INFN Roadmap WG “Upgrale di luminosità di LHC” (SLHC) I° riunione Convener: M. de Palma.

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1 INFN Roadmap WG “Upgrale di luminosità di LHC” (SLHC) I° riunione Convener: M. de Palma

2 Roma, 17 ottobre 05M de Palma, WG SLHC2 Sommario  Partecipanti WG  Finalità e tempi  Cenni al LHC upgrade  Scenario di riferimento  Planning attività WG

3 Roma, 17 ottobre 05M de Palma, WG SLHC3 …..altri GW…. Fisica del KM. Morandin Fisica della (super) BM. Giorgi ILCM. Diemoz (S)PS++F. Cervelli Fisica adronica e dello spinS. della Torre Fisica e+e- a LNF (non K)C. Bini

4 Roma, 17 ottobre 05M de Palma, WG SLHC4 Partecipanti al WG  Teorici: Frixione,Colangelo  Atlas: Laurelli, Dardo, Meroni, (ID), Citterio, Costa (ECAL), Del Prete (Hcal), Bagnaia, Nisati, Primavera (MU), Diciaccio, Veneziano (Trigger)  CMS: Messineo, Palla (Tracker), Pastrone, Ragazzi (ECAL), Dalla Valle, Paoloucci, Zotto (MU)  LHCb: Bencivenni(Tracker), Lai(Elet.), Marconi(Trigger) + tutti gli esperti e volontari……….

5 Roma, 17 ottobre 05M de Palma, WG SLHC5 Finalità La relazione su ogni progetto dovrà alla fine essere sintetizzata nei punti seguenti:  Descrizione del progetto  Caso di fisica  Livello dell'iniziativa (globale, regionale, nazionale)  Competizione e competitività  Inizio costruzione e tempo di realizzazione  Costo (include il manpower in termini di quante persone devono partecipare, tecnici e ingegneri inclusi)  Share dei costi  Costo di operazione  Durata  Ricadute (indotto tecnologico possibile ) …..da mail costitutivo dei WG di F. Ferroni del 13/7

6 Roma, 17 ottobre 05M de Palma, WG SLHC6 Finalità specifiche  Interesse dei gruppi INFN in exp. LCH a coinvolgersi in SLHC  Su gli stessi progetti  Su altri progetti  Upgrade necessarii ai varii detector in relazione ai varii scenari di upgrade di LHC  Quando (e come) decidere alla luce dei risultati di LHC di partire per upgdrade degli esperimenti senza bloccare con R&D necessari  Quando è necessario partire con R&D finalizzati ed il loro costo  Le implicazioni finanziarie eni vari scenari di upgrade verso SLHC  Gli esperimenti rimarranno generalisti o andranno in contro a specializzazione  Ne servono due?

7 Roma, 17 ottobre 05M de Palma, WG SLHC7 Tempi Scadenze definite: CSN1 del 14-15 Novembre: 1 ora per WG Roadmap meeting: 1-2 Dicembre a LNF 2-3 ore per la CSN1 (organizzazione da decidere): Aspetti da mettere in luce: scientifici, tecnologici, economici, di manpower, di risposta della comunità Scadenze successive (da definire): CSN1 di Febbario 06 (???) Roadmap meeting finale in Marzo

8 Roma, 17 ottobre 05M de Palma, WG SLHC8 Cenni sull’ upgrade di LHC (I) da talk di F. Ruggero ad 8th ICFA meeting, Korea, Sett05

9 Roma, 17 ottobre 05M de Palma, WG SLHC9 Cenni sull’ upgrade di LHC (II) da talk di F. Ruggero ad 8th ICFA meeting, Korea, Sett05

10 Roma, 17 ottobre 05M de Palma, WG SLHC10 Cenni sull’ upgrade di LHC (III) da talk di F. Ruggero ad 8th ICFA meeting, Korea, Sett05

11 Roma, 17 ottobre 05M de Palma, WG SLHC11 Cenni sull’ upgrade di LHC (IV) da talk di F. Ruggero ad 8th ICFA meeting, Korea, Sett05

