1

s d

+K CSN1: E. Iacopini, 15 Maggio 2006CSN1: E. Iacopini, 15 Maggio 2006

2

• Ultimi risultati di NA48/2Ultimi risultati di NA48/2

• P326 R&D:P326 R&D: i) I tests previsti nel 2006;i) I tests previsti nel 2006; ii) ii) dove siamo con i nostri detectors:dove siamo con i nostri detectors:

l’odoscopio,l’odoscopio, il sistema di veto,il sistema di veto, il Gigatrackeril Gigatracker

3

Asimmetria Ag nel decadimento (dati 2003+2004)

Asimmetria Ag0 nel decadimento

(dati 2003)

Rapporto dei BR Ke3/K3 (rilevanti per la misura di |Vus|)

Rapporto dei BR Ke2/K2 (il cui confronto con la previsione del MS è rilevante per eventuali segnali di nuova fisica …)

K

0 0K

10

• New NA48/2 results on direct CP-violating charge asymmetry in K±3 slopes:

AAgg = ( = (1.3 ± 1.51.3 ± 1.5statstat ± 0.9 ± 0.9trigtrig ± 1.4 ± 1.4systsyst) ) 1010-4-4

AAgg = ( = (1.3 ± 1.3 ± 2.32.3) ) 10 10-4-4

AAgg = ( = (1.3 ± 1.51.3 ± 1.5statstat ± 0.9 ± 0.9trigtrig ± 1.4 ± 1.4systsyst) ) 1010-4-4

AAgg = ( = (1.3 ± 1.3 ± 2.32.3) ) 10 10-4-4

““Charged” mode Charged” mode KK±±33±±

Full data set:Full data set:

Final Result: Charged Final Result: Charged modemode

Missione compiuta !

12

Preliminary Result: neutral Preliminary Result: neutral modemodeR(u) = = n ≈ n 1 + = n 1 +

N+(u)N-(u)

1 + g+∙u1 + g-∙u

g∙u1 + g∙u 1 + g∙u

2g∙Ag∙u

g0PDG =0.638 ± 0.020

Super-sample

Data

20032003Sub-

samples

Achromat A+ Achromat A–

KK++ KK– KK++ KK–

I 22.06-25.07 26 99..0066 4.914.91 7.957.95 4.554.55

II 6.08-3.09 17 6.236.23 3.473.47 4.044.04 2.242.24

III 3.09-7.09 4 1.851.85 1.031.03 1.891.89 1.051.05

Total 47 Total events selected (millions) 48.27

AAgg00 = (1.8±2.2 = (1.8±2.2statstat±1.0±1.0trigtrig±0.8±0.8systsyst±0.2±0.2extext) )

1010-4-4

AAgg00 = (1.8 ± = (1.8 ± 2.62.6) ) 10 10-4-4

AAgg00 = (1.8±2.2 = (1.8±2.2statstat±1.0±1.0trigtrig±0.8±0.8systsyst±0.2±0.2extext) )

1010-4-4

AAgg00 = (1.8 ± = (1.8 ± 2.62.6) ) 10 10-4-4

Ke2/KKe2/K22

×10-5

( )1

( )SM ee

K K K

K eR R r

K

2

exp / 2 10R R

16

Ke2/KKe2/K22

17

H mediated LFV SUSY contributions H mediated LFV SUSY contributions to Rto RKKA. Masiero: CERN TH seminar 6/4/06

Ke2/KKe2/K22

Sulla base dei run 2003 e 2004, usando i triggers(Q1 × ELKr>10 GeV) * L2 (0.504 < Mbox< 0.560 per il Ke2, eQ1 (downscalato) per il K2con opportuni trigger di controllo già individuati

in ≈ 6 settimane (2007 ?) di run a ½ intensità 2003 ed un duty-cycle del 50%

90 000 Ke227 milioni di K2

0.46% incertezza statistica

19

La sistematica è dominata dall’incertezza su trigger efficiency ( 0.27%) background subtraction

0.52% totale incertezza sistematica

Ke3

Kmu2

Nel 2006, dopo il test run con elettroni per il Lkr (veto inefficiency), vorremmo misurare direttamente il fondo di Kmu2 nella zona di segnale dei Ke2, mettendo, per esempio, del piombo davanti a parte del LKr, in modo da eliminare la componente Ke2

Per questo stiamo richiedendo una ulteriore settimana di test run con i K.

