Babar Status Report Francesco Forti INFN-Pisa Commissione I 16 settembre 2002.

Babar Status Report

Francesco Forti

INFN-Pisa

Commissione I

16 settembre 2002

16 Settembre 2002F.Forti - Babar - Stato del rivelatore2

Outline

Stato prima dello shutdown 2002 Attività durante lo shutdown

– Inizio shutdown: 1/7/2002– Ripresa del run: 15/11/2002– Ad oggi le attività sono in schedule.

Il futuro di Babar


Stato prima dello shutdown

Molto soddisfacente: peak L=5x1033cm-2s-1

Raccolti 94 fb-1 su 100 fb-1 dati da PEP-II Belle ha 90 fb-1

Belle


Attività durante lo shutdown

– PEP-II: raddoppio della luminosità nel 2003: 1e34 per 60fb-1 entro Luglio 2003.

Nuove cavità RF, shielding dei collimatori, riparazione valvole. Raffreddamento dei bellows vicino alla IR.

– Silicon Vertex Tracker: Apertura per l’intervento sui bellows. Riparazione problemi di connessione. Riterminazione dei cavi di uscita, troppo lunghi.

– Drift Chamber: non erano previste attività. Danno al cilindro interno e relativa riparazione.

– Instrumented Flux Return. Forward endcap: Costruzione ed installazione camere. Post-mortem delle camere installate in Dic 2000. Remediation del barrel Recabling alta tensione. Riparazione delle Front end cards, Nuovo sistema del gas.


PEP-II: raffreddamento dei bellows

Riscaldamento indotto dagli high order modes. Di fatto provoca una limitazione sulla corrente massima dei fasci. Installazione quasi completata

Be Beam Pipe

Magnete B1

Bellow

Added cooling

Shutdown:PEP-IIShutdown:PEP-II

SVTShutdown:SVTShutdown:SVT


Radiazione su SVT

Accumulati 1.2 MRad sul diodo peggiore

Test recenti indicano che SVT è OK fino a 4 MRad.

Nessuna necessità di rimpiazzo dei moduli fino al 2004-2005

Misura dell’aumento di corrente:

– 1-2 μA/(MRadxcm2)

Shutdown:SVTShutdown:SVT


Silicon Vertex Tracker

Alcune sezioni avevano problemi di interconessione– Riconnesse: funzionano

Alcuni moduli hanno alta corrente– Possibilità di debug: alcuni miglioramenti

Piccolo incidente con l’acqua di raffreddamento

– Un circuito collegato male ha causato la fuoriscita di qualche cc di acqua

– Nessuna conseguenza

I cavi di uscita backwards erano troppo lunghi e sono stati scorciati



Stato attuale di SVT

9/208 bad 3/208 bad. Ancora da inserire.



Drift Chamber

Durante l’estrazione del tubo di supporto il 31/7/2002 la testa di un bullone ha danneggiato il tubo interno di berillio della Drift Chamber.

15 cm

Shutdown:DCHShutdown:DCH


Drift Chamber: riparazione

Le analisi elettrica e strutturale non hanno indicato problemi “solo” un problema di tenuta del gas (He).

Studio dettagliato delle procedure di riparazione, con consulenti e reviewers esterni.

– Pulizia e decontaminazione della zona danneggiata.– Strato di colla epossidica applicato a riempire la zona

triangolare del danno.– Foglio di Al (50 μm) esteso 3-4cm oltre la regione di danno per

la tenuta al gas.

La riparazione, effettuata il 5/9, sembra essere riuscita.



Drift Chamber: risultati

ePatch di Al, coperta da Mylar


Absorber Segmentation

7 layers 2 cm

1 layer 7 cm

2 layers 9 cm

2 layers 13 cm

2 layers 10cm

total 85 cm

Terminology: 19 slots and 15 RPC layers!

RPC belt

Layer 18/195 brass layer (slot 8,10,12,14,16)

Instrumented Flux ReturnShutdown:IFRShutdown:IFR


Forward Encap

Tutti gli RPC necessari sono stati prodotti e sono a SLAC.

– Dressing finale delle camere completato.– Test con cosmici finito a GT e a SLAC.

L’installazione sta procedendo secondo schedule– 2/3 delle camere sono installate (bottom e middle), insieme a

2/3 dell’ottone.– Le rimanenti verrano installate nelle prossime 2 settimane

Si stanno analizzando le camere estratte dall’endcap.– In particolare la Forward Top 18, annata 2000, è stata oggetto

di analisi dettagliata.

