totem un esperimento per la misura di sezione d’urto ... · insensitive edge (including ; 16 ;...

26 settembre 2003 Commissione Nazionale I - Lecce 1

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC

TOTEMTOTEMun un esperimentoesperimento per laper la

misuramisura didi sezionesezione d’urtod’urtoelasticaelastica e e totaletotale a LHCa LHC

BariBari, Brunel, CERN, , Brunel, CERN, CracowCracow, , Dresden, Genoa, Dresden, Genoa, GrenobleGrenoble, ,

Helsinki, Prague.Helsinki, Prague.http://totem.web.cern.ch/Totem/



1.1. La CollaborazioneLa Collaborazione2.2. Scattering elastico e rivelatori Scattering elastico e rivelatori 3.3. Descrizione di T1 (Descrizione di T1 (responsabilita’responsabilita’ di di

Genova) e T2Genova) e T24.4. Piano finanziario per T1 e richieste di Piano finanziario per T1 e richieste di

Genova eGenova e milestonesmilestones..5.5. DAQ (DAQ (responsabilita’responsabilita’ di Bari) e richieste di Bari) e richieste

finanziariefinanziarie



Esperimento indipendente per la misura di precisione (1Esperimento indipendente per la misura di precisione (1--2%) 2%) della sezione d’urto totale con misura simultanea di rate di della sezione d’urto totale con misura simultanea di rate di interazione interazione elasticoelastico ee inelasticoinelastico

QUINDI:QUINDI:Misura dello scattering elastico aiMisura dello scattering elastico ai più’più’ piccoli momenti piccoli momenti trasferiti (rivelatori intrasferiti (rivelatori in Roman PotsRoman Pots) per ridurre incertezza ) per ridurre incertezza nell’estrapolazione a t=0nell’estrapolazione a t=0Misura del rateMisura del rate inelasticoinelastico: “contare” con precisione : “contare” con precisione isione le interazioni centrali e gli eventi isione le interazioni centrali e gli eventi diffrattividiffrattivivivi (15(15--20% della 20% della σσtottot) ) quindiquindi telescopitelescopi nellanella zonazona in in avantiavanti..nellanella zonazona in in avantiavanti..in IP5 (dove ein IP5 (dove e’’ CMS)CMS)didi fare le fare le misuremisure con con ll’’arrivoarrivo deidei primiprimi fascifasci

arrivoarrivo deidei primiprimi fascifascicomunecomune la calibrazione la calibrazione deidei monitor monitor didi luminositaluminosita’’ didi CMSCMS



TOTEM nell’ultimo annoTOTEM nell’ultimo annoGennaio 2003: presentazione a LHCC closed session con commenti positivi sull’attivita’ finora svoltaApprovato il regolamento della collaborazioneMarzo-aprile: Il gruppo di Roma2 si ritira dalla collaborazioneK.Eggert Spokesman. M.Bozzo deputy-spokesman e CB chairman.lettera allo LHCC sulla nuova composizione della collaborazione (In maggio 2003).A giugno il gruppo di Bari entra nella collaborazionepubblicato nei Proceedings del meeting di FNAL una descrizione completa e recente dell’esperimento



LHCC LHCC MinutesMinutes –– JanuaryJanuary 03 meeting03 meetingGood progress was reported on the development of the RPC and CSC detectors for the T1 telescope. Tests in beam show that the detector technologies proposed for the T1 telescope are adequate to achieve the physics goals stated in the Technical Proposal. Two options are being considered for the T2 telescope: a detector similar to T1 and a silicon tracker. …….the LHCC recommends that TOTEM continue with the development of their experimental apparatus by concentrating on building a detector capable of meeting the approved goals of the TOTEM Technical Proposal while fitting-in to the CMS and LHC Machine environments. The detector, together with a description of the various responsibilities, schedules, costs and funding, are to be presented in the TOTEM Technical Design Report to be submitted to the LHCC bythe end of 2003, namely with a one-year delay on the original date of submission.



Composizione della collaborazioneComposizione della collaborazioneCollaborationCollaboration board del 25/8/03:board del 25/8/03:

BrunelCERNINFN (Genova)INFN (Bari)Helsinki ILK (Dresda) ... Contatti con un gruppo del MPI (D)GrenoblePragaWarsawAnnecy, Pisa (partecipazioni Pers.)



