RD51 Collaboration 9 novembre 2009 SOCLE 09 1 Projet DHCAL au LAPP Catherine ADLOFF.

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1 RD51 Collaboration 9 novembre 2009 SOCLE 09 1 Projet DHCAL au LAPP Catherine ADLOFF

2 Catherine Adloff9 novembre 2009 SOCLE 09 2 L’équipe au LAPP Physiciens C. Adloff, J. Blaha, J.-J. Blaising, M. Chefdeville, A. Espargilière (PhD), Y. Karyotakis Electroniciens S. Cap (%), A. Dalmaz, C. Drancourt (%), R. Gaglione, R. Gallet (%), J. Prast (%), G. Vouters Mécaniciens N. Geffroy (%), F. Peltier, J-P. Baud (ponctuel) Informaticiens L. Fournier (ponctuel), J. Jacquemier (%) En 2009 PhysMécaElectInfo FTE 20060.80.60.50.1 FTE 20094.61.65.20.5 Stagiaires : M. Breton (IUT, 2007), S. Deprez (Ingénieur, 2009) A. Espargilière (Master 2, 2007), N. Lafaye (Master 2, 2009) K. Karakostas (Master 1, 2006), G. Vouters (Ingénieur 2008), G. Rosaz (IUT, 2006) (Non permanents)

3 Catherine Adloff9 novembre 2009 SOCLE 09 3 R&D Calorimétrie hadronique Calorimétrie hadronique des collisionneurs linéaires HCAL –Segmentation fine : 1 cm 2 –Epaisseur réduite : ~8 mm –Grandes surfaces : ~ 3000 m 2 –Epaisseur tonneau (SiD@ILC): 4.5 λ I –Lecture à seuil (2 bits) –Choix du milieu actif : bulk-MICROMEGAS

4 Catherine Adloff9 novembre 2009 SOCLE 09 4 R&D Les activités Etudes d’ingénierie mécanique structure du HCAL dans SiD Simulations Développement de détecteurs MICROMEGAS pour un DHCAL  prototype de 1m 3 Avec la collaborations CALICE et récemment RD51 (spécifique MICROMEGAS) Collaborateurs directs SUBATECH : Centaure DAQ IPNL: X-DAQ test beam data acquisition programme, DIRAC chip design LAL: HARDROC chip design and support CEA-IRFU Saclay: MICROMEGAS support groupe CERN EN-ICI-DEM : bulk-MICROMEGAS groupe CERN PH-LCD : simulations, W-HCAL groupe d’ingénierie mécanique au SLAC et Fermilab : structure DHCAL de SiD CIEMAT : DHCAL 1m 3 mechanical structure

5 Catherine Adloff9 novembre 2009 SOCLE 09 5 Calorimètre hadronique pour SiD – Etudes d’ingénierie mécanique  La structure du calorimètre hadronique dessinée au LAPP est choisie comme référence pour le concept SiD (LOI 2009) 40 layers (absorber thickness 18.9mm) 8mm between two consecutive absorbers R ext = 2583mm R int = 1419mm Futur : design final fixations, simulation numérique par éléments finis, encombrement et routage des différents câbles, des tuyaux de gaz, refroidissement, montage

6 Catherine Adloff9 novembre 2009 SOCLE 09 6 HCAL extensive studies with analog or digital readout for ILC and CLIC Etude des contraintes et performances sur le détecteur CLIC avec les processus de référence motivés par les théories de matière noire SUSY et non-SUSY. Contribution au CDR CLIC (2010) Simulations voir présentation de J. Blaha à ALCPG09 voir présentation de J.-J. Blaising à CALICE09

7 Catherine Adloff9 novembre 2009 SOCLE 09 7 Développement de MICROMEGAS JINST_024P_0909 Publication de référence sur l’utilisation des MICROMEGAS en calorimétrie hadronique Prototypes avec lecture analogique Mesures environnementales Tests en faisceau (2008) Premiers prototypes avec lecture à seuil intégrée au bulk-MICROMEGAS DIRAC mask for bulk laying 8x8 pads with bulk Sur 384 pads : disparité des gains ~ 11% efficacité 97% à 1.5 fC multiplicité <1.1 à 1.5 fC

