CommissioneNazionale I Silvia DALLA TORRE Catania, 17 settembre 2002 COMPASS: stato del RICH-1 Silvia Dalla Torre INFN, Trieste un evento dall online event.

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1 CommissioneNazionale I Silvia DALLA TORRE Catania, 17 settembre 2002 COMPASS: stato del RICH-1 Silvia Dalla Torre INFN, Trieste un evento dall online event display del RICH-1 di COMPASS

2 CommissioneNazionale I Silvia DALLA TORRE Catania, 17 settembre 2002 ancora dall online display ancora dall online display run di calibrazione (intensita fascio ridotta) 80 % C 4 F 10, 2050V, soglie elettronica a 3 soglie elettronica a 3 run di fisica (intensita fascio nominale) 64 % C 4 F 10, 2000V, soglie elettronica a 3 soglie elettronica a 2 soglie elettronica a 3 soglie elettronica a 2 (lo stesso evento)

3 CommissioneNazionale I Silvia DALLA TORRE Catania, 17 settembre 2002 dai run di calibrazione (fascio a bassa intensita) dai run di calibrazione (fascio a bassa intensita) photon = 1.4 mrad photon = 1.4 mrad (progetto:0.8 mrad) p zoom spettro di massa p(GeV/c) (mrad) (mrad) p = 14 = 14 CsI –QE ~ disegno

4 CommissioneNazionale I Silvia DALLA TORRE Catania, 17 settembre 2002 run di fisica – spettri di massa run di fisica – spettri di massa p senza tagli traiettoria >40 mrad traiettoria >40 mrad run di calibrazione immagine fotocatodi, eventi sovrapposti p

5 CommissioneNazionale I Silvia DALLA TORRE Catania, 17 settembre 2002 FISICA CON IL RICH-1 solo combinatorio 2 identificati 1 identificato

6 CommissioneNazionale I Silvia DALLA TORRE Catania, 17 settembre 2002 RUN 2001 – RICH-1 completamente equipaggiato Photon detectors (PD) : 5.3 m 2 di MWPCs con fotocatodi a CsI, 84,000 canali di read-out analogico VUV mirror wall, VUV mirror wall, 21 m 2,116 specchi 21 m 2,116 specchi

7 CommissioneNazionale I Silvia DALLA TORRE Catania, 17 settembre 2002 RUN 2002 – RICH-1 completamento hardware Sistema di raffreddamento dell elettronica: cornici fotorivelatori: T= 22 o +/- 1 o piastre Cu Tubicini acqua in depressione PLC Distribuzione acqua Circolazione veloce del gas radiatore (~50 m 3 / h): omogeneita T gas: T< 0.2 o

8 CommissioneNazionale I Silvia DALLA TORRE Catania, 17 settembre 2002 RICH-1 – rumore elettronico Setup for anode wire alignment and soldering = 2100 e - = 2100 e - = 1100 e - = 1100 e - rinforzando le connessioni di massa fra le carte di Front-End e le cornici dei fotocatodi (facendo uso delle piastre di raffreddamento) Pad sotto le griglia meccanica di rinforzo dei fotocatodi

9 CommissioneNazionale I Silvia DALLA TORRE Catania, 17 settembre 2002 RICH-1 – FOTORIVELATORI (PD) instabilita elettrica dei PD alla intensita di fascio nominale (stabili a intensita minore oppure a HV 100-150 V minore dell ottimale) Run 2001: 2 PD (su 8) OK Inverno 2001-02: identificazione del problema: difetti locali dei filiidentificazione del problema: difetti locali dei fili sostituzione parziale (fino a ~ 30%) dei fili su 4 piani anodicisostituzione parziale (fino a ~ 30%) dei fili su 4 piani anodici 2 piani anodici completamente rifatti2 piani anodici completamente rifatti (filo LUMAMETALL OSRAM) (filo LUMAMETALL OSRAM) Run 2002: 5 PD (su 8) OK Montaggio dei fotocatodi in camera a guanti PD mountati sul RICH difetto sul filo, diametro 20 m piano rettificato equipaggiato per la tessitura ed il controllo dei fili anodici

