ACTIVITES ATLASLPC 2006 2010 D Pallin 6102010 1

ACTIVITES ATLAS-LPC 2006 -2010 D Pallin 6/10/2010 1

Le groupe ATLAS -LPC n Physiciens (1/09/2010) 1/09/2010 3 EC, 6 CNRS, 2 etudiants, 3 postdocs q q q n Départ S Viret Mai 2010 Arrivée D Boumedienne Aout 2010 S Calvet Sept 2010 Basés au CERN n C Santoni, N Ghodbane 1 CDD Informatique online (P Lafarguette) Visiteurs S Boutouil (2 mois en 2009, 4 mois en 2010) +Services techniques q Electronique, Elec, mécanique début 2006 (dernier tourniquet à 4 ans): 10. 55 Stabilité dans la composition de l’equipe Les départs compensent les arrivées (Postdocs et permanents) le nombre de permanents diminue D Pallin 6/10/2010 2

Equipe ATLAS Historique des activités Collaborations Périodes Commentaires Proto-collaboration 1989 -1991 Mise en route activité LHC RD 1 1991 -1994 R&D Calorimétrie Fibres EAGLE 1992 -1993 Précurseur d’ATLAS RD 34 1994 -1995 R&D Calorimétrie Tuiles ATLAS 1993 - Tilecal (Calo. Tuiles) Conception et montage Commissioning, monitoring Analyses test beam Analyses physiques Reconstruction des Jets échelle en énergie des jets Physique du Top Nouvelle physique R&D ATLAS SLHC 2009 - 5 R&D en cours D Pallin 6/10/2010

Après des années de construction, commissioning et d’études à partir de simulations Le projet entre dans une nouvelle phase Fin 2009 collisions à s=900 Ge. V et 2, 34 Te. V 2010 collisions à 7 Te. V Evénement avec 2 jets de haut p. T (Spiro ICHEP ‘ 10) Event with a high mass dijet system: the invariant mass of the two highest-p. T jets is 2. 55 Te. V. The highest p. T jet has a p. T of 420 Ge. V, and an eta of 1. 51, the second leading jet has p. T of 320 Ge. V and an eta of 2. 32. Jet momenta are calibrated according to the "EM+JES" scheme. No other jets are found with p. T above 20 Ge. V. Event collected on 4 July D Pallin 6/10/2010. 4

Responsabilités Hardware Centrées sur le Calorimètre Hadronique à Tuiles Scintillantes: le Tilecal LPC: un des principaux concepteurs et promoteurs du Tilecal (via RD 34): Conception, intégration et assemblage de l’électronique frontale et du Laser de monitoring Conception et fabrication distribution HT, Mécanique des tiroirs; R&D/achat/tests PMTs Co-Coordinateur électronique TILECAL : F. Vazeille (-> 2008) 16 mai 2006: Insertion officielle du dernier Super-Tiroir par le LPC: le 256 ième Très importante implication des services Techniques du LPC pour en arriver à ce stade 2006 -2008: Commissioning & maintenance • Modification connectique des tiroirs: le LPC a agi à titre d’expert pour les Tiroirs et a assuré la maintenance et les évolutions de ses 3 Bancs Tests portables (Mobi. DICK) utilisés pour la certification de l’électronique. • Système de distribution des HT • Système Laser: commissioning en mode standalone (2007), dans DAQ ATLAS (2008) 2009 -2010 • Système Laser: • Monitoring par laser complètement opérationnel en 2009 • Instabilités du système de distribution de lumiere (Coimbra) => évolution du système nécessaire Fabrication d’une copie du système laser pour tests et définition d’un nouveau système à installer durant le shutdown 2012 • Etude disponibilité composants spares electronique TILECAL (LPC, Chicago) =>Achat et tests de 400 PMTs Spares (LPC) + shifts TILECAL + expertise « On call » sur DCS, LASER, DAQ TILECAL D Pallin 6/10/2010 5

Analyses Instrumentales • Monitoring • • • des BT, HT et températures des tiroirs du Laser : identification en continu des canaux à problème, mesures de stabilité, linearité… Performances du TILECAL sur le faisceau test d’ATLAS Etudes effectuées de 3 Ge. V à 350 Ge. V Obtention de l’échelle d’énergie des jets dans ATLAS en ajustant le Monte Carlo sur les résultats • Etudes données “cosmiques” 2008 -2010, du scraping beam 2010 • tests uniformités de la reponse du TILECAL • verification/comparaison de la valeur absolue de l’echelle en energie => precision attendue sur la calibration relative et absolue: 3% fin 2010 • Publications Testbeam studies of production modules of the ATLAS Tile Calorimeter, NIM A 606 (2009) 362 -394 Study of the response of the TILECAL to pions of energies from 3 to 9 Ge. V, NIM A 607 (2009) 372 -386 Measurement of Pion and Proton Response and Longitudinal Shower Profiles…, NIM A 615 (2010) 158 -181 Study of energy response and resolution of TILECAL to hadrons…, NIM A 621 (2010) 134 -150 Readiness of the ATLAS Tile Calorimeter for LHC collisions, submitted to EPJC 30. 7. 2010) • Responsabilités sur activités d’analyses instrumentales Data preparation& Performance, ss gpe calibration: C. Santoni (jusqu’à Dec 2010) Data preparation& Performance: C. Santoni (co-convener) (à partir de Dec 2010) D Pallin 6/10/2010 6

