Attività gruppo JLab12/ISS

Presentazione sul tema: "Attività gruppo JLab12/ISS"— Transcript della presentazione:

1 Attività gruppo JLab12/ISS
Donato Castelluccio Tracciatore SBS Digitizzatore GEM Modellizzazione Garfield Prototipazione Test Marco Capogni RICH-CLAS12 Evaristo Cisbani Olympus Salvatore Frullani HERMES Ipernuclei Franco Garibaldi Stefano Colilli (Tools) Rolando Fratoni (Meccanica) Fausto Giuliani (Elettronica) Massimo Gricia (Assemblaggio) Maurizio Lucentini (HV) Fabio Santavenere (Meccanica/Gas) Laura Manfrè Transversity/SIDIS Alessio del Dotto 10 Giugno 2010 Roma / JLab12.IV / Attività 2010

2 SBS Spectrometer in Hall A
Alta luminosità Uso di tecnologia GEM per tracciamento con risoluzione < 100 mm Camere di tracciamento di dimensioni considerevoli (fino a 2x1 m2) Uso di rivelatori al silico per migliorare le performance di tracciamento Oltre canali analogici da acquisizione Piani di silicio (RM1) 10 Giugno 2010 Roma / JLab12.IV / Attività 2010

3 Roma / JLab12.IV / Attività 2010
SBS Collaboration 10 Giugno 2010 Roma / JLab12.IV / Attività 2010

4 Different (e,e’h) experimental configurations
Experiments Luminosity (s·cm2)-1 Tracking Area (cm2) Resolution Angular (mrad) Vertex (mm) Momentum (%) GMn - GEn up to 7·1037 40x150 and 50x300 < 1 <2 0.5% GEp(5) up to 8·1038 40x120, 50x300 and 80x300 <0.7 ~1.5 ~ 1 SIDIS up to 2·1037 40x120, 40x150 and 50x300 ~ 0.5 ~1 <1% 10 Giugno 2010 Roma / JLab12.IV / Attività 2010 Most demanding Maximum reusability: same trackers, no changes in chambers geometry

5 Choice of the technology
System Requirements Tracking Technology Drift MPGD Silicon High Background Rate (up to): 1 MHz/cm2 NO MHz/mm2 High Resolution (down to): 70 mm Achievable 50 mm 30 mm Large Area: 40×150 and 50×300 cm2 YES Doable Very Expensive 10 Giugno 2010 Roma / JLab12.IV / Attività 2010 … and modular: reuse in different geometrical configuration GEM mMs Flexibility in readout geometry and lower spark rate

6 Roma / JLab12.IV / Attività 2010
Approach: 40x50 cm2 Module Use the same “basic” module for all trackers types Size: 40x50 cm2 active area + 8 mm frame Compromise between: segmentation, production limit, area to cover, strip length 3 x GEM foils (double mask technology) 2D strip readout (a la COMPASS) mm pitch x/y and u/v coordinates 10 Giugno 2010 Roma / JLab12.IV / Attività 2010 Two exceptions in readout foil: Front Tracker last 2 chambers: Double segmented readout (Lubomir talk) Coordinate Detector: 1D strip readout 1 mm pitch

7 2D Readout Plane and ZIF extension
Readout along all sides not strictly required in x/y unless additional segmentation of the readout plane weight balance unavoidable in diagonal u/v Extension feeds into ZIF connectors: no soldering on the readout foil permit safer bending Small frame width (8 mm); minimize dead area Require precise cutting around the ZIF terminals 10 Giugno 2010 x/y Roma / JLab12.IV / Attività 2010 Rui De Oliveira final design based on our drawing Under delivery!

8 SBS Tracker Chambers configuration
GeP(5) SBS Front Tracker Geometry 10 Giugno 2010 x6 Modules are composed to form larger chambers with different sizes Electronics along the borders and behind the frame (at 90°) – cyan and blue in drawing Aluminum support frame around the chamber (cyan in drawing); dedicated to each chamber configuration Back Trackers Geometry X(4+4) Roma / JLab12.IV / Attività 2010

9 GEM Trackers Accounting
Area (cm2) Number of Chambers Readout Pitch (mm) Modules/Chamber Total Modules Total Channels FT 40x150 6 2D 4(x/y) 2(u/v) 0.4 1×3 18 49000 + 40500 ST TT 50x200 4 + 4 2(x/y) 2(u/v) 4×0.4 1×5 20+20 13600 CD 80x300 2 1D y+y 1.0 2×6 24 12000 10 Giugno 2010 Roma / JLab12.IV / Attività 2010 Total chs Last 2 FT modules with half split strips (double segmentation on each site) ST and TT readout groups 4 strips in Gep(5) with binary readout

