DØ-IN2P3 Activités/Demandes année 2000

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1 DØ-IN2P3 Activités/Demandes année 2000
Situation générale Collisionneur Détecteur Activités DØ IN2P3 Histoire Les groupes Calibration du calorimètre Préparation à l’analyse Participation au démarrage Calcul au CCIN2P3 Demandes Conclusion

2 Run II “Un Run II Long ” 2 fb-1 fin 2002 9 mois d’arrêt
installation du nouveau silicicium ~ 15 fb-1 (ou plus) vers 2006  Higgs ?? Glissement du planning environ 6 mois démarrage début 2001 CDF DØ MI Tevatron MI 1/06/99 succès ! 120 Gev 3x10**13 p 2.9 s cycle time Recycler 8Gev aimants permanents Lumi x 2

3 Luminosité Avec 2 fb-1 fin 2002 qq milliers ttbar qq centaines t
Mesures précises EW masse du top  4 Gev mass W  40 Mev Higgs/Higgs  40% QCD SUSY Exotiques ..ETC ..

4 Overlapping Interactions
Detector upgrades are driven by increased luminosity and decreased crossing times

5 Combined reach 30% improvement in bb mass resolution over Run I
30 fb-1 15 fb-1 2 fb-1 30% improvement in bb mass resolution over Run I Run II acceptance  1.3 NN improvement 10% sys. error on background would increase L needed by 20-25%

6 DÆ Upgrade Forward Scintillator + New Electronics, Trig, DAQ
New Solenoid, Tracking System SMT, SciFi,Preshowers Shielding Forward Mini-drift chambers Forward Scintillator Central Scintillator + New Electronics, Trig, DAQ

7 Détecteur de Traces Fiber Tracker Silicon Microstrip Tracker Forward
Preshower Silicon Microstrip Tracker Fiber Tracker Solenoid Central Preshower ~0.5 m ~1.3 m All detectors in this volume use SVX II readout

8 Microvertex Major SMT Subsystems Single Sided Ladder (3 chip)
Double Sided 2o Ladder (9 chip) Double Sided 90o Ladder (6 chip) H Disk (SS back-to-back) F Disk (DS) Length of the central region » 100 cm AC coupled double/single sided detectors SVX2e readout 800,000 channels hit resolution : 10 m radiation hard to 1 Mrad

9 Barrel/Disk Module 6 Barrels (12cm) with 4 layers each 12 F-Disks
Layers 1 and 3 à (rf,90o) 50 & mm pitch, 2.1cm wide Layers 2 and 4 à (rf,2o) 50 & 62.5 mm pitch, 3.4cm wide 12 F-Disks small diameter (2.5 < r < 10 cm) 12 wedges per disk 50 & 62.5 mm pitch ±150 stereo

10 Silicon Microstrip Tracker
H Disks F Disks 4 H-disks (large diameter : 9.5 <r< 20 cm) 40 mm strip pitch, ± 7.5° stereo Track reconstruction to h = 3.5 Hit Distribution in SMT (no H disk included) Barrel+Fdisk Barrel

11 Fiber Tracker Fiber Cylinders (8 layers) 20<r<50cm
full coverage to h =1.7 All layers have axial doublets Alternate u or v stereo doublet layers provide tracking with fast response, and good resolution low mass (».06X0 ) to minimize multiple scattering 50 mm precision for fiber location radiation hard

12 Fiber Layout Scint Fibers Fiber Ribbons Readout stereo axial stereo
830mm Æ, multiclad m active length 10m clear waveguide to photodetector rad hard (100 krad) Fiber Ribbons 8 axial doublets 8 stereo doublets (2o pitch) Readout 77,000 channels VLPC readout run at low temp (9 oK) fast pickoff for trigger SVXII readout side view axial stereo end view axial stereo

13 Performance Momentum resolution determine sign of charge
dPT/PT2 = (Silicon+Fiber tracker) determine sign of charge expected tracking efficiency ³95% measure x,y primary interaction vertex with a resolution of 15 mm measure z of interaction of vertex with a precision of 50 mm resolve multiple interaction vertices

14 Performances Mesure le parmètre d’impact des traces
r-f resolution »15mm z resolution » 50 m Association des traces avec un grand paramètre d’impact aux jets de b Reconstruction des vertex secondaires resolution : 40 m (x,y); 150 m (z) efficacité tagging b-quarks » 50% Tagging semileptonique des jets de b efficacité de tagging des muons de bas Pt » 50% efficacité de tagging des électrons de bas Pt ..à déterminer (ISN-LAL)

