24/01/2006N. De Filippis1 Attività CMS a Bari Dipartimento interateneo di Fisica e INFN Bari Nicola De Filippis Visita referee Tier2 – Bari, 24/01/2006.

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1 24/01/2006N. De Filippis1 Attività CMS a Bari Dipartimento interateneo di Fisica e INFN Bari Nicola De Filippis Visita referee Tier2 – Bari, 24/01/2006

2 24/01/2006N. De Filippis2 Sommario  Storia passata: ALEPH  Storia recente: CMS  attività di costruzione rivelatori  attività di analisi  attività di calcolo  Specifiche del Tier2 e proposta

3 24/01/2006N. De Filippis3 Il passato: ALEPH Il gruppo di Bari si è occupato di: costruzione del calorimetro adronico e delle camere dei muoni con realizzazione del sistema di read-out upgrade del minivertice per la fase di LEP2 simulazione calorimetro adronico ricerca di particelle supersimmetriche (coordinamento gruppo SUSY) misura della sezione d’urto di produzione associata di  +  - misure di QCD fisica dei mesoni charmati produzione a Monte Carlo (coordinamento) strumenti di visualizzazione eventi

4 24/01/2006N. De Filippis4 Il presente: CMS (1) Attività di costruzione di camere RPC (Bari leader del progetto): => 480 camere solo nel barrel chambers = 6000 m 2 Miscela di gas: 95.5 Freon 3.5 Isob 0.3 SF6 + RH 50% Caratteristiche pricipali degli RPC usati in CMS: Bakelite thickness: 2 mm Bakelite bulk resistivity : 2-3 10 10  cm Gap width: 2 mm Operating voltage: 9-10 kV Numero di gap: 2

5 24/01/2006N. De Filippis5 TOB TID TIB TEC PD INFN - Italia Il presente: CMS (2) Attività di costruzione di rivelatori a microstrisce di silicio: TIB Il gruppo di Bari coinvolto in: - test in laboratorio e su fascio di sensori - studi sulla resistività del substrato di silicio - studi sull’orientazione del reticolo cristallino di silicio - studi sul danno da radiazione - ciclo di produzione, assemblaggio, microsaldatura, long term test Il gruppo di Bari coinvolto in: - test in laboratorio e su fascio di sensori - studi sulla resistività del substrato di silicio - studi sull’orientazione del reticolo cristallino di silicio - studi sul danno da radiazione - ciclo di produzione, assemblaggio, microsaldatura, long term test

6 24/01/2006N. De Filippis6 Responsabilità in CMS software e calcolo Responsabilità:  PRS b/  fino a giugno 2005 e leader del progetto “Software” da marzo 2005  R & D di strumenti per analisi in ambiente distribuito  Analisi del canale H → ZZ → 2 e 2   Tools di visualizzazione del tracciatore  Database di costruzione degli RPC

7 24/01/2006N. De Filippis7 Esperienze di analisi: 2003-2005  2003: Analisi di dati da test su fascio di RPC e silici: effetto delle HIP (particelle altamente ionizzanti)  2004-2005: Analisi H→ZZ→2e2   2005: Effetti del disallineamento del tracker  2005: Simulazione del trigger di  con RPC  + n-altre attività L’attività di analisi di CMS nel 2003-2005 è stata di:

8 24/01/2006N. De Filippis8 2003: Analisi delle HIP (De Filippis, Giordano) mip APV1APV2APV3APV4 Strip Number 1 128 256 384 512 ADC counts - Ped 200 -100 100 Elevato deposito di energia nei sensori al silicio comporta: 1.Ampio segnale sulle strisce che raccolgono la carica prodotta 2.Abbassamento del livello della baseline dell’APV25 molto al di sotto del valore nominale (per R INV ) (1) (2) HIPs (Highly Ionising Particles): sono il prodotto di interazioni adroniche nel silicio (  da minimum bias) baseline Temporanea inefficienza dell’APV25 nei 200-400 ns successivi all’evento di HIP Conseguenza di un evento di HIP Uno dei risultati: l’inefficienza media di un APV25 in 750 ns dopo l’evento di HIP è circa 20% (38%) for R INV = 50  (100  ) Questi risultati hanno portato al cambio del valore of R INV a 50  per i moduli finali tracker.

9 24/01/2006N. De Filippis9 2004-2005 Analisi H → ZZ → 2e2  (De Filippis, Giordano: Tesi di dott.) 1.Obiettivo : studiare il potenziale di scoperta del bosone di Higgs nel canale H→ZZ →2 e 2  a CMS per masse comprese tra 115 e 600 GeV/c 2 Simulazione completa: generazione degli eventi, propagazione nel rivelatore (GEANT), risposta del rivelatore (ORCA) per segnale e fondi Ricostruzione degli eventi: Trigger, Ricostruzione offline, Fit del vertice, Isolamento  Selezione L1 – HLT  Identificazione di elettroni  Ricostruzione del vertice  Isolamento del leptone  Discriminazione segnale-fondo  Ricostruzione della massa dell’Higgs  Significanza di scoperta