≈ 0.3÷0.4% incertezza totale, usando un fascio di K+

da 75 GeV/c con p/p = 2% ed un maggiore PTkick

= 0.52% 0.46% = 0.70 %

Ke2/KKe2/K22

Ke2

20

… brevissimamente …

21

P-326 Detector Layout

75±0.75 GeV/c800 MHz beam/K/p100 rad of diveergence

K+

+

~11 MHz

Gigatracker

(KABES)

K

23

Photon Vetoes

24

E range Inefficiency

ANTI

< 50 MeV 1

(0.05, 1) GeV

104

> 1 GeV 105

LKR

< 1 GeV 1

(1,3) GeV 104

(3,5) GeV 104 105

> 5 GeV 105

IRCs,

SAC

All 106

P-326 Simulation: Allowed inefficiency/photon

From: Ajimura et al., NIMA, in press

Photon VetoPhoton Veto

25

Un aspetto cruciale, che deve essere ancora provato riguarda la Un aspetto cruciale, che deve essere ancora provato riguarda la possibilità di usare il possibilità di usare il LKr come vetoLKr come veto con inefficienza con inefficienza ~~1010-5-5,,

per fotoni con energia superiore a 5 GeV e non peggiore diper fotoni con energia superiore a 5 GeV e non peggiore di1010-4-4 fra 3 e 5 GeV. fra 3 e 5 GeV.Il metodo usato per la verifica consiste nell’usare il decadimentoIl metodo usato per la verifica consiste nell’usare il decadimento++ 00, però esso è in grado di dare una risposta solo sopra la , però esso è in grado di dare una risposta solo sopra la decina di GeV e comunque decina di GeV e comunque vogliamo validarlo in modo direttovogliamo validarlo in modo diretto..

Intendiamo quindi verificare l’inefficienza del LKr fra alcuni GeV e Intendiamo quindi verificare l’inefficienza del LKr fra alcuni GeV e circa 15 GeV circa 15 GeV usando i fotoni di bremsstrahlungusando i fotoni di bremsstrahlung emessi da un emessi da un fascetto di elettroni opportunamente diretto, quando attraversano fascetto di elettroni opportunamente diretto, quando attraversano il materiale attualmente presente prima dello spettrometro il materiale attualmente presente prima dello spettrometro (Kevlar window + elio + le due DCH=1.3% X(Kevlar window + elio + le due DCH=1.3% X00))

Il fascio di elettroni monocromatico (Il fascio di elettroni monocromatico (p/p = 0.1%) considerato ha p/p = 0.1%) considerato ha 25 GeV di energia e contiene 25 GeV di energia e contiene ~ ~ 101044 e e--/spill./spill.

Test beam 2006

26

vacuum

Electron beam(25 GeV/c)

Bremsstrahlung

Kevlarwindow

Driftchambers

Magnet

Calorimeter

e-

E0 – Espettr

p/p<1‰ !

27

Chieste 2 settimane di test run: ottenutodal 2 al 17 Ottobre

28

Inoltre, il CEDAR su H6 …Inoltre, il CEDAR su H6 …

Test run di funzionamento del CEDAR, da rimettere in linea(N2, per cominciare …, poi con H2 a 2.8 atm):25 ottobre - 5 novembre

31

34

Una novità rispetto a settembre:

CHOD RICHodNon è stato possibile formalizzare la collaborazione fra noi ed ALICE per quanto, riguarda l’uso dei Multi glass RPC

…questo motrimonio non s’hada fare …

Ci siamo convinti che, da soli, avremmo Ci siamo convinti che, da soli, avremmo impiegato troppo tempo a impiegato troppo tempo a ”reinventare ”reinventare la ruota”la ruota” e quindi, visto anche che non e quindi, visto anche che non era nemmeno sicuro che il rivelatore era nemmeno sicuro che il rivelatore potesse sostenere il rate nella zona potesse sostenere il rate nella zona centrale…centrale…

abbiamo deciso di cambiare abbiamo deciso di cambiare strada !strada !

35

Ma a che doveva servire l’odoscopio?Ma a che doveva servire l’odoscopio?

36

……un odoscopio lo abbiamo, un odoscopio lo abbiamo, di già,di già, ma ma da solo non bastada solo non basta

perchè la suaperchè la suaoff-line time resolutionoff-line time resolution

è solo di è solo di ~ 200 ps …~ 200 ps …

Usiamo il vecchio odoscopio per il triggerUsiamo il vecchio odoscopio per il triggere,e, per garantire off-line un tempoper garantire off-line un tempodell’evento che sia molto preciso,dell’evento che sia molto preciso,

usiamo invece il RICHusiamo invece il RICHil quale, intrinsecamente, è il rivelatoreil quale, intrinsecamente, è il rivelatore

ideale per questo scopo !ideale per questo scopo !(tutti i fotoni dell’anello sono simultanei …)(tutti i fotoni dell’anello sono simultanei …)

37

Con questo, noi NON stiamo oraCon questo, noi NON stiamo oraproponendoci per costruire il RICH,proponendoci per costruire il RICH,

mama

assumiamo che questo ci saràassumiamo che questo ci sarà

e vogliamo fare in modo chee vogliamo fare in modo chepossa essere usato perpossa essere usato per

caratterizzare l’evento anche in tempo,caratterizzare l’evento anche in tempo,con una incertezza < 100 ps.con una incertezza < 100 ps.

