Etat d’Avancement DØ-IN2P3 Perspectives au Tevatron avant LHC

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1 Etat d’Avancement DØ-IN2P3 Perspectives au Tevatron avant LHC
DØ France Situation Générale Tevatron Détecteur Etat d’Avancement des Engagements Calibration du Calorimètre Mesure de la Pureté de l’Argon Préparation à l’Analyse Analyse Run I Calcul au CC Lyon Conclusion

2 >80 Instituts >500 physiciens
IPN Lyon Mayence Munich Wuppertal

3 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 pour plus d’impact

4 D0 FRANCE 5 physiciens (1 visiteur) 3 thésitifs 3 physiciens (1 ATER)

5 DØ France Responsabilités partagées au niveau français entre IN2P3 et Saclay cf Page Web D0-France (Webmaster Frédéric Fleuret) ( soft et physique réunions communes DØ France (2 par an) Préparation à l’analyse (4 par an) nombreuses réunions informelles

6 DØ France (Saclay - IN2P3)
Détecteur de traces Calorimètre Détecteur de muon calib/argon e-id Jets/Et miss Reconstruction muons paramétrisation champ magnétique MC Analyse (CC Lyon) (top ,SUSY)

7 Organization DØ P.Pétroff chairman M.Jaffré C. Royon L.Duflot
Spokesmen Institutional Board Advisory Council Upgrade Project Managers Physics Coordinator Software and Computing Managers Tracking Run I physics Verification vertical reviews MC verification Reco czar Algorithms Reco Trigger Czar SW Czar Monte Carlo Infrastructure and Tools Calorimeter D0gstar Run 2 Physics Group top  e B study grp. . . . Production Muon SMT PMCS EM ID CFT Data Access Solenoid M.Jaffré Muon ID Global Tracking Online FPD C. Royon Jet/MET ID L.Duflot Reco program integration Calorimeter/PS Installation/ Commissioning Run 2 Physics Groups Summer 2000 Tau ID Muon system Trigger B ID vertexing soft leptons FPD A. Zylberstejn U. Bassler (calibration) Calibration/ Alignment Vertical Reviews Luminosity Trigger Simulation Forw. proton 01/03

8 Groupes DØ-IN2P3 CPP Marseille Arnaud Duperrin Eric Kajfasz (Fermilab)
Elemér Nagy Sylvain Négroni (thèse) Muriel Pivk (stage DEA) Mossadek Talby Frédéric Villeneuve (thèse) ISN Grenoble Yannick Arnoud Auguste Besson (thèse) Sabine Crépé Pavel Demine (thèse) Nirmalya Parua (visiteur étranger) Gérard Sajot Assistance Technique Jean-Claude Durand (informatique)

9 Groupes DØ-IN2P3 IPN Lyon Eric Chabanat 50% Patrice Lebrun
Jean-Paul Martin Steve Muanza Morgan Lethuillier % Assistance technique Noël Giraud informatique

10 Groupes DØ-IN2P3 LAL Orsay Abdel Abdesselam (thèse)
Vipin Bhatnagar (visiteur) Florian Beaudette (thèse) Laurent Duflot Jean-Francois Grivaz Michel Jaffré Pierre Pétroff Melissa Ridel (thèse) Alexandre Zabi (stage DEA) Assistance technique Guy Le Meur informatique Francois Touze “ “ Christophe De La Taille électronique Yves Jacquier “ “ Gisèle Martin “ “ Patrick Cornebise/Pierre Imbert (cablage)

11 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) Assistance technique Jean-Francois Huppert informatique Evelyne Lebreton “ “ Philippe Bailly électronique Hervé Lebollo “ “ Alain Vallereau “ “

