Babar Status Report Francesco Forti INFN-Pisa Commissione I 16 settembre 2002.

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1 Babar Status Report Francesco Forti INFN-Pisa Commissione I 16 settembre 2002

2 16 Settembre 2002 F.Forti - Babar - Stato del rivelatore 2 Outline Stato prima dello shutdown 2002 Attività durante lo shutdown – Inizio shutdown: 1/7/2002 – Ripresa del run: 15/11/2002 – Ad oggi le attività sono in schedule. Il futuro di Babarfuturo di Babar

3 16 Settembre 2002 F.Forti - Babar - Stato del rivelatore 3 Stato prima dello shutdown Molto soddisfacente: peak L=5x10 33 cm -2 s -1 Raccolti 94 fb -1 su 100 fb -1 dati da PEP-II Belle ha 90 fb -1 Belle

4 16 Settembre 2002 F.Forti - Babar - Stato del rivelatore 4 Attività durante lo shutdown – PEP-II: raddoppio della luminosità nel 2003: 1e34 per 60fb -1 entro Luglio 2003. PEP-II Nuove cavità RF, shielding dei collimatori, riparazione valvole. Raffreddamento dei bellows vicino alla IR. – Silicon Vertex Tracker: Apertura per l’intervento sui bellows. Silicon Vertex Tracker Riparazione problemi di connessione. Riterminazione dei cavi di uscita, troppo lunghi. – Drift Chamber: non erano previste attività. Drift Chamber Danno al cilindro interno e relativa riparazione. – Instrumented Flux Return. Instrumented Flux Return Forward endcap: Costruzione ed installazione camere. Forward endcap Post-mortem delle camere installate in Dic 2000. Post-mortem Remediation del barrel Remediation Recabling alta tensione. Riparazione delle Front end cards, Nuovo sistema del gas.

5 16 Settembre 2002 F.Forti - Babar - Stato del rivelatore 5 PEP-II: raffreddamento dei bellows Riscaldamento indotto dagli high order modes. Di fatto provoca una limitazione sulla corrente massima dei fasci. Installazione quasi completata Be Beam Pipe Magnete B1 Bellow Added cooling Shutdown:PEP-II

6 SVT Shutdown:SVT

7 16 Settembre 2002 F.Forti - Babar - Stato del rivelatore 7 Radiazione su SVT Accumulati 1.2 MRad sul diodo peggiore Test recenti indicano che SVT è OK fino a 4 MRad. Nessuna necessità di rimpiazzo dei moduli fino al 2004-2005 Misura dell’aumento di corrente: – 1-2 μA/(MRadxcm 2 ) Shutdown:SVT

8 16 Settembre 2002 F.Forti - Babar - Stato del rivelatore 8 Silicon Vertex Tracker Alcune sezioni avevano problemi di interconessione – Riconnesse: funzionano Alcuni moduli hanno alta corrente – Possibilità di debug: alcuni miglioramenti Piccolo incidente con l’acqua di raffreddamento – Un circuito collegato male ha causato la fuoriscita di qualche cc di acqua – Nessuna conseguenza I cavi di uscita backwards erano troppo lunghi e sono stati scorciati Shutdown:SVT

9 16 Settembre 2002 F.Forti - Babar - Stato del rivelatore 9 Stato attuale di SVT 9/208 bad  3/208 bad. Ancora da inserire. Shutdown:SVT

10 16 Settembre 2002 F.Forti - Babar - Stato del rivelatore 10 Drift Chamber Durante l’estrazione del tubo di supporto il 31/7/2002 la testa di un bullone ha danneggiato il tubo interno di berillio della Drift Chamber. 15 cm Shutdown:DCH

11 16 Settembre 2002 F.Forti - Babar - Stato del rivelatore 11 Drift Chamber: riparazione Le analisi elettrica e strutturale non hanno indicato problemi  “solo” un problema di tenuta del gas (He). Studio dettagliato delle procedure di riparazione, con consulenti e reviewers esterni. – Pulizia e decontaminazione della zona danneggiata. – Strato di colla epossidica applicato a riempire la zona triangolare del danno. – Foglio di Al (50 μm) esteso 3-4cm oltre la regione di danno per la tenuta al gas. La riparazione, effettuata il 5/9, sembra essere riuscita. Shutdown:DCH

12 16 Settembre 2002 F.Forti - Babar - Stato del rivelatore 12 Drift Chamber: risultati e Patch di Al, coperta da Mylar Shutdown:DCH

13 Absorber Segmentation 7 layers 2 cm 1 layer 7 cm 2 layers 9 cm 2 layers 13 cm 2 layers 10cm total 85 cm Terminology: 19 slots and 15 RPC layers! RPC belt Layer 18/19 5 brass layer (slot 8,10,12,14,16) Instrumented Flux Return Shutdown:IFR