15 Muon System Bottom B/C Scint A-f Scint PDTs Forward Trigger Scint
Completely new forward muon system for Run II Bottom B/C Scint A-f Scint PDTs Forward Trigger Scint Tracker (MDTs) Shielding

16 Muon Trigger Detectors
Central Trigger Counters Bottom scintillator counters “Cosmic Cap” f coverage ® 85% A-f counters (Dh ´ Df = 0.2 ´ 4.5o) Between calorimeter & A-layer PDTs Identify and trigger on low pT muons Forward Triggering (1 < |h| < 2) 3 layers to reduce combinatorics 1 < |h| < 2 A,B,C-layers Segmentation: Dh´Df = 0.1´ 4.5o 4608 counters

17 Trigger Capabilities What Kinds of Objects Will Be Available for Run II Triggering? L1: towers,tracks,Et,some correlations L2&L3: e,m,j,t,Et,correlations For L=2x1032cm-2 s-1 ( Bunch Crossings at ns; Deadtime: < 5% ) : 7 MHz input rate Data Framework Data Log L1 4.2 ms L2 100ms L3 48+ ms 7 kHz 1000 Hz 50 Hz 128 terms 128 terms 48 nodes

18 Detector/L1/L2 Components
L1 Trigger L2 Trigger 7 MHz 5-10 kHz 1000 Hz L1CAL CAL L2Cal FPS CPS L2PS L1 CTT Global L2 CFT L2CFT SMT L2STT L1 Muon L2 Muon Muon L2FW:Combined objects (e, m, j) FPD L1FPD L1FW: towers, tracks, correlations

19 Silicon Track Trigger Device Functionality Physics benefits
correlates hits in silicon detector at the the L2 trigger to the CFT trigger tracks Fast track fit (SMT+CFT) improve momentum resolution impact parameter determination Correlate high impact parameter tracks to b-jet tracks Physics benefits High PT physics top physics Associated Higgs production Z® bb (calibration) New particle searches (e.g. pT® bb) B-physics

20 D0 solenoid installed

21 New Tools: charged particle tracking

22 Fiber Tracker Status Ribbon Mounting-3B COMPLETE !

23 FPS picture Not just a working detector…...
but also beautiful to look at…...

24 Forward Muon Trigger Pixel octant from A Layer
Lab F production facility Picture of first complete & cabled Need to build 48 octants; total counters

25 Planning installation
Courtesy of kotcher Dernières contraintes Si et ECS (bouchon SUD calo) Blindage Démarrage 3 semaines après installation du détecteur dans le faisceau

26 Planning FNAL

27 D0 Schedule Summary Critical path – reviewing to see how we can help

28 D0 Installation & Commissioning

29 D0 Schedule Summary Trigger not on critical path for roll-in,
available for commissioning in collision hall L2 commissioned 9/20/00

30 Schedule Meetings Joint meetings between BD/CDF/D0 to provide input to Lab management on schedule Beams Division (8/31/99) Mostly single beam engineering run 4/15/00-8/15/00 Could (?) start collider running 10/1/00 D0 (9/14/99) No commissioning run Rolled in & hooked up 2/2/01 CDF (9/21/99) Strongly push commissioning run (w/o Si) – 7/21/00-9/25/00 Rolled-in & hooked up: aggressive 11/10/00; “realistic” 1/31/01 Lab (1/1/99) – Draft till 10/15/99 BD engineering run 5/1/00-7/31/00 Commissioning Run 8/15/00-10/31/00 Roll in 11/1/00-2/28/01 Run II 3/1/01 -> …

31 Commissioning Run Present proposal is to commission with cosmic rays and not roll-in for 8/15/00 commissioning run With present schedule (Si installed 9/19/00) => ~6 wk delay in final start Only a partial detector available on 8/15 No silicon, ½ fibers instrumented, no ECS, no end iron Commission the hardware with cosmic rays Serious effort - shifts Have full access during commissioning phase Commission as systems come on-line Go in with partial detector? Do not need/want to make final decision now (next year?) Wait => schedule will be better understood Costs vs benefits of engineering run need to be better understood There is nothing we would do differently now in either case

32 Reviews Late Dec/ early Jan Director’s review – 1 day
Focus on installation/ commissioning and Online & DAQ They haven’t heard much about this, want to understand this is under control Spring 00 – Operations review Operations plan Manpower/resources MOU’s w/ universities & Fermilab