10 CommissioneNazionale I Silvia DALLA TORRE Catania, 17 settembre 2002 RICH-1 – GAS RADIATORE TRASPARENZA E PRE-CLEANING Trasmissione attraverso 5 m di gas, 1bar 2000-01 - C4F10 pre-cleaning in fase liquida 2000-01 - C4F10 pre-cleaning in fase liquida filtro: catalizzatore Cu filtro: catalizzatore Cu perdite: 7%-50% perdite: 7%-50% 2002 - C4F10 pre-cleaning in 2002 - C4F10 pre-cleaning in fase gassosa fase gassosa filtro: C attivo e 13X (poi 5A) filtro: C attivo e 13X (poi 5A) + ossigeno rimosso per + ossigeno rimosso per distillazione - perdite: 20% distillazione - perdite: 20% monitoraggio in linea della monitoraggio in linea della trasmissione della luce VUV trasmissione della luce VUV misurata attraverso 5 cm di misurata attraverso 5 cm di liquido (~ 7 m of gas, 1 bar) liquido (~ 7 m of gas, 1 bar)

11 CommissioneNazionale I Silvia DALLA TORRE Catania, 17 settembre 2002 RICH-1 – GAS RADIATORE NEL RIVELATORE 1/7/02 1/9/02 principali fughe individuate e curate aggiunta di C4F10 incidente: black-up + alimentatori Diesel non in funzione

12 CommissioneNazionale I Silvia DALLA TORRE Catania, 17 settembre 2002 RICH-1 – PARETE SPECCHI la riflettanza di 2 specchi campione misurata dopo 1 e dopo 2 anni di permanenza nel vessel: valori stabili al di sopra di 165 nm mirror n. 2 mirror n. 5 wave length reflectivity reflectivity 2000 2001 2002 2000 = ALL ALLUMINATURA 2000 2002 2001

13 CommissioneNazionale I Silvia DALLA TORRE Catania, 17 settembre 2002 RICH-1 – PARETE SPECCHI verifica allineamento angolare specchi: disallineamenti fino a 1.5 mrad, correlati in posizione (deformazione globale della struttura, dovuta alla temperatura ?) nuove verifiche, necessita del monitoraggio in linea dellallineamento specchi inferiori specchi superiori disallineamento verticale disallineamento orizzontale disallineamento verticale

14 CommissioneNazionale I Silvia DALLA TORRE Catania, 17 settembre 2002 COMPASS RICH -2 IDEE GUIDA: parametri fondamentali come nel proposal parametri fondamentali come nel proposal (accettanza, dimensioni, n, sep. fino a 120 GeV/c) (accettanza, dimensioni, n, sep. fino a 120 GeV/c) fotorivelatori nel visibile e UV prossimo ( > 200 nm) fotorivelatori nel visibile e UV prossimo ( > 200 nm) (si ricordi: CsI: < 200 nm) (si ricordi: CsI: < 200 nm) PER MANTENERE LA RISOLUZIONE: fotone,spaz * ~ cost fotone,spaz * ~ cost PM multianodo HAMAMATSU H6568-03, PM multianodo HAMAMATSU H6568-03, 16 canali,UV glass 16 canali,UV glass (gia usati in COMPASS, SciFi, 100 unita) (gia usati in COMPASS, SciFi, 100 unita) valutata (per confronto) lipotesi alternativa: DEP, HPD PP0380, focalizzato

15 CommissioneNazionale I Silvia DALLA TORRE Catania, 17 settembre 2002 VANTAGGI DEI FOTORIVELATORI PM MULTIANODO segnale veloce (FWHM: ~ 10 nsec) FAST RICH segnale veloce (FWHM: ~ 10 nsec) FAST RICH fondo fisico ridotto fondo fisico ridotto gran numero di fotoni per anello maggior efficienza del gran numero di fotoni per anello maggior efficienza del pattern recognition pattern recognition rivelazione di fotoni nel visibile e rivelazione di fotoni nel visibile e UV prossimo richieste meno stringenti UV prossimo richieste meno stringenti per: per: riflettanza specchi riflettanza specchi trasparenza gas trasparenza gas rivelatori robusti manutenzione facile rivelatori robusti manutenzione facile