Energy of the Tile. Cal cells. The distributions from collision data at 7 Te. V, 2. 36 Te. V, and 0. 9 Te. V are superimposed with Pythia minimum bias Monte Carlo and randomly triggered events. Each distribution is normalized by the number of events D Pallin 6/10/2010 7

Analyses de Physique Investissement dans un canal généraliste lié au SM » Multiples avantages. • Tous les types de particules présents. • Un apprentissage pratique ( Tutorial ) pour les physiciens issus d’autres thématiques qu’un collisionneur pp. • L’accès rapide aux premières données et leur compréhension. • Un point de départ pour toute autre analyse. => Processus impliquant le quark Top dont l’intérêt se déplacera en fonction du temps (Luminosité). • Redécouverte du Top: le LHC est (sera) une machine à Tops. • Mesures précises de ses propriétés (Sa masse par exemple). . • Et aussi recherche de Nouvelle Physique: • Toute Nouvelle Physique en connexion avec la violation de la symétrie électrofaible devrait se coupler préférentiellement au Top: Le Top est aussi un Laboratoire idéal pour déceler la Nouvelle Physique. • Le Top est le bruit de fond principal pour toute Nouvelle Physique. La physique du Top est un bon tremplin vers des analyses « search » D Pallin 6/10/2010 8

Analyses de Physique • Etalonnage en énergie des jets mesurés par les calorimètres • Physique du TOP • Update du TDR d’ATLAS(CSC book) • calibration des jets légers • mesure de la masse du Top • Analyses 1 eres données • Recherche de candidats Top-antitop à 7 Te. V • Etude de performances du détecteur • Algorithmes et efficacité de reconstruction des jets • Etude/rejection pile-up • Energie transverse manquante dans les evts Top • Nouvelle Physique • Recherche de résonances Top-anti. Top • Recherche de quark de 4 e génération (U 4) • Papiers • Expected Performance of the ATLAS Experiment - Detector, Trigger and Physics CERN-OPEN-2008020 (Chapters: Jets from light quarks in t events; Top quark mass measurement Top quark properties ) • Prospects for top anti-top resonance searches using early ATLAS data ATL-PHYS-PUB-2010 -008 • Search for top pair candidate events in ATLAS at s = 7 Te. V ATLAS-CONF-2010 -063 • Properties of Jets and Inputs to Jet Reconstruction and Calibration … ATLAS-CONF-2010 -053 • Responsabilités dans les analyses de physique • co-convener gpe ATLAS “top physics” (->2006) D. Pallin • co-convener gpe ATLAS “top mass” (2008 -2009) D. Pallin D Pallin 6/10/2010 9

Event display of a top pair e-mu dilepton candidate with two b-tagged jets. The electron is shown by the green track and calorimeter cluster in the 3 D view, and the muon by the long red track intersecting the muon chambers. The two b-tagged jets are shown by the purple cones, whose sizes are proportional to the jet energies. The inset shows the XY view of the vertex region, with the secondary vertices of the two b-tagged jets indicated by the orange ellipses D Pallin 6/10/2010 10

R&D HL-LHC • Implication depuis 2004 (études modifications à apporter au TILECAL pour le SLHC) • vieillissement, obsolescence de l’électronique • effet des radiations • performances • R&D phase 1 (2013) : LASER 2 • LPC signataire de l’ «Expression Of Interest » ‘TILE calorimeter Electronics for the SLHC’ • Participation depuis 2009 à 4 R&D pour la phase 2 • Ponts diviseurs (alimentation HT des PMTs) • Maintenir des tensions inter-dynodes stables quand le courant moyen augmente • Protos produits • ASIC front end • 2 fonderies en cours, tests fin 2010. • Système HT • Plusieurs solutions proposées • Mécanique des tiroirs • Lo. I différée (2011? ) • doit contenir les solutions proposées des 4 R&D • Responsabilités dans les activités s. LHC Membre du Steering group (3 pers. ) “Tile Upgrade” F. Vazeille D Pallin 6/10/2010 11

Production Scientifique - encadrement Depuis 2006 (voir aussi http: //clrwww. in 2 p 3. fr/atlas/) • Publications 10 (>20 notes ATLAS) • 1 publi avec données à 900 Ge. V • 1 publi avec données à 7 Te. V • Plusieurs soumises, d’autres en cours • Theses 5 soutenues, 2 en cours (15 au total dans ATLAS) • HDR 1 • Conférences 6 • Seminaires 3 • Stagiaires JANUS 3 M 1 7 M 2 6 autres 5 • Accueil GDRI “ATLAS Calorimetrie”/ LIA ILCP total 12 mois (2 étudiants) • Participation à plusieurs actions de Communication (voir Rapp Activité) • Autres responsabilités Membre de l’Authorship Committee d’ATLAS D Pallin Membre du Publication Committee d’ATLAS D Pallin 6/10/2010 12