33 Histoire Perspectives physique de tout premier plan
DØ-IN2P3 lettre du 27/10/97 Perspectives physique de tout premier plan Préparation au LHC (cf physiciens américains CDF ou DØ sur ATLAS ou CMS) Thèses Physicien(ne)s venant de groupes différents Participation concentrée =impact=(accès aux données)

34 Groupes DØ-IN2P3 CPPM Marseille  ISN Grenoble  Arnaud Duperrin
Eric Kajfasz (Fermilab) Elemér Nagy Sylvain Négroni (thèse) Mossadek Talby ISN Grenoble  Yannick Arnoud Auguste Besson (thèse) Sabine Crépé Pavel Demine (thèse) Nirmalya Parua (visiteur étranger) Gérard Sajot Assistance Technique Jean-Claude Durand (informatique)

35 Groupes DØ-IN2P3 LAL Orsay  (départ de P. Bambade)
Abdel Abdesselam (thèse) Laurent Duflot Jean-Francois Grivaz Michel Jaffré Pierre Pétroff Melissa Ridel (thèse) Assistance technique Guy Le Meur informatique Francois Touze “ “ Yves Jacquier électronique Gisèle Martin “ “ Pierre Imbert “ “ Patrick Cornebise “ “

36 Groupes DØ-IN2P3 LPNHE Paris  Ursula Bassler
Frédéric Machefert (ATER) Bob Olivier (thèse) Grégorio Bernardi (disponibilité 1 an) Frédéric Fleuret (post doc LBL 1-2 ans) Didier Lacour (10%) Assistance technique Jean-Francois Huppert informatique Evelyne Lebreton “ “ Philippe Bailly électronique Hervé Lebollo “ “ Alain Vallereau “ “

37 DØ France Responsabilités partagées au niveau français entre IN2P3 et Saclay soft et physique Réunions communes DØ France (2 par an) Préparation à l’analyse (4 par an) nombreuses réunions informelles

38 France (Saclay - IN2P3) Physics (top ,SUSY) In2P3 Saclay Calorimeter
Tracker Muons detector calib e-id Jets/Et miss B field param. Reconstruction Full MC PMCS Physics (top ,SUSY)

39 Calorimeter Electronics
New bunch structure = new electronics Shorter shaping time required to reduce pile-up Replace shaping circuits (BLS=baseline subtractor) with one matched to 400ns Analog delay required to pipeline signal until trigger is formed Use 48 element deep switched capacitor array (SCA) SCA analog del >2usec, alternate new low noise preamp & driver Trig. sum Bank 0 Calib SCA (48 deep) SCA (48 deep) Filter/ Shaper x1 Preamp/ Driver Output Buffer BLS SCA Detc. x8 SCA (48 deep) SCA (48 deep) Bank 1 Additional buffering for L2 & L3 Replace cables for impedence match Shorter shaping 400ns

40 Calibration Run II LAL/LPNHE

41 Calibration  Calibration online (Ursula Bassler/Hervé Lebollo) LAL
Conception et réalisation des pulsers “à la ATLAS” + fanouts actifs LPNHE Conception et réalisation de la carte de contrôle Réalisation et programmation carte VME/pulseur Soft online (avec Stony Brook) soft de contrôle des pulsers/database .. Status et Planning Cables courant installés et équipés Montage fanouts actifs mi-Novembre Installation du système de contrôle début Décembre Mise en service printemps 2000 A faire : équipement du End Cap Sud calo et de l’ICD courant

42 Fanout actif Signal calib vers preamp Câble courant Commandes
Switch (pulse)

43 Calibration

44 Calibration

45 Calibration  Demande de DØ réalisation mini cellule test pureté Argon
Cellule test à l’extérieur du cryostat mini cryostat cellule identique à celle construite pour le module0 de l’accordéon (ISN-Mayence) espace argon liquide entre 2 électrodes avec source d’Américium et électronique de lecture A faire Etat cellule Run I: récupération du mini cryostat ? Consulter ISN (fait) et Mayence merci ATLAS ! ISN Grenoble (Gérard Sajot) prendrait la responsabilité de fournir cette mini cellule

46 Calibration offline Calibration off-line du calorimètre EM (CPPM Marseille) Z e étude pour ATLAS  DØ Elemér Nagy et Sylvain Négroni (thèse) Calibration avec les traces (LPNHE +...)