Shutdown:IFR:FECShutdown:IFR:FEC


Area di dressing

RPC teststandFEC minicrate racks

RPC dressing

pizzeria

storage

Shutdown:IFRShutdown:IFRShutdown:IFR:FECShutdown:IFR:FEC


QC/QA e test con i cosmici.

QC/QA completo a GT Gas e HV test ripetuti a SLAC Test con i cosmici ripetuto

PlateauRadiografia



Post-mortem di FWT18

La camera forward top 18, annata 2000, mostra un drammatico di efficienza, attribuita ad alto background estratta ed aperta.

Bad #1 Bad #2



Analisi di FWT18

Durante l’apertura:– Monitoraggio della corrente mentre veniva aumentata la pressione e

“scoppiavano” i bottoni: diminuzione drammatica della corrente indica che tutta la corrente (x100 rispetto all’inizio) passava dai bottoni e non dal frame.

Segni visuali all’interno– Discolorazione della bakelite, residui (secchi) di olio intorno ai bottoni,

piccoli crateri Nessuna correlazione con l’efficienza Analisi più dettagliata

– Resistività bakelite– Ispezione dellagrafite prima e dopo aver tolto il foglio di PET.

La regione BAD#1 ha una resistività della bakelite di 2-3E12 Ohm.cm, circa x20 dei valori normali, ma ha la grafite perfetta.

La regione BAD#2 ha resistività normale, ma la grafite rimane attaccata al PET dal lato anodo.

– La grafite appare uniforme prima di togliere il PET.



Bad #1

Bad #2


Capito qualcosa ?

Un paio di regioni ad alta efficienza mostrano gli stessi sintomi di non adesione della grafite.

La correlazione dell’efficienza con degli osservabili e la catena causale che ha provocato il deterioramento sono sotto studio.

Altre camere verranno esaminate in vari laboratori.

La corrente passa principalmente dai bottoni.

Good #1



Barrel remediation

Alta tensione– Distribuzione– Ricablatura– 22/324 erano staccati

Riparazione FEC– Estrazione difficile– Per ora riparate 70

su 170 rotte (3000 tot) RPC recovery con

accumulo di carica– Positiva o negativa– Provata su 2 sestanti

Shutdown:IFR:BARShutdown:IFR:BAR


RPC remediation con carica

Flussaggio di Ar a 5kV. Accumulo fino a 300 C. Non tutte le camere

tirano la stessa corrente.

Leggere differenze tra polarità positiva o negativa.

Non completamente capito, ma ci sono risultati incoraggianti.

Resurrection…(was a gas problem)

20

0

40

60

80

POS RemNEG Rem

Init..they lost what they had gained..

Shutdown:IFR:BARShutdown:IFR:BAR


Il futuro di Babar

Babar non ha bisogno di upgrades significativi per sostenere un aumento di luminosità fino 3-4E34, previsto fino al 2005.

Le parti di rivelatore che possono dover esser riparate:– Rimpiazzo moduli SVT: non prima del 2004.– Rimpiazzo degli RPC nel barrel (e endcap?): urgente– Costruzione di una Drift Chamber spare ?

Questione aperta, ravvivata dal recente incidente.

Per essere competitivo dopo il 2005 Babar e PEP-II stanno esaminando degli upgrades minimali:

– Modifica di B1-Q1– Strumentazione in avanti nei magneti B1– SVT - Layer 0, beam pipe piu’ piccola

FuturoFuturo


Rimpiazzo moduli di SVT

Costruzione dei moduli spare quasi completata:– Tutti i DFA incollati e microsaldati– Tutti gli ibridi completati– 10/13 archi (Pisa) e 2/12 barrel modules (UCSB) completati– Conclusione entro ottobre per gli archi, fine anno per il resto.

Sostituzione nel 2004 o 2005– Dipende dal livello di background della macchina– Tempistica da ottimizzare per la vita complessiva del rivelatore– In ogni caso siamo pronti in caso di incidenti

Il piccolo incidente (senza conseguenze) con l’acqua dimostra che è importante avere moduli spare disponibili.