10 24/01/2006N. De Filippis10 2005: Studi dell’effetto del disallineamento del tracker (Barbone: Tesi di laurea, De Filippis) Obiettivo: si valuta l'effetto del disallineamento del tracker di CMS sulla ricostruzione di tracce di muoni ed elettroni (efficienza, risoluzione sui parametri di traccia) sulla selezione finale del canale H→ZZ→2e2  Si simulano gli spostamenti delle sottoparti del sistema tracciante (pixel e microstrisce) di CMS nello scenario della prima presa dati di CMS (l'incertezza di allineamento è tra 10 e 400  m)

11 24/01/2006N. De Filippis11 Obiettivo: Simulazione del sistema di trigger di RPC in CMS con implementazione della situazione sperimentale più realistica acquisita con i test della produzione 2005: Simulazione del trigger di  con gli RPC (M. Maggi,Trentadue: Tesi di dott.) Nessuna sostanziale variazione rispetto alla simulazione standard.  La distribuzione della cluster size reale sostituita alla parametrizzazione esponenziale esistente nel software di ricostruzione.  Maggiori dettagli sulla distribuzione spaziale del noise (in particolare in presenza di strip rumorose vicino la connessione HV) sono stati inseriti nel software di ricostruzione.

12 24/01/2006N. De Filippis12 L’attività del calcolo di CMS nel 2003-2005 è stata di: 2003: - simulazione su larga scala di eventi di fisica in configurazione di farm locale - produzione di prechallenge per DC04: 2004: Data Challenge 2004: Messa a punto e test della catena di analisi dei dati dal Tier-0 e Tier-2 in ambiente distribuito LCG 2005: - Sviluppo di strumenti di calcolo: ValidationTools, JAM (vedi talk G. Maggi) - Produzione Monte Carlo in LCG - Partecipazione al Service challenge SC3 ( vedi talk G. Maggi ) - Visualizzazione del tracker di CMS e monitoraggio in remoto Esperienze di calcolo e software: 2003-2005

13 24/01/2006N. De Filippis13 La real-time analysis è stata eseguita con successo ai Tier-1/2: due settimane di running quasi continuo in Italia! la massima rate di eventi analizzati ~ 40 Hz Pre-Challenge Production (PCP) nel 2003/2004 –2 milioni di eventi simulati a Bari –Produzioni fatte su farm locali e via GRID-LCG (40 %) –efficienza di GRID tra il 70% ed il 90% Data Challenge (DC04) –Analisi dei dati in siti remoti in real-time, sincrona al trasferimento (Bari) PCP E’ stata una sperimentazione su larga scala dei modelli di calcolo e analisi con 30 milioni di eventi simulati, corrispondenti a circa il 15 % del numero di eventi acquisiti dall'apparato CMS in un mese (a LL): DC04 25Hz Simulation Generation Digitization Tier-0 Tier-1 Reco Data Tier-2 Reconstruction Analysis Reco Data Tier-1 Analysis Reco Data Tier-2 Analysis 2003-2004:Data Challenge 2004 Il ritardo dalla ricostruzione dei dati dal Tier-0 alla loro analisi è stato di 20 minuti in media

14 24/01/2006N. De Filippis14 CERN Computer Centre FermiLab France Regional Centre Italy Regional Centre (CNAF) Germany Regional Centre ~100 MBytes/sec Bari Tier 0 Tier 2 RomaLNLPisa Tier 1 PubDB ValidationTools  La validazione dei dati è eseguita alla fine del trasferimento dei dati dal Tier 0 ai Tier 1 e ai Tier 2 sites  I dati sono pubblicati in un database locale, PubDB PhEDEx 2005: ValidationTools: validazione dei dati Bari ha sviluppato uno strumento software per la validazione dei dati che assicura che 1.i dati siano consistenti internamente (dati e metadati) 2.accessibili tramite un tipico programma di analisi 3.pubblicati correttamente in database locali dati pronti per essere analizzati dagli utenti Il flusso dei dati di CMS prevede che:

15 24/01/2006N. De Filippis15 Totale statistiche e prestazioni da Luglio 2005 ad oggi: circa 300.000 eventi di Hit circa 75.000 eventi di Digi su circa 2 Milioni di eventi per l’Italia circa 450.000 eventi di DST numerosi problemi riscontrati, legati per la maggior parte al software di produzione forte rallentamento della produzione. fino a 100 job di produzione e analisi runnanti in parallelo sistema di storage: rfio e dCache testati massivamente strumenti di monitoraggio dei job stressati e migliorati efficienza dei servizi grid: RB, RLS, CE campioni di dati validati per ogni step di produzione, pubblicati sul PubDB locale e resi disponibili agli utenti via LCG 2005: Produzione Monte Carlo in LCG ( gli ultimi 5 mesi ) Il sistema di produzione MC è molto fragile e faraginoso lo si sta riprogettando.