Il TDR Il TDR verra’verra’ presentato nella open presentato nella open sessionsession di di LHCC a gennaioLHCC a gennaioPensiamo di cominciare a lavorare alloPensiamo di cominciare a lavorare allo MoUMoUsubito dopo.subito dopo.La scelta della tecnologia per il rivelatore per La scelta della tecnologia per il rivelatore per l’elastico l’elastico sara’sara’ fatta a fatta a meta’meta’ del 2004 (due del 2004 (due tecnologie descritte nel TDR)tecnologie descritte nel TDR)L’arrivo di Bari per occuparsi del DAQ ha L’arrivo di Bari per occuparsi del DAQ ha rinforzato la collaborazione (rinforzato la collaborazione (itemitem non ancora non ancora coperto) e migliorato la caratterizzazione della coperto) e migliorato la caratterizzazione della partecipazione italianapartecipazione italianaLa La responsabilita’responsabilita’ italiana e’ ora suitaliana e’ ora su

-- T1 (salvo infrastrutture) T1 (salvo infrastrutture) GenovaGenova-- DAQ DAQ BariBari



PreliminaryPreliminary –– sharingsharing of of respresp..

T1 telescopes (detector and R/O electronics),1.0 – 1.5 M CHFINFN Genoa

6.7 M CHFTOTAL

DAQ (part)100- 200 k CHFGrenoble (F)

T2 telescopes (with Si techniques) (part), Microstations

1 M CHFHelsinki

detectors for elastic and R/O electronics1 M CHFBrunel (UK)

General DAQ (part) and DAQ integration in CMS0.35-0.5 M CHFINFN Bari

detectors and trigger for elastic, electronics, infrastructure for integration in the LHC and CMS

1.0 – 1.5 M CHFCERN

Roman Pots, cooling, other mechanical worksUp to 1 M CHFILK (D)

RESPONSIBILITIES as of august 28,03RESOURCESGROUP



Rivelatori per l’inelastico (T1 and T2) Installati in CMS

Misura dello scattering elastico (Roman Pots) nella sezione dritta

215 m147 m

TOTEM TOTEM –– 2 esperimenti simultanei2 esperimenti simultanei



Scattering elasticoScattering elastico

Da luglio abbiamo una ottica migliore, con Da luglio abbiamo una ottica migliore, con ββ =1500m=1500mParallel to point Parallel to point focussingfocussing nelnel piano piano verticaleverticale e e orizzontaleorizzontale nellonello stessostesso puntopunto @ 215 m @ 215 m dada IP 5 IP 5 (minor (minor numeronumero didi roman pots roman pots necessarinecessari))Prove Prove meccanichemeccaniche sullasulla finestrafinestra sottilesottile del roman del roman pot pot InteressantiInteressanti misuremisure susu rivelatoririvelatori al al siliciosilicio con con piccolapiccolazonazona inefficienteinefficiente al al bordobordo::

Presentazione dati 2002 a Elba2003Nuovi dati su 3D e Planari dal test beam di settembre 03



LHC LHC durantedurante la la misuramisura didi TOTEMTOTEMLTOTEM ~ 10-6 x 1034 cm-2 s –1 ~ 1028 cm-2 s –1

≈

⇒

⇒≈

⇒

−

−

−

3/1

10 )2808()36(

103/1)/(

/

10 )1500(

)5.0(

2

1

3

nom

nom

TOTEM

nom

TOTEM

nom

nbnb

bunchNpbunchNp

mβmβ

εε

TOTEM richiede corti run speciali ad alto-ββ** ((1500m1500m))Angoli di scattering di pochi µrad

High-β optics misura precisa dell’angolo discattering θ* = √ε / β*

Reduced number of bunches per evitareinterazioni nella parte comune di camera a vuoto (zero crossing angle) σ* = √ ε β*

Parallel-to-point focussing:

Traiettorie di protoni scatterati allo stesso angoloma con verice in posizione diversa.



β* = 1100m

Elastic Scattering

β* = 1540 m

acceptance



elastic scattering – t coverage 1 eff.day (105sec) at high β and 18 m

dσ/d

t(p

p) (mb/

GeV2

)

(M. Islam) -t(GeV2)

15/GeV2

2.104/GeV2

Ldt = 1033 1037 cm-2

β*=1540m

β*=18m



β=1100m

t=0.004 GeV2 A=44%t=0.01 GeV2 A=67%

β=1550m t=0.004 GeV2 A=64%t=0.01 GeV2 A=78%

t acceptance for the two proposed optics

acceptance dependence on detector position



Inconel 0.15mm

Il rivelatore elastico ed il Il rivelatore elastico ed il RomanRoman PotPot

3 cm

La finestra sottile e’ stata realizzata e provata a 2 bar con successo



RivelatoriRivelatoriRicostruzioneRicostruzione didi traccetracce finofino al al bordobordo

Hits in the telescope(all good tracks)

Hits in the cut detector

Effic

ienc

y Ef

ficie

ncy

Edge at: 0+20micron

Silicio planare raffr. A 130 K

Vedere proceedings 9th Elba meeting



EDGELESS 2003Preliminary:

