Stato delle attività e richieste 2008

ALICE PADOVA

Sommario

• Struttura di ALICE

• Attività di costruzione

• Attività di simulazione

• Partecipazioni e richieste finanziarie

Il Silicon Pixel Detector in ALICE

ITS

SPD

Inner Tracking System:

• Silicon Strip Detector• Silicon Drift Detector• Silicon Pixel Detector

out

in

Struttura dell’SPD

PIXEL CELL

z: 425 m

r: 50 m

Two layers:r = 4 cmr = 7 cm

9.8 MCh

1 Barile10 Settori60 piani (stave)120 semipiani ( half-stave, hs )240 sandwich (ladder)1200 chip9.8304 106 pixel

unitàelementarefunzionante

Tubicino per raffreddamento con freon

Attività di costruzione

Responsabilità del gruppo ALICE-PD:1) meccanica: integrazione e installazione

2) assemblaggio settori

3) realizzazione circuito e impianto raffreddamento

Attività condivise con altre sedi:a) test wafer

(1) Meccanica e installazione• A Padova è stata realizzata tutta la meccanica di

sostegno/trasporto/installazione del rivelatore:– CFSS, semicilindri, semiconi

• materiale composito con fibra di carbonio

Diversi anni di sviluppo data la complessità del disegno…– attrezzatura trasporto e installazione– tooling integrazione

• Installazione: – Integrazione e allestimento HB1+HB2 completati per la prima

volta in settimana 15 (9/4) – Intervento riparazione HB2:

• riparati e re-integrati in HB2 settori #9 e #10 (25/5)• integrazione HB1+HB2, riposizionamento HB2 su banco test (1/6)

– Trasporto SPD al Punto 2 (16/6)– Installazione su beam pipe (17/6-in corso)

• procedura di installazione degli hs sul supporto in carbonio– prodotti ultimi 2 settori quest’anno– sostituzione di 7 half-stave (1/2 settore +1 hs)– in programma assemblaggio 1 o 2 settori spare al più presto

(2) Assemblaggio settori

(3) Raffreddamento

• Realizzazione del circuito idraulico– disegno a PD– tubi in phynox, capillari, distributori prodotti all’esterno– assemblaggio, saldatura, test tenuta (vuoto+pressione) ai LNL– 12 settori prodotti (1 prototipo + 10 + 1 spare)– resa 100% grazie a numerosi test intermedi (ad ogni operazione

principale segue test di tenuta con He, resa >90%)

• Impianto– test al CERN per ~2 anni– in Agosto upgrade+manutenzione– ultimo test + installazione in Settembre

Componenti e test raffreddamentoCapillari in

ingresso

I tubi di phynoxin sede

Impianto

Test di raffreddamento dei rivelatori

• (a) Test wafer– stazione di test realizzata ai LNL (LNL+PD), gestita in seguito da PD

– test di funzionalità dei chip su wafer

– 7 wafer testati, ~ 1 settimana/wafer in condizioni ottimali (pulizia/allineamento aghi della probe card)

– 1 settore (1/10 SPD) 4-5 wafer

Wafer XR4GRIT

I 42 – 48.84 %

III 40 – 46.51 %

II 04 – 4.65 %

Chip classe 1

Chip classe 1 con mean threshold > 30mV

Chip classe 2

Chip classe 3

> 30 mV

Stato dei lavoriIl Silicon Pixel Detector è stato completato

Le inefficienze sono state contenute nei valori di progetto (~2%)

È stato eseguito il posizionamento (fase critica, i piani dei rivelatori si

trovano a 5 mm da una beam pipe in berillio spessa 1 mm…)

Nei prossimi giorni saranno eseguiti i collegamenti elettrici e idraulici

L’impianto di raffreddamento sarà installato in Settembre

Rivelatore pienamente operativo da Ottobre (previsti 3 mesi di

commissioning)

Acquisizione di dati da raggi cosmici e continuazione del commissioning

fino alle prime collisioni pp (5/2008?)