10 Attività Tracciatore GEM
Prototipazione: ISS + CT Ritardi di consegna fogli GEM dal CERN (attesi in questi giorni) Progettazione Meccanica: CT + ISS Talk Francesco Noto Test: ISS + CT + BA/LE + JLab + WM Gas + HV: BA/LE Elettronica: GE + ISS + CT Talk Marco Battaglieri Produzione: CT Talk Enzo Bellini Simulazione Montecarlo (GEANT4): ISS + CT Talk Antonio Giusa Digitizzazione: ISS + Enea Stima fondo: RM1 Talk Giudo Urciuoli Ricostruzione: JLab 10 Giugno 2010 Roma / JLab12.IV / Attività 2010

11 DESY beam test in Dec/09: setup
10 Giugno 2010 2x 10x10 cm2 GEM prototypes Silicon Tracker + scintillator fingers Beam Roma / JLab12.IV / Attività 2010 HV Power Supply

12 DESY beam test in Dec/09 - pedestals
10 Giugno 2010 Preliminary! Roma / JLab12.IV / Attività 2010 Gassiplex Readout (not optimized for negative charge)

13 DESY beam test in Dec/09 - event example
Ar/CO2 70%/30% 3 GeV Electron Beam 10 Giugno 2010 Preliminary! Single Event Roma / JLab12.IV / Attività 2010 Cumulated (Beam profile)

14 DESY beam test in Dec/09 – x/y correlation
10 Giugno 2010 Preliminary! Max charge Total Charge Roma / JLab12.IV / Attività 2010

15 Roma / JLab12.IV / Attività 2010
Test PREX (vedi Guido) Ottenimento risoluzione spaziale su readout 2D 0.4 mm pitch 10 Giugno 2010 Roma / JLab12.IV / Attività 2010 Results from Megan Friend

16 Digitizzazione GEM (implementato sotto ROOT)
10 Giugno 2010 Roma / JLab12.IV / Attività 2010

17 SBS Front Tracker Project
10 Giugno 2010 Roma / JLab12.IV / Attività 2010

18 Situazione finanziamento SBS
Richiesta di 4 MUSD sottomessa a DOI fine 2009/inizio 2010; attesa risposta formale Presentazione set esperimenti su Form Factor al PAC di Gennaio Seconda Critical Design Review in Febbraio (parte di) SBS nella richiesta JLab per l’anno finanziario 2011 Meeting ~ settimanali (mercoledi) e newsletter mensile 10 Giugno 2010 Roma / JLab12.IV / Attività 2010

19 Roma / JLab12.IV / Attività 2010
RICH-Clas12 10 Giugno 2010 Roma / JLab12.IV / Attività 2010

20 Roma / JLab12.IV / Attività 2010
Attività RICH-CLAS12 Supporto alla definizione del sistema di identificazione p-K-p fino a 8 GeV/c per CLAS12 (talk Luciano Pappalardo) Su idea e coordinamento di Lello De Leo, presentato PRIN-2009 su sperimentazione RICH ad aerogel (focusing) + rivelatore SiPM con soppressione fondo con tempo di volo (risoluzione temporale ~ 0.5 ns) Gruppi coinvolti: BA (+LNF): aerogel + ottica CT: caratterizzazione SiPM + trigger GE: elettronica RM1 (+ISS): caratterizzazione SiPM + DAQ 10 Giugno 2010 Roma / JLab12.IV / Attività 2010

21 Roma / JLab12.IV / Attività 2010
Ipernuclei 10 Giugno 2010 Roma / JLab12.IV / Attività 2010

22 JLAB Hall A Experiment E94-107
Kaon collaboration 28 Jan 2009 JLAB Hall A Experiment E94-107 E94107 COLLABORATION A.Acha, H.Breuer, C.C.Chang, E.Cisbani, F.Cusanno, C.J.DeJager, R. De Leo, R.Feuerbach, S.Frullani, F.Garibaldi*, D.Higinbotham, M.Iodice, L.Lagamba, J.LeRose, P.Markowitz, S.Marrone, R.Michaels, Y.Qiang, B.Reitz, G.M.Urciuoli, B.Wojtsekhowski, and the Hall A Collaboration and Theorists: Petr Bydzovsky, John Millener, Miloslav Sotona 10 Giugno 2010 16O(e,e’K+)16N 12C(e,e’K+)12 Be(e,e’K+)9Li H(e,e’K+)0 Ebeam = 4.016, 3.777, GeV Pe= 1.80, 1.57, 1.44 GeV/c Pk= GeV/c qe = qK = 6° W  2.2 GeV Q2 ~ 0.07 (GeV/c)2 Beam current : <100 mA Target thickness : ~100 mg/cm2 Counting Rates ~ 0.1 – 10 counts/peak/hour Roma / JLab12.IV / Attività 2010 E Electroproduction of Kaons up to Q2=3(GeV/c)2 (P. Markowitz, M. Iodice, S. Frullani, G. Chang spokespersons) E The angular dependence of 16O(e,e’K+)16N and H(e,e’K+)L (F. Garibaldi, M.Iodice, J. LeRose, P. Markowitz spokespersons) (run : April-May 2012) P (SIDIS) / PAC34 / JLab 22