14 16 Settembre 2002 F.Forti - Babar - Stato del rivelatore 14 Forward Encap Tutti gli RPC necessari sono stati prodotti e sono a SLAC. – Dressing finale delle camere completato. Dressing – Test con cosmici finito a GT e a SLAC. Test L’installazione sta procedendo secondo schedule – 2/3 delle camere sono installate (bottom e middle), insieme a 2/3 dell’ottone. – Le rimanenti verrano installate nelle prossime 2 settimane Si stanno analizzando le camere estratte dall’endcap. – In particolare la Forward Top 18, annata 2000, è stata oggetto di analisi dettagliata.Forward Top 18 Shutdown:IFR:FEC

15 16 Settembre 2002 F.Forti - Babar - Stato del rivelatore 15 Area di dressing RPC teststand FEC minicrate racks RPC dressing pizzeria storage Shutdown:IFR Shutdown:IFR:FEC

16 16 Settembre 2002 F.Forti - Babar - Stato del rivelatore 16 QC/QA e test con i cosmici. QC/QA completo a GT Gas e HV test ripetuti a SLAC Test con i cosmici ripetuto Plateau Radiografia Shutdown:IFR Shutdown:IFR:FEC

17 16 Settembre 2002 F.Forti - Babar - Stato del rivelatore 17 Post-mortem di FWT18 La camera forward top 18, annata 2000, mostra un drammatico di efficienza, attribuita ad alto background  estratta ed aperta. Bad #1 Bad #2 Shutdown:IFR Shutdown:IFR:FEC

18 16 Settembre 2002 F.Forti - Babar - Stato del rivelatore 18 Analisi di FWT18 Durante l’apertura: – Monitoraggio della corrente mentre veniva aumentata la pressione e “scoppiavano” i bottoni: diminuzione drammatica della corrente indica che tutta la corrente (x100 rispetto all’inizio) passava dai bottoni e non dal frame. Segni visuali all’interno – Discolorazione della bakelite, residui (secchi) di olio intorno ai bottoni, piccoli crateri  Nessuna correlazione con l’efficienza Analisi più dettagliata – Resistività bakelite – Ispezione dellagrafite prima e dopo aver tolto il foglio di PET. La regione BAD#1 ha una resistività della bakelite di 2-3E12 Ohm.cm, circa x20 dei valori normali, ma ha la grafite perfetta. La regione BAD#2 ha resistività normale, ma la grafite rimane attaccata al PET dal lato anodo. – La grafite appare uniforme prima di togliere il PET. Shutdown:IFR:FEC

19 Bad #1 Bad #2

20 16 Settembre 2002 F.Forti - Babar - Stato del rivelatore 20 Capito qualcosa ? Un paio di regioni ad alta efficienza mostrano gli stessi sintomi di non adesione della grafite. La correlazione dell’efficienza con degli osservabili e la catena causale che ha provocato il deterioramento sono sotto studio. Altre camere verranno esaminate in vari laboratori. La corrente passa principalmente dai bottoni. Good #1 Shutdown:IFR:FEC

21 16 Settembre 2002 F.Forti - Babar - Stato del rivelatore 21 Barrel remediation Alta tensione – Distribuzione – Ricablatura – 22/324 erano staccati Riparazione FEC – Estrazione difficile – Per ora riparate 70 su 170 rotte (3000 tot) RPC recovery con accumulo di carica – Positiva o negativa – Provata su 2 sestanti Shutdown:IFR:BAR

22 16 Settembre 2002 F.Forti - Babar - Stato del rivelatore 22 RPC remediation con carica Flussaggio di Ar a 5kV. Accumulo fino a 300 C. Non tutte le camere tirano la stessa corrente. Leggere differenze tra polarità positiva o negativa. Non completamente capito, ma ci sono risultati incoraggianti. Resurrection… (was a gas problem) 20 0 40 60 80 POS Rem NEG Rem Init ..they lost what they had gained..  Shutdown:IFR:BAR

23 16 Settembre 2002 F.Forti - Babar - Stato del rivelatore 23 Il futuro di Babar Babar non ha bisogno di upgrades significativi per sostenere un aumento di luminosità fino 3-4E34, previsto fino al 2005. Le parti di rivelatore che possono dover esser riparate: – Rimpiazzo moduli SVT: non prima del 2004. – Rimpiazzo degli RPC nel barrel (e endcap?): urgente – Costruzione di una Drift Chamber spare ? Questione aperta, ravvivata dal recente incidente. Per essere competitivo dopo il 2005 Babar e PEP-II stanno esaminando degli upgrades minimali: – Modifica di B1-Q1 – Strumentazione in avanti nei magneti B1 – SVT - Layer 0, beam pipe piu’ piccola Futuro

24 16 Settembre 2002 F.Forti - Babar - Stato del rivelatore 24 Rimpiazzo moduli di SVT Costruzione dei moduli spare quasi completata: – Tutti i DFA incollati e microsaldati – Tutti gli ibridi completati – 10/13 archi (Pisa) e 2/12 barrel modules (UCSB) completati – Conclusione entro ottobre per gli archi, fine anno per il resto. Sostituzione nel 2004 o 2005 – Dipende dal livello di background della macchina – Tempistica da ottimizzare per la vita complessiva del rivelatore – In ogni caso siamo pronti in caso di incidenti Il piccolo incidente (senza conseguenze) con l’acqua dimostra che è importante avere moduli spare disponibili. Futuro:SVT

