Stato del rivelatore mu

• Elettronica• Sistema HV• Prospettive per l’installazione• Stato della costruzione delle camere• Stato dei finanziamenti CORE• Notizie dalla Collaborazione

CSN1 – P.Campana – 7 luglio 2005

Le schede sono in test a Roma e domani saranno a LNF per essere montatesulle camere (M3R3-M5R3-M5R4)

Elettronica (Lai-Sciubba)

(Cagliari)

Test del CARIOCA: molto piu’ problematico del previsto

In kind contribution dal Brasile (Rio): per vari problemi tecnici in forte ritardo

L’IBM ha ritirato la licenza all’esportazione verso paesi non autorizzati (Brasile, Taiwan): di fatto l’opzione Brasile sfuma (aggravio costi, ca. 105 ksf)

Il test dei chip e’ cruciale per poter avviare le procedure di vestizione e test delle camere con le Faraday cage e con le schede di FEE

In ottobre dovrebbe partire la produzione di massa delle schede Cardiac(circa 10,000 in 5 mesi)

OD

E

OD

E

PS

SB

OD

E

OD

E

PS

SB

I B

SB

LV + PP

I B

ODE

HV

HVPP

PS

M1 M2 M3 M4 M5

AC/ DC

AC/ DC

control

I B

SB

LV + PP

I B

ODE

HV

HVPP

PS SB

LV + PP

I B

ODE

HV

HVPP

PS

SB

LV + PP

I B

ODE

HV

HVPP

PS

I B

SB

LV + PP

I B

ODE

HV

HVPP

PS

I B

SB

LV + PP

I B

ODE

HV

HVPP

PS SB

LV + PP

I B

ODE

HV

HVPP

PS

SB

LV + PP

I B

ODE

HV

HVPP

PS

AC/ DC

AC/ DC

control

CRATES

Low Voltage

HV

HV

PP

LV + PP

HV

HV

PP

LV + PP

PP

PP

PP

racks ottobre

pareti ottobre/novembre

crates + TB novembre

cavi & fibre novembre

LAYOUT DELL’ELETTRONICA

CARDIAC LVDS LOW VOLTAGE ECS SB IB ODEch/region out/C. regul board/regionI2C/ch

C./ch cables/ch boards/ch I2CtotC./region cables reg/board

M1R1 12 24 288 8 24 288 96 4 2 48 4 48 4 0 12R2 24 24 576 4 12 288 192 4 2 96 4 96 8 0 12R3 48 12 576 4 6 288 192 2 2 96 2 96 8 0 12R4 192 3 576 4 2 384 192 1 1 192 1 192 16 0 12

276 2016 1248 672 432 432 36 2x0 2x(12+12)M2

R1 12 14 168 8 14 168 48 2 2 24 2 24 4 0 8R2 24 14 336 8w 4p 10 240 96 2 2 48 2 48 8 12 8R3 48 12 576 8 12 576 192 2 2 96 2 96 8 24 8R4 192 3 576 8 3 576 192 1 1 192 1 192 16 24 8

276 1656 1560 528 360 360 36 2x(15+15) 2x16M3

R1 12 14 168 8 14 168 48 2 2 24 2 24 4 0 8R2 24 14 336 8w 4p 10 240 96 2 2 48 2 48 8 12 8R3 48 12 576 8 12 576 192 2 2 96 2 96 8 24 8R4 192 3 576 8 3 576 192 1 1 192 1 192 16 24 8

276 1656 1560 528 360 360 36 2x(15+15) 2x16M4

R1 12 12 144 8 12 144 48 2 2 24 2 24 2 0 6R2 24 6 144 8 6 144 48 1 2 24 1 24 2 12 4R3 48 6 288 4 3 144 96 1 2 48 1 48 4 8 4R4 192 3 576 2 1 192 192 1 1 192 1 192 16 8 4

276 1152 624 384 288 288 24 2x14 2x9M5

R1 12 12 144 8 12 144 48 2 2 24 2 24 2 0 6R2 24 6 144 8 6 144 48 1 2 24 1 24 2 12 4R3 48 6 288 4 3 144 96 1 2 48 1 48 4 8 4R4 192 3 576 2 1 192 192 1 1 192 1 192 16 8 4

276 1152 624 384 288 288 24 2x14 2x9

TOT 1380 7632 5616 2496 1728 1728 156 12 176 12 148

CRATES M1 2 x (4 x 2,5V + 2 x 3,3V + 3 x 5V channels = 4,5 modules + 1 crate)

