Stato del progetto RPC di Atlas Riunione della

Stato del progetto RPC di Atlas Riunione della CSN 1 INFN Roma 6/4/2004 R. Santonico

• Stato del progetto • Il sistema di potenza • Risultati ai test beam X 5 e H 8 • Programma di integrazione RPC/MDT a BB 5 • Proposta di aumento di copertura del rivelatore di trigger nella regione dei piedi del magnete 6/04/2004 2

Stato della Produzione Il layout Q prevede: • 930 unità standard – 32 unità con buchi per l’allineamento – 14 unità BOS-S 1 – 72 unità BMS-S 2“speciali” – 24 unità BMS-S 3 – 16 unità BMLG – ( 28 unità standard per il raddoppio nei piedi del magnete) – 1088 (+28) unità totali 6/04/2004 3

Stato della Produzione (27/2/04) 6/04/2004 4

Stato della Produzione (5/3/04) 88% 46% 13% 6/04/2004 11% 5

Stato della Produzione: Volumi di gas al 11. 03. 2004 6/04/2004 6

Stato della Produzione: Pannelli lettura al 11. 03. 2004 77% 65% 6/04/2004 7

Stato della Produzione: Pannelli di supporto al 5. 03. 2004 100% 80% 69% 40% 48% 20% 0% 6/04/2004 ALL 8

Sommario della Produzione al 12. 03. 2004 • 471 [50. 6%] • • • 404 370 317 216 8 53 • unità standard prodotte a LE (+47 di pre-produzione) [43. 4%] spedite a NA per il test [39. 8%] testate a NA (453 test effettuati) [34. 1%] accettate al CERN (4 a X 5/GIF) a Frascati (cablaggi e integrazione) [14. 3%] sospese (da riparare a NA o LE) 930 standard, 32 con buchi, 126 speciali, 28 raddoppio nei piedi (1116 totali) 6/04/2004 9

Camere speciali e Meccanica associata • • 12 unità 4 unità 16 unità 14 unità 72 unità 24 unità BMSE 6 con due buchi di allineamento BMSD 1 con cutout BOSB 6 con buco BOGA 8 con buco BML-G BOS-S 1 (nuovo standard BOS-D*) BMS-S 2 BMS-S 3 • Meccanica di supporto per BML-G e per BMS-S 2/S 3 • Strutture di trasporto statiche e dinamiche (standard per BML-G, nuove per BMS-S 2/S 3) 6/04/2004 10

12 unità BOSB 6 con buco 6/04/2004 11

S 2/S 3 6/04/2004 12

S 2 e S 3 localizzate nelle costole del magnete X 12 6/04/2004 13

S 2 6/04/2004 componenti interne S 3 14

Sommario cosmic rays test stand di Napoli 6/04/2004 15

Lecce Cosmic Rays Test Stand pre. BOS 16 pre. BOS 14 BMSE 017 -020 pre. BOS 21 Trigger chambers (BOSB) and first BMSE quadruplet in place 6/04/2004 16

Cosmic Rays Event Display 20 -07 -2003 6/04/2004 17

Radiografia ad alta statistica (20 ore @ 20 Hz) 6/04/2004 18

Stato dell’elettronica di front end degli RPC • Nel mese di gennaio 04 sono stati consegnati da Intel (che ha incorporato Giga vincitrice della gara) 24 wafer che, oltre ad avere uno yeld di fonderia minore del previsto, contengono alcune migliaia di dies danneggiati nella fase di taglio. • Una estrapolazione abbastanza accurata mostra che per arrivare alla fine della produzione avremo bisogno di ordinare ancora circa 6000 Circ Int • L’ordine avrà bisogno di una reingegnerizzazione del circuito perchè Tri. Quint, la fonderia responsabile della produzione dei wafer, ha nel frattempo migliorato la tecnologia (2 3 strati metallici) 6/04/2004 19

Stato dell’elettronica di front end degli RPC 2 • E’ in corso una trattativa con Intel per garantirci le condizioni più vantaggiose per la reingegnerizzazione e per ottenere I wafers ancora necessari in tempo utile per non rallentare il programma di produzione degli RPC • L’offerta sarà disponibile in tempi brevi e certamente prima della prossima riunione del gruppo I. 6/04/2004 20