12 Les Accélérateurs au Run II
MI 1/06/99 succès ! 120 Gev 3x10**13 p 2.9 s cycle time Démarrage: 1er Mars 2001

13 Run II Luminosity Goals
Dave McGinnis Fermilab Beams Division DOE review 23 Mars 00 The luminosity goal for Run IIa is 2 fb-1 Peak luminosity up to 2x1032 cm-2sec-1 Switch to 103 bunches at 1x1032 cm-2sec-1 Length of Run IIa is about 2 years The luminosity goal for Run IIa+Run IIb is 15 fb-1 Increase antiproton intensity by 2-3 Peak luminosity up to 5x1032 cm-2sec-1 103 bunch operation Length of Run IIb is about 4 years

14 Luminosity Formula The major luminosity limitations are The number of antiprotons ( ) The proton beam brightness (Np/p) F<1

15 Luminosity vs. Antiproton Intensity

16 More Antiprotons More protons on the antiproton target
Slip stacking (~1.8 x) Proton beam sweeping Better antiproton collection efficiency Liquid lithium lens (~1.5 x) AP2-Debuncher aperture increases (~1.5 x) Better cooling Debuncher cooling bandwidth increase Accumulator Stacktail 4-8 GHz bandwidth increase Accumulator Core bandwidth increase Electron cooling in the Recycler

17 Luminosity Upgrade Schedule

18 Slip Stacking RF Phase Space Cartoon Booster Batch 1 Booster Batch 2
RF Bucket 1 RF Bucket 2 Final RF Bucket RF Phase Space Cartoon

19 Run II: --> LHC ?? Run IIA Run IIB x Run I Action 1500 tt
Par expérience 100 15.0 Higgs ?? 80 8.0 40 4.0 Nouvelle physique ?? shutdown ……… 20 2.0 10 1.0 Mesures de précision : B, W, top 5 0.5 Nouveaux résultats :B, W, top 2-3 1er résultat de physique ? < 1 < 0.1 Calibrer & comprendre le détecteur x Run I Int. Lum. (fb-1) Action Crucial* Run IIA 1500 tt Run IIB Il y a toujours la possibilité de combiner les deux expériences: groupes de travail Moment le plus excitant : L dt= x Run I Si nouvelle physique  continuer Pas de surprises: est-il raisonnable de gagner un facteur 2-3 ? Ne vaut il pas mieux d’attendre le LHC ? Mais……. le Higgs ????? * Les mesures de précision exigent une bonne compréhension du détecteur et une bonne calibration La recherche de SUSY et du Higgs aussi …...

20 Calendrier du démarrage du Run II
maintenant +5 Energie : 1000 faisceaux GeV -20 (Pas encore fixée)

21 Votre mission !! Les Challenges: Un de ces challenges au moins est il
découvrir le Higgs SM découvrir ou exclure le Higgs SUSY le plus léger  130 Gev découvrir SUSY exclure SUSY en mettant en évidence une autre physique Un de ces challenges au moins est il réalisable dans les 6 prochaines années ?

22 CDF et DØ combinés 15 fb-1 5 fb-1 2 fb-1 Résolution améliorée de 30% sur la masse bb par rapport au Run I Run II acceptance  NN 10% error syst. sur le bdf  L de 20-25%

23 Paramètres Run II L=10 cm s => 1 fb/an (10 s)
Mars LHC 110 pb pb fb fb ?? L=10 cm s => 1 fb/an (10 s)

24 L’Amélioration du Détecteur
Détecteur de traces Fiber Tracker 2T Super conducting Solenoid Central Preshower Intercryostat Detector Blindage Scintillateurs muons central MDT muons avant Scint. pixels muon avant Electronique du calo trigger et DAQ Monitorage/calib online Offline/calcul Moniteur de L Preshower avant Microstrips

25 Situation des sous-détecteurs nouveaux
Silicon 800k ch: barrels & disques, lectureS VXII Eléments en cours de production Assemblage des éléments en cours Modules (Barrel, Disques) en cours de montage Fibres 80k fibres lecture VLPC 8 cylindres Installé dans la cavité interne Cassettes VLPC en production Solenoïde 2T supra Installé et testé Preshowers Scintillateurs, WLS, VLPC Central: complet & installé Avant: en cours installation Si Barrel bulkhead w/ ladders & flex cable Double sided Si disk wedge Si barrel ladder Fiber cylinder w/ ribbons 8ch VLPC readout chip Forward Preshower Module Solenoid with central preshower being intalled

