DØ Rencontres de Seillac 26 Juin 2002. 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay2 Plan de l’exposé Introduction 1- Le détecteur DØ au TEVATRON.

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1 DØ Rencontres de Seillac 26 Juin 2002

2 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay2 Plan de l’exposé Introduction 1- Le détecteur DØ au TEVATRON 2- Analyses et Software 3- Hardware Conclusion  

3 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay3 Introduction : Le groupe DØ au LAL Vipin BATHNAGARChercheur invité  Inde (Sept. 2001) Serguey BURDINChercheur invité  FNAL (Sept. 2002) Laurent DUFLOT Jean-François GRIVAZ Michel JAFFRE Pierre PETROFFResponsable du groupe Patrice VERDIER Doctorants: Abdelouahab ABDESSELAM  PostDoc Annecy (Oct. 2001) Florian BEAUDETTE2003 Mélissa RIDEL  Thèse soutenue (Avril 2002) Tuan VU ANH2004 Alexandre ZABI2004 (actuellement à Boston) Électronique: Ronic CHICHE, Patrick CORNEBISE, Philippe CROS, Christophe DE LA TAILLE, Pierre IMBERT, Bernard LAVIGNE, Gisèle MARTIN, CAO: Dominique CUISY, Henry ROSENSWEIG Informatique: Guy LE MEUR, François TOUZE, Guy BARRAND http://www.lal.in2p3.fr/recherche/d0/

4 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay4 Introduction : Activités du groupe  Software: EM Id Jets CellNN et Energy Flow Event Display  Responsabilités: Laurent DUFLOT: Jet/MET, New Phenomena Michel JAFFRE : EM-ID Jean-François GRIVAZ“Godfather” Jet/MET Pierre Petroff :Responsable D0 IN2P3, L2 beta  Analyses: SUSY: squarks et gluinos canal Jet/MET canaux Leptoniques  Hardware: Calibration en ligne du calorimètre La carte trigger L2 beta

5 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay5 4.82.32.5 interactions/crossing 1323963500 bunch crossing (ns) 10517.33.2  Ldt (pb -1 /week) 5.2x10 32 8.6x10 31 1.6x10 30 typ L (cm -2 s -1 ) 1.96 1.8  s (TeV) 140x10336x366x6 #bunches Run 2bRun 2aRun 1b Tevatron upgrade:  Augmentation de l’énergie: 1.8 TeV  1.96 TeV  Augmentation de la luminosité 0.1 fb -1  2 fb -1  15 fb -1 (RunI) (RunIIa) (RunIIb) Amélioration du détecteur :  Taux d’évènements élevé (électronique, DAQ, trigger)  Nouveau Tracker Physique :  Top  Electro-faible  QCD  Beaut é  Nouvelle Physique  Higgs 1- Run II au TEVATRON ‘

6 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay6 Conserver les qualités de DØ du Run I :  Le calorimètre avec une électronique plus rapide  Upgrade des chambres à muons Développer Tracking et Trigger :  silicon tracker, fiber tracker, solenoid  Preshowers  Pipelined 3-level trigger 1- Upgrade du détecteur DØ

7 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay7 1- Première année de prise de données  Environ 55 pb -1 délivrés jusqu’à présent  Utilisé pour : le commissioning des détecteurs e, , jets, EM et jet energy scale... ~ 11 pb -1 utilisables pour la physique

8 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay8 1- SMT: “Silicon Microstrip Tracker”  800 000 canaux de lectures  4 couches dans la partie baril  baril : F-Disks verticaux  H-Disks pour tracking à l’avant  silicium simple (axial) ou double face (axial+stereo)  Reconstruction 3D des traces 100% commissioned KS0+-KS0+- Λp+-Λp+-

9 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay9 axial: 100% readout stereo: 100% readout Commissioning mi-Avril 2002 1- CFT: “Central Fiber Tracker”  20 cm < R < 51 cm  8 couches de fibres scintillantes : axial + stereo  Guide d’onde vers VLPC  77 000 canaux de lecture  Détecteur rapide pour le trigger DCA resolution ~ 60  m (unaligned!) beam spot ~ 30-40  m (SMT+CFT) Global tracks p T >3 GeV 42  m DCA resolution ~ 42  m (using SMT + axial & stereo fibers) Beam spot ~ 30  m

