Stato del progetto RPC di Atlas Riunione della CSN1 INFN Roma 6/4/2004 R. Santonico.

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1 Stato del progetto RPC di Atlas Riunione della CSN1 INFN Roma 6/4/2004 R. Santonico

2 2 6/04/2004 Stato del progetto Il sistema di potenza Risultati ai test beam X5 e H8 Programma di integrazione RPC/MDT a BB5 Proposta di aumento di copertura del rivelatore di trigger nella regione dei piedi del magnete

3 3 6/04/2004 Stato della Produzione Il layout Q prevede: 930 unità standard – 32 unità con buchi per l’allineamento – 14 unità BOS-S1 – 72 unità BMS-S2 – 24 unità BMS-S3 – 16 unità BMLG –( 28 unità standard per il raddoppio nei piedi del magnete) –1088 (+28) unità totali “speciali”

4 4 6/04/2004 Stato della Produzione (27/2/04)

5 5 6/04/2004 Stato della Produzione (5/3/04) 88% 46% 13% 11%

6 6 6/04/2004 Stato della Produzione: Volumi di gas al 11.03.2004

7 7 6/04/2004 Stato della Produzione: Pannelli lettura al 11.03.2004 77% 65%

8 8 6/04/2004 Stato della Produzione: al 5.03.2004 100% ALL Pannelli di supporto 0% 80% 60% 40% 20% 69% 48%

9 9 6/04/2004 Sommario della Produzione al 12.03.2004 471 [50.6%] unità standard prodotte a LE (+47 di pre-produzione) 404 [43.4%] spedite a NA per il test 370 [39.8%] testate a NA (453 test effettuati) 317 [34. 1%] accettate 216 al CERN (4 a X5/GIF) 8 a Frascati (cablaggi e integrazione) 53 [14.3%] sospese (da riparare a NA o LE) 930 standard, 32 con buchi, 126 speciali, 28 raddoppio nei piedi (1116 totali)

10 10 6/04/2004 Camere speciali e Meccanica associata 12 unità BMSE6 con due buchi di allineamento 4 unità BMSD1 con cutout 12 unità BOSB6 con buco 4 unità BOGA8 con buco 16 unità BML-G 14 unità BOS-S1 (nuovo standard BOS-D*) 72 unità BMS-S2 24 unità BMS-S3 Meccanica di supporto per BML-G e per BMS-S2/S3 Strutture di trasporto statiche e dinamiche (standard per BML-G, nuove per BMS-S2/S3)

11 11 6/04/2004 12 unità BOSB6 con buco

12 12 6/04/2004 S2/S3

13 13 6/04/2004 S2 e S3 localizzate nelle costole del magnete X12

14 14 6/04/2004 S2S3 componenti interne

15 15 6/04/2004 Sommario cosmic rays test stand di Napoli

16 16 6/04/2004 Lecce Cosmic Rays Test Stand preBOS16 preBOS14 preBOS21 preBOS20 Trigger chambers (BOSB) and first BMSE quadruplet in place BMSE 017-020

17 17 6/04/2004 20-07-2003 Cosmic Rays Event Display

18 18 6/04/2004 Radiografia ad alta statistica (20 ore @ 20 Hz)

19 19 6/04/2004 Stato dell’elettronica di front end degli RPC Nel mese di gennaio 04 sono stati consegnati da Intel (che ha incorporato Giga vincitrice della gara) 24 wafer che, oltre ad avere uno yeld di fonderia minore del previsto, contengono alcune migliaia di dies danneggiati nella fase di taglio. Una estrapolazione abbastanza accurata mostra che per arrivare alla fine della produzione avremo bisogno di ordinare ancora circa 6000 Circ Int L’ordine avrà bisogno di una reingegnerizzazione del circuito perchè TriQuint, la fonderia responsabile della produzione dei wafer, ha nel frattempo migliorato la tecnologia (2  3 strati metallici)

20 20 6/04/2004 Stato dell’elettronica di front end degli RPC 2 E’ in corso una trattativa con Intel per garantirci le condizioni più vantaggiose per la reingegnerizzazione e per ottenere I wafers ancora necessari in tempo utile per non rallentare il programma di produzione degli RPC L’offerta sarà disponibile in tempi brevi e certamente prima della prossima riunione del gruppo I.