47 Détecteur de vertex Activité d’ Eric Kajfasz (CPPM)
Responsable de la production et des tests du microvertex ( canaux et qq 2 millions de connexions !) 98/99 missions longues durées IN2P3 y2k et au delà Fermilab Travail très apprécié du management Besoin de physiciens pour les tests (aide au démarrage de l’expérience) Participation aux algorithmes de reconstruction de vertex au niveau trigger 3 Travail commencé par Eric Renfort CPPM participation à l’identification des b’s important pour SUSY

48 Préparation à l’Analyse 
Les français participent à plusieurs groupes de travail Gros effort  C++ (merci aux informaticiens !) Participation importante dans : Jet et Et (LAL-LPNHE) (Laurent Duflot co-convener) Algorithmes de jets Run I  C++ + améliorations Algorithmes “à la Aleph”  energy flow association traces-cellules (tracking) Et (+LBL) résolution cellules chaudes (nouvel algorithme)

49 Préparation à l’Analyse
Identification des électrons (ISN-LAL) (Michel Jaffré co-convener) Technique de la matrice H (2) Likelihood Monte Carlo “rapide” PMCS (CPPM) (Elemér Nagy convener DØ France groupe de travail DØ)

50 Préparation à l’Analyse
Analyse Run I SUSY avec R-parité violée (CPPM) extension du domaine d’exclusion soumis à publication + note DØ Participation mesure masse W à l’avant note DØ (LPNHE) Recherche du sTop en 4-corps (LPNHE) note DØ (thèse Bob Olivier)

51 Participation au Démarrage
Participation des groupes DØ-IN2P3 Calibration (prioritée) Electronique FE du calorimètre hardware avec calib software: logiciel de test de qualification de l’électronique avec le système des pulseurs. Tests Silicium (E. Kajfasz) Avant montage sur détecteur période test électronique FE calo Mise en marche cellule test Argon

52 Calcul au CCIN2P3  ferme PC’s uniquement MoU FNAL/IN2P3 point 3 p 1
Cf note (E. Lebreton,Michel Jaffré,PP) “Demande de Ressources au CCIN2P3” MoU FNAL/IN2P3 point 3 p 1 “Participation in the detector Monte Carlo simulation” CCIN2P3 = $250K Installation soft MCC+Analyse (Michel Jaffré) Organisation de la prod (Evelyne Lebreton) (Michel Jaffré) Participation MCC99_2 150K evts en deux mois Participation MCC99_3 MCC99_2x20 en 2000 Analyse + MC “rapide” (crucial)  code sous LINUX (PC)  ferme PC’s uniquement

53 Calcul au CCIN2P3  Banc de test pour LHC Situation actuelle MCC99_2
volume des données/an = 250 TB (facteur 3 à 4 < LHC seulement) échange des données système de gestion des bandes et des fichiers HPSS ? CASTOR .. Database (crucial pour l’analyse)  Situation actuelle MCC99_2 pas satisfaisante 3000 evts /semaine il en faudrait 1500/jour .. démarrage ? Pas assez de CPU ! Aucun représentant dans la commission informatique ..communication ?? Bonne collaboration entre Fermilab et le CCIN2P3 Bon link 10Mb 20 Mb (Cern-Chicago) merci CMS-Fermilab !!  MoU (à la Babar) Fermilab/CCIN2P3

54 Bilan des Activités Nombre de thèses : 6 Nombreuses Responsabilités
(14 physicien(ne)s) Sujets: Susy avec R ou R nouvelles thèses an 2000 Nombreuses Responsabilités Calibration, jets, e-id, PMCS Génération MC à Lyon comités GCM, MCC99, SSC (élection spokes) 4 voix IB notes DØ présentations à des conférences

55 Demandes 2000  Calcul Missions Mini cellule mesure pureté Argon
CPU  à Lyon Missions missions “techniques IN2P3” en 2000 Calibration Démarrage expérience missions “physique”  nb physicien(ne)s  responsabilités Missions KF Physique Technique CPPM ISN LAL LPNHE Mini cellule mesure pureté Argon si mini cryostat KF si cryostat à constuire 200 KF

56 Conclusion Année 2000 cruciale Besoin de renforcer les groupes
Calibration: fin installation et tests Participation démarrage expérience Production MCC Préparation de l’analyse Besoin de renforcer les groupes visiteurs étrangers (venant de DØ) grand bénéfice ex: ISN comparé aux autres expériences grand déficit en ve (un seul à Grenoble) transfert d’autres manips Besoin de participation d’autres groupes Tevatron passage “obligé” (pour la physique) entre le LEP et le LHC