10 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay10 1- Le Calorimètre  EM E-scale : Z  e + e -  Jet E-scale :  +jet 100% commissioned ~55K canaux de lecture ~0.1% mort/bruyant W  e background subtracted data & MC Z  ee (no track match) Yellow = data Blue = MC Errors are statistical only 300 GeV Integrated luminosity: ~1 pb -1 Jets Cross section Conserver les qualités du Run I : LAr: Stable, réponse uniforme, rad. hard., granularité Absorbant: Uranium ( + Cu/Fe) Uniforme, hermétique, couverture angulaire (|η| < 4.2) Compensation (E/p~1) Bonne résolution en énergie … et upgrade de l’ électronique:  bunch x-ing  trigger L1

11 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay11 1- Détection des muons Système à Muon 100% commissioned J/  signal, central + fwd  triggers (work in progress) Muons + CFT  Couverture angulaire : jusqu’à |  |<2  Critère d’identification des muons à chaque niveau de trigger  Utilisation du CFT pour la détermination de l’impulsion  Bonne résolution en temps (~2.5 ns) du sytème de scintillateurs pour éliminer les cosmiques

12 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay12 1- Le Trigger: Level 1  Level 1: Calorimètre et muon fonctionne correctement  Level 1 CTT (“Central Track Trigger”) arrive bientôt  Evolution du trigger pour le plan de montée en luminosité en 2002 L1 jet turn-on L1 jet triggers Rate (Hz) Luminosity (10 30 cm -2 s -1 ) central forward Muon trigger rate vs. luminosity Toujours du travail à effectuer dans ce secteur

13 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay13  Level 2 : Problème des cartes processeurs alpha: cartes beta (LAL) arrivent bientôt Une carte alpha par crate : système L2 prêt  crate muon commence à rejeter  crate calo cet été STT : “Silicon Track Trigger” arrive cet été  DAQ : Problèmes techniques:  système ethernet: “single-board computers” dans des crates VME et des switches Cisco  Level 3 : Ferme Linux (48 PC): fonctionne et sélectionne des évènements Considered Passed Level 3 jet tool Turn-on 1- Le Trigger: Level 2 et Level 3

14 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay14 1- b quark tagging Jets avec muons :Paramètre d’impact:

15 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay15 1- Évènements Intéressants Électron ME T j1 j2 j3 j4 e   4jets + 1 électrons + missing EtTrileptons: 1 électron + 2 muons

16 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay16 2- EM ID  Code officiel de reconstruction des électrons  Analyses:  Études “Fake Electrons”

17 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay17 2-EM ID: dans les jets  La méthode de la “route”: Identification des cellules dans une route autour des candidats électrons Calcul de Et dans la route Critères d’identification des électrons

18 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay18 2- Reconstruction de l’énergie  Calibration (cf. suite)  Algorithme de clusterisation: CellNN  Reconstruction du flux d’énergie  Algorithme de jets Mesure du calorimètre Chaîne de lecture Calibration Jets Corrections Run I Clusters Corrections Jets Corrections Jets Corrections Energy Flow Apport RUN II Traces Run II

19 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay19 2- Reconstruction de l’énergie  Un algorithme pour reconstruire les gerbes CellNN calorimètre traité par niveau utilisation de l’information longitudinale utilisé pour l’identification des électrons  Tracking meilleur que le calorimètre à basse énergie  Détecteurs de trace couvre des parties moins bien instrumentées (ICD)  Tracking + Calorimètre: Possibilité d’améliorer la résolution en énergie Électrons: 5<E<25 GeV crack 94.6% bremstrahlung  Nombre de clusters reconstruits lorsqu’une seule particule traverse le calorimètre

20 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay20 2- Reconstruction de l’énergie  (E reco -E gen )/E gen Clusters, clusters corrigés, part. “energy flow” Z  bb 12 % Restauration de l’ échelle d’ énergie Amélioration de la résolution (10%)

21 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay21 2- D0 Event Display  D0 event Display: Développement en cours Travail avec le Service Informatique du LAL

22 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay22 2-Analyses: squarks et gluinos  Données: mars  juin 2002 Luminosité = 7.4 pb -1 g q Production: Désintégration: Jets + missing Et Trigger 3CJT7