Bilan /perspectives • Detecteur TILECAL opérationnel et performant 8/256 tiroirs off (pb alim BT 5, pb electronique 3) electronique LPC OK • Installation de l’électronique achevée courant 2006 • Commissioning des systèmes sous la responsabilité du LPC réalisée • Activités « electronics consolidation » en cours • PMTS spares • Banc test LASER objectifs: assurer la maintenance et monitoring des systèmes sous responsabilité, amelioration des performances du systeme Laser couplé avec le système de distribution de lumière • Analyses instrumentales • Analyses test beam publiées • Analyses “cosmiques” et beam scraping” en cours => objectifs: terminer les publications en cours (2) • Activité R&D UPGRADE en cours objectifs: écriture de la Lo. I TILE Upgrade D Pallin 6/10/2010 13

Bilan /perspectives • Analyses de Physique • forte implication dans la physique du Top et performances du détecteur (reconstruction et calibration des jets). Contribution aux notes de conférences été 2010 et notes supports aux futures publications objectifs: 1/ Les premières publications pour très bientôt (nécessitent la compréhension de tout les objets mesurés jets, b-jets, MET, electrons, muons) 2/ Analyses avec 40 pb-1 pour conf. d’hiver 2010, 1 fb-1 fin 2011 3/ Etudes “Nouvelle physique” renforcées courant et après 2011 Autres nouveaux sujets possibles D Pallin 6/10/2010 14

conclusions ATLAS est une expérience à très vaste potentiel de découvertes • très fortement soutenue par l’IN 2 P 3, • dans laquelle l’équipe du LPC est engagée depuis les débuts (R&D comprises), avec des responsabilités importantes. L’équipe ATLAS a en charge 3 grands systèmes dans le calorimètre Hadronique: Hautes Tensions, Tiroirs, Laser les systèmes sont validés et opérationnels Elle apporte des contributions importantes aux analyses dans plusieurs domaines: - Analyses instrumentales (Tests en faisceau, étalonnages) - Performances du détecteur (reconstruction et étalonnage en énergie des jets) - Physique autour du quark Top => l’exploitation des données de Physique est la priorité du groupe Le LPC est le seul groupe Français sur le TILECAL C’est aussi le plus petit groupe d’ATLAS-France Le nombre de ses permanents ne semble pas suivre une tendance à la hausse => Renforts espérés dans un futur proche, (départ CDD et retraite de permanents) D Pallin 6/10/2010 15

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Average Tile. Cal cell energy as a function of η and phi in collision candidate events at √s = 7 Te. V. Only cells energies above 500 Me. V at the EM scale are considered. Non-diffractive minimum bias Monte Carlo events with the same energy cut are superimposed with the collision candidate events. D Pallin 6/10/2010 17

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Event display of one ttbar event « electron plus jets » candidate. The electron is shown as the orange downward-pointing track associated to the green cluster, and as the green tower in the eta-phi lego plot. The direction of the missing transverse energy is shown as the dotted line in the r-phi view. D Pallin 6/10/2010 19

Le Détecteur ATLAS Calorimètre Hadronique à Tuiles Scintillantes ou TILECAL D Pallin 6/10/2010 20

Calorimètre Hadronique à Tuiles scintillantes Calorimètre à échantillonnage Fer/Scintillateur - Tuiles: Plaques de scintillateur - Fibres optiques WLS groupées en torons Segmentations en = 0, 1 et 3 couches en R - Module Segmentation en = 0, 1 ~ 10000 voies de lecture avec redondance et une grande dynamique (16 bits) avec électronique frontale dans des Tiroirs amovibles Photomultiplicateur Fibre WLS Tiroirs < 1. 7 Tuile Étendu A EBA LB EBC Double lecture Matrice en Fer R Hadrons et Muons Z Central Module (64 Modules/Tonneau) D Pallin 6/10/2010 (> 7 actifs à =0) Étendu B 3 Tonneaux R ~10 m L 21~13 m

LPC: un des principaux promoteurs du Tilecal (via RD 34): Conception et tests Conception, intégration et assemblage de l’électronique frontale et du Laser de monitoring ~10 m Total de 256 Super-Tiroirs L ~13 m (Super-Tiroir= train de 2 Tiroirs) 2500 t + réserves EBA soit près de 10000 canaux de lecture LB EBC Insertion d’un Tiroir à l’aide d’un outil dédié 3 Tonneaux, ayant chacun 64 Modules Assemblage des Tiroirs au LPC Maintenance des Tiroirs au CERN Bagues Plastiques ATLAS en décembre 2005 D Pallin 6/10/2010 22

Composants fournis par 16 Instituts → Démarche Qualité rigoureuse Les Tiroirs Electronique de lecture: “Tiroirs” 1. 5 m long ~ 40 kg Mécanique. Distributeurs HT Blocs PMT Contributions LPC: • Composants Tiroirs et assemblage • Système des Hautes Tensions • Système Laser d’étalonnage Conception Production Installation D Pallin 6/10/2010 et Tests/ "Commissioning" 23