Planar detector (1x1 cm2)

bias ring +guard ring ‘n+’ Occupano ~35 micron

Dati presi a T ambiente!

p+

n+ AB

D



3D DETECTORS AND ACTIVE EDGES

15 µm InfraRed beam spotFWHM = 772 µmEdge Al strip width = 16 µm

INSENSITIVE EDGE (INCLUDING 16 µm Al STRIP):

(813 - 772) / 2 = 21 µm

EDGE SENSITIVITY <10 µm

COLLECTION PATHS ~50 µm

SPATIAL RESOLUTION 10-15 µm

DEPLETION VOLTAGES < 10 V

DEPLETION VOLTAGES ~105 V at 1015n/cm2

SPEED AT RT 3.5 ns

AREA COVERAGE 3X3 cm2

SIGNAL AMPLITUDE 24 000 e before Irradiation

SIGNAL AMPLITUDE 15 000 e-

at 1015n/cm2

0

5

10

15

20

25

30

35

-400 -200 0 200 400 600 800 1000

Cur

rent

[nA

]

Position [um]

Prelimin

ary

Prelimin

ary

0

5

10

15

20

25

30

35

-400 -200 0 200 400 600 800 1000

Cur

rent

[nA

]

Position [um]

Prelimin

ary

Prelimin

ary

Brunel, Hawaii, Stanford

CERN Courier, Vol 43, Number 1, Jan 2003



CMS/TOTEM LayoutCMS/TOTEM Layout

Telescope 2

Telescopio T1

Camera a vuoto

CMS End Cap



MisuraMisura del rate inelasticodel rate inelasticotelescopiotelescopio T1T1

SupportoSupporto e e installazione installazione AspettiAspetti del del sistemasistemaElettronicaElettronicaRivelatoreRivelatoreSimulazioneSimulazioneTest beam 2003Test beam 2003



T1 installation platform

T1 installato nell’end cap diCMS Copre un range tra ηη~~3.1 e 4.73.1 e 4.7

La La figurafigura mostramostra un un telescopiotelescopio T1 al T1 al momentomomentodell’installazionedell’installazione in CMS in CMS

Telescopio T1



TELESCOPIO T1 (realizzazione)

-Struttura a traliccio fissata sull’anello piu’ esterno di CMS

-Fissata con due sole piastre (azzurro) per rendere minima la possibilita’ di movimento rispetto alla camera a vuoto

- Aggancio alle rotaie con profilo speciale per minimizzare lo spazio necessario al supporto

CSC per ricostruzione del CSC per ricostruzione del vertice di interazione. vertice di interazione. (5 piani e misura di tre coordinate per piano) e per il trigger e per il trigger (segnale dei fili).rotazione dei piani tra loro di rotazione dei piani tra loro di 3 gradi e 3 gradi e overlapoverlap tra tutti i tra tutti i rivelatori di un pianorivelatori di un piano

(S. Cuneo, R. Puppo)



T1 costruito in due meta’, per permetterel’installazione con la camera a vuoto gia’ in posizione

L’elettronica e’ supportata dalle barre di alluminioche sono al tempo stesso parte della struttura e usateper raffreddare l’elettronica

Il telescopio ha bisogno di una ‘struttura’ per assemblaggio e trasporto prima dell’ installazione.

ALUMINIUM FRAMEWORK

CSC PLANE SUB-ASSEMBLY

HALF DETECTOR SUB-ASSEMBLY



STRUCTURAL SIMULATION

DEFLESSIONE CALCOLATA DEL TRALICCIO E DEL RIVELATORE #3 (IL PIU CRITICO) : I VALORI SONO INFERIORI ALLA MASSIMA SAGITTA TOLLERABILE (1.5 mm)

IL PESO DEL TRALICCIO, SE IN ACCIAIO AISI 316, E’ DI 270 Kg PER LE DUE BARRE DI UN TELESCOPIO.

