (Mosca) A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Veto per fotoni: barrel (Mosca) A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Veto per particelle cariche (Zurigo) Progetto ancora in evoluzione interni alla regione di decadimento evacuata Alto light yield per rivelazione in < 1mm A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Prestazioni dei veto carichi A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Beam catcher Viene coperta con veto anche la regione del fascio ( a valle ) Contatori di Cerenkov insensibili ai neutroni di bassa energia 512 moduli in 25 righe Veto accidentali: 1.8% n + 1.2% KL Inefficienza per DPR=10ns 0.3% da n < 0.1% da  del fascio Arrivano >4ns prima A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Test prototipi catcher (Kyoto) A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Risposta del catcher a protoni A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Il problema del trigger E’ possibile realizzare un trigger sufficientemente selettivo (~100kHz) ed efficiente (~90%) solo con segnali di scintillatori? Cond.   No mult dec   : no mult.dec. in fid. reg.   : Any number of dec. Microbunch Soglia in PR 99.2±0.2 99.4±0.3 99.6±0.2 39.3±0.2 & X-Y CLUSTERS 94.5±0.6 92.1 ±1.0 67.3±1.4 17.7±0.2 & Veto 91.3 ±0.7 79.3 ±1.5 50.3 ±1.5 0.65 ±0.03 Rate 163 kHz A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Aspetti critici del livello 0 NX vs Ny non fornisce discriminazione sufficiente In particolare: contributo da vertici fuori della regione fiduciale Uso estensivo delle condizioni di veto Perdite per accidentali stimate tengono conto solo dei decadimenti del K Contromisure: Miglioramento del pattern recognition per maggiore selettività sulla origine delle tracce Controllo della risoluzione temporale online A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Algoritmi di pattern recognition per trigger (PG) È possibile ottenere una informazione grossolana sulla direzione utilizzando solo informazioni logiche degli scintillatori A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Strategie di analisi ( qualitativo) Richieste principali 1 o 2 g convertiti in prerad (42%+49%) la richiesta di 1 decadimento/mbunch costa 35% in efficienza, ma: efficienza dei veto ben controllata difficile distinguere veto da extra particles rispetto a eventi diversi Uso della cinematica potere di rigetto diretto per “scansare” regioni cinematiche con basse efficienze di veto Esempio di p0 p0 g che soddisfano mgg=mp0 provengono dallo stesso p0 ( EVEN) E*p = mK/2 g che soddisfano mgg=mp0 provengono da p0 diversi ( ODD ) E*p preferenzialmente alto ( missing mass piccola ) perché veto falliscono per piccole energie dei g La tecnica di utilizzare condizioni cinematiche per evitare regioni in cui l’efficienza di veto è bassa viene usata anche per p+ p– p0 A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

KOPIO: uso della cinematica efficienza di veto La trasformazione al CM e la ricostruzione completa dei g individuano una regione dove il fondo di 2p0 è trascurabile Cinematica complementare ai veto ( piccole Ep*  maggiore efficienza di veto) A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Risultati attesi (draft TDR 2001) 12000 h di presa dati 7 ×1013 ppp Rigetto µ-bunch con > 1 dec- Successive analisi indicano un miglioramento ~ 25% legato a tecnicalità del fit geometrico In corso studi per miglioramento statistica Uso decadimenti multipli?  nei veto? A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Sottoprodotti di KOPIO Finora l’attenzione dei proponenti si è concentrata sul “golden channel”, ma l’apparato ha caratteristiche degne di nota Esposizione a 1014 decadimenti di KL Cinematica sovracostretta per decadimenti con elettroni e fotoni Copertura dei veto ermetica Possibilità di misurare i muoni ( almeno ad energia bassa) con range Campionario di idee che richiedono studi di fattibilità (tecniche di analisi + trigger ) Studi di alta statistica di decadimenti radiativi KL, KLe+e−, KLμ+μ−, KLe+e−e+e−, KLe+e− μ+μ−, KLμ+μ−μ+μ− KL0, KL0 0 , KL   L’esperimento non ha campo magnetico, ma c’e’ un magnete a valle del calorimetro Studio del decadimento  del KL? A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Altri esperimenti su KL  0: Upgrade di E391A per JPARC: “JHF” (ora JPARC) assume fascio ottimizzato (linea B) Con linea A si perde un ordine di grandezza: Non esistono ancora le risorse per far partire l’esperimento a T(0) A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Schedule di JPARC A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

JPARC: fasci secondari A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Relazione di T.Yamanaka allo IAC di JPARC (3/2004) A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Progresso sul K+ +  Esperimento dedicato a FNAL (CKM) 100 eventi per il B.R. dello S.M. Approvazione scientifica nel 2001 Approvazione fase 2 negata nel 2003 dal comitato P5 del DOE per motivi finanziari In corso lavoro per sottomettere proposta downgraded (P140) LOI al CERN presentata a Villars con obiettivo simile A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

CKM al M.I. di FNAL Caratteristiche Primo tentativo di misurare K+ +  con decadimenti in volo Fascio separato a R.F. con cavità superconduttrici Purezza hadronica > 70% 33MHz 22GeV/c K+ Determinazione ridondante dell’impulso di K+ e p+ spettrometro + RICH veto con inefficienza totale per p0 da p+ p0 ~10–7 previsti 100 eventi del segnale con ~10 di fondo A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Aspetti della tecnica di CKM A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

K+ +  al CERN LOI a VILLARS Fascio non separato di 70GeV per misura decadimento in volo Rate sul fascio ~ 1GHz Ridondanza nella determinazione dell’impulso del fascio Due piani di pixel Spessore totale: < 1% X0 Risoluzione temporale ~ 100ps 1 piano di micro-mega’s in modo TPC con micromesh Ridondanza nella misura dell’impulso del pione Doppio spettrometro Veto per muoni a campionamento fine A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