16 24/01/2006N. De Filippis16  E’ stato un test dei servizi (anche di tipo grid) nei Tier-n di CMS  Per CMS è servito per dimostrare la capacità di fornire i servizi per l’analisi dei dati da parte degli utenti alla scala e affidabilità richieste.  Bari ha contribuito con: circa 7.5 TB di dati trasferiti con Phedex usando un catalogo LFC (grid) Validazione dei dati triggerata da Phedex usando il catalogo LFC circa 2000 job di analisi runnati contestualmente al trasferimento/validaz. dati 2005: Strategia di CMS per SC3 CMS Requirement

17 24/01/2006N. De Filippis17 2005: Visualizzazione del tracker di CMS (Mennea, Zito) Il gruppo CMS di Bari è attivamente coinvolto nella realizzazione del pacchetto di visualizzazione e monitoring del tracciatore. Mappa del tracciatore utile per: display degli eventi nel tracker display di temperature, tensioni ed altri dati dai conditions database display di strip morte ed altri dati dal construction database display risultato di un controllo globale del tracker confrontando gli istogrammi ottenuti con istogrammi di riferimento

18 24/01/2006N. De Filippis18 Control room Bari Tier 2 Filter Unit Farm …. CPU 10% raw data 1 TB/day …. DQMHistograms Tracker Map.root, *.jpg Browser Master Machine Server Web CPU SE UI JDL DropBoxAgent RB SVG Map Tier 1Tier 0 2005: Monitoraggio in remoto del tracker (Mennea, Zito, De Filippis) Esigenza: monitorare dettagliatamente i 9.6 Mln di strip e i 50 Mln di pixel richiede un monitoraggio di II livello monitoraggio in remoto del tracker Strategia : -- analizzare le informazioni del tracciatore in remoto tramite trasferimento di raw data, mandando job in un sito che dispone di risorse -- Aggiornare la mappa del tracker quasi in real-time dopo aver estratto le informazioni rilevanti ….è in corso uno studio di fattibilità.

19 24/01/2006N. De Filippis19 Infrastruttura e contatti Le esperienze di analisi e di calcolo sono state portate avanti con le risorse della farm INFN di Bari per quanto possibile, in collaborazione con altri gruppi di ricerca nazionali ed internazionali. 6 utenti locali di analisi, 4.3 M di eventi analizzati negli ultimi sei mesi, 4 TB di disco occupati 66620 job CMS girati sulla farm tra produzione ed analisi negli ultimi sei mesi. L’esperienza acquisita è fondamentale per l’organizzazione dell’attività di un centro Tier2 per CMS

20 24/01/2006N. De Filippis20 Specifiche di un Tier 2 di CMS dal CTDR Specifiche per un Tier2 di CMS:  CPU: 0.9MSI2K, Disk: 200TB; WAN almeno 1 Gb/s.  Data import: 5 TB/giorno di dati dal Tier-1 per AOD ed altri dati necessari ai T2  Data export: 1 TB/giorno per 10 8 eventi simulati per anno per Tier-2, per 200 giorni all’anno  CPU node I/O bandwidth: 1 Gb/s, Aggregated bandwidth disk-CPU: 10Gb/s. Funzioni: Produzione Monte Carlo Processing dei dati per analisi di fisica, Processing di dati per calibrazione, allineamento (studi di rivelatore.) Ipotesi: il 2008 sia un “full LHC year” a bassa luminosità ( 2x10 33 cm -2 s -1 ) Parametri di minimo livello di servizi:

21 24/01/2006N. De Filippis21 Il Tier2 CMS di Bari si propone per –Produzione Monte Carlo –Searches, con particolare riferimento a supersimmetria e higgs : Studio di canali supersimetrici di produzione e decadimento di chargini, neutralini, squark e gluini Studio del canale H  ZZ  2e 2  Studio del canale ttH con H → bb Fisica del modello standard: Fisica del B Studio di eventi con singolo e doppio muone dal decadimento W e Z –Supporto per lo sviluppo e test di tools software per l’analisi dati, per la produzione Monte Carlo e per il commissioning, monitoring e calibrazione degli apparati (RPC e Tracker) Proposta di attività del T2

22 24/01/2006N. De Filippis22 Utenti CMS Bari (1)

23 24/01/2006N. De Filippis23  Utenti CMS di Bari: 32 unità di personale ricercatore e tecnologo equivalente a 27 FTE Utenti CMS Bari (2)

24 24/01/2006N. De Filippis24 I gruppi afferenti al Tier2 Produzione Monte Carlo: Pisa: S. Gennai, A. Giammanco, F. Calzolari Analisi di SUSY e produzione Monte Carlo: Catania: S. Costa, A. Tricomi, M. Chiorboli, M.Galanti Analisi ttH: Pavia: C. Riccardi, P. Torre, U. Berzano Perugia: Mantovani G., Santocchia A., Benedetti D., Fano’ L. Attività di calcolo: Bologna: P.Capiluppi, C. Grandi, D. Bonacorsi, A. Fanfani Firenze: V. Ciulli, G. Ciraolo Perugia: D. Spiga, L. Servoli, L. Faina Monitoring RPC: Napoli: P. Paolucci Pavia: P. Vitulo 26 ricercatori esterni