LHCb Stato generale dell’esperimento

G. Martellotti - CSN1 26 Marzo 2002

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LHCbStato generale dell’esperimento

Prospettive di Fisica

Costo dell’esperimento (Effetti dei ritardi di LHC)

Milestones / Stato dei TDR

Ottimizzazione dell’apparato - LHCb-light - Trigger L1

Attivita` in cui e` impegnato l’ INFN

G. Martellotti


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Prospettive di FisicaLHCb si propone di sfruttare in pieno le potenzialita` sulla fisica del B sin dall’inizio di LHC (bassa luminosita`)

B-factories : accumulano statistica su Bd

CDF, D0 : insufficiente PID per studiare a fondo Bs

PEP e KEK non avranno upgrading sostanziali

BTeV : - un solo braccio - finanziato a partire dal 2005

In queste condizioni nel 2006-8 si potrebbero avere risultati sulla violazione di

CP in canali tipo e misure dell’angolo ma l’analisi resterebbe dipendente dalle assunzioni del modello standard: serve un esperimento dedicato serve.

Un ritardo di LHC (di ~ 2 anni) riduce la possibilita` del CERN di dare un contributo essenziale sul sistema Bd ma non cambia le prospettive nel sistema Bs in cui il ruolo di LHCb dovrebbe restare unico (a parte BTeV).


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Costo dell’esperimento

Costo totale ufficiale 75 MCHF Non sono previsti importanti overcosti

In risposta alle domande della “Task Force 1” sono stati studiati gli effetti di un ritardo di LHC e possibili scenari per ridurre i costi :

- staging RICH, Calorimetri

- staging/descoping di parte del trigger L2, DAQ, offline (per esempio riducendo la rate di trigger L1 ….)

Non si possono fare risparmi sostanziali senza importanti riduzioni di prestazioni.

Un ritardo nella partenza di LHC rispetto alla data del 2006 porta un risparmio moderato ritardando l’acquisto dei fotorivelatori del RICH e l’acquisto delle CPU.


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Stato dei TDR

APPROVATI

• Magnet• Calorimeters• RICH

Approvati dopo Settembre 2001

• Muon• VErtex LOcator• Outer Tracker• On line

DA FARE

• Inner Tracker (fine 2002)

• Trigger (fine 2002)

• Computing 2003

• “LHCb LIGHT” (Ottimizzazione tracking)

– Ottobre 2002 (con schedula LHC 2006)


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“LHCb light” riottimizzazione dell’ apparato

Rispetto allo studio preliminare con la configurazione del TP Stime piu` realistiche troppo materiale per il tracking

ESEMPIO :Caratteristica unica di LHCb: misura teoricamente pulita di

dalla misura dei decadimenti B D* Ds k

e` necessaria la ricostruzione di 5 tracce cariche (5)


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LHCb classic


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E` in atto uno studio per:

- ridurre il materiale nel VErtex LOcator, nel RICH-1 (specchi leggeri)

- ridisegnare la beam pipe

- ridurre il numero di stazioni del SISTEMA DI TRACKING studiando nuovi algoritmi di track finding


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LHCb light


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?

1. Only spherical mirrors inside spectrometer acceptance

2. If a second (plane) mirror is used it can be thick glass

3. Mirror technologies

RICH-1 light: Mirrors

CostkCHF

80

140• 1•0.5•?•CMA (USA)•2mm•Composite:

Carbon+Epoxy

•< 1•0.4•?•Not yet

•INFN•2mm•Composite: Plexi+Epoxy

•1.8•1.6•Russia•6mm•Be + 0.3mm glass

•4.6•1.2•IMMA Turnov (Cz.R)

•6mm•TDR: Glass

•X0

%

%

•Mec

•spec

•Opt

•spec

•Manufacturer•thick•Technology


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LHCb light


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VELO status LHCb week February 2002 Thomas Ruf

VELO LightVELO Light

Decided by the LHCb technical board as baseline21 stations, 220m Si, 150/250 m Al

Current estimate of material for VELO “Light”:2<<5: 17.9% X/X0


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V E L O s t a t u s L H C b w e e k F e b r u a r y 2 0 0 2 T h o m a s R u f

R e s o l u t i o n

S e t u p w i t h 3 + 1 d o w n s t r e a m s t a t i o n s

R M SD o u b l e g a u s s i a n

B

3 0 1 m( 2 1 5 2 5 ) m2 0 s t a t i o n s

3 0 4 m( 2 3 0 2 5 ) m2 5 s t a t i o n s

D e c a y l e n g t h r e s o l u t i o n :


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Event with very high multiplicity of low energy tracks


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TRACKING

Sono in corso studi sulla efficienza di tracking con i nuovi algoritmi (in particolare sulla efficienza di rivelazione dei K short)

Risultati preliminari indicano che la configurazione “light” con il VELO, TT1, ST1-ST3 e` adeguata

Il disegno della stazione TT1 e` in corso


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Ottimizzazione del trigger in corsoNel TP L0 : high Pt (+ pile-up veto) Calo + Muon

L1 : impact parameters VELO

L2 : impact parameter + Pt VELO + Track Stat.

L3 : full reconstructionLa rate di L1 e` troppo alta : tracce a basso P simulano parametri di impatto. Necessita` di selezionare a livello 1 tracce di alto

Pt con algoritmi rapidi.

Nuovo L1 :

Eliminare la parete di schermo del Magnete e usare il campo residuo in TT1 per avere una determinazione rapida di P.