26 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) Assemblage en 2 parties 1ère Juillet 2000 2nde Novembre 2000 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

27 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

28 First Barrel Ladder Installation
Eric Kajfasz (CPPM) prod et tests

29

30 1er barrel+disques assemblé
Completed Subassemblies 1er barrel+disques assemblé

31 Calendrier Solenoïde & CPS installés 9/98 Muon central installé 6/99
Fibres scint. Installé /06/00 VLPC cassette assemblage /00 Electronique du calorimètre /00 Pixels muons à l’avant /00 MDT “ “ /00 Silicium strips /00 Démontage du blindage /00 Détecteur sur faisceau /00

32 Calibration online du calorimètre
LAL-Orsay Patrick Cornebise, Pierre Imbert, Yves Jacquier, Gisèle Martin, Pierre Pétroff, Mélissa Ridel, Christophe de la Taille LPNHE-Paris Philippe Bailly, Ursula Bassler, Gregorio Bernardi, Jean-François Huppert, Hervé Lebollo, Frédéric Machefert, Bob Olivier, Alain Vallerau

33 Collaboration LPNHE Paris - LAL Orsay
Calibration Principale contribution IN2P3 au hardware Collaboration LPNHE Paris - LAL Orsay Croisement Run I: 2.2 s -->Run II: 396 ns -> 132 ns temps de montée des formeurs 3.3 s --> 330 ns sensibilité de la calib à la forme du signal Objectif: calibration <1%  nouvelle calibration 55000 voies à calibrer

34 Calibration de l ’électronique
Trig. sum Bank 0 Calibration SCA (48 deep) SCA (48 deep) Preamp/ Driver Filter/ Shaper x1 Output Buffer BLS SCA Calorimeter x8 SCA (48 deep) SCA (48 deep) Bank 1 inter-calibration des cellules et gain1, gain8 estimer la correspondance charge ADC vérification de l’électronique voies mortes test du trigger cablâge

35 Système de Calibration
12 modules identiques + 1 pour l’ ICD (scintillateurs) 1 switch pulse 48 voies Pulser PIB Trigger Boîte de Préamp. 2 Fanout (1x3x16 switchs) Alimentation 6 commandes (3x2) 96 courants switch

36 Calibration T1 T2 L = 1mH R1 = 82  C1 = 390 pF C2 = 165 pF
T1 npn T2 pmos bi-cmos Calo T1 et T2 = commerce T2 CMOS 0.8m ICD (pm) luminomètre H1

37 Calibration Signal physique Signal calibration

38 Calibration Signal de calib Signal physique

39 Calibration  LAL LPNHE
Conception et réalisation des cartes “switch” et des fanouts actifs “à la ATLAS” = génération du signal de calibration LPNHE Conception et réalisation de la carte “pulseur”, source de courant et contrôle des pulses Réalisation et programmation carte VME/pulseur (interface avec DAQ)

40 Système de calib: Pulseur + Fanout
Pulseur: (LPNHE) génère les courants signal de commande retards variables FanOut actif (LAL) “fabrique le pulse” à partir d’un signal de commande  L’ installation est très avancée

41 Performances: Linéarité
ADC vs. DAC max ADC = DAC=90k linéarité ~ 0.2%  DAC=65k pas de bruit

42 Performances: Cross-talk
cross-talk seen in neighboring channels: ADC counts in pulsed channel varying by 28k ADC counts in neighboring channel varying by 400 cross-talk < 1.5%

43 L3 GUI Pulser Interface DAQ-Pulser (LPNHE) event header
procédure de calibration automatique RAM L3 GUI Pulser 1 - Pulser 13 Pulser 1 - Pulser 13 Request Status CPU Counter Serial Port ECL/TTL Trigger Pulser

44 Calibration Calibration Amplitude .4% Entrée préamps
Charge intégrée .6% Mesure sur CC et ECN du calo à l ’entrée des préamps

