Riunione preventivi – 1 Settembre 2016C.Roda Universita` e INFN Pisa 1 TileCal: stato e richieste 2016 Chiara Roda Universita` di Pisa e INFN A nome del.

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1 Riunione preventivi – 1 Settembre 2016C.Roda Universita` e INFN Pisa 1 TileCal: stato e richieste 2016 Chiara Roda Universita` di Pisa e INFN A nome del gruppo TileCal

2 Riunione preventivi – 1 Settembre 2016C.Roda Universita` e INFN Pisa 2/16 The hadronic calorimeter is composed of 3 systems: TileCal cover |  | < 1.7 Reminder - Tile Calorimeter

3 Riunione preventivi – 1 Settembre 2016C.Roda Universita` e INFN Pisa 3/16 The hadronic calorimeter is composed of 3 systems: TileCal cover |  | < 1.7 Reminder - Tile Calorimeter Barrel Ext. Barrel 3 barrels, 64 wedges each 2.3 m 11 m 4.2 m

4 Riunione preventivi – 1 Settembre 2016C.Roda Universita` e INFN Pisa 4/16 The hadronic calorimeter is composed of 3 systems: TileCal cover |  | < 1.7 Reminder - Tile Calorimeter Principle of operation of TILE Peculiar geometry to obtain high hermiticity Iron plates (  80%) + Scintillating Tiles (  20%) 3 Longitudinal samples: 1.5 + 4 +1.8  = 0.1  0.1 Signal sampling up to 175 ns Barrel Ext. Barrel 3 barrels, 64 wedges each 2.3 m 11 m 4.2 m

5 Sistema di calibrazione di TileCal Riunione preventivi – 1 Settembre 2016C.Roda Universita` e INFN Pisa 5

6 Sistema di calibrazione di TileCal Riunione preventivi – 1 Settembre 2016C.Roda Universita` e INFN Pisa 6 Charge injections Charge injections Cs scans Laser runs Test beams

7 Contributo di Pisa Riunione preventivi – 1 Settembre 2016C.Roda Universita` e INFN Pisa 7 Pisa ha partecipato: R&D: scelta e definizione ottica; COSTRUZIONE ha costruito ¼ del barrel, ha messo a punto la staizone di test/caratterizzazione dei PMT, ha testato PMT e fibre; OPERATION: Run Coordination/DQ leader/validator, sviluppo di monitoring. PERFORMANCE & ANALYSIS: messa a punto della calibrazione (Laser) e degli algoritmi di ricostruzione del segnale, calibrazione jets. Pisa ha partecipato: R&D: scelta e definizione ottica; COSTRUZIONE ha costruito ¼ del barrel, ha messo a punto la staizone di test/caratterizzazione dei PMT, ha testato PMT e fibre; OPERATION: Run Coordination/DQ leader/validator, sviluppo di monitoring. PERFORMANCE & ANALYSIS: messa a punto della calibrazione (Laser) e degli algoritmi di ricostruzione del segnale, calibrazione jets.

8 TileCal in RunI Riunione preventivi – 1 Settembre 2016C.Roda Universita` e INFN Pisa 8 2010/2011/2012 percentuale di canali mascherati alla fine del run 3-5%. Ragioni principali di malfunzionamento sono state: failure del LVPS – 14k trips 2012 - ~ 0.6 trips / pb -1  automatic recovery and cell signal is “recovered” from neighbouring cells. bad connections in the drawers 2010/2011/2012 percentuale di canali mascherati alla fine del run 3-5%. Ragioni principali di malfunzionamento sono state: failure del LVPS – 14k trips 2012 - ~ 0.6 trips / pb -1  automatic recovery and cell signal is “recovered” from neighbouring cells. bad connections in the drawers 40 new LVPS installed in 2012

9 New LVPS – new life Riunione preventivi – 1 Settembre 2016C.Roda Universita` e INFN Pisa 9 Tutti i LVPS sono stati installati durante il LS1 rispettando la schedule di installazione e con il supporto dei tenici di vari istituti tra cui Pisa.