Calcolo del parametro di impatto con VELO e TT1

REVISIONE DEL DISEGNO DEL RICH-1


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LHCb light

Eliminare lo schermo


20R.Forty Optics, S.Jolly Shielding

Nuovo disegno del RICH-1

Photo detectors


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Attivita` INFN

• Rivelatore Muoni (Ca, Fe, Fi, LNF, RM1, RM2)

• RICH (Ge, Mi)

• Trigger calorimetro (Bo)

• Computing Farm (Bo)

• Nuova attivita` di Genova sull’ECS


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Rivelatore di MUONI

• G. Carboni Rm2 Project leader• B. Schmidt Cern Deputy system integration• P.L. Campana LNF Deputy MWPC construction • A. Lai Ca resp. electronics

– V. Bocci Rm1 resp. DCS– W. Riegler Cern resp. ASD

• R. Santacesaria Rm1 resp. Software

Attuale ripartizione delle responsabilita`:


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Milestones

2002

• EDR di RPC e MWPC - estate

• Prototipi Zero delle camere (Fe, Fi, LNF, Rm2)

• Approntamento del tooling per la costruzione (Fe, LNF, Rm1)

• Stazioni di test (Fi, Rm1, Rm2)

• Test della catena di elettronica completa (Ca, LNF, Rm1) - fine anno

2003

• Decisione sulla regione M1R1-M1R2 (GEM o MWPC asimmetriche)

• Inizio costruzione


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G. Carboni – LHCb week – 22 February 2002

PNPI 14 planned for MarchLNF Final design

FE/LNFDesign in progress

Status of V0.0 prototypes: testing from May (RPC), July (MWPC)

CERNGEM (Ca, LNF)

RPC (Fi, RM2)


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Tooling in Italy

• Soldering machine (LNF):• One head completely assembled and operational• Automatic wire position measurement OK• LabView software under preparation• 2nd head ready in ~ 2 months• next step: soldering on large scale (1.5 m)• automatic quality control? (light reflection)

• Wiring machine (FE)• prototype appears to work ok (at least over 40 cm)• computer controlled• wire tension and wire spacing ok• used to wire M5R1 prototype

• Test stations RPC (Rm2, Fi)• Cosmic ray station

• Test stations MWPC (Rm1/Pz, LNF)• System to test wire tension • Automatic scanning with radioactive source• Cosmic ray station


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– – ELETTRONICA rivelatore per muoniELETTRONICA rivelatore per muoni 120000 canali di lettura120000 canali di lettura

Responsabilita` quasi totalmente italiana:

Coordinamento Coordinamento A. Lai – CagliariA. Lai – Cagliari8000 Front-end boards8000 Front-end boards Cagliari, Cagliari, CERNCERN, LNF, Roma I, Roma II, LNF, Roma I, Roma II16000 Circuiti integrati ASD16000 Circuiti integrati ASD CERNCERN8000 Chip DIALOG (front-end)8000 Chip DIALOG (front-end) CagliariCagliari144 Service Boards144 Service Boards LNF, Roma ILNF, Roma I168 Intermediate Boards168 Intermediate Boards LNFLNF4000 SYNC chips4000 SYNC chips CagliariCagliari168 ODE boards168 ODE boards Cagliari, LNFCagliari, LNF12 DC boards12 DC boards Roma IRoma IECSECS Roma IRoma I

Attualmente sono in fase di progettazioneTutti i prototipi delle componenti del sistema

Test della catena di acquisizione completaprevisto per la fine del 2002

La produzione parte nel 2003Chip DIALOG tecnologia IBM 0.25 m

Muon Front-endINFN Cagliari


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RICH

• EDR RICH-2 concluso : lo schermo magnetico (richiesta Core di Mi) e` definito.

• Aerogel (Mi) : le modifiche in corso sul disegno del RICH-1 non implicano alcun cambiamento.

• R&D sugli specchi leggeri per il RICH-1 e` in corso (Mi, Rm1)

• Fotorivelatori : Milestone rimandata (> Giugno 2002). 2 prototipi HPD in esame– Incapsulamento nel tubo del chip a 10 MHz– Test chip a 40 MHz


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Nuova attivita` della Sez. di Genova

# Rimandare l’impegno sull’interferometro per il RICH che non e` urgente per l’esperimento.

# Partecipare allo sviluppo dell’ ECS in collaborazione con il gruppo ECS Cern.

Genova dovrebbe realizzare un prototipo di interfaccia tra le schede utenti e l’intelligenza locale (Credit Card PC)

M. Sannino presentera` il progetto alla prossima occasione.


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Prototipo di Tier 1 di LHCb (Bo)

• Cluster istallato presso il CNAF– Cluster di PC Linux

• Core System di 54 CPU PIII 1GHz + 2 TByte di disco Network Attached Storage (NAS) finanziato con fondi CSN1

• Impiego su richiesta di risorse aggiuntive CNAF.– Tipicamente 50 CPU per il 2002

• Produzione 2001 – Dall’ 8-2001 al 1-2002 sono stati generati 3.5 Ml di eventi che rappresentano

il 35% della produzione totale 2001.

• Finalità principale d’impiego per il 2002– Studio del detector LHCb-light– Produzione degli eventi per il TDR del trigger (autunno 2002)

• Data Challenge schedulata per l’estate con l’impiego di 150200 CPU


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Fast ethernet switch

NAS 1TB

Ethernet controlled power distributor (32 channels)

Rack (1U dual-processor MB)


32d

Esecuzionedei processisulla farm

Monitordello stato della farm tramite web

Aggiornamento del Database che tiene traccia di tutto ciò che viene prodotto(ORACLE al CERN)

Trasferimento dei dati su cassetta(CASTOR al CERN)

Controllo automatico della qualità dei dati prodotti

Produzione distribuita Monte Carlo per LHCbOrdine di inizio

dei processitramite web

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