PESO TOTALE DEL RIVELATORE (stimato per due meta’) 600 Kg



AXIAL CROSS SECTION - SEE ACTIVE ELEMENTS POSITION

FRONT VIEW: NOTARE LE DIVERSE DIMENSIONI PER LE CSCs DI UN PIANO, IMPOSTE DAL TRALICCIO DI SUPPORTO

DETTAGLIO: NOTARE LA ROTAZIONE DEI PIANI DI 3°

FILO:DI SUPPORTO DELLA CAMERA A VUOTO



Installazione di T1 in CMSInstallazione di T1 in CMS

L’operazione si puo’ fare in meno di 24 ore dopo la chiusura di CMS



SUPPORTO e INSTALLAZIONESUPPORTO e INSTALLAZIONEEnvelopeEnvelope del rivelatore definito in riunioni del rivelatore definito in riunioni con CMS insieme con il principio del con CMS insieme con il principio del supportosupportoPensiamo di aver raggiunto ilPensiamo di aver raggiunto il milestonemilestone2003 con la Nota tecnica che descrive il 2003 con la Nota tecnica che descrive il supporto e la sua installazionesupporto e la sua installazioneM.Bozzo, S.Cuneo, K.M.Bozzo, S.Cuneo, K.EggertEggert, M., M.MacriMacri, M., M.OriunnoOriunno, R., R.PuppoPuppo, , ““PreliminaryPreliminary design of TOTEM T1 design of TOTEM T1 telescopetelescope mechanicalmechanicalsupportsupport structurestructure”” (INFN(INFN--TC 03/03)TC 03/03)E’ prevista una prova di una frazione E’ prevista una prova di una frazione realistica del supporto durante il powerrealistica del supporto durante il power--up up del magnete di CMS nel 2005 del magnete di CMS nel 2005



Le CSC di TOTEMLe CSC di TOTEMPiano catodico realizzato con Piano catodico realizzato con circuito stampato di grandi circuito stampato di grandi dimensioni incollato su pannelli dimensioni incollato su pannelli di di honeycombhoneycomb20022002: costruito e provato con costruito e provato con successo primo prototipo di successo primo prototipo di grandi dimensioni.grandi dimensioni.2003: prototipo con tutti i dettagli 2003: prototipo con tutti i dettagli definitivi :definitivi :

ingresso HT,disaccoppiamento,uscita segnali, distribuzione gas

Funzionante da fine agosto sul test beam con superamento del secondo “milestone 2003” (A.Morelli, M.Negri, A.Trovato)



PannelliPannelli per i per i CatodiCatodiHoneycombHoneycomb

Pannelli di honeycomb Nomex di 15 mm di spessorele “pelli” realizzate con G10 e rame di 0.6 mm di spessore (CMS

usa 1.6mm). Calcoli e misura di rigidita’ nella nota “Behaviour of composite Panels for the TOTEM CSC” M.Bozzo R.Cereseto S.Cuneo A.Morelli M.Negri R.Puppo, TOTEM Internal Note 2002/01, April 2002Il disegno delle striscie Catodiche e’ lo stesso per I due lati del rivelatore con striscie che si incrociano con un angolo di +/- 60 gradi tra loro e rispetto ai fili anodiciLayout delle striscie e dei collegamenti ottenuto realizzando un circuito stampato che verra’ successivamente incollato su pannello

possibile per circuiti fino a una larghezza massima 80-85 cm Ad oggi almeno 2 ditte italiane possono realizzarli …

I pannelli han dato la planarita’ richiesta (+/- 0.1 mm)Facilita’ di dare la forma ai pannelli: due pannelli quasi identicicostruiscono un rivelatore



Milestone 2003Milestone 2003‘milestone 2003’‘milestone 2003’

Finalizzato l’ingresso della HT Finalizzato l’ingresso del gas Migliorato il metodo per fissare i connettori per l’uscita dei segnali.



CSC Milestone 2003CSC Milestone 2003

Lato telaio distribuzione gas.I connettori sono alloggiati nello spessore dell’honeycomb.



CSC Milestone 2003 CSC Milestone 2003

Fili anodici: dettaglioFili anodici: dettaglio

30 mm



AltriAltri aspettiaspetti del del sistemasistema

Gas: Gas: sistemasistema e e distribuzionedistribuzione benben definitidefiniti dalladallanotanota TOTEM del TOTEM del novnov 2000 e’ 2000 e’ consideratoconsideratonell’attualenell’attuale installazioneinstallazione del pit a IP5. del pit a IP5. HV e LV HV e LV in in manieramaniera moltomolto simile a CMS (simile a CMS (c’ec’e’ ’ bisognobisogno didi unouno studio studio piupiu’ ’ dettagliatodettagliato))Cooling Cooling dell’elettronicadell’elettronica giagia’ ’ previstoprevisto con con circolazionecircolazione didi refrigeranterefrigerante integratointegrato neineisupportisupporti//separatoriseparatori tratra unauna camera e camera e l’altral’altra. .