K+ +  al CERN CAL+ 2 piani pixel +magnete < 1% X0;40MHz/cm2 1 : 104 E>250MeV 102 E>20MeV CAL+ +magnete 2 piani pixel < 1% X0;40MHz/cm2 t~100ps 75GeV K+ /K ~ 10 0.8 GHz TPC (-Mega) 2MHz/strip Doppio spettrometro magnetico 1~105 E>1GeV A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Conclusioni Il decadimento KL  può “mettere alla prova” lo S.M. nel settore della violazione di CP Insieme al decadimento K++ vincola, in maniera indipendente dal B, i parametri che nello S.M. descrivono la violazione di CP Lo studio di entrambi i canali è oggetto di un interesse sperimentale vigoroso. In particolare KL0 è passato dalla fantascienza alle sale sperimentali E391 dovrebbe scendere al di sotto del limite di Grossman-Nir KOPIO punta ad una osservazione positiva  misura di  con (||)~10% Diverse iniziative su K++ in formazione o in attesa di risorse Salvo catastrofi nell’approvazione del bilancio del governo USA, KOPIO inizierà la costruzione nel 2005 la collaborazione ha bisogno di rafforzarsi ed è molto aperta a nuove partecipazioni A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

KOPIO: aggiornamento “politico” RSVP (=KOPIO+MECO) nel bilancio NSF per il FY 2005 Finanziamenti per costruzioni dal 2005 al 2008 Finanziamenti di operazione fino al 2012 Previsione che l’esperimento abbia un ciclo di vita di 10 anni dalla fine della costruzione Stato della discussione in parlamento Nonostante il taglio del 2% al budget NSF, RSVP è incluso nel bilancio approvato dalla “Appropriation committee” del congresso in luglio Molte turbolenze ritardano ancora l’approvazione del budget USA 2005 A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

RSVP A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Iter politico dell’esperimento Proposto come MRE (insieme a MECO) all’NSF nel novembre 1999 Approvato dal NSB nell’ottobre 2000 Richiesto TDR BNL coinvolto per review locali 2002 Raccomandazione dell’HEPAP subpanel Finanziamento di 7.2M$ in Canada ( CFI ) Menzionato come approvato nel budget NSF senza scala di tempi 2004 Finanziamento di 6M$ per advanced planning Primi fondi per la costruzione inclusi nella “NSF budget request to congress” per il 2005 A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Gruppi partecipanti Interessi manifestati finora BNL fascio INR Veto per fotoni Kyoto Catcher TRIUMF + Montreal Preradiator Yale + IHEP Shashlik (con INR) Stony-Brook Trigger Virginia Veto downstream Zurich Veto per carichi Suddivisione di responsabilità ancora aperta anche se l’R&D effettuato pone ipoteche … Interessi di Perugia Inner liner contenimento del leakage dal bordo interno del calorimetro Elettronica per il primo livello di trigger Risoluzione temporale online Riconoscimento della direzione e conteggio di tracce A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Regione intorno alla beam pipe A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Inner liner (Giusy ) A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Inner liner: segnale/fondo Effetto delle code di risoluzione in energia dovuto a leakage dal bordo interno Risultati simulazione con Monte-Carlo veloce ( parametrizzazione delle code ) Angle 0: Parametrizzazione della risposta (vs E, d) per incidenza normale AngleY Parametrizzazione della risposta (vs E, d,θ) Con incidenza ad angolo e senza I.L. nel prerad stessi risultati che con incidenza normale ed I.L. A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

I.L. : soluzione in corso di studio fascio fascio Leggenda: shashlik crystal WLS bar/fibre I moduli shashlik non possono entrare nelle costole Il vuoto viene colmato dai cristalli Tutti i cristalli di una fila possono essere letti con una barra di WLS Se i cristalli hanno le stesse dimensioni dei moduli shashlik possono essere sostenuti dalla stessa struttura meccanica A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Raggi 3 Mauro Raggi A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Assemblaggio test cristallo A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Limitazioni dell’algoritmo basato sulle proiezioni A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Coincidenze x-y con compensazione temporale Possibile accuratezza < ~ 1ns con implementazione su FPGA ? Test con ACTEL antifuse tecnology (es. A54SX08) 1 3 8 6 ..... 18 38 36 16 Ritardi per compensazione x: (8jy) D y: (8jx) D 8 6 A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Prototipo B A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Ris. Prot. B(2) A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Pattern recognition direzionale Uso degli scintillatori del preradiatore per contare tracce con vincoli sulla direzione di provenienza “Prova di esistenza” di un algoritmo che si presta alla realizzazione in pipeline Uso di lookup tables “allenate” con il Monte-Carlo. Limitazioni: Lavora su proiezioni Non usa informazione temporale fine In corso Valutazione MC delle prestazioni dell’algoritmo A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

The LUT algorithm Identify seed and code its location in PATTERN word Collect hits in 3 X 3 box and complete PATTERN word Use PATTERN as an address for a 65K X 2 bit memory containing 1 for noise 2 for signal 3 for background Use PATTERN as an address for a 65K X (NX*9)bits memory Has 1 in the bits corresponding to channels likely to be on for the corresponding PATTERN of the shower stem Clear hits corresponding to the 1’s of the previous word Iterate Seed cell Layer Strip Adjacent hits 1 1 1 1 1 1 24 23 1 22 1 1 1 21 1 1 1 1 20 1 1 1 1 1 19 1 1 18 1 1 1 1 1 1 1 17 1 1 1 16 1 1 15 14 13 1 2 3 4 5 6 7 x z A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

Confronto K-B: lo scenario di Buras A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04

K    nel modello standard A.Nappi – KOPIO - Padova 3/11/04