M2 2 x (3 x 2,5V + 3 x 3,3V + 2 x 5V channels = 4,0 modules + 1 crate)

M3 2 x (3 x 2,5V + 3 x 3,3V + 2 x 5V channels = 4,0 modules + 1 crate)

M4 2 x (2 x 2,5V + 2 x 3,3V + 2 x 5V channels = 3,0 modules + 1 crate)

M5 2 x (2 x 2,5V + 2 x 3,3V + 2 x 5V channels = 3,0 modules + 1 crate)

m.c.m. (4 x 2,5V + 3 x 3,3V + 3 x 5V channels = 5 modules)

TOT 10 crates (5 modules each)

LOW VOLTAGE MARATON 1 module 2 x (4,5V @ 50 A)

M1 2 x (144+288+288+288 CARDIAC72A+144A+144A+144A1,0+1,5+1,5+1,5modules + 1 crate)M2 2 x ( 84+168+288+288 CARDIAC42A+ 84A+144A+144A0,5+1,0+1,5+1,5modules + 1 crate)M3 2 x ( 84+168+288+288 CARDIAC42A+ 84A+144A+144A0,5+1,0+1,5+1,5modules + 1 crate)M4 2 x ( 72+ 72+144+288 CARDIAC36A+ 36A+ 72A+144A0,5+0,5+1,0+1,5modules + 1 crate)M5 2 x ( 72+ 72+144+288 CARDIAC36A+ 36A+ 72A+144A0,5+0,5+1,0+1,5modules + 1 crate)m.c.m. 5,5 6 modules

TOT 10 crates (6 modules each)

CABLES(1) LVDS cables (8 pairs) 04.21.51.405.2 5616 x 10m = 56,2 km x 2,2 CHF = 82,4 k€ connectors 3M 09.55.03.316.4 11232 x 1,05 CHF = 7,9 k€ assembling 5616 x 18 CHF = 67,4 k€ installation 2hx3pp/raw =48 manweek (2kCHF) 64 k€ 157,7 k€ + 64 k€

ECS (I2C) cables (5 pairs) 04.21.51. 1728 x10m = 17,3 km x 1,6 CHF = 18,5 k€ connectors 3M/RG45 09.55.03.310.0/ 1728 x 0,8 + 1728 x 1 CHF = 2,1 k€ assembling 1728 x 14 CHF = 16,1 k€ interDIALOG cables (5 pairs) 5904 x 0,3 m =1,8 km x 1,6 = 1,9 k€ (+ 0,4 k€ IVA) interDIALOG 3M 5904 x 2 = 11808 x 0,8 CHF = 6,3 k€ (+ 1,3 k€ IVA) interDIALOG assembling 5904 x 0,5 € 3,0 k€ (+ 0,6 k€ IVA) ECS (CANbus) 4x10 SB + 2x12 ODE + 10 DCS = 74 cables 74 x 80 m = 4,8 km x 2,2 CHF = 8,7 k€ connectors DP9 74+74 = 148 x 1,0 CHF = 0,1 k€ assembling 74 x 14 CHF = 0,7 k€ installation 2hx2pp/quad+ 1wx2pp/side = 10 manweek = 14 k€ 59,7 k€ + 14 k€

LV cables (2 conductors) 04.08.61.445.1 1728 x 10 m = 17,3 km x 1,7 CHF = 19,6 k€ connectors (Molex) 1728 x 2 = 3456 x 1,4 CHF = 3,2 k€ assembling 1728 x 5,5 CHF = 6,3 k€ Grounding 04.01.31.(040.5/120.6) braids (120mm2+40mm2) 2,5km x 9,8 CHF + 0,4 km x 20CHF 21,6 k€ connectors 1380 x 1,7 CHF 1,6 k€ assembling 1380 x 2 CHF 1,8 k€ installation 1hx3pp/raw +4hx2pp/wall= 26 manweek = 35 k€ 54,1 k€ + 35 k€

CABLES(2)IB-ODE 176 IB x 8 = 1408 x 10€ 14,1 k€ (+2,8 k€ IVA)

16,9 k€HV cables (5 conductors) Kerpen 1380x10m+384x0,5m=14,0kmx2,2CHF 20,5 k€ connectors custom vedi WPC assembling 1764 x 7,5 CHF = 8,8 k€ installation 2hx2pp/quad+1wx2pp/side = 10 manweek = 14 k€ 29,3 k€ + 14 k€