23 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay23 2-Analyses: squarks et gluinos Signature avec 2 leptons: moins de bruit de fonds rapport d’embranchement plus faible mais, sensibilité comparable  Résultats TEVATRON Run I: Exclusion dans le plan (m 0,m 1/2 )

24 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay24 3- Calibration en ligne du calorimètre Electronique de Lecture du calorimètre Schéma équivalent  55 000 voies : Cd = 400 pF  4.5 nF  signal calibration  signal physique  Réflectométrie: Mesures in Situ 9 paramètres Carte Switch développée au LAL

25 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay25 3- Calibration en ligne du calorimètre Simulation:  Bon accord data/simulation pour les différents types de préamplis Travail en cours: Mise en temps du calorimètre Obtenir l’échelle absolue d’énergie

26 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay26 Isoler la SBC des I/O J Composants standards J Compatibilité hardware entre alphas et betas 3- Carte processeur L2 alpha  Processeurs  Assemblages ... De nombreux problèmes: 500 MHz  SBC DMA/ PIO ECL drivers Interface VME

27 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay27 6U board Compact PCI 9U board 64 bit <2MHz VME FPGA ECL Drivers 128 bits ~20 MHz MBus 32 bits 66MHz (max) Local bus 64 bits 33 MHz PCI J1 J2 J3 J5 J4 PLX 9656 UII Drivers Clk(s)/ roms IDE SPY  PIII Compact PCI  carte 9U 3 BGA’s UII tundra: Interface VME PLX 9656: Interface PCI Xilinx FPGA: MBus et autres logiques  SBC Advantech: single/bi-processeur PIII 933 Mhz 64 bits, 66 MHz PC 3- Carte processeur L2 beta De nombreux problèmes:  Processeurs  Assemblages  Communications Carte Alpha Carte Beta

28 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay28  Au LAL: Co-responsabilité du projet Schémas, Firmware Design du PCB (CAO)  Fabrication : TECHCi : fabricant PCB THALES : Études mécaniques et construction Assemblage des composants Tests électrique : JTAG 3- Carte processeur L2 beta  University of Virginia: Bob Hirosky (Co-responsable)  University of Maryland: Drew Baden

29 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay29 3- Carte processeur L2 beta Construction: 2 prototypes reçus fin mars 2002

30 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay30 Slot 1Slot 7Slot 21 β d0l2b1 1 st proto β d0l2b2 2 nd proto BIT3BIT3 VME bus MemoryBoardMemoryBoard Xilinx programmer VGA PS/2 Ethernet PC with bit-3 Interface Magic Bus + Terminator cards on the back-plane’s slot 7 and 21 + jumpers 3- Carte processeur L2 beta Excellent support technique : Électronique Cablage Banc de tests au LAL

31 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay31 Première transaction PIO entre 2 betas BOSSREQ BOSSIN DSTROBE DDONEOUT D0l2b2: Master D0l2b1: Target Comparaison avec la simulation DDONEIN on master 3- Carte processeur L2 beta

32 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay32 3- Carte processeur L2 beta  Utilisation des compétences des services du LAL: électronique, cablage CAO  Design/Prototypes/Production/Intégration: 1 an ½  Bénéficier de l’expérience américaine sur la carte alpha Collaboration UVa/LAL Planning : Production de deux prototypes en cours: livraison fin juillet 2002 Tests au LAL avant départ pour Maryland puis Fermilab Production de la série de 38 cartes début septembre (si aucune modification) Commissioning à Fermilab : novembre/décembre 2002 Conclusion : D0L2Beta@fnal.gov http://www.lal.in2p3.fr/recherche/d0/l2beta.html http://galileo.phys.virginia.edu/~rjh2j/l2beta/

33 26 juin 2002Patrice VERDIER – Seillac - LAL Orsay33 Conclusion  Participation du LAL à l’expérience DØ : Activités diversifiées: implication dans les différents groupes de travail de DØ Travaux importants pour le commissioning et le développement des programmes officiels de reconstruction Exemple de la carte beta: financée par D0 et conçue au LAL Utilisation du savoir et des compétences du laboratoires Bientôt la fin des projets hardware pour le Run IIa A venir : Commissioning complet en fin d’année Début des analyses Montée en luminosité e e e...?