1. • • • • Wafers consegnati da Intel (mediamente con 1500 dies ) 56 Wafers totalmente o quasi (>80%) danneggiati: 8 Wafers parzialmente danneggiati (circa 60%) 3 Wafer “standard” 45 Totale dies ottenibili dai 45+3 wafers 69 300 Inefficienze di processo a- Yeld di fonderia (DC test Intel) -27. 2% 50 450 b- Perdite medie di taglio (-5. 2% concentrate sul campione Globetronics) 47 877 c- Scarto di manipolazione a Microtel - 1. 5% 47 159 d- Scarto DC test Microtel - 5. 0% 44 729 Dies gia montati su scheda da Microtel al netto tagli a…d 34 071 Scarto AC test su scheda a Roma 2 (almeno un canale morto) -4 330 Sospensione AC test (almeno un canale fuori specifica) -1 200 Scarto globale AC test Roma 2 16. 2 % • Schede OK 6/04/2004 28 541 21

• • Totale dies ancora disponibili in Microtel al netto dei Tagli a…d - scarto AC test 16. 2% Schede OK ancora ottenibili con I wafer gia consegnati Schede ottenibili con 4 wafer standard ancora da consegnare Totale schede OK aspettate Totale previsto per Atlas con il lay out attuale Schede mancanti alla fine 6/04/2004 10 658 - 1 726 8 932 3 258 40 731 47 015 6 284 22

Sistema di potenza e DCS relativo • Realizzato il pannello di distribuzione della bassa tensione sul rivelatore che include anche la tensione relativa al trigger • Realizzato il distributore di alta tensione sul rivelatore • Le soluzioni proposte sono state provate sia ai LNF che a BB 5 • Il sistema discusso coi referee prevede la segmentazione 1: 16 sugli alimentatori sia di bassa che di alta tensione dimezzando il numero di canali di potenza del progetto iniziale • Nel caso della bassa tensione si viola la regola “servizi indipendenti su ciascun layer di rivelatore” • Per il resto degli alimentatori proponiamo uno staging da ridiscutere non prima del 2007 e alla luce dell’esperienza che avremo maturato sul sistema attuale 6/04/2004 23

Stato del test a X 5 (1) • • Livello di invecchiamento raggiunto circa 6 anni Atlas equivalenti, da completare fino a 10 anni (>>> carica integrata 0. 3 C/cm 2 incluso un fattore di sicurezza 5). Monitor di invecchiamento attraverso misure di corrente, rumore ed efficienza misurata con un trigger di raggi cosmici nel periodo di shutdown e con il fascio di muoni nel periodo (10 maggio-30 ottobre 2004) in cui questo è disponibile. Prevista una misura di efficienza alla partenza del fascio ed almeno un’altra alla fine del test di invecchiamento. Il limite di 10 anni ATLAS dovrebbe essere raggiunto nel settembre –ottobre 2004 (risorse della GIF ripartite tra vari utenti). 6/04/2004 24

X 5 (2): gas a ciclo chiuso • • Completare il parallelo test di invecchiamento con gas a ciclo chiuso utilizzando il sistema realizzato in collaborazione col cern. Il sistema, in funzione dalla fine di giugno 2003, alimenta due delle tre camere sotto test (>>4 layer di rivelatore provati a circuito chiuso e due, per confronto, a circuito aperto). Da ottobre 03 la percentuale di gas ricircolato e’ circa il 90% e va portata al 95%. Studiare la funzionalita’ del sistema di ricircolo insieme all’ageing delle camere ricircolate per minimizzare i costi di gas riducendo in modo bilanciato sia il flusso di gas fresco che il costo del filtraggio. 6/04/2004 25

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Comparison of up and down gas vol Nov 03 –Jan 04 • Layer nr 1 2 3 4 5 6 • Layer nr 1 2 3 4 5 6 6/04/2004 gas vol up gas vol down Ro Gohm * cm 168 410 82 340 43 230 38 270 36 180 41 240 gas vol up gas vol down Ro Gohm * cm n. a. 250 71 231 42 166 38 186 35 139 55 164 27

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F- production rate measurement out Gas rack F- readout Recirculation Target 50%H 2 O+ 50%TISAB 6/04/2004 29

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Test ad H 8 (1) • E’ un test di un sistema integrato che include camere di trigger, elettronica di trigger e camere di tracciamento • Nel 2003 si sono provati RPC con cablaggi incompleti, limitati alla zona interessata dal fascio e ancora in fase di ottimizzazione • I risultati sono comunque di grande interesse per verificare il comportamento del rivelatore e dell’elettronica 6/04/2004 31

Cluster size vs impact point BOL gap 1 HV = 9600 V Vthr(Matrix = 0. 9 Vdata) The distribution returns the strip pitch.