21 21 6/04/2004 1.Wafers consegnati da Intel (mediamente con 1500 dies ) 56 Wafers totalmente o quasi (>80%) danneggiati: 8 Wafers parzialmente danneggiati (circa 60%) 3 Wafer “standard” 45 Totale dies ottenibili dai 45+3 wafers 69 300 Inefficienze di processo a- Yeld di fonderia (DC test Intel) -27.2% 50 450 b- Perdite medie di taglio (-5.2% concentrate sul campione Globetronics) 47 877 c- Scarto di manipolazione a Microtel - 1.5% 47 159 d- Scarto DC test Microtel - 5.0% 44 729 Dies gia montati su scheda da Microtel al netto tagli a…d 34 071 Scarto AC test su scheda a Roma2 (almeno un canale morto) -4 330 Sospensione AC test (almeno un canale fuori specifica) -1 200 Scarto globale AC test Roma2 16.2 % Schede OK 28 541

22 22 6/04/2004 Totale dies ancora disponibili in Microtel al netto dei Tagli a…d 10 658 - scarto AC test 16.2% - 1 726 Schede OK ancora ottenibili con I wafer gia consegnati 8 932 Schede ottenibili con 4 wafer standard ancora da consegnare 3 258 Totale schede OK aspettate 40 731 Totale previsto per Atlas con il lay out attuale 47 015 Schede mancanti alla fine 6 284

23 23 6/04/2004 Sistema di potenza e DCS relativo Realizzato il pannello di distribuzione della bassa tensione sul rivelatore che include anche la tensione relativa al trigger Realizzato il distributore di alta tensione sul rivelatore Le soluzioni proposte sono state provate sia ai LNF che a BB5 Il sistema discusso coi referee prevede la segmentazione 1:16 sugli alimentatori sia di bassa che di alta tensione dimezzando il numero di canali di potenza del progetto iniziale Nel caso della bassa tensione si viola la regola “servizi indipendenti su ciascun layer di rivelatore” Per il resto degli alimentatori proponiamo uno staging da ridiscutere non prima del 2007 e alla luce dell’esperienza che avremo maturato sul sistema attuale

24 24 6/04/2004 Stato del test a X5 (1) Livello di invecchiamento raggiunto circa 6 anni Atlas equivalenti, da completare fino a 10 anni (>>> carica integrata 0.3 C/cm2 incluso un fattore di sicurezza 5). Monitor di invecchiamento attraverso misure di corrente, rumore ed efficienza misurata con un trigger di raggi cosmici nel periodo di shutdown e con il fascio di muoni nel periodo (10 maggio-30ottobre 2004) in cui questo è disponibile. Prevista una misura di efficienza alla partenza del fascio ed almeno un’altra alla fine del test di invecchiamento. Il limite di 10 anni ATLAS dovrebbe essere raggiunto nel settembre –ottobre 2004 (risorse della GIF ripartite tra vari utenti).

25 25 6/04/2004 X5 (2): gas a ciclo chiuso Completare il parallelo test di invecchiamento con gas a ciclo chiuso utilizzando il sistema realizzato in collaborazione col cern. Il sistema, in funzione dalla fine di giugno 2003, alimenta due delle tre camere sotto test (>>4 layer di rivelatore provati a circuito chiuso e due, per confronto, a circuito aperto). Da ottobre 03 la percentuale di gas ricircolato e’ circa il 90% e va portata al 95%. Studiare la funzionalita’ del sistema di ricircolo insieme all’ageing delle camere ricircolate per minimizzare i costi di gas riducendo in modo bilanciato sia il flusso di gas fresco che il costo del filtraggio.

