ACTIVITES ATLAS-LPC 2006-2010 D Pallin 6/10/2010

Le groupe ATLAS -LPC Physiciens (1/09/2010) +Services techniques 3 EC, 6CNRS, 2 etudiants, 3 postdocs Départ Sébastien Mai 2010 Arrivée Djamel Aout 2010 Samuel Sept 2010 Basés au CERN C Santoni, N Ghodbane 1 CDD Informatique online (P Lafarguette) Visiteurs S Boutouil (2 mois en 2009,4 mois en 2010) +Services techniques Electronique, Elec, mécanique début 2006 (dernier tourniquet à 4 ans): 10.55 Stabilité dans la composition de l’equipe Les départs compensent les arrivées (Postdocs et permanents) le nombre de permanents diminue D Pallin 6/10/2010

Equipe ATLAS Historique des activités Collaborations Périodes Commentaires Proto-collaboration 1989-1991 Mise en route activité LHC RD1 1991-1994 R&D Calorimétrie Fibres EAGLE 1992-1993 Précurseur d’ATLAS RD34 1994-1995 R&D Calorimétrie Tuiles ATLAS 1993- Tilecal (Calo. Tuiles) Conception et montage Commissioning, monitoring Analyses test beam Analyses physiques Reconstruction des Jets échelle en énergie des jets Physique du Top Nouvelle physique R&D ATLAS SLHC 2009- 5 R&D en cours

Le projet entre dans une nouvelle phase Après des années de construction, commissioning et d’études à partir de simulations Le projet entre dans une nouvelle phase Fin 2009 collisions à s=900GeV et 2,34 TeV 2010 collisions à 7 TeV Event with a high mass dijet system: the invariant mass of the two highest-pT jets is 2.55 TeV. The highest pT jet has a pT of 420 GeV, and an eta of -1.51, the second leading jet has pT of 320 GeV and an eta of 2.32. Jet momenta are calibrated according to the "EM+JES" scheme. No other jets are found with pT above 20 GeV. Event collected on 4 July 2010. D Pallin 6/10/2010

Responsabilités Hardware centrées sur le Calorimètre Hadronique à Tuiles Scintillantes: le Tilecal LPC: un des principaux concepteurs et promoteurs du Tilecal (via RD34): Conception, intégration et assemblage de l’électronique frontale et du Laser de monitoring Conception et fabrication distribution HT, Mécanique des tiroirs; R&D/achat/tests PMTs Co-Coordinateur électronique TILECAL : F. Vazeille (-> 2008) 16 mai 2006: Insertion officielle du dernier Super-Tiroir par le LPC: le 256ième 2006-2008: Commissioning & maintenance Modification connectique des tiroirs: Le LPC a agi à titre d’expert pour les Tiroirs et a assuré la maintenance et les évolutions de ses 3 Bancs Tests portables (MobiDICK) utilisés pour la certification de l’électronique. Système de distribution des HT Système Laser: commissioning en mode standalone (2007), dans DAQ ATLAS (2008) 2009-2010 Système Laser: Monitoring par laser complètement opérationnel en 2009 Instabilités du système de distribution de lumiere (Coimbra) => évolution du système nécessaire Fabrication d’une copie du système laser pour tests et définition d’un nouveau système a installer durant le shutdown 2012 Etude disponibilité composants spares electronique TILECAL (LPC,Chicago) =>Achat et tests de 400 PMTs Spares (LPC) + shifts TILECAL + expertise « On call » sur DCS, LASER, DAQ TILECAL D Pallin 6/10/2010

Analyses Instrumentales Monitoring des BT, HT et températures des tiroirs du Laser : identification en continu des canaux à problème, mesures de stabilité, linearité… Performances du TILECAL sur le faisceau test d’ATLAS Etudes effectuée de 3 GeV à 350 GeV Obtention de l’échelle d’énergie des jets dans ATLAS en ajustant le Monte Carlo sur les résultats Etudes des données “cosmiques” 2008-2010, du scraping beam 2010 tests uniformités de la reponse du TILECAL verification/comparaison de la valeur absolue de l’echelle en energie => precision attendue sur la calibration relative et absolue: 3% fin 2010 Publications Testbeam studies of production modules of the ATLAS Tile Calorimeter, NIM A 606 (2009) 362-394 Study of the response of the ATLAS central calorimeter to pions of energies from 3 to 9 GeV, NIM A 607 (2009) 372-386 Measurement of Pion and Proton Response and Longitudinal Shower Profiles up to 20 Nuclear Interaction length with the ATLAS Tile Calorimeter, NIM A 615 (2010) 158-181 Study of energy response and resolution of the ATLAS barrel calorimeter to hadrons of energies from 20 to 350 GeV, NIM A 621 (2010) 134-150 Readiness of the ATLAS Tile Calorimeter for LHC collisions, ATLAS Publication Draft (submitted to EPJC 30.7.2010) Responsabilités sur activités d’analyses instrumentales Data preparation& Performance, ss gpe calibration: C. Santoni (jusqu’a Dec2010) Data preparation& Performance: C. Santoni (co-convener) (à partir Dec2010) D Pallin 6/10/2010