10 TileCal in RunII TileCal sta` operando bene senza trip di LVPS e senza significative data -corruption La calibrazione EM e` stata fissato con uno scan di Cs all’inizio di Giugno e viene ripetuta una volta al mese Sorgenti di iniezioni di carica e di laser permettono di controllare la calibrazione tra uno scan di Cs ed il successivo. Tre moduli hanno problemi e sono spenti (LBA10, EBC21, EBC10). Il nro di celle spente corrisponde a 0.8% del totale e vengono corrette offline. TileCal sta` operando bene senza trip di LVPS e senza significative data -corruption La calibrazione EM e` stata fissato con uno scan di Cs all’inizio di Giugno e viene ripetuta una volta al mese Sorgenti di iniezioni di carica e di laser permettono di controllare la calibrazione tra uno scan di Cs ed il successivo. Tre moduli hanno problemi e sono spenti (LBA10, EBC21, EBC10). Il nro di celle spente corrisponde a 0.8% del totale e vengono corrette offline. Riunione preventivi – 1 Settembre 2016C.Roda Universita` e INFN Pisa 10

11 TileCal con i dati a 13 TeV Riunione preventivi – 1 Settembre 2016C.Roda Universita` e INFN Pisa 11 ATL-PHYS-PUB-2015-036 Energia nel primo layer di TileCal

12 TileCal con i dati a 13 TeV Riunione preventivi – 1 Settembre 2016C.Roda Universita` e INFN Pisa 12

13 Riunione preventivi – 1 Settembre 2016C.Roda Universita` e INFN Pisa 13/16 Upgrade for RunII - LASER II system LASER events: prese dati dedicate check/calibration PMT gain + interBunch data. La stabilita` del sistema di distribuzione di luce e` minore di quanto desiderato  al momento si utilizza un sistema relativo di misura di variazione del guadagno. LASER events: prese dati dedicate check/calibration PMT gain + interBunch data. La stabilita` del sistema di distribuzione di luce e` minore di quanto desiderato  al momento si utilizza un sistema relativo di misura di variazione del guadagno. Sistema di calibrazione LASERII Elettronica di controllo (compatibilita nuovo protocollo di Università e LPC comunicazione LHC e con sistema di controllo del rivelatore) Clermont -Ferrand Sistema di monitoring (splitter, mixer, filtri e fotodiodi) della Clermont-Ferrand trasmissione e distribuzione luce laser ai singoli drawers INFN - Pisa (fino a 48 canali di read-out) Ottica di rinvio ed espansione del fascio laser nella “optics box (livello -1 della caverna di ATLAS – USA 15) Responsabilità di Pisa (F.Scuri). INFN-Pisa Universita` di Coimbra S. Leone, F.Scuri

14 LaserII – Optic Line Riunione preventivi – 1 Settembre 2016C.Roda Universita` e INFN Pisa 14

15 LASER II System Riunione preventivi – 1 Settembre 2016C.Roda Universita` e INFN Pisa 15 Optic system designed, implemented and installed in USA15 from Pisa group S. Leone, F.Scuri

16 Riunione preventivi – 1 Settembre 2016C.Roda Universita` e INFN Pisa 16

17 LASER II System performance Riunione preventivi – 1 Settembre 2016C.Roda Universita` e INFN Pisa 17 LASERII-b A second LASER II system is being assembled in a Laboratory on surface to allow: - Checking problems detected on the detector in the pit; - to use as source for the development of the new FE eletronic for phaseII. Optic system under is a replica of the LASERII system in the pit and is under Pisa responsibility  request for optic material to complete assembly. LASERII-b A second LASER II system is being assembled in a Laboratory on surface to allow: - Checking problems detected on the detector in the pit; - to use as source for the development of the new FE eletronic for phaseII. Optic system under is a replica of the LASERII system in the pit and is under Pisa responsibility  request for optic material to complete assembly. b) b) 1.5% due to one bad filter in the optical line, otherwise 0.7% Optic line performance according to requirements ! Work is on-going to integrate the LASERII data in the SW calibration framework.