8 Catherine Adloff9 novembre 2009 SOCLE 09 8 Prototypes avec lecture analogique : comportement dans les gerbes Plusieurs nouveaux prototypes avec lecture à seuil intégrée au bulk-MICROMEGAS : choix du chip Développement de MICROMEGAS HR1(8x32 cm 2 ) TB sept 2009 DIRAC2 (8x8 cm 2 ) TB nov 2009 Analyse en cours

9 Catherine Adloff9 novembre 2009 SOCLE 09 9 Prototype de 1m 2 6 bulks indépendants épaisseur totale 7.5 mm déssiné pour équiper 1m 3 Développement de MICROMEGAS 1m 2 Mechanical prototype 2mm acier bulk-MICROMEGAS spacer 7,5mm 5mm Masque (Vétronit G11)  choix technologiques validés (montage, connecteurs, étanchéité…) m 2 mécanique : PCBs non-instrumentés tout le reste y est! (connecteurs, PCB, gaz…)

10 Catherine Adloff9 novembre 2009 SOCLE 09 10 Prototype de 1m 2 Equipé de 2 à 4 bulks (24 HR2 par bulk) + PCBs fantômes Développement de MICROMEGAS source 55 Fe Boite de test pour 1 bulk Profil faisceau nov 2009  Analyse en cours  Assemblage imminent (durée : 1 semaine)

11 Catherine Adloff9 novembre 2009 SOCLE 09 11 Read out electronics and first level DAQ electronics Cartes DIF et interDIF Développement de MICROMEGAS  données tests en faisceau CALICE des RPC et MICROMEGAS (2008-2009)  prêt pour la production DIF board : Independent board to have more flexibility It provides the communication with HARDROCs or DIRACs It allows ASICs configuration and performs analog and digital readout Also compatible with SPIROC and SKIROC (ECAL and AHCAL) Three DAQs : - Through USB : X-DAQ Labview - Through HDMI : Calice DAQ PCB with ASICs

12 Catherine Adloff9 novembre 2009 SOCLE 09 12 Read out electronics and first level DAQ electronics Développement des chips DIRAC avec l’IPNL Développement de MICROMEGAS DIRAC2 –ASIC developed for MICROMEGAS readout (low noise, switch integrator) –AMS CMOS 0.35 μm technology –1 chip (7 mm 2 ) – 64 channels –Digital readout : 3 thresholds in 8 bit precision –Digital memory : 8 events –4 gains  4 dynamic ranges –Low consumption < 10 μW/channel –Power pulsing < 1% DACs, Power pulsing Power supplies,Analogue control voir présentation de R. Gaglione à TWEPP09

13 Catherine Adloff9 novembre 2009 SOCLE 09 13 Développement de MICROMEGAS Le futur –Poursuite de la R&D Chips adaptés MICROMEGAS et extension aux contraintes de CLIC Protections intégrées MICROMEGAS de grandes surfaces pour les prototypes HCAL « m 3 » : ILC (DHCAL, acier) ou CLIC (W-HCAL, tungstène) –Production pour le m 3 DIF : configuration pour la DAQ CALICE gestion de la production pour les 40 plans du m 3 Production des premiers m 2 de MICROMEGAS

14 Catherine Adloff9 novembre 2009 SOCLE 09 14 Remarques Réalisations passées possibles grâce au support de l’IN2P3  Idem pour les réalisations futures (suite de la R&D MICROMEGAS, nombre de plans à produire…) Financements de courte durée ne sont pas adaptés mais néanmoins indispensables. Mission tests faisceau coûteuses (ITA indispensables) Rythme des réunions+conférences laisse peu de temps à la recherche Formation des nouvelles générations à la R&D détecteur Spécifique R&D MICROMEGAS : RD51 = environnement précieux