38

Caratteristiche del RICH• Separazione almeno 3 per impulsi 15-35 GeV/c;• Tank di L=18 m, d=2.4 m;• Radiatore: Neon @1 atm ( n1 = 67×10, 5.6%X0);• Soglia per il = 12 GeV (15 GeV per piena efficienza);• Specchio con f=17 m (<10%X0);• Due matrici di ~ 1000+1000 fototubi (Ø 16 mm), posti

nel piano verticale, alla distanza focale;• Fotoelettroni per ring @ =1: Npe = 3040;• Track timing < 100 ps.

OLD NA48Ch. Hodoscope: track at 200 ps18 m

2.4 m

42

… … noi vorremmo prenderci noi vorremmo prenderci sia la responsabilità sia la responsabilità

dell’ elettronica del RICH, i.edell’ elettronica del RICH, i.e

i)i) HV dei PMTHV dei PMTii)ii) shaper di front-endshaper di front-endiii)iii) TDCTDC

(nonchè del sistema di calibrazione temporale…)(nonchè del sistema di calibrazione temporale…)

come la responsabilità della scelta come la responsabilità della scelta del tipo di PMTdel tipo di PMT, partecipando per questo, partecipando per questo

al loro acquisto per circa il 25% al loro acquisto per circa il 25% (totale PMT: ≈ 2000)

43

……e veniamo adessoe veniamo adessoai costi …ai costi …

44

PMT PMT

Go to next product

 

HamamatsuR7400U

16

Part Number R7400U-03

Type Head on

Size 16mm

Active Area Diameter or Length 8mm

Min wavelength 185nm

Max wavelength 650nm

Peak Sensitivity Wavelength 420nm

Cathode Radiant Sensitivity 62mA/W

Window UV Glass

Cathode Type Bialkali

Cathode Luminous Sensitivity 70A/lm

Cathode Blue Sensitivity Index -

Red White Ratio -

Anode Luminous Sensitivity 50A/lm

Gain 7.0E+05

Dark Current 0.2nA

Rise Time 0.78ns

Transit Time 5.4ns

Transit Time Spread 0.28ns

Number of Dynodes 8

Applied Voltage 800V

250€185-650R7400U-03

360€185-850R7400U-04

310€160-650R7400U-06

Costo ≈2000 p

Min – Maxwavelength[nm]

Base: 50€

45

HV + TDC + FEHV + TDC + FE

Secondo CAEN, per qualche migliaio di canali

HV: SY1527 + schede A1733N 180 €/canale

TDC (HPTDC): V1290A (100ps) 35 €/canale V1290A (25ps) 135 €/canale

FE: NINO 20 €/canale

Nel nostro caso, 100ps di LSB 30ps di rms a noi vanno bene …

HV+TDC+FE = 180 + 35 + 20 < 250 €/canale

48

Conclusione sui costi globali Conclusione sui costi globali del RICHoddel RICHod

Assumendo 2000 PMT, il costo complessivo di HV+TDC+FE sarebbe di

~ 2000*250€ = 500 k€

da sommare al contributo (25%) per i PMT, che, assumendo un costo unitario di ~ 400 €,

~ 2000*0.25*400€ = 200 k€

… per un totale di 700 K€

(la previsione per l’odoscopio era di 0.9 MCHF=0.6 M€ ! ...)

49

Quanto alle richieste per il 2006 …Quanto alle richieste per il 2006 …

RICHod:

Laser pulsato per studiare la risoluzione temporale(da usare poi per la calibrazione del RICH …)Hamamatsu PLP-10, =440nm; rep. rate 0 ÷100 MHzAv. Power @100MHz : 80 mW ~5×109 fotoni/pulse

13.5 k€

8 fototubi, da provare sul CEDAR, di caratteristichediverse quanto a finestra di ingresso e fotocatodo(R7400U-03; R7400U-04; R7400U-06) con base:

550*8 = 4.5 k€

50

• La Test-beam facility BFT) in Frascati è stata equipaggiata ed usata (gennaio 2006), per misure di risoluzione e linearità per il prototipo “Kloe” e “Protvino”;

• Sono stati stretti contatti con Protvino per la possibile fornitura dello scintillatore (importanti risparmi possibili …);

• Pronta la simulazione del tagged photon beam per il run di questa estate (3-11 luglio), per misure dirette di inefficienza;

• E’ in arrivo il prototipo CKM ed è in costruzione quello “a spaghetti”, da testare a luglio; 

• E’ anche in corso di preparazione il prototipo di SAC.