23 Roma / JLab12.IV / Attività 2010
10 Giugno 2010 Roma / JLab12.IV / Attività 2010

24 Roma / JLab12.IV / Attività 2010
10 Giugno 2010 Roma / JLab12.IV / Attività 2010

25 E-07-012 - The Angular Dependence of
16O(e,e’K)16NL and 1H(e,e’K)L ?? Will run right before 6 GeV shutdown ?? Maybe before! These data and, especially, the ratio of HN to the elementary cross section will give: new valuable information on hypernuclear structure (including spin assignment of produced hypernuclear states), and reaction mechanisms the modification of the dynamics of the (e,e’K+) process in the nuclear medium. Parasitic test for E Study of Light Hypernuclei by Pionic Decay at JLab 10 Giugno 2010 Roma / JLab12.IV / Attività 2010

26 Roma / JLab12.IV / Attività 2010
Transversity 10 Giugno 2010 Roma / JLab12.IV / Attività 2010

27 Roma / JLab12.IV / Attività 2010
10 Giugno 2010 Roma / JLab12.IV / Attività 2010

28 Roma / JLab12.IV / Attività 2010
Attività corrente Analisi RICH Talk Francesco Mammoliti Primi risultati su pioni Presentazione MENU 2010 Preparazione (ri)proposta SIDIS con SBS (conditionally approved in 2009) Alessio del Dotto tesi su effetti 3He in estrazione asimmetrie del neutrone (utile anche per esperimento corrente Transversity/6 GeV) 10 Giugno 2010 Roma / JLab12.IV / Attività 2010

29 Hadron Identification
Aerogel Cherenkov Counter p rejection > 98% Time of Flight K/p separation at 4s RICH proximity focusing detector K/p separation at 3.8s Preliminary Ph = 2.33 – 2.47 GeV/c 10 Giugno 2010 Roma / JLab12.IV / Attività 2010 data from APS2010 / Y. Wang

30 Primi risultati rilasciati a MENU2010
10 Giugno 2010 Roma / JLab12.IV / Attività 2010

31 Roma / JLab12.IV / Attività 2010
Previsioni attività 2011 (e seconda metà 2010) 10 Giugno 2010 Roma / JLab12.IV / Attività 2010

32 Front Tracker GEM / Attività prevista ≥06/10
Primo modulo GEM 40x50 cm2 assemblato entro la prime 2 settimane di Luglio (se tutto il materiale verrà consegnato nelle prossime 2 settimane) Test sotto fascio con elettronica finale a DESY seconda metà di Luglio Revisione progettazione entro settembre (possibilità di realizzare un secondo prototipo) Possibilità di ulteriori test al CERN e/o JLab in autunno Progetto finale ed elettronica consolidata entro fine anno In parallelo attività di simulazione (risultati entro fine estate, per chiudere CDR) Se SBS verrà finanziato: partenza produzione fine anno/inizio 2011 In ogni caso l’attività di prototipazione verrà utilizzata in Olympus 10 Giugno 2010 Roma / JLab12.IV / Attività 2010

33 Ipernuclei / Attività prevista ≥06/10
Apparato per E setti magnetici (room temperature perché criogenico assorbito da Q-week) aerogel detectors (PMT, stato aerogel) RICH (incidente sovrapressione durante la disistallazione potrebbe aver danneggiato radiatore e/o pad) ? (integrità radiatore, planarità dei pads, incollaggio dei pads) (non si può valutare ora, da verificare con test a Jlab (timing non definito per mancanza di spazi adeguati) - comunque per il 2012: necessità di evaporazione (BNL), materiale di consumo, missioni etc) Verifica integrità RICH entro 2010, in caso di danneggiamento possibile attività di riparazione durante il 2011 10 Giugno 2010 Roma / JLab12.IV / Attività 2010

34 Transversity/SIDIS – Attività prevista
Continuazione analisi RICH (supporto CT) Studio problema interazioni in 3He in estrazione asimmetrie sul neutrone polarizzato (con aiuto teorici Salmè/Scopetta) – tesi Alessio del Dotto Ripresentazione proposta di esperimento Gennaio 2011 (?) 10 Giugno 2010 Roma / JLab12.IV / Attività 2010

35 RICH-Clas12 / Attività prevista
Definizione e avvio prototipazione entro 2010 (continuazione nel 2011) Supporto definizione e progettazione RICH (anche con PRIN, se ha successo) 10 Giugno 2010 Roma / JLab12.IV / Attività 2010

36 Roma / JLab12.IV / Attività 2010
Data Taking DVCS seconda metà 2010 Esperimenti fisica nucleare nella prima metà del 2011 g2p seconda metà 2011 (?) 10 Giugno 2010 Roma / JLab12.IV / Attività 2010