12 Roma, 17 ottobre 05M de Palma, WG SLHC12 Scenario I parametri di SLHC più importanti per i rivelatori sono: (dal talk di F. Ruggiero)  BCO interval: 25ns, 15ns, 12.5ns, 10ns  Forward area:gli elementi della macchina saranno più vicini al IP  Timescales: assumibile per SLHC anni 2015±2  Ambiente: Aumento del livello di radiazione La luminosità aumenterà con il tempo, pertanto sarà necessario un upgrade dei rivelatori in modo adeguato per trarre sempre il massimo vantaggio dall’ aumento di luminosità Alcune parti dei rivelatori potrebbero mostrare performance problems o operational problems, e perciò richiedere interventi e miglioramenti prima di quanto oggi prevedibile.

13 Roma, 17 ottobre 05M de Palma, WG SLHC13 Scenario LHC SLHC  s 14 TeV 14 TeV L 10 34 10 35 Bunch spacing  t 25 ns 12.5 ns *  pp (inelastic) ~ 80 mb ~ 80 mb N. interactions/x-ing ~ 20 ~ 100 (N=L  pp  t) dN ch /d  per x-ing ~ 150 ~ 750 charg. particles ~ 450 MeV ~ 450 MeV Tracker occupancy 1 5/10 Pile-up noise in calo 1 ~3 Dose central region 1 10 Da F. Gianotti et al. Eur. Phys. J, C 39, 293-333 (2005)

14 Roma, 17 ottobre 05M de Palma, WG SLHC14 Scenario: Assunzioni base (dal report  da fare nostre): Per ottenere il massimo vantaggio dall’ aumento della luminosità le detector performance di ATLAS and CMS devono essere mantenute al livello attuale ( i.e tracking, b-tagging, vertexing, energy resolution and momentum measurements) I cambi ai rivelatori devono essere “ragionevoli”, per ovvi motivi di tempi e costi. Si deve cercare di mantenere il più possibile degli esistenti large system (calorimetri, muon system, magneti, cooling, gas, cavi, pipes, strutture di supporto, sistemi di movimentazione, criogenia etc).

15 Roma, 17 ottobre 05M de Palma, WG SLHC15 Scenario: modifiche necessarie Gli Inner Detectors dovrebbero essere sostituiti (progettati per una lifetime di 10 anni a 10 34 ) Saranno necessari cambi nelle forward area soprattuto per quanto rigurda shielding e beampipe, ma potranno interferire con l’esistente strumentazione (calorimetria forward) mantenere l’efficienza attuale del muon trigger, le tracking information dovranno essere usate nel trigger già al primo livello. Gli effetti di ageing and di space-charge nei calorimetri e nei muon system, dovute ai più alti livelli di radiazioni, devono essere studiati ma probabilmente questi sistemi necessiteranno di cambi e/o ottimizzazioni minori. In relazione alla BCO frequency, l’impatto sull’elettronica esistente sarà più o meno importante Trigger e DAQ necessiteranno di essere upgradati (anche per la lifetime propria di molte delle loro parti)

16 Roma, 17 ottobre 05M de Palma, WG SLHC16 …… attività già in corso…… In ATLAS: istituito uno Steering Group e si sono svolti due workshops in Feb e Lug. 05.Il piano è di organizzare gli R&D in collaborazione fra Steering Group and Project Office In CMS: si sono svolti 3 workshops su SLHC; Feb 2004, Lug 2004, Lug 2005 (next Apr 06) Tre linee di attacco sono state identificate Tracker & Trigger Microelectronics and Power Optoelectronics & data architectures ma qulcosa si muove anche fuori degli esperimenti (e già in ambito INFN) – RD50 in the area of sensor R&D – elettronica rad-hard e powering – studi di simulazione for SLHC –....ed e prevedibile che queste attività abbiano comenque un impulso con la fine del construction tasks delle esperimenti

17 Roma, 17 ottobre 05M de Palma, WG SLHC17 Organizzazione successiva Serve una riunione prima della CSN1 del 14/11? Date prossima riunione(i) Come organizzare i 60 minuti del 14/11 (talk teorico, talk sulla macchina, stato lavori) Job per prossima riunione …. da discutere alla fine della ……