Photon Veto: dove siamoPhoton Veto: dove siamo

KLOE prototype

Protvino prototype

20 Pb/Sci tile planes 20 Pb/Sci tile planes 3.8 X0 3.8 X0

Test beam @ LNFTest beam @ LNF

Beam setup @ BTF-LNFBeam setup @ BTF-LNF

Elettroni con energia fra 25 a 500 MeV (750),gamma taggati di bremsstahlung

54

• La Test-beam facility BFT) in Frascati è stata equipaggiata ed usata (gennaio 2006), per misure di risoluzione e linearità per il prototipo “Kloe” e “Protvino”;

• Sono stati stretti contatti con Protvino per la possibile fornitura dello scintillatore (importanti risparmi possibili …);

• Pronta la simulazione del tagged photon beam per il run di questa estate (3-11 luglio), per misure dirette di inefficienza;

• E’ in arrivo il prototipo CKM ed è in costruzione quello “a spaghetti”, da testare a luglio; 

• E’ anche in corso di preparazione il prototipo di SAC.

Photon Veto: dove siamoPhoton Veto: dove siamo

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• La Test-beam facility BFT) in Frascati è stata equipaggiata ed usata (gennaio 2006), per misure di risoluzione e linearità per il prototipo “Kloe” e “Protvino”;

• Sono stati stretti contatti con Protvino per la possibile fornitura dello scintillatore (importanti risparmi possibili …);

• Pronta la simulazione del tagged photon beam per il run di questa estate (3-11 luglio), per misure dirette di inefficienza;

• E’ in arrivo il prototipo CKM ed è in costruzione quello “a spaghetti”, da testare a luglio; 

• E’ anche in corso di preparazione il prototipo di SAC.

Photon Veto: dove siamoPhoton Veto: dove siamo

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– Request to FNAL to have on loan the CKM prototype• 2 sectors• Sandwich 1mm Pb/5mm scintillator (Bicron)• Readout with Bicron WLS fibers and 8 PMs

– Official request September 2005• FNAL requested a Memorandum of Understanding• Sent by INFN to FNAL for signature in April 2006

CKM prototypeCKM prototype

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– Work is progressing to construct in Frascati a spaghetti prototype

• U-shaped module with inner radius equal to the final minimum radius

• Fibers arrival due to complete by end of June

• Mechanics for mounting is being completed

Spaghetti prototype Spaghetti prototype

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• La Test-beam facility BFT) in Frascati è stata equipaggiata ed usata (gennaio 2006), per misure di risoluzione e linearità per il prototipo “Kloe” e “Protvino”;

• Sono stati stretti contatti con Protvino per la possibile fornitura dello scintillatore (importanti risparmi possibili …);

• Pronta la simulazione del tagged photon beam per il run di questa estate (3-11 luglio), per misure dirette di inefficienza;

• E’ in arrivo il prototipo CKM ed è in costruzione quello “a spaghetti”, da testare a luglio; 

• E’ anche in corso di preparazione il prototipo di SAC.

Photon Veto: dove siamoPhoton Veto: dove siamo

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– It is planned to prepare a prototype for the SAC detector• Shashlik technology• Readout with 4 PMs to be integrated in the NA48 readout• Plan to test it during the electron run this summer

– Put in front of the Lkr calorimeter– Send electrons and tagged photons

– We intend to measure its inefficiency during the test run for the LKr

• In the proposal we assumed 10-6• It has been recently shown that with a good calorimeter,

even 10-4 will be enough

SAC prototypeSAC prototype

63

Quanto alle richieste per il 2006 …Quanto alle richieste per il 2006 …

completamento acquisto fibre : 10 k€ a Pisa

costruzione struttura per l’incollaggio : 5 k€ a LNF

Veto

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Un problema è la resistenza alla radiazione: sono stati eseguiti test su diodi irraggiati con neutroni a Lubjiana

Si tratta di 6 diodi prodotti e assottigliati a 200 mm da IRST, irraggiati a Lubjiana nel reattore di ricerca TRIGA con neutroni da 1 MeV, a varie fluenze per riprodurre i previsti rates a cui il Gigatracker sara’ sottoposto in 1-10-100 giorni di run.