Attività di simulazione

1. Misura parametro d’impatto e stima della risoluzione dai dati

2. Allineamento dell’ITS, utilizzando muoni cosmici e tracce di

particelle cariche da collisioni pp

3. Misura della produzione di elettroni da decadimenti di B

4. Misura della produzione di beauty tramite un multi-prong

vertexer

NB Questi studi sono profondamente legati alle prestazioni dell’SPD, che ha un ruolo

fondamentale nella misura dei vertici secondari, caratteristici dei decadimenti di

quark pesanti (charm e beauty)

Physics motivation• b production cross section• transverse momentum spectrum

In pp:• (p)QCD test bench• AA, pA baseline

In AA:• quarkonia dissociation

• energy loss

(+pA) disentangle medium effects

not covered here

HERA-LHC workshopCERN-2005-14

Heavy quarks: • abundant yield• produced early• travel ~4 fm in the mediumprobe the collision dynamics! ALICE: very low pt explored,

complementary to other LHC exps.PbPb (0-5%

centr.)

5.5 TeV

pp

14 TeV

QQ (NN ) [mb] 0.21 0.51

NQQ per collision 4.56 0.0072

Possible explanation: gluonsstrahlung• interactions may occur by gluon in-medium radiation (quenching)• the amount of quenching depends on:

– color charge: CR=4/3, 3 if quark or gluon, resp. (Casimir factor)

• heavy/light probes (b,c vs. direct pions)

– quark mass (beauty/charm comparison)• dead cone effect

path length L

Q

222 ])/([

1

QQ Em

Gluonstrahlung probability

2 ˆ LqCE Rs

Dokshitzer, Kharzeev, PLB519 (2001) 199Armesto, Salgado, Wiedemann, PRD69 (2004) 114003

medium dependence

mass dependence

Baier, Dokshitzer, Mueller, Peigné, Schiff, (BDMPS), NPB483 (1997) 291

1. Misura parametro d’impatto e stima della risoluzione dai dati vertice primario in pp

d0 resolution

Elevata qualità nella determinazione del parametrod’impatto.

Esempio di applicazione: rivelazione D0

(parametri ~ 100 m

2. Allineamento dell’ITS, utilizzando muoni cosmici e tracce di collisioni pp (BA, CT, LNL, PD, TS)

– ricostruzione eventi cosmici in ITS– allineamento interno dei 6 layer ITS con:

• (semplici) metodi iterativi basati sui residui• metodo semi-automatico: MILLEPEDE

rms

(m

)

n. of tracks

rms

(m

)

n. of tracks

L’errore sulla correzione (rms) in funzione della statistica come fornito da Millepede

3. Misura della produzione di elettroni da decadimenti di mesoni B

– confronto tra soppressione di charm e di beauty in Pb-Pb effetto di massa nella perdita di energia partonica

4. Misura della produzione di beauty tramite un multi-prong vertexer

– i mesoni con beauty sono caratterizzati da una sequenza di decadimenti che genera una caratteristica molteplicità di tracce con parametro d’impatto elevato

Partecipanti e richieste 2008Lista persone e percentualiNome % NoteF. Antinori 100 Aspettativa al CERNC. Bombonati 100R. Dima 100D. Fabris 50J. Faivre 100M. Lunardon 80M. Morando 50S. Moretto 80A. Pepato 40F. Scarlassara 50G. Segato 70R. Turrisi 100G. Viesti 60

Totale (FTE) = 9.8

129.85ME come da "tabella" (5.3 k€ /mese/fte per 2.5 mesi)

Conferma entro fine anno

Capitolo Richiesta (K€) Sintesi motivazioni

Missioni estere 130 * Riunioni di collaborazione e di fisica (allineamento, heavy flavours)

Shift per training, commissioning e presa dati SPD

Missioni interne 19 riunioni fisica+ristrette, attività camera bianca ai LNL

Materiale di consumo di laboratorio

28 manutenzioni: camera pulita, computing, raffreddamento SPD; magazzino cern

Materiale inventariabile

17 sostituzione di client e fileserver obsoleti farm

*) “autolimitazione” a 2.5 mesi*FTE*5.3 K€ con richiesta contestuale di PJAS (1/progetto)

ALICE, un esperimento “sexy”?

Giudicate voi, da un articoloapparso sull’edizione tedesca di…

(Marzo 2007)

(the quest for God BigBang)