26 26 6/04/2004

27 27 6/04/2004 Comparison of up and down gas vol Nov 03 –Jan 04 Layer nr gas vol up gas vol down Ro Gohm * cm 1 168 410 2 82 340 3 43 230 4 38 270 5 36 180 6 41 240 Layer nr gas vol up gas vol down Ro Gohm * cm 1 n.a. 250 2 71 231 3 42 166 4 38 186 5 35 139 6 55 164

28 28 6/04/2004

29 29 6/04/2004 F- production rate measurement out Recirculation out F- readout Gas rack Target 50%H2O+ 50%TISAB

30 30 6/04/2004

31 31 6/04/2004 Test ad H8 (1) E’ un test di un sistema integrato che include camere di trigger, elettronica di trigger e camere di tracciamento Nel 2003 si sono provati RPC con cablaggi incompleti, limitati alla zona interessata dal fascio e ancora in fase di ottimizzazione I risultati sono comunque di grande interesse per verificare il comportamento del rivelatore e dell’elettronica

32 Cluster size vs  impact point BOL gap 1 (Matrix data) The distribution returns the strip pitch. HV = 9600 V V thr = 0.9 V

33 33 6/04/2004 HV scan: Cluster size = 2...and the percentual of cluster with size 2 increases. V thr = 0.9 V

34 34 6/04/2004 H8 (2) Il test nel 2004 prevede i seguenti elementi di novità: Nuovo cablaggio degli RPCs realizzato secondo lo schema finale, messo a punto a Frascati, con cui saranno cablate le camere di Atlas Nuove camere BOL con sbarre di rinforzo simili a quelle finali Elettronica di trigger e readout completa Schede finali per la distribuzione di HV, LV e DCS Sistema finale per i moduli di HV,LV,DCS Il test richiede la presenza di tutte le competenze della collaborazione

35 35 6/04/2004 Integrazione a BB5 (1) Schema di cablaggio definito a Frascati su una stazione BML-D e provato con le scatole di trigger esistenti Prima superstazione BML-D (due stazioni RPC con la camera MDT nel mezzo) cablata a BB5. In corso ai LNF un test completo dell’elettronica di lettura- trigger sulla superstazione tipo BML-D. Questo permetterà di provare il trigger Low Pt Dettagli sul cablaggio specifico di altri tipi di camere da definire entro Aprile

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41 41 6/04/2004 BB5 (2) Produzione di massa a BB5 a partire dal 14/4 L’integrazione, fino a Ottobre, non potrà includere le scatole di trigger che non saranno disponibili prima Fino a Giugno sarà disponibile un solo set di scatole di trigger che potranno essere usate come “jolly” da rimuovere alla fine di ogni montaggio per usarle nel seguente

42 42 6/04/2004 New RPC layout in Feet Sectors Additional chambers in outer plane of BOF/BOG

43 43 6/04/2004 Geometrical Trigger Acceptances COVERAGE BASELINE = 44.4 %COVERAGE PROPOSAL = 73.2 % LPT Trigger Acceptances in BOF/BOG region,  :[ 283 o, 302 o ]  :[0,1.05]  (deg)   ELEVATOR HOLE

44 44 6/04/2004 Geometrical Trigger Acceptance COVERAGE BASELINE = 38.2 %COVERAGE PROPOSAL = 66.9 % HPT Trigger Acceptances in BOF/BOG region,  :[ 283 o, 302 o ]  :[0,1.05]  (deg)  

45 45 6/04/2004 Table 1 Number, types and dimensions of the units to be added 8BOS-A3900 mm x 1200 mm 8BOS-C3900 mm x 960 mm 4 BOS-D*3900 mm x 840 mm 8BOS-E3900 mm x 750 mm Table 2 Comparison of the preset and new lay out coverage (in % of the full barrel coverage) present lay out improved lay out gain Feet region 48.4 78.3 30.0 Full barrel 82.6 85.8 3.2

46 46 6/04/2004 Impact on Physic Channels : W ’  Acceptance to W’(1TeV)  (1 HPT Trigger required) as a function of the muon momentum resolution Pythia sample  :[ 0 o, 360 o ],  :[ -1.05, 1.05 ] (Barrel) TYPICAL 3 - 4 % GAIN

47 47 6/04/2004 Seconda coordinata Riteniamo che i benefici più importanti dell’aumento di copertura riguardino la misura della coordinata nel piano “non bending”, che in Atlas è completamente affidata al rivelatore del trigger, e la rigezione del fondo Le tracce nell’angolo solido da potenziare non possono infatti essere ricostruite nella vista non bending avendo un solo punto misurato E’ in corso una simulazione accurata sull’argomento