317,7 k€ + 127 k€ = 444,7 k€

TRG (ODE-L0) M1 (48 ODE) FIBRE [48 x 0,5m ribbon + 4 custom + 48 x 10m ribbon]

[8 x 6MPO-MPO + 1 x 4U][6 40m 8ribbon][48 x 1MPO-SC + 4 x 4U]

M2-5 (2x 50 ODE) [2 x (50 x 0,5m ribbon + 4 custom + 50 x 30m ribbon][2 x (9 x 6MPO-MPO + 1 x 4U)][2 x 7 80m 8ribbon][100 x 1MPO-SC + 9 x 4U]

DATA (ODE-TELL1) M1 (48 ODE = 4 ribbon) [48 x 0,5m single + 0 custom + 4 x 10m ribbon]

[1 x 6MPO-MPO + 0 x 4U] [1 40m 8ribbon][4 x 1MPO-SC + 1 x 4U]

M2-5 (2x 16+16+9+9 = 2 x 6 ribbon) [2 x (50 x 0,5m single + 0 custom + 6 x 30m ribbon]

[2 x (1 x 6MPO-MPO + 0 x 4U)][2 x 0 80m 8ribbon][12 x 1MPO-SC + 1 x 4U]

clock (TTCoc-ODE/PDM) M1+2xM2-5 (148 ODE + 10 PDM) [158 x 0,5m single + 0 custom + (48 x 10m single + 2 x 50 x 30m single)]

Elettronica (Frascati)

Transition Boards 324+56=380 (15% spare) per IB consegna prime TB testate - giugno per ODE consegna prototipi - fine luglio fine consegna TB testate – settembre

IB 176+34=210 172+38 (22%) produzione: ready to start (PRR) fine test delle IB – ottobre

ODE 148+32=180 152+28 (18%) produzione - da luglio a novembre test - da novembre a gennaio 2006

LV 1728+272=2000 (16%) componenti preproduzione – giugno

fine produzione – luglio

Elettronica (Roma1)

Service Boards 156 + 19 test della preproduzione quasi completato partenza della produzione rimandata a dopo PRR

PDM 12 + 3 prototipo OK partenza al PRR

TELL1 10 + 2 o 12 + 0 ? DAQ a 1 MHZ nuova architettura software (maggior bandwidth) produzione avviata per quasi tutto

partenza del rimanente a settembre

SPB 7300 +1500 in fase di completamento la produzione degli spares alcune modifiche in atto per M1R2 (INFN->CERN)

a) Max voltage: + 3 kVb) Voltage resolution: 10 V or betterc) Current per channel 230 μA at most (on M1R2)d) Current resolution: 50 nA or better (to spot bad chambers)e) Switch off of the single HV channel (or reduce considerably the HV) f) Radiation hardness

(for systems inside the exp. area) 2.3 kRad

        M1      M2     M3      M4      M5 R1      GEMs    0.107   0.028   0.021   0.016 R2      0.228   0.078   0.015   0.010   0.009 R3      0.169   0.041   0.006   0.005   0.006 R4      0.068   0.010   0.004   0.002   0.003

Currents in mA per gap

Based on 5 1032 luminosity and safety factors (x2 in M1, x5 in M2-M5)

IL SISTEMA DI ALTA TENSIONE - SPECIFICHE

Grouping M1 M2 M3 M4 M5

R1 1 1 1 1 1

R2 1 1 1 1 1

R3 1 1 1 1 1

R4 1 2 2 2 2

Best option

3408 HV ch/4944

Grouping M1 M2 M3 M4 M5

R1 1 1 1 1 1

R2 1 1 1 1 1

R3 1 1 1 1 1

R4 1 4 4 4 4

Minimal option

2640 HV ch/4944

HV connectorsto allow daisy-chain

Jumpers

The available options

The architecture was discussed in the LHCb HV workshop we had in March. At the moment the rad-tol option is cheaper even for commercial systems

Moreover non-rad-tol option has some intrinsic cost overheads O(100 kCHF): cables+PP

Candidates (rad-tol)• CAEN Easy with 32 channels modules• UF CMS Muon End Caps HV with 36 channels modules

Univ. Florida CMS Module CAEN EASY 3000-A3535 module

Abbiamo sviluppato un connettore HV custom (“reverso”) che ci permette di ottimizzare gli spazi, i costi e gli impieghi d’uso (M/F – pannello/cavo)

Ai due sistemi viene richiesto• 2 anni di garanzia• supporto tecnico off-site negli anni a venire

UF prevede gli spares dall’inizio

UF parteciperebbe come “ditta”.