16 CommissioneNazionale I Silvia DALLA TORRE Catania, 17 settembre 2002 GEOMETRIA DEL FOTORIVELATORE lente di quarzo fotocatodo PM 50 mm 30 mm 18 mm 1120 PM per 2.8 m 2, 18000 canali di elettronica digitale passo efficace: ~11 mm fotone

17 CommissioneNazionale I Silvia DALLA TORRE Catania, 17 settembre 2002 RICH-2 – ATTIVITA PROTOTIPI 2002 produzione & caratterizzazione lenti (silice fuso) singole 2002 produzione & caratterizzazione lenti (silice fuso) singole accoppiamento lenti di silice fuso-maPM accoppiamento lenti di silice fuso-maPM (Hamamatsu H6568-03, UV glass,16 canali) (Hamamatsu H6568-03, UV glass,16 canali) test ed allestimentomodulo HV test ed allestimentomodulo HV (CAEN A1932AN per SY1527) (CAEN A1932AN per SY1527) 2003 costruzione e test di un pannello di fotorivelatori: 2003 costruzione e test di un pannello di fotorivelatori: - 25 maPM - 25 maPM - 25 lenti silice fuso - 25 lenti silice fuso - pannello meccanico - pannello meccanico - sistema SY1527 - sistema SY1527

18 CommissioneNazionale I Silvia DALLA TORRE Catania, 17 settembre 2002 IL BILANCIO DI C 4 F 10 C4F10 acquistato: 2430 kg C4F10 acquistato: 2430 kg Gas pulito usato: Gas pulito usato: riempimento 2001 40 kg riempimento 2001 40 kg recupero 2001 25 kg recupero 2001 25 kg filtri 2001 20 kg filtri 2001 20 kg perdite sistema 2001 200 kg perdite sistema 2001 200 kg riempimento 2002 70 kg riempimento 2002 70 kg recupero 2002 50 kg recupero 2002 50 kg filtri 2002 40 kg filtri 2002 40 kg perdite sistema 2002 420 kg perdite sistema 2002 420 kg a fine run 1000 kg a fine run 1000 kg (aspettazione) (aspettazione) ----------------------------------------- ----------------------------------------- 1865 kg 1865 kg MATERIALE GREZZO 2240 kg MATERIALE GREZZO 2240 kg perso in incidenti perso in incidenti connettore rotto 70 kg connettore rotto 70 kg surriscaldamento lab 50 kg surriscaldamento lab 50 kg connettore difettoso 30 kg connettore difettoso 30 kg -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- 150 kg 150 kg bilancio 2240 kg bilancio 2240 kg 150 kg 150 kg ----------- ----------- 2390 kg 2390 kg C4F10 necessario, per 1y: C4F10 necessario, per 1y: riempimento 50 kg riempimento 50 kg recupero 50 kg recupero 50 kg filtri (6) 60 kg filtri (6) 60 kg perdite fisiologiche 200 kg perdite fisiologiche 200 kg --------------------------------------------- --------------------------------------------- 360 kg 360 kg MATERIALE GREZZO 420 kg MATERIALE GREZZO 420 kg

19 CommissioneNazionale I Silvia DALLA TORRE Catania, 17 settembre 2002 Dal numero di fotoni nei run di calibrazione PROPOSAL RUN DI CALIBRAZIONE PROPOSAL RUN DI CALIBRAZIONE fotoni visti/anello ( =1) 36 16.5 (@ 2100 V, soglie 4* ) Superficie specchi 100% 95% reflettanza specchi dalla letteratura ~5% inferiore superficie attiva 95% 78% eff. rivelaz. fotoe. sing. 90% DF = ? trasmissione gas solo 5ppm O 2 5ppm H 2 O ~10% inferiore 5ppm H 2 O ~10% inferiore (n - 1) * 10 6 1530 1220 (20% meno fotoni) Trasmissione quarzo dalla letteratura come previsto CsI QE efficace da RD26 (1- QE)/ QE = ? DA QUANTO SOPRA DF * (1- QE)/ QE = 85 % -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- per fascio nominale, 2000V, soglie 3* assumendo (1- QE)/ QE = 1 DF = 70% DF = 70%

