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Gruppo di lavoro ILC per Road Map INFN

Scopo del WG - Summary dello stato ILC

Possibile impegno INFN (soldi, FTE)

Tempi - 15 nov primo status report,

2 dic vista di insieme e numeri,

Febbraio numeri solidi

Marzo rapporto finale (documento)

NB. non e' questo WG che influenzera' l'INFN sulla scelta (che a me pare ovvia); tuttavia dei buoni argomenti scientifici e una valutazione preliminare dello sforzo economico che il progetto implica potra' essere utile al management per programmare le iniziative future a lunga scadenza.

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Come procedere

Assunzioni: caratteristiche e schedula macchina (GDE); 2 zone di interazione; partecipazione INFN concentrata su 1 solo rivelatore

Fisica: motivazioni in correlazione con LHC e MultiTeV (CLIC)

Rivelatori: schema ragionevole/probabile, costi R&D necessari, tempi, costi e manpower per la costruzione effettiva

FTE INFN - evoluzione temporale a partire da quello che c’è oggi con ragionevoli vincoli: es. ILC/LHC/SLHC alternativi (?)

BUDGET - correlato a FTE e interessi scientifici, ragionevoleINFN evoluzione temporale a partire da quello che c'e' oggi

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Parametri macchina

B. Barish - ICFA Seminar Daegu, Korea

(L = 2 x 1034 cm-2 s-1)Per chi e’ abituato a LHCnon ci sono grandi richieste sui rivelatori…

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The GDE plan and schedule 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Global Design Effort Project

Baseline configuration

Reference Design

ILC R&D Program

Technical Design

Expression of Interest to Host

International Mgmt

LHCPhysics

CLICB. Barish - ICFA Seminar Daegu, Korea

????????????????

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Schedula Macchina e Rivelatori

(2005 end) Acc. Configuration Document

Detector R&D report

(2006, Feb end)

“Detector outline documents”

(one for each detector concept)

(2006 end) Acc. Reference Design Report

Detector CDR (one document)

(~2008) LC site selection Collaborations form

~Site selection + 1yr Global lab selects experiments.

Accelerator Detector Fissa la tecnologia dei sottosistemi e R&D necessari

R&D

costruzione

Physics : ILC vs LHC

Barbara Mele

Sezione di Roma

Roma, 12 ottobre 2005

….after Snowmass 2005

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started in Spring 2002

485 pages !

~ 120 authors

. . .

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Precision Higgs physics at the ILC

• model-independent observation

• mass

• absolute branching ratios

• total width (mod.indep.)

• spin, CP

• top Yukawa coupling

• self coupling

most measurements at the percent level!

Garcia-Abia et al

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Supersymmetry

Two methods to obtain absolute sparticle masses:

in the continuum: at the kinematic threshold:

many more observables than just masses:

- angular distributions, FB-asymmetries- cross sections- LR-asymmetries- ratios of branching ratios

mass precision 0/00 – 0/0

possibility to determine SUSY parameters without many model assumptions

Martyn

Freitas

(polarized beams)

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Mass determination for 300fb-1 (thus 2014) LHC:Toy MC from edges, thresholds to masses

Polesello et al: use of χ1 from ILC (high precision) in LHC analyses improves the mass determination

LHC:LHC:

D. Zerwas, Snowmass talkAllanach et al

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MSSM parameter determination

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It is there for sure!

Threshold scan provides excellentmass measurementTheory (NNLL) controls mt(MS) to 100 MeV

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Physics Benchmarks for the ILC detectors

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Scelto per l’esercizio

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Reviewing the TESLA-detector costs

Massimo Caccia + Paolo Checchia, Marcello PiccoloRoma, 10/XI/2005

NB. Revisione critica

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A sketch of the detector, as of Spring 2001….

Strategia: dati i parametri attuali di LDC confrontare due valutazioni indipendenti:• aggiornare il Tesla TDR• estrapolare opportunamente il costo di rivelatori costruiti con tecnologie simili• non e’ semplice ma proviamo a vedere dove porta

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The Vertex Detector

• 5 layers (16, 25, 35, 50, 60 mm)• constant length ( 13 cm, 7o to 25o)• fixed modularity (18o sectors, 20 modules)

• total sensitive area ~ 0.37 m2

• 6” wafers (177 cm2)• useful area ~ 120 cm2 (30 large area dies)• 30% global yield

Effective area/wafer = 40 cm2

# wafers ~ 93

• production cost in AMIS 0.35 tech (~ AMS 0.35 OPTO):

75 kEUR (10 wafers) + 1.4 kEUR*80 wafers = 187 kEUR (might be short by a factor 2..)

[original TESLA detector costs: 500-600 kEUR] • mechanics: 1.2 MEUR• repeater electronics: 0.3 MEURVD ~ 1.5-2.0 MEUR

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The Silicon Intermediate tracker & FWD disks

• SIT strips ~1.7 m2

• FTD strips ~ 2.0 m2

• FTD pixels ~ 0.56 m2

• cost of Silicon ~ 50 EUR/cm2 [!!!]

Strips ~ 2.0 MEUR [ATLAS] pixels ~ 2.2 MEUR [ATLAS]

• mechanics & auxiliaries ~ 0.5 MEUR

SIT + FTD ~ 4.7 MEUR

[cost of Si to be revised! Possibly Xchecked with ATLAS & CMS]

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Calorimetria

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SiW

0.33 €/canale !!

~20 M€ con endcap

3 $/cm2

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Soluzione ibrida: LCCAL

•45 strati

•25x25x0.3 cm3 Pb

•25x25x0.3 cm3 Scintill. 25, Celle 5x5 cm2

•3 piani

•a 2, 6, 12 X0

•252 0.9x0.9 cm2 Pad di Si

< 1/10 dei canali e del SI rispetto a SIW

Stima dei costi (M€) alla TDR:

1) ~shashlik (parte scint.) 20

2) W 8

3) Si 7

4) Elettronica F.E. Si (1€ /can) 2

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Tot 37

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The Hadron Calorimeter

Tile & analog[ cost of photon detectors to be revised! PM and APD to be possibly replaced by SiPM]

RPC & digital

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Molto lavoro da fare• L’esercizio e’ molto preliminare• Va sfruttata l’esperienza dei rivelatori LHC, in particolare ATLAS & CMS• Va valutato il costo degli eventuali R&D

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Conclusioni• Il lavoro e’avviato• La valutazione del costo globale nel quadro fissato puo’ essere fatta in

modo ragionevole• La valutazione del costo di R&D e quanto puo’ ricadere sulla CSN1 nei

prossimi anni (vicini) non e’ semplice dato che nulla e’ certo, in particolare la scala temporale dell’intero progetto.

• L’interesse INFN (ricercatori che pensano di partecipare) e lo sviluppo temporale di questo impegno puo’ essere valutato solo con l’aiuto dei coordinatori di CSN1 (alle brutte assumiamo il numero magico 14%?)

• Ringrazio tutti i colleghi che stanno contribuendo a questo WG in modo fattivo nonostante i tempi veramente tirannici imposti per questo processo