ElettronicaElettronicaAdattare il sistema di R/O di CMS concepito per piani adiacenti e per selezionare i muoni “migliori”.TOTEM ha 5 piani distribuiti su ~2.5m e necessita di un trigger “minimum bias” filosofia: usare gli anodi (fili) per generare il segnale di campionamento per l’informazione dei catodi (segnali correlati in tempo)Usare gli stessi segnali dei fili per generare il trigger del telescopioImplica l’aggiunta di una scheda specifica da installare sul rivelatore ed il mantenimento di quasi tutta la catena di CMS. Identificazione del BCO per run con CMS...Progetto del sistema attualmente in fase di verificaCostruzione del prototipo della scheda TOTEM nel 2004

(S. Minutoli, P. Musico)



R/O delle CSC di TOTEMR/O delle CSC di TOTEM

fast-or degli anodi – specifico perTOTEM

Nel crate VME – simile alla ALCT

Sul rivelatore – simile ma semplificataRispetto alla CFEB di CMS

catodi

anodi e trigger

anodi



NumeroNumero didi canali canali

Col Col presentepresente layout (mezzo layout (mezzo telescopiotelescopio cioecioe’ ’ ¼ del ¼ del totaletotale):):

3135 fili anodici, passo 3 mm5249 strisce catodiche passo 5 mm pitch (in unacamera sono letti entrambi I piani catodici)

TOTALE : TOTALE : ~12 k ~12 k filifili22 k 22 k striscestrisce catodichecatodiche



Test Test beambeam 20032003

Rivelatore “Rivelatore “milestonemilestone 03” 03” In totale 5 piani di CSC In totale 5 piani di CSC

usando anche i rivelatori usando anche i rivelatori costruiti nel 2001 e 2002 costruiti nel 2001 e 2002

Controllo dei parametri.... Controllo dei parametri.... Ovvio

Primi studi sul trigger (dai 5 piani di fili anodici) Primi studi sul trigger (dai 5 piani di fili anodici) con misura del timing dei segnali provenienti con misura del timing dei segnali provenienti da diversi rivelatori.da diversi rivelatori.



Un Un eventoevento: clusters : clusters ricostruitiricostruiti

Piedistalli sottr.

Rumore 3 sigma



EfficienzaEfficienza -- Milestone 2003Milestone 2003

Milestone 03



GUADAGNOGUADAGNO



Beam profile Beam profile -- muonimuoni

Strips (5mm)

σ~ 2.6 * 5 mm ~13mm



Residui Residui -- catodicatodi

PRELIMINARY



Tracce usando il Tracce usando il piano anodicopiano anodico

Utilizzando la Utilizzando la coordinata misurata da coordinata misurata da un piano catodico un piano catodico (passo 5mm, a lettura (passo 5mm, a lettura analogica) e dal piano analogica) e dal piano di fili (passo 3mm) si di fili (passo 3mm) si ricostruisce ancora ricostruisce ancora abbastanza beneabbastanza bene


Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHCEf

ficie

nza

Effic

ienz

afil

ifil

i

Lettura dei fili:schede AFEB di CMS

Equalizzazione delle soglie



Tempo di arrivo del 1Tempo di arrivo del 1oo, 2, 2oo, 3, 3oo filo filo Test beam 2003 -preliminare

Distribuzione dei Distribuzione dei tempi di arrivo del 1o, tempi di arrivo del 1o, 2o, 3o segnale in un 2o, 3o segnale in un evento.evento.

(es. il secondo segnale (es. il secondo segnale da’ la dispersione in da’ la dispersione in tempo del segnale di tempo del segnale di coincidenza 2/5 che coincidenza 2/5 che verra’verra’ usato per usato per generare il trigger)generare il trigger)

rms 11.2 ns



TOTEM: TOTEM: simulazionesimulazione del del rivelatorerivelatore T1T1

lo studio dei telescopi di TOTEM e’ fatto usandoOSCAR.OSCAR e’ il framework che CMS usa per la simulazione di

eventi tramite Geant4.

Risultati preliminari (2002) ottenuti con OSCAR1 ((versioneversione sperimentalesperimentale del framework ).del framework ).

L’attuale software di TOTEM e’ ora compatibilecon le ultime releases di CMS (OSCAR2 cheverra’ utilizzato per le produzioni di CMS).



Simulazione dei telescopiSimulazione dei telescopi•I telescopi devono permettere l’identificazione del vertice di interazione: discriminazione tra eventi beam-beam e beam-gas e quindi basta ricostruire solo le tracce necessarie a ricostruire il vertice dell’evento

Distribuzione di tracce fittate ed estrapolate al piano di collisione. Il cerchio rappresenta il diametro della camera vuoto



Simulazione del rivelatoreSimulazione del rivelatoreSimulazione eventi di tipo minimum bias, diffrattivi e beam-gas per studiare eventi e background

(F. Ferro)

Geometria e descrizione del rivelatore seguono l’evoluzione del disegno della meccanica

viluppo di pattern recognition proiettando la rotazione dei piani successivi



Un Un eventoevento doppiodoppio diffrattivodiffrattivo



IdentificazioneIdentificazionedelle tracce

φ

φ

φ

Primaries

Hits (con bkgnd)

ghosts

(F. Ferro)

delle tracceOgni piano misura tre coordinate nel pianoOgni piano e’ ruotato di circa 3 gradi rispetto agli altriLa proiezione dei punti misurati dai 5 piani permette di identificare rapidamente le tracce in eventi ad alta molteplicita’