Each distribution is normalized by the number of events Energy of the TileCal cells. The distributions from collision data at 7 TeV, 2.36 TeV, and 0.9 TeV are superimposed with Pythia minimum bias Monte Carlo and randomly triggered events. Each distribution is normalized by the number of events D Pallin 6/10/2010

Analyses de Physique Etalonnage en énergie des jets mesurés par les calorimètres Physique du TOP Update du TDR d’ATLAS(CSC book) calibration des jets légers mesure de la masse du Top Analyses 1eres données Recherche de candidats Top-antitop a 7 TeV Etude de performances du détecteur Algorithmes et efficacité de reconstruction des jets Etude/rejection pile-up Energie transverse manquante dans les evts Top Nouvelle Physique Recherche de résonances Top-antiTop Recherche de quark de 4e génération (U4) Papiers Expected Performance of the ATLAS Experiment - Detector, Trigger and Physics CERN-OPEN-2008-020 (Chapters: Jets from light quarks in t events; Top quark mass measurement Top quark properties ) Prospects for top anti-top resonance searches using early ATLAS data ATL-PHYS-PUB-2010-008 Search for top pair candidate events in ATLAS at s = 7 TeV ATLAS-CONF-2010-063 Properties of Jets and Inputs to Jet Reconstruction and Calibration … ATLAS-CONF-2010-053 Responsabilités dans les analyses de physique co-convener gpe ATLAS “top physics” (->2006) D. Pallin co-convener gpe ATLAS “top mass” (2008-2009) D. Pallin D Pallin 6/10/2010

Event display of a top pair e-mu dilepton candidate with two b-tagged jets. The electron is shown by the green track and calorimeter cluster in the 3D view, and the muon by the long red track intersecting the muon chambers. The two b-tagged jets are shown by the purple cones, whose sizes are proportional to the jet energies. The inset shows the XY view of the vertex region, with the secondary vertices of the two b-tagged jets indicated by the orange ellipses D Pallin 6/10/2010

R&D HL-LHC Implication depuis 2004 (études modifications à apporter au TILECAL pour le SLHC) vieillissement, obsolescence de l’électronique effet des radiations performances R&D phase 1 (2013) : LASER2 LPC signataire de l’ «Expression Of Interest » ‘TILE calorimeter Electronics for the SLHC’ Participation depuis 2009 à 4 R&D pour la phase 2 Ponts diviseurs (alimentation HT des PMTs) Maintenir des tensions inter-dynodes stables quand le courant moyen augmente Protos produits ASIC front end 2 fonderies en cours, tests fin 2010. Système HT Plusieurs solutions proposées mécanique des tiroirs LoI différée (2011?) doit contenir les solutions proposées des 4 R&D Responsabilités dans les activités sLHC Membre du Steering group (3 pers.) “Tile Upgrade” F. Vazeille D Pallin 6/10/2010

Production Scientifique - encadrement Depuis 2006 (voir aussi http://clrwww.in2p3.fr/atlas/) Publications 10 (>20 notes ATLAS) 1 publi avec données à 900GeV 1 publi avec données à 7 TeV Plusieurs soumises ,d’autres en cours Theses 5 soutenues, 2 en cours (15 au total dans ATLAS) HDR 1 Conférences 6 Seminaires 3 Stagiaires JANUS 3 M1 7 M2 6 autres 5 Accueil GDRI “ATLAS Calorimetrie”/ LIA ILCP total 12mois (2 étudiants) Participation à plusieurs actions de Communication (voir Rapp Activité) Autres responsabilités  Membre de l’Authorship Committee d’ATLAS D Pallin Membre du Publication Committee d’ATLAS D Pallin D Pallin 6/10/2010