20 CommissioneNazionale I Silvia DALLA TORRE Catania, 17 settembre 2002 RICH-1 – READ-OUT analogic read-out system, 84,000 channels analogic read-out system, 84,000 channels with local intelligence (DSP, FPGA in FE with local intelligence (DSP, FPGA in FE BORA board) working BORA board) working dead time: limited to 500 ns / event up to trigger rates dead time: limited to 500 ns / event up to trigger rates of 75 KHz of 75 KHz average noise level: ~ 2000 e -, non homogeneous (2001) average noise level: ~ 2000 e -, non homogeneous (2001) reinforced ground lines (2002), reinforced ground lines (2002), expected noise level: ~ 1100 e - expected noise level: ~ 1100 e - Front End BORA boards mounted on photon detector PC resident control board DOLINA

21 CommissioneNazionale I Silvia DALLA TORRE Catania, 17 settembre 2002 RICH-1 – RADIATOR GAS, 2002 MATERIAL new C 4 F 10 delivery, 570 Kg new C 4 F 10 delivery, 570 Kg better quality, polluting contamination: better quality, polluting contamination: mainly water mainly water new pre-cleaning new pre-cleaning installation: installation: cleaning in gas phase cleaning in gas phase raw material

22 CommissioneNazionale I Silvia DALLA TORRE Catania, 17 settembre 2002 C 4 F 10 BALANCE C4F10 bought: 2430 kg C4F10 bought: 2430 kg clean gas used: clean gas used: filling 2001 40 kg filling 2001 40 kg emptying 2001 25 kg emptying 2001 25 kg cartridge 2001 20 kg cartridge 2001 20 kg system losses 2001 200 kg system losses 2001 200 kg filling 2002 70 kg filling 2002 70 kg emptying 2002 50 kg emptying 2002 50 kg cartridge 2002 40 kg cartridge 2002 40 kg system losses 2002 420 kg system losses 2002 420 kg end 2002 run 1000 kg end 2002 run 1000 kg (expected) (expected) ----------------------------------------- ----------------------------------------- 1865 kg 1865 kg RAW MATERIAL 2240 kg RAW MATERIAL 2240 kg lost in accidents lost in accidents broken gas connector 70 kg broken gas connector 70 kg over heat in clean. Lab 50 kg over heat in clean. Lab 50 kg leaking conn. filling 30 kg leaking conn. filling 30 kg -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- 150 kg 150 kg balance 2240 kg balance 2240 kg 150 kg 150 kg ----------- ----------- 2390 kg 2390 kg C4F10 needed, for 1y: C4F10 needed, for 1y: filling 50 kg filling 50 kg emptying 50 kg emptying 50 kg cartridges (6) 60 kg cartridges (6) 60 kg physiological leaks 200 kg physiological leaks 200 kg --------------------------------------------- --------------------------------------------- total clean gas 210 kg total clean gas 210 kg RAW MATERIAL 260 kg RAW MATERIAL 260 kg

23 CommissioneNazionale I Silvia DALLA TORRE Catania, 17 settembre 2002 FROM THE NUMBER OF PHOTONS IN CALIBRATION RUNS PROPOSAL CALIBR. RUNS PROPOSAL CALIBR. RUNS n. detect. ph.s/ring ( =1) 36 16.5 (seen @ 2100 V, thr. 4* ) mirror surface 100% 95% mirror reflectance from literature ~5% lower active surface 95% 78% single photoe. detect. eff. 90% DF = ? gas transmission only 5ppm O 2 5ppm H 2 O ~10% lower 5ppm H 2 O ~10% lower (n - 1) * 10 6 1530 1220 (20% less photons) quartz transmission from literature as foreseen effective CsI QE from RD26 (1- QE)/ QE = ? FROM THESE FIGURES DF * (1- QE)/ QE = 85 % -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- for nominal beam intensity, 2000V, thr. 3* assuming (1- QE)/ QE = 1 DF = 70% DF = 70%

24 CommissioneNazionale I Silvia DALLA TORRE Catania, 17 settembre 2002 RICH-1 – 2001 DATA typical ring image all all ring ring angular spectra for reconstructed Rings (signal and uncorrelated) all number of photons per ring: expected for nominal HV & noise level: ~18 ring ring photon photon all PDs, image of superimposed events