25 16 Settembre 2002 F.Forti - Babar - Stato del rivelatore 25 Rimpiazzo degli RPC nel barrel L’efficienza di μ–ID si deteriora E’ necessario definire un piano per il rimpiazzo degli RPC nel barrel Tecnologie: – RPC – Streamer Tubes – Scintillatore Tempi: – Al più presto – Possibilità di rimpiazzo parziale nel 2004 Futuro:IFR

26 16 Settembre 2002 F.Forti - Babar - Stato del rivelatore 26 Rimpiazzo degli RPC La collaborazione sta nominando una commissione per esaminare le varie tecnologie ed elaborare una proposta in tempi rapidi – Performance, costo, affidabilità, solidità dei gruppi proponenti Workshop a Princeton durante l’ultima settimana di ottobre Si prevede una partecipazione italiana significativa al progetto: – da discutere in commissione dopo le decisioni della collaborazione (fine 2002). L’attività dovrà iniziare pesantemente nel 2003 per poter avere un rimpiazzo parziale nel 2004. La vita media degli RPC dell’endcap se ci sono alti backgrounds non è chiara: da considerare anche la possibilità di rifare il forward endcap. Futuro:IFR

27 16 Settembre 2002 F.Forti - Babar - Stato del rivelatore 27 Upgrades La collaborazione ha formato in marzo 2002 una Long Term Task Force per esaminare le opzioni di upgrade di macchina e rivelatore. – Stabilire dei benchmark channels di fisica sui quali valutare le opzioni. – Identificare le limitazioni sul physics reach dovute alla performance del rivelatore. – Valutare i massimi miglioramenti ottenibili da un upgrade del rivelatore, tenendo conto dei downtime che tale upgrade produrrebbe. La tempistica di questi upgrades deve essere <2006 – Dovranno migliorare la competitività di Babar nel periodo 2005-2008. La task force produrrà un report in autunno. Futuro:Upgrades

28 16 Settembre 2002 F.Forti - Babar - Stato del rivelatore 28 Regione di interazione Sostituzione dei magneti di dipolo attuali (B1) con una combinazione dipolo/quadrupolo – X2 luminosità, basso impatto in downtime – Relativamente poco costosa – Piccolo crossing angle Per salire ulteriormente si deve sostituire il low energy ring. – Limitazione dovuta al vuoto nell’anello. 300 :Upgrades:PEP

29 16 Settembre 2002 F.Forti - Babar - Stato del rivelatore 29 Luminosità Present plan Near-Term B1 option LER Vacuum system limit :Upgrades:PEP

30 16 Settembre 2002 F.Forti - Babar - Stato del rivelatore 30 Canali di benchmark :Upgrades:Physics

31 16 Settembre 2002 F.Forti - Babar - Stato del rivelatore 31 Rivelatore Babar è capace di funzionare fino ad alta luminosità con buona performance Ermeticità – La copertura in avanti di Babar è limitata a 350mrad. – Una copertura addizionale, anche con performance limitata può aiutare in canali con grande massa mancante (ad es B  τν) – Proposta di inserire un mini calorimetro (W/Si) all’interno del magnete B1 Vertexing – Miglioramenti nelle capacità di vertexing aiuterebbero in: Reiezione del background da continuo Discriminazione del vertice secondario del charm nella cascata :Upgrades:Babar

32 16 Settembre 2002 F.Forti - Babar - Stato del rivelatore 32 SVT Layer 0 L’unico modo per avere un significativo miglioramento della risoluzione di vertexing è una sostanziale riduzione di raggio del primo layer dell’SVT (e quindi della beam pipe) è una riduzione del materiale precedente il primo punto di misura Esaminata la possibilità di ridurre il raggio della beam pipe (da 25mm a 20 o 15mm) ed aggiungere un layer 0 all’SVT attuale. – Problema della potenza dissipata nella beam pipe. Attualmente 1kW, destinata ad aumentare con la luminosità. – Problema del background da luce di sincrotrone. – Problema del design di moduli di rivelatore con lettura z a raggi così piccoli. L’effetto sulla risoluzione in parametro d’impatto (fino a x3) sui canali benchmark è ancora in fase di studio. Se si decidesse di proporre questo upgrade l’impegno italiano sarebbe rilevante. Tuttavia le indicazioni attuali sono che il guadagno in physics reach non giustifichi lo sforzo. :Upgrades:SVT

33 16 Settembre 2002 F.Forti - Babar - Stato del rivelatore 33 Conclusioni Babar si è comportato molto bene fino a luglio. Sta attraversando un periodo di shutdown molto complesso, da cui ci si aspetta: – Raddoppio della luminosità – Miglioramento di SVT – Grande miglioramento del forward endcap IFR e un poco del barrel – Nessun peggioramento nella DCH (speriamo) Dal 2003 dovrà iniziare il progetto di costruzione del nuovo barrel IFR. Stiamo delineando un cammino di upgrades (non enormi) che portino Babar oltre il 2005-2006.