Il flusso delle particelle caricheIl flusso delle particelle caricheHit per pianohi

ts

with beam pipe

Totem only

Flusso di particelle cariche per una luminosita’1028

a T1 1.5 Hz/cm2

a T2 60 Hz/cm2 (1. piano)

with beam pipe

( old )Resistenza alle radiazioni

T1 puo’ operare per qualche anno a L=1032

T2(Si) puo’ operare per qualche anno a L=1033



L’effetto della beam-pipe sui rate nel detector (fisica e background) e’ stato studiato con il disegno piu’ recente dellacamera a vuoto. T2 simulato come telescopio con rivelatori di tipotradizionale distribuiti su 3m. E’ evidente l’aumento del background dovuto alle interazioni nella camera a vuoto e questo indica che ci vogliono rivelatori piu’ precisi distribuitisu una distanza minore quindi soluzione a silici. IP5



13570400

Telescopio T2

HF(CMS)

Geometrical Considerations

Distance from IP: 13570 mm T2 inner radius: 25 mm + 8 mm = 33mm

Vacuum chamber inner radius: 25 mm Outer radius: 135mm

Wall thickness, clearances and tolerances: 8 mm

Length: 400 mm η range : 5.32 < η < 6.71



Bellow

Thermal Insulation

Lightweight Structure

400 mm

∅ 470 mm

Weight estimate:

~30 Kg

Fascioda IP5

T2 telescopeSpace for services



Cooling pipe

T2 telescope

Un piano: 10 rivelatori double side di CMS montati su un disco.

Ci saranno anche piani di rivelatori per il trigger: Maxi-pixel(?)



TotemTotem –– MilestonesMilestones 20032003

Definizione meccanica del supporto di T1 con definizione Definizione meccanica del supporto di T1 con definizione delle procedure di inserimento. (Giugno) delle procedure di inserimento. (Giugno)

“PRELIMINARY DESIGN OF TOTEM T1 TELESCOPES MECHANICAL SUPPORT STRUCTURE” INFN/ TC-03/03 13th February 2003

Disegno finale dei CSC Disegno finale dei CSC e degli RPCe degli RPC per T1. (Giugno) per T1. (Giugno) Rivelatore finale per piano #5 disegnato (e costruito)

Costruzione eCostruzione e teststests di prototipi CSC e disegno sistema di di prototipi CSC e disegno sistema di elettronica di lettura (Settembre) elettronica di lettura (Settembre)

Prototipo “Milestone 03” provato con successo sul test beamDisegno dell’elettronica pronto, misure dei tempi per validare il ‘trigger scheme’ fatte sul test beam in sett.2003

Costruzione e Costruzione e teststests di prototipi RPC e disegno sistema di di prototipi RPC e disegno sistema di elettronica di trigger (Settembre) elettronica di trigger (Settembre)



Scala dei tempi per un rivelatore pronto a fine 2006Scala dei tempi per un rivelatore pronto a fine 2006ID Task Name1 define layout2 design support structure3 prototype support structure4 test of support in CMS 5 design installation platform6 prototype of installation platform7 construction of platforms8 CSC design9 design construction tools10 preapare construction site and t11 CSC pre-serie prototype12 CSC construction13 disegno elettronica14 prototipo catena elettronica15 prova R/O completo16 costruzione elettronica17 assembly first T118 tests of telescope 1 on beam19 assembly of other telescopes20 tests of telescope2 on beam21 tests of telescope3 on beam22 tests of telescope4 on beam2324 Off. Meccanica e tecnici di grup25 Servizio Elettronica26 Servizio disegno27 tests al CERN

May Jul Sep Nov Jan Mar May Jul Sep Nov Jan Mar May Jul Sep Nov Jan Mar May Jul Sep NovQ3 '03 Q1 '04 Q3 '04 Q1 '05 Q3 '05 Q1 '06 Q3 '06



Cos

to d

i T1

in E

uro

Cos

to d

i T1

in E

uro

794000TOTAL

20000016000cooling

30000gas distr.