Bilan /perspectives Detecteur TILECAL opérationnel et performant 8/256 tiroirs off (pb alim BT 5, pb electronique 3) electronique LPC OK Installation de l’électronique achevée courant 2006 Commissioning des systèmes sous la responsabilité du LPC réalisée Activités « electronics consolidation » en cours PMTS spares Banc test LASER objectifs: assurer la maintenance et monitoring des systemes sous responsabilité, amelioration des performances du systeme Laser couplé avec le systeme de distribution de lumière Activité R&D UPGRADE en cours objectifs: écriture de la LoI TILE Upgrade Analyses test beam publiées Analyses “cosmiques” et beam scraping” encore en cours => objectifs: terminer les publications en cours (2) Analyses de Physique forte implication dans la physique du Top et performances du détecteur (reconstruction et calibration des jets). Contribution aux notes de conferences été 2010 (support direct aux futur piblications) objectifs: Les premieres publications pour très bientot (necessitent la comprehension de tout les objets mesurés (jets, b-jets, MET, electrons, muons) analyses avec 40 pb-1 pour winter conf 2010, 1fb-1 fin 2011 etudes “Nouvelle physique” renforcées courant et après 2011 autres nouveaux sujets possibles (Ions lourds,..) D Pallin 6/10/2010

conclusions très fortement soutenue par l’IN2P3, ATLAS est une expérience à très vaste potentiel de découvertes très fortement soutenue par l’IN2P3, dans laquelle l’équipe du LPC est engagée depuis les débuts (R&D comprises), avec des responsabilités importantes. L’équipe ATLAS a en charge 3 grands systèmes dans le calorimètre Hadronique: Hautes Tensions, Tiroirs, Laser les systèmes sont validés et opérationnels Elle apporte des contributions importantes aux analyses dans plusieurs domaines: - Analyses instrumentales (Tests en faisceau, étalonnages) - Performances du detecteur (reconstruction et étalonnage en énergie des jets) - Physique autour du quark Top => l’exploitation des données de Physique sont la priorité du groupe Le LPC est le seul groupe Français sur le TILECAL C’est aussi le plus petit groupe d’ATLAS-France Le nombre de ses permanents ne semble pas suivre une tendance à la hausse => Renforts espérés dans un futur proche, (départ CDD et retraite de permanents) D Pallin 6/10/2010

backup D Pallin 6/10/2010

Average TileCal cell energy as a function of η and phi in collision candidate events at √s = 7 TeV. Only cells energies above 500 MeV at the EM scale are considered. Non-diffractive minimum bias Monte Carlo events with the same energy cut are superimposed with the collision candidate events. D Pallin 6/10/2010

D Pallin 6/10/2010

Event display of one ttbar event « electron plus jets » candidate . The electron is shown as the orange downward-pointing track associated to the green cluster, and as the green tower in the eta-phi lego plot. The direction of the missing transverse energy is shown as the dotted line in the r-phi view. D Pallin 6/10/2010

Le Détecteur ATLAS Calorimètre Hadronique à Tuiles Scintillantes ou TILECAL D Pallin 6/10/2010

Calorimètre Hadronique à Tuiles scintillantes Calorimètre à échantillonnage Fer/Scintillateur - Tuiles: Plaques de scintillateur - Fibres optiques WLS groupées en torons  Segmentations en  = 0,1 et 3 couches en R - Module  Segmentation en  = 0,1 ~ 10000 voies de lecture avec redondance et une grande dynamique (16 bits) avec électronique frontale dans des Tiroirs amovibles Photomultiplicateur Fibre WLS Tiroirs  < 1.7 Tuile EBA Étendu A LB EBC Double lecture Matrice en Fer Central Z Module (64 Modules/Tonneau) (> 7 actifs à =0) R R ~10 m L ~13 m 2500 t D Pallin 6/10/2010 Étendu B Hadrons et Muons 3 Tonneaux

 LPC: un des principaux promoteurs du Tilecal (via RD34): Conception et tests  Conception, intégration et assemblage de l’électronique frontale et du Laser de monitoring  ~10 m L ~13 m 2500 t Total de 256 Super-Tiroirs (Super-Tiroir= train de 2 Tiroirs) + réserves soit près de 10000 canaux de lecture EBA LB EBC Insertion d’un Tiroir à l’aide d’un outil dédié 3 Tonneaux, ayant chacun 64 Modules Assemblage des Tiroirs au LPC Maintenance des Tiroirs au CERN Bagues Plastiques ATLAS en décembre 2005 D Pallin 6/10/2010

Les Tiroirs Composants fournis par 16 Instituts → Démarche Qualité rigoureuse Les Tiroirs Electronique de lecture: “Tiroirs” 1.5 m long ~ 40 kg Mécanique . Distributeurs HT Blocs PMT Contributions LPC: • Composants Tiroirs et assemblage • Système des Hautes Tensions • Système Laser d’étalonnage Conception  Production  Installation et Tests/ "Commissioning" D Pallin 6/10/2010