La soluzione migliore è probabilmente fare una gara per un sistema da 2640 canali con opzione per l’acquisto del mancante fino a 3400

Ad oggi, a nostra conoscenza, la differenza di prezzo e’ notevole.

Procedura e tempi

L’attuale Money Matrix prevede un costo di 410 kCHF suddivisofra CERN (235 kCHF) e INFN (175 kCHF)Per vari motivi (economici) vorremmo attestare la spesa a ca. 350 ksf

Di questi 50 k€ = 75 kCHF sono SJ a Roma2 richiesta sblocco

La gara sarà fatta dal CERNLe specifiche tecniche sono pronteE’ necessaria una lettera da parte nostra con

• l’autorizzazione a includere UF nella gara• l’impegno alla suddivisione dei costi CERN/INFN

I tempi sono stretti: per un ordine a Settembre si può avere il sistema dopo 1 annocon il 25% a Luglio 2006

Saranno richiesti 2 moduli di preproduzione prima della produzione finale(montaggio dei connettori custom, regolaggi vari)

Esperienza di CMS-UF

Fabrizio Gasparini (PD), Proj. Leader dei Mu di CMS

In CMS le camere ci sono solo nei Mu e in particolare• Barrel camere a drift alimentazione CAEN custom (-2,+2,+4 kV)• End Caps camere MWPC PNPI con alimentazione UF/PNPI (+ 3kV)

Il sistema CAEN è nato da un progetto al 5% fatto insieme a Padova (dal ’91).2-3 anni fa la CAEN ci aveva proposto per LHCb una variante monotensione di tale sistemache voleva proporre per l’alimentazione delle EC di CMS. La gara poi non è stata fatta perché UF e PNPI hanno adottato il proprio sistema. La CAEN non ha proseguito lo sviluppo e per questo motivo non ce l’ha più offerto.

Dice che CMS ha una buona esperienza dell’HV di UF con 200 camere EC già montate sull’esperimento e alimentate e non ci sono problemi.

Dice che UF è un istituto molto attivo in CMS a tutti i livelli (e quindi non vi è particolare timore che possa scomparire da un momento all’altro)

Conclusioni (HV)

Vorremmo dalla Commissione una indicazione chiara adesso

Ritardare a settembre comporterebbe un ritardo di circa 3 mesi

Un ritardo di 3 mesi farebbe sì che non avremmo modo di collegare all’HV la prima metà di camere già installate!

Il punto cruciale è il confronto fra costi (e quindi segmentazione) e assistenza/affidabilita’.

Va tenuto in considerazione la positiva esperienza di CMS sia per quanto riguarda il sistema che della solidità del gruppo di UF.

A settembre non avremmo ulteriori elementi in mano mentre una decisione positiva adessopermetterebbe di far partire la gara (che comunque necessiterebbe di una approvazione semi-formale dall’INFN)

M2R4/1

M4R4/1M4R3/1

M5R4/1

M3R4/1

M3R4/2

M2R4/2M4R3/2

M4R4/2

M2-

M5

1st p

art

M2-

M5

2nd p

art

M1

Last M1produced

PIANO di PRODUZIONE e diINSTALLAZIONE delleCAMERE

Installation plans (1) –FEE & FC mounting

The schedule foresees that from 1/2/06 to 25/4/06 we must install: - INFN : 24x4 M2M3M4M5 R3 12x2 M4M5R2 + 100 M5 R4 ~ 230 chambers - PNPI : 96x3 M2M3M4 R4 ~ 300 chambers- CERN : 6x4 M2M3M4M5 R1 + 12x2 M2M3R2 ~ 50 chambers

Taking into account the available time:PNPI : mount FC+FEE in 5 ch/day INFN : mount FC+FEE in 3 ch/per day CERN has to mount FEE (as FC is built in with chamber)

It is feasible if:- the full startup is really in October;- 2 lines of dressing are available in Frascati and 3 in PNPI+CERN;- FC dressing and FEE tests do not show problems