HV scan: Cluster size = 2 Vthr = 0. 9 V . . . and the percentual of cluster with size 2 increases. 6/04/2004 33

H 8 (2) • Il test nel 2004 prevede i seguenti elementi di novità: • Nuovo cablaggio degli RPCs realizzato secondo lo schema finale, messo a punto a Frascati, con cui saranno cablate le camere di Atlas • Nuove camere BOL con sbarre di rinforzo simili a quelle finali • Elettronica di trigger e readout completa • Schede finali per la distribuzione di HV, LV e DCS • Sistema finale per i moduli di HV, LV, DCS • Il test richiede la presenza di tutte le competenze della collaborazione 6/04/2004 34

Integrazione a BB 5 (1) • Schema di cablaggio definito a Frascati su una stazione BML-D e provato con le scatole di trigger esistenti • Prima superstazione BML-D (due stazioni RPC con la camera MDT nel mezzo) cablata a BB 5. • In corso ai LNF un test completo dell’elettronica di letturatrigger sulla superstazione tipo BML-D. Questo permetterà di provare il trigger Low Pt • Dettagli sul cablaggio specifico di altri tipi di camere da definire entro Aprile 6/04/2004 35

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BB 5 (2) • Produzione di massa a BB 5 a partire dal 14/4 • L’integrazione, fino a Ottobre, non potrà includere le scatole di trigger che non saranno disponibili prima • Fino a Giugno sarà disponibile un solo set di scatole di trigger che potranno essere usate come “jolly” da rimuovere alla fine di ogni montaggio per usarle nel seguente 6/04/2004 41

New RPC layout in Feet Sectors Additional chambers in outer plane of BOF/BOG 6/04/2004 42

Geometrical Trigger Acceptances : [0, 1. 05] f (deg) LPT Trigger Acceptances in BOF/BOG region, f: [ 283 o, 302 o] OR AT EV LE EL HO COVERAGE BASELINE = 44. 4 % COVERAGE PROPOSAL = 73. 2 % 6/04/2004 43

Geometrical Trigger Acceptance : [0, 1. 05] f (deg) HPT Trigger Acceptances in BOF/BOG region, f: [ 283 o, 302 o] COVERAGE BASELINE = 38. 2 % COVERAGE PROPOSAL = 66. 9 % 6/04/2004 44

Table 1 Number, types and dimensions of the units to be added 8 BOS-A 3900 mm x 1200 mm 8 BOS-C 3900 mm x 960 mm 4 BOS-D* 3900 mm x 840 mm 8 BOS-E 3900 mm x 750 mm Table 2 Comparison of the preset and new lay out coverage (in % of the full barrel coverage) Feet region Full barrel 6/04/2004 present lay out 48. 4 82. 6 improved lay out 78. 3 85. 8 gain 30. 0 3. 2 45

Impact on Physic Channels : W ’ mn Acceptance to W’(1 Te. V) m n (1 HPT Trigger required) as a function of the muon momentum resolution Pythia sample f: [ 0 o, 360 o ] , h: [ -1. 05 , 1. 05 ] (Barrel) TYPICAL 3 - 4 % GAIN 6/04/2004 46

Seconda coordinata • Riteniamo che i benefici più importanti dell’aumento di copertura riguardino la misura della coordinata nel piano “non bending”, che in Atlas è completamente affidata al rivelatore del trigger, e la rigezione del fondo • Le tracce nell’angolo solido da potenziare non possono infatti essere ricostruite nella vista non bending avendo un solo punto misurato • E’ in corso una simulazione accurata sull’argomento 6/04/2004 47