45 Calibration  Status et Planning
Cables courant installés et équipés Juil 99 (sauf ECS) Montage fanouts actifs Nov 99 Installation systèmes pulseurs Déc 99 En cours: Mise en service et tests : Installation des alims et des protections A faire: Equipement du Calo End Cap Sud + ICD Octobre 00 tests calib + tests électronique FE du calo (shifts)  Mars 01

46 Calibration offine du calorimètre
CPPM-Marseille E. Nagy, S. Négroni IPN-Lyon E. Chabanat, P. Lebrun, S. Muanza, M. Lethuillier LAL-Orsay L. Duflot, P. Pétroff, V. Bhatnagar LPNHE-Paris U. Bassler

47 Calibration EM Calibration des jets Particules masse bien mesurée
Calibration absolue en énergie: Z --> e e J/ ou  -->e e Méthode Ev =  Em +  fit à la masse du Z -->  et  J/ et  --> correction de non linéarité à plus bas P E/p (nouveau dans DØ) électrons isolés P<15 GeV mesure de p avec le détecteur de traces (vertex et fibres scintillantes) Calibration des jets Deux processus:  + jets (Run (I) et Z + jets (IPN) Z  e e et  avantages: inconvénient: faible stat faible bdf spectre Pt E/p (méthode CDF)

48 Calibration EM avec Z -> ee (CPPM)
Sylvain Négroni (thése) Elemér Nagy Intercalibrer différentes zones du calo EM Optimisation entre la stat et le nombre de zones P = proba pour evt i masse m (simulation détaillée) x = m/m

49 RMS de la correction vs le nb de zones
RMS en % RMS de la correction vs le nb de zones RMS de la correction vs le nb d ’evts

50 Conclusion Statistique 7000 Z reconstruits = 0.1 fb
Variation des cstes de calib de 1% corrigée de 0.2 à 0.8% (dépend du nb de zones) Amélioration avec la statistique Zones mauvaises à 3% correction à 1% zones à 1% correction à 0.6% (48 zones)

51 Auguste Besson (thèse), Philippe Martin,
Mesure Pureté Argon ISN Grenoble Physiciens: Auguste Besson (thèse), Philippe Martin, Gérard Sajot Support Technique: Solveig Albrand, Yves Carcagno, Robert Foglio, Gabriel Mondin, Patrick Petit

52 Mesure pureté Argon preamp HV Gap trigger HV alpha Beta preamp preamp HV HV But: Mesure de la pureté de l ’Argon liquide avant le remplissage du calo et comparaison avec les cellules internes en cours de run précision de l ’ordre de 0.5 ppm Sources: Alpha Am Mev 1/2 durée de vie 10 ans Beta Bi Mev «  «  «  ans Beta Ru Mev «  «  « an

53 Mesure pureté Argon Pas encore de fit avec la source Beta (bruit)
L ’ensemble est à Fermilab: physiciens ISN +2 techniciens du 5 au 19 Juillet pour la mise en route et la poursuite des tests. Pavel Demine 3 mois à Fermilab pour le soft online Ce travail est très apprécié de la collaboration Mesure de l ’absorption des Alpha vs le champ E pour une pollution controllée.

54 Préparation à l ’Analyse
Objets : e/, , , jet/ET, B, proton à l’avant Chaque groupe est responsable de tous les aspects touchant à l’objet dès le niveau L1 efficacité, taux de comptage au L1, L2, L3 apporter les outils nécessaires aux groupes de physique en évitant la redondance une réunion 1 semaine/2 ( semaine « on ») Chaque groupe soumis à une revue interne par un comité de 3 personnes e-id mars jet/ET avril

55 Identification des électrons
ISN Grenoble S. Crépé, P. Demine, G. Sajot LAL Orsay A. Abdesselam, M. Jaffré, P. Pétroff, M. Ridel LPNHE Paris F. Fleuret