Some 50 FC ready by the end of JulyWe plan to have in september/october a reasonable amount of FC to start the dressing at full speed

Installation plans (2) - Muon Chamber Installation at the pit

Sept/05 – preparation of the areas and of the tooling for muon wall mounting Preparation of the chamber test area Oct-Nov/05 – Mounting of muon walls at the pit, together with shelves and cable-holders (8 walls > 9-10 weeks) Dec/05-Feb/06 – Cabling and piping Feb-Apr/06 – Mounting ½ M2 M3 M4 M5 : ~ 580 chambers in 12 weeks (2 teams, 5 ch/day)Sept-Nov/06 – as previousJan-Mar/07 – Mounting M1: walls+cables+pipes+chambers These dates have uncertainties also due to: 1) cryogenics (end by July 05?) 2) beam pipe (June 06?) 3) LHC sector test (December 06?)

The TeamsMuon walls: Frascati Workshop (3pp)Chamber (final) tests: 1 team PNPI + 1 team INFN (1 tech+ 1 physicist)Chamber installation: 1 team PNPI + 1 team INFN + CERN (2 tech.+1 phys.)5 ch./day/teamElectronics installation: to be defined (starting when?)

• Order placed(within budget)

• Some design modification

• Delivery of 1st part end of August

• Work on traction system and nacellesnot finished

• Work on M1 and on cooling just started

General Infrastructure (CERN)

Schedule and Resources:

• For time being we have to focus on the cryo-side. Tasks for shielding wall side about 2 month later than indicated for cryo-side below.

• Refurbishing of zone behind M5. Work will be done in collaboration with the experimental area team in July 2005 Now until 19 August

• General support structure will be mounted by the LHCb experimental area team in Aug/Sep 2005 (3 weeks)

• Chamber support structure and chamber supports will be installed by technicians from LNF from October to November 2005 (4 weeks)

• The on detector gas piping will be done using industrial support November-December 2005

• The on detector cabling will be done through the cabling service at CERN between December 2005 and January 2006 (8 weeks)

-> We aim at having the preparations (at least on the cryo-side) completed by end of January 2006 . . .

• LHCb si e’ dato una struttura organizzativa per l’analisi: i Physics Working Groups

Convener: Schneider• Production and decay modes (Vagnoni, Robbe)• Flavor tagging (Calvi, Leroy)• Decay time and mixing (Raven, Hunen)• CP (Schmelling, Wilkinson)• Rare decays (Andersen, Golutvin)• Jets (Bay, Teubert)

Anche nell’ambito di LHCb-Italia ci si sta organizzando per razionalizzare le risorse sul software e sull’analisi (specie per chi inizia adesso): circa una ventina di giovani

• Il gruppo di Syracuse e’ divenuto membro della Collaborazione

Attivita’ su SW, Velo, Rich – circa 8 FTE – contributo previsto 1.5-2 MSF a spares, computing, upgrades (per ora certo solo 0.4 MSF, in settembre richiesta a NSF)Entro 2 anni revisione dello status di membro se finanziamento non adeguato

• Proposta di transizione del readout da 2 vie (L1 1MHz, HLT 40kHz) ad un singolo stream ad 1 MHz distribuito alla event builder farm (che non cambierebbe il no. di CPU)

Forte semplificazione del sistema, accesso piu’ semplice ai dati, unificazione degli algoritmi>>> decisione finale in settembre

Stato dei finanziamenti del rivelatore a mu

Costruzioni camere: con i 66 kE richiesti completiamo l’impegno da MM (2170+50 ksf)>>> anche se con la finalizzazione degli ordini (Faraday C.+catodi+connettore HV) ci attendiamo di dover attingere alla contingenza che e’ nell’elettronica <<<

Elettronica : rimangono circa 450 ksf nel 2006 (cavi, Tell1, installazioni)

Sistemi : rimangono circa circa 400 ksf nel 2006 (Gas, HV, meccanica M1)

Common fund : comprendiamo le impellenze della CSN1 (prevedere 840 ksf nel 2006)

La situazione non e’ rosea e siamo al limite di tutte le cifre (vd es. test CARIOCA).

Se non ci sono ulteriori sorprese, con un’oculata gestione del CORE e dei consumi possiamo pensare di avere un rivelatore funzionante nel 2007, senza dover (ri)tornare sul CORE.

Tutti i gruppi sono coscienti della situazione finanziaria e fanno del loro meglio.