30000cables

200008 racks

400004 transport platform

640004 supportsT1

Support and installation

46200060000VME crates + R/O

18000local boards

288000cathodes (20k strips)

72000Anodes (12k wires)Electronics T1

13200030000connectors

15000Assembly frames

50000Printed boards

37000HoneycombT1

totalCSC tracking chamber



Profilo di spesa per T1Profilo di spesa per T1

792298445.848.2TOTALI per anno

2007511015infrastrutturecosto

46019025020elettronicacosto

1323385.813.2costo25%65%10%

meccanicacamere%

Totali per voce200620052004(prezzi in k €)

7/7/2003



ATTIVITA’ del Gruppo di GENOVAATTIVITA’ del Gruppo di GENOVA

2002 prototipi e T D R 2002 prototipi e T D R 2004 2004 prepre serieserie2004 2004 -- 2006 costruzione 2006 costruzione 20062006 teststests e e calibrazionicalibrazioni2007 2007 –– 2009 presa dati e 2009 presa dati e analisianalisi

dettaglio per il 2004dettaglio per il 2004Completamento attrezzatura e Completamento attrezzatura e toolingtooling. . SaldaSalda--fili, distribuzione colla. fili, distribuzione colla. Macchina Macchina tendifilitendifili su disegno FNAL.su disegno FNAL.Disegno di tutti i rivelatori e del Disegno di tutti i rivelatori e del dettaglio del supporto.dettaglio del supporto.Costruzione di 10 rivelatori “Costruzione di 10 rivelatori “preseriepreserie””Costruzione del supporto meccanico Costruzione del supporto meccanico per mezzo telescopio (per prove in per mezzo telescopio (per prove in superficie di CMS nel 2005 )superficie di CMS nel 2005 )Inizio lavoro di prototipo di schede Inizio lavoro di prototipo di schede per sincronizzare lettura anodi e per sincronizzare lettura anodi e catodicatodi



GenovaGenovaM.Bozzo, A.Buzzo, F.Ferro, M.Macri, A.Santroni, G.Sette

S, Cuneo, P.Musico, S.Minutoli, A.Morelli, M.Negri

6 ricercatori, 3.6 fisici equivalenti 6 ricercatori, 3.6 fisici equivalenti 2 2 tecnologitecnologi, 0.6 , 0.6 tecnologitecnologi equivequiv..3 tecnici di gruppo a 3 tecnici di gruppo a meta’meta’ tempo (+ 1 elettronico tempo (+ 1 elettronico la cui assunzione e’ bloccata)la cui assunzione e’ bloccata)Impegno notevole di officine meccanica, Impegno notevole di officine meccanica, elettronica e servizio progettazioneelettronica e servizio progettazione



dai servizi tecnici di sezione nel 2004dai servizi tecnici di sezione nel 2004Officina meccanica 15 m.u.Officina meccanica 15 m.u.

costruzione macchina tendifili, tooling, moduli preserie, supporto meccanico prove in CMS nel 2005

Disegno Disegno ingegnere 3 m.u.ingegnere 3 m.u.disegnatore 10 m.u.disegnatore 10 m.u.

Disegni esecutivi dei vari rivelatori, disegno esecutivo meccanica tendifilo etooling, disegno esecutivo supporto

Elettronica ingegnere 3 m.u.Elettronica ingegnere 3 m.u.costruzione sistema controllo tensione dei fili 6 m.u.6 m.u.schede prototipo R/O 3 m.u.3 m.u.



Richieste Richieste MIMI 77MEME 52.552.5 (meeting, test (meeting, test beambeam, , coco--spokspok))ConsCons.. 2020 (macchina tendifilo, compl. (macchina tendifilo, compl. AttrAttr. .

Lab.Lab. (saldatura e (saldatura e distribdistrib. Colla). Colla), metabolismo), metabolismo)C.C. AppApp.. 48.5 48.5 (10% rivelatori, supporto per (10% rivelatori, supporto per

prova in CMS, scheda fastprova in CMS, scheda fast--or per R/O or per R/O e trigger)e trigger)

Il prototipo dell’elettronica deve esser realizzato al più’presto per provarlo sul test beam ancora nel 2004 (milestone #2 del 2004).

Chiesti sul 2003: Chiesti sul 2003: 1010 kEurokEuro Miss. Est. Miss. Est. (terminate con(terminate con prolungprolung. test . test beambeam))



ComposizioneComposizione::M.G. Catanesi 70% (INFN) (Responsabile Locale)E.Radicioni 60% (INFN)

interesse in Totem recente; gruppo in fase di definizione e con prospettive di crescita.