18 TileCal –Richieste Materiale -Optic components to complete LaserII-b system in Lab175 (filtri, beam expander, meccanica di supporto ottica): 5 keuro -MOFB 49kCHF https://cds.cern.ch/record/2002262/files/CERN-RRB- 2015-027.pdf Missioni (a parte metabolismo) -Tecnici per lavoro di maintenance durante lo shutdown (4weeks x 2 tecnici end 2016): 2mu -Installazione e test otticl LaserII-b: 1mu Riunione preventivi – 1 Settembre 2016C.Roda Universita` e INFN Pisa 18 NomeTileRD- Tile V.Cavasinni0.30.4 G.Chiarelli0.3- S.Leone0.10.5 C.Roda0.10.2 F.Scuri0.30.7 M.Spalla0.1- Tot1.21.8

19 Back-up Riunione preventivi – 1 Settembre 2016C.Roda Universita` e INFN Pisa 19

20 TileCal –Richieste trasferte Riunione preventivi – 1 Settembre 2016C.Roda Universita` e INFN Pisa 20

21 Riunione preventivi – 1 Settembre 2016C.Roda Universita` e INFN Pisa 21

22 Responsabilita` in corso P.Giannetti FTK technical coordinator A.Annovi FTK PL G.Volpi responsabile SW V.Cavasinni member Publication committee (CB election) S. Citraro responsabile LAMB M.Piendibene responsabile AM board P.Luciano responsabile FW AM board C. Sotiropoulu responsabile del firmware del Monitoring C.Roda member of OTP Organization Committee (CB election) C.Roda WV semileptonic analysis contact F.Scuri TileCal LASERII optic system responsible F.Scuri tilecal calibration co-convener Riunione preventivi – 1 Settembre 2016C.Roda Universita` e INFN Pisa 22 75% of FTK Management

23 PhaseII - TileCal Upgrade of the readout electronics of both the LAr and Tile calorimeters is needed because of radiation tolerance and to cope with the L0 (1MHz) and L1 rates Read-out electronics to be substituted includes: on-detector front-end boards, optical links, off-detector signal processing units and powering systems; The new processing units will support more sophisticated algorithms for signal reconstruction to suppress out-of-time pile-up. the modularity is improved so that a single-point failure will only cause a loss of ½ of light per channel in a module and not the loss of a module (ΔηxΔφ=0.8x0.1) The information from the last layer (D-layer) of the Tile calorimeter will be used to reduce the trigger rate due to fake muons (in the region 1.0<|eta|<1.3); Both upgrades are needed in all three scenarios. The about 10k PMTs are not foreseen to be substituted. Riunione preventivi – 1 Settembre 2016C.Roda Universita` e INFN Pisa 23

24 From the present architecture to the phaseII architecture Riunione preventivi – 1 Settembre 2016C.Roda Universita` e INFN Pisa 24 Present architecture Future architecture 3-1 card: shaping/amplification, integration, calibration Digitizer board: digitization and processing Interface card: optical trancevier @ 100kHz 3-1 card: shaping/amplification, integration, calibration Digitizer board: digitization and processing Interface card: optical trancevier @ 100kHz FEB (new 3-1): Front-end boards, three options under study Main Board: signal/LV distribution and control Daughter Board: signal transmission FEB (new 3-1): Front-end boards, three options under study Main Board: signal/LV distribution and control Daughter Board: signal transmission Each DB/MB is split in 2 parts controlling the signals of “half” cell

25 A proto-type phaseII drawer Riunione preventivi – 1 Settembre 2016C.Roda Universita` e INFN Pisa 25 Hybrid prototype of the phaseII drawer including the analog trigger line to allow installation in the present detector. Drawer is under test with calibration (charge-injection) signals. Hybrid prototype of the phaseII drawer including the analog trigger line to allow installation in the present detector. Drawer is under test with calibration (charge-injection) signals.

26 The three protypes Riunione preventivi – 1 Settembre 2016C.Roda Universita` e INFN Pisa 26