Il Gigatracker: primi tests eseguiti sui rivelatori

I rivelatori irraggiatiLe misure delle caratteristiche I-V e C-V durante annealing a 80°C sono state eseguite al CERN, nel laboratorio di M.Glaser, dal 24 al 28 aprile ed è in corso l’analisi dei dati.Nelle immagini: la misura su un diodo enclosed, con guard-rings multipli, 7x7mm

Una nuova serie di 6 diodi è inserita nella scaletta di irraggiamento con protoni al CERN per l’inizio di giugno e verrà caratterizzata il mese successivo.

66

Gigatrackerla tecnologia di R/O: 0.25 vs. 0.13 m

Vantaggi dello 0.13 m rispetto allo 0.25 m:

• Piu' alta integrabilita' (~ x 4)

• Maggiore bandwidth quindi possibilita' di migliore risoluzione temporale

• Radiation hardness

• Tecnologia in fase sviluppo e dunque disponibile piu` a lungo nel tempo

• Supporto software per la 0.25 in fase di dismissione (il design kit non viene più aggiornato da diversi anni)

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Svantaggi dello 0.13 m rispetto allo 0.25 m:

• contratto fra CERN/INFN e fonderia non ancora perfezionato -> tender per la selezione della foundry completato entro giugno 2006

• Pochi gruppi nella comunita' usavano la 0.13 m -> ormai però diversi gruppi hanno cominciato a sviluppare chip in questa tecnologia …

• Mancanza di librerie digitali almeno per alcuni dispositivi -> la libreria e`in fase di progettazione …

• Maggior costo -> rimane !!!

Gigatracker

la tecnologia: 0.25 vs. 0.13 m

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Ricordiamo infine che una imprescindibile esigenza del GT è che abbia una risoluzione temporale non superiore ai 150 ps (ogni stazione ~200 ps)Ed è proprio questa richiesta di velocita' che, nella tecnologia a 0.25 m risulta essere al limite…

Sulla base delle considerazioni precedenti si e' deciso di procedere scegliendo come tecnologia di base la 0.13 m

Gigatracker

la tecnologia: 0.25 vs. 0.13 m

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Fusione Prototipo 2006Nel 2006 si intende procedere con un chip prototipo con un primo set di building blocks in 0.13 m:

• Preamplificatore fully differential• Constant Fraction Discriminator (CFD) fully differential sia in current mode che in voltage mode• TDC: oscillatore+contatore+clock diviso per il test di distribuzione di segnali veloci e valutazione del cross-talk attraverso il substrato• Questo dovrebbe avvenire in Settembre o, al peggio, in Novembre: la data esatta dipende anche dai risultati della gara per il contratto con la fonderia La prima opzione, per la quale si sta lavorando, è di sottoporre un chip da 10 mm2 attraverso Mosis (IBM 0.13 m, LM technology) per il 25 settembre o, al peggio, il 27 novembre.

70

Quanto alle richieste per il 2006 …Quanto alle richieste per il 2006 …

Sblocco sj a Torino, per la fusione : 40 k€

Gigatracker

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SPARESSPARES

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Collaboration Strengthening

• Since January, P-326 has been presented in seminars or conferences at the following venues:

– Orsay Open Symposium of CERN Council Strategy Group– Lausanne (EPFL) – KEK – Saclay– Orsay– TRIUMF (Vancouver, Canada)– Munich (MPI)

The project is generally received with interest. However, groups are waiting for a stronger endorsement from CERN, e.g. conditional approval of the experiment, before considering to sign up.

• Contacts with new Austrian Group:– The Fachhochschule Wiener Neustadt (University of Applied Sciences Wiener

Neustadt) is looking for possible CERN Collaborations (Prof. Erich Griesmayer)

A. Ceccucci, SPSC Referees, 2 maggio 2006

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Planned Scientific Programme (MTP June 2005)

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

LHC ExperimentsALICEATLASCMSLHCbTOTEMOther LHC Experiments(e.g. MOEDAL, LHCf)

Non-LHC Experimental ProgrammeSPSCOMPASSNA48NA60Neutrino / CNGSNew initiatives

OTHER FACILITIESADISOLDEn-TOF NeutronCASTDIRACTest Beams

North Areas

West Areas

East Hall

R&D(Detector & Accelerator)

Legend: Approved Under Consideration

PS

an

d S

PS

Sh

utd

own

NA48/3 TP; R&D requiredNA60 LoI for cont.

HIE ISOLDENew tgt; add. beamline

Rec. Expts.ILC Expts.