Futuro:SVTFuturo:SVT


Rimpiazzo degli RPC nel barrel

L’efficienza di μ–ID si deteriora E’ necessario definire un piano per il rimpiazzo degli

RPC nel barrel Tecnologie:

– RPC– Streamer Tubes– Scintillatore

Tempi:– Al più presto– Possibilità di rimpiazzo

parziale nel 2004

Futuro:IFRFuturo:IFR


Rimpiazzo degli RPC

La collaborazione sta nominando una commissione per esaminare le varie tecnologie ed elaborare una proposta in tempi rapidi

– Performance, costo, affidabilità, solidità dei gruppi proponenti Workshop a Princeton durante l’ultima settimana di ottobre Si prevede una partecipazione italiana significativa al progetto:

– da discutere in commissione dopo le decisioni della collaborazione (fine 2002).

L’attività dovrà iniziare pesantemente nel 2003 per poter avere un rimpiazzo parziale nel 2004.

La vita media degli RPC dell’endcap se ci sono alti backgrounds non è chiara: da considerare anche la possibilità di rifare il forward endcap.

Futuro:IFRFuturo:IFR


Upgrades

La collaborazione ha formato in marzo 2002 una Long Term Task Force per esaminare le opzioni di upgrade di macchina e rivelatore.

– Stabilire dei benchmark channels di fisica sui quali valutare le opzioni.

– Identificare le limitazioni sul physics reach dovute alla performance del rivelatore.

– Valutare i massimi miglioramenti ottenibili da un upgrade del rivelatore, tenendo conto dei downtime che tale upgrade produrrebbe.

La tempistica di questi upgrades deve essere <2006– Dovranno migliorare la competitività di Babar nel periodo

2005-2008. La task force produrrà un report in autunno.

Futuro:UpgradesFuturo:Upgrades


Regione di interazione

Sostituzione dei magneti di dipolo attuali (B1) con una combinazione dipolo/quadrupolo

– X2 luminosità, basso impatto in downtime– Relativamente poco

costosa– Piccolo crossing angle

Per salire ulteriormente si deve sostituire il low energy ring.

– Limitazione dovuta al vuoto nell’anello.

300

:Upgrades:PEP:Upgrades:PEP


Luminosità

Present planNear-Term B1 optionLER Vacuum

system limit

:Upgrades:PEP:Upgrades:PEP


Canali di benchmark

:Upgrades:Physics:Upgrades:Physics


Rivelatore

Babar è capace di funzionare fino ad alta luminosità con buona performance

Ermeticità– La copertura in avanti di Babar è limitata a 350mrad.– Una copertura addizionale, anche con performance limitata

può aiutare in canali con grande massa mancante (ad es Bτν)

– Proposta di inserire un mini calorimetro (W/Si) all’interno del magnete B1

Vertexing– Miglioramenti nelle capacità di vertexing aiuterebbero in:

Reiezione del background da continuo Discriminazione del vertice secondario del charm nella cascata

:Upgrades:Babar:Upgrades:Babar


SVT Layer 0

L’unico modo per avere un significativo miglioramento della risoluzione di vertexing è una sostanziale riduzione di raggio del primo layer dell’SVT (e quindi della beam pipe) è una riduzione del materiale precedente il primo punto di misura

Esaminata la possibilità di ridurre il raggio della beam pipe (da 25mm a 20 o 15mm) ed aggiungere un layer 0 all’SVT attuale.

– Problema della potenza dissipata nella beam pipe. Attualmente 1kW, destinata ad aumentare con la luminosità.

– Problema del background da luce di sincrotrone.– Problema del design di moduli di rivelatore con lettura z a raggi così

piccoli. L’effetto sulla risoluzione in parametro d’impatto (fino a x3) sui

canali benchmark è ancora in fase di studio. Se si decidesse di proporre questo upgrade l’impegno italiano

sarebbe rilevante. Tuttavia le indicazioni attuali sono che il guadagno in physics reach non giustifichi lo sforzo.

:Upgrades:SVT:Upgrades:SVT


Conclusioni

Babar si è comportato molto bene fino a luglio. Sta attraversando un periodo di shutdown molto

complesso, da cui ci si aspetta:– Raddoppio della luminosità– Miglioramento di SVT– Grande miglioramento del forward endcap IFR e un poco del

barrel– Nessun peggioramento nella DCH (speriamo)

Dal 2003 dovrà iniziare il progetto di costruzione del nuovo barrel IFR.

Stiamo delineando un cammino di upgrades (non enormi) che portino Babar oltre il 2005-2006.

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