Responsabilita’Responsabilita’ ::Daq Generale e Trigger interface:

Infrastruttura generale DAQ + timing e interfaccia al sistema ditriggerPartecipazione a tutte le fasi del progetto:

ProgettoSviluppiImplementazioneRunInterfaccia e integrazione dell'esperimento nella sua collocazione finale

Interfaccia con CMS

BariBari



BariBari:: Esperienze nelEsperienze nel campocampoIl Il DAQDAQ didi TotemTotem rappresenta il naturale sviluppo rappresenta il naturale sviluppo delle competenze sviluppate nel passato delle competenze sviluppate nel passato Quali esempiQuali esempi

DAQ del WANF (cern neutrino beam line)DAQ di HARP ( ‘a la LHC’)

LeLe competenzecompetenze e lee le responsabilita' avute nel passato responsabilita' avute nel passato sulsul software offline (software offline (simulazionisimulazioni,,ricostruzionericostruzione eeanalisianalisi)) ci permetteranno dici permetteranno di nonnon limitare il nostro limitare il nostro apporto unicamenteapporto unicamente al DAQal DAQ



DiversiDiversi modimodi didi funzionamentofunzionamento didiTOTEM TOTEM

L’arrivoL’arrivo del del gruppogruppo didi BariBari coprecopreun’aspettoun’aspetto didi Totem Totem cheche era era rimastorimastofinorafinora pocopoco studiatostudiato

Con CMS (per Con CMS (per luminositaluminosita’ e ’ e diffrdiffr.).)Normal LHC runs25 ns bunch crossing

•• Come Come sisi leggelegge Totem con un trigger Totem con un trigger provenienteproveniente dada CMS?CMS?Come Come triggeraretriggerare CMS con un trigger CMS con un trigger Totem?Totem?

Totem stand aloneTotem stand aloneLow luminosity total cross-section runs2.5 µs bunch spacing

Come Come sisi leggelegge CMS con un CMS con un trigger Totem?trigger Totem?



TOTEM DAQ TOTEM DAQ -- BariBari

Nel 2004



Stima del costo globale del DAQ di Totem :

• La stima che si puo’ dare ora e' alquanto approssimativa perche' l'hardware dell'esperimento non e' ancora definito. Una prima stima ragionevole verra' data prossimamente nel TDR• La recente esperienza di HARP e l'estrapolazione della valutazione di CMS ci danno un ordine di grandezza fra i 350KSF e i 500KSF•Questa stima comprende i processori di acquisizione, l'infrastruttura generale (clusters, networks ) e parte del trigger

• Distribuzione dei costi nel periodo 2004-2006• Il 2004 servira' a definire il design e a terminare i test in sede e al CERN (milestone #4 del 2004)• L'installazione in area dovra` iniziare in concomitanza con l'inizio dell'installazione di CMS.• Entro il 2006 va completata l'infrastruttura generale. Il profilo di spesa dovra` essere valutato in quest'ottica.



PrevisionePrevisione costocosto didi un FED builderun FED builderLa La configurazioneconfigurazione minima minima prevedeprevede::

3 Pcs high performance (con bus PCI 64 bit) 6,0K€Switch di rete myrinet + 5 schede myrinet 8,5K € Simulatore di FED (composto da 2 GIII) 1,5K € 2 FRL 4,5K € sistema TTC 10,0K € Crate PCI-extender 7,0K € Crate VME 6U + PCIVME adapter 9,0K € Monitor 1,0K € Rack, fibre, cavi S-Link 2,0K €

TotaleTotale 49,5K 49,5K €€Se Se tentiamotentiamo didi ricuperarericuperare unauna parteparte del del materialemateriale = = 37,5K37,5K€€



RichiesteRichieste perper ilil 2004:2004:M.E./M.I. : 2 periodi di Test beam al CERN/ meetings / Contatticon DAQ/CMSConsumo :circa 10K€€ metabolismo sede e CERNInventariabile : 37.5 K€€ Stazione di test (benchmark, technology tracking, learning) (nuova stima di luglio 2003)

Stazione di Test (clone di CMS a BARI):Strumento indispensabile per effettuare i test sul DAQ ,valutarne le performaces, e valutare come e a che livello effettuare l'integrazione con CMSIl setup a cui ci riferiamo e’ quello minimo per realizzareun “F.E.D. BUILDER” cioe’ la parte di readout e la prima fase di building. Il secondo stadio di Event Building sarà affrontato in seguito.



conclusioneconclusione

TOTEM ha fatto molto in questo ultimo annoTOTEM ha fatto molto in questo ultimo annoRistrutturata e potenziata la collaborazioneApprofondito lo studio di tutte le parti dell’esperimento Finali le parti di interazione con CMS e LHCC (camera a vuoto e posizione dei roman pots)

La partecipazione italiana e’ cambiata ed e’ più La partecipazione italiana e’ cambiata ed e’ più chiarachiaraVogliamo Vogliamo inziareinziare la la dsicussionedsicussione con la con la Commissione in modo da arrivare rapidamente Commissione in modo da arrivare rapidamente al al MoUMoU dopo la presentazione del TDR dopo la presentazione del TDR

totem un esperimento per la misura di sezione d’urto ... · insensitive edge (including ; 16 ;...

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