56 Identification des électrons
Hmatrice :  à partir de la matrice de covariance choix des variables caractéristiques des propriétés de la gerbe em. matrices = f(rapidité, calo., énergie) Likelihood : e, e si Bruit de fond ; recouvrement des chargés et des neutres conversion des photons Tables de proba en cours Variables discriminantes  réseaux de neurones

57 Reconstruction des Jets et Etm
LAL Orsay L. Duflot, M. Ridel (thése) LPNHE Paris B. Olivier (thése)

58 Algo: Cône Kt  dans les jets mesure des jets e jets quark b MC CNN
Avec pileup Sans pileup CNN algo. ALEPH  dans les jets mesure des jets e jets quark b CNN eff. Angle mrd Séparation 2  Séparation -

59 Etiquetage des quarks b
CPPM-Marseille (vertex 2nd L3) A. Duperrin, E. Kajfasz, M. Talby, F. Villeneuve-Seguier (thèse) ISN-Grenoble (max vraisemblance) P. Demine, G. Sajot

60 Détermination de vertex secondaires
au niveau 3 du trigger (préliminaire) Contraintes: rapidité (50 ms) précision efficacité 1.5 ms Méthode analytique: RMS 280 m (Xv, Yv)

61 Calcul MC et Installation
CPPM Marseille A. Duperrin IPN Lyon N. Giraud, P. Lebrun ISN Grenoble J.C. Durand LAL Orsay M. Jaffré, L. Duflot LPNHE Paris E. Lebreton

62 Analyse et MC au CC Lyon Réseau CCIN2P3 - USA
CCINP CERN USA 4/ Mb/s 5/ 10/ 5/ Projet de Grille : 1Gb/s dans qques mois !!!???? Outil développé pour BaBar : bbftp  250 Kb/s Le transfert de bandes n ’est plus vital Analyse possible dans les centres autres que Fermilab « en ligne » ex: BABAR CPU  a doublé avec l ’achat de 100 biproc. Contacts avec les autres centres (Lancaster-Nikhef-Prague) pour la prod MC (et analyse ?)

63 Production MC au CCIN2P3 Evlyne Lebreton (LPNHE) et Michel Jaffré (LAL) Engagement de l’IN2P3 dans le MoU Printemps 1999, soft DØ sur Linux dès sa disponibilité production d’électrons isolés pour les études de la matrice H Participation au MCC phase 2 ( oct 99  ) > 250 K evts produits et transférés à FNAL 125 jours de production sur 10 workers 1er centre de production extérieur MAIS Manchester ferme de 200 PC uniquement pour DØ Nikkef SGI multiproc. + ferme de PC pour DØ Contraintes du CCIN2P3 : instabilité de AFS sur RedHat 5.2 (résolu-->6.1) espace disque limité et taille des partitions

64 Fermilab et CC Lyon équipements différents
Analyse et MC au CCIN2P3 Fermilab et CC Lyon équipements différents SAM + Enstore vs HPSS Rendre compatible SAM et HPSS SAM installé au CC gestion des données, databases discussions avec le centre --> MoU FC/CC Demandes: 00/01 60 workers stockage des données : 4 TB + 3 TB/an Tests performances HPSS si non satisfaisant espace disque cache de 500 MB géré par SAM

65 Préparation à l’Analyse
Analyse Run I SUSY avec R-parité violée (E. Nagy) extension du domaine d’exclusion soumis à publication PRD + note DØ Participation mesure masse W à l’avant note DØ (LPNHE) Recherche du sTop en 4-corps (LPNHE) note DØ (thèse Bob Olivier) Susy avec R-parité violée par production résonnante du sneutrino dans la voie s Abdel Abdesselam (LAL)

66 Conclusion Place honorable dans la collaboration
Années 00/01 cruciales Hardware: fin installation et tests Participation démarrage Production MC Préparation à l’analyse 1ères données Place honorable dans la collaboration responsabilités workshop DØ (06/00) >20 exposés par les français plus d’une dizaine de notes internes +PRD (Run I) Engagements hardware respectés Rôle du CC Lyon production Monte Carlo Analyse Formation de jeunes (9 + ..) théses

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