MEG: stato della attività
e proposte di assegnazione
Patrizia Cenci, Roberto Contri, Paolo Morettini
&
Mauro Morandin
Riunione della CSN1 – Roma, 15 maggio 2007
CSN1
Roma, 15 maggio 2007
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Quadro generale
Nel 2006:
 Intensa attività di costruzione, assemblaggio e test di parti del rivelatore
 A fine 2006 commissioning parziale del rivelatore con fascio in condizioni
sostanzialmente definitive:
• TC longitudinale completo (assenza fibre) e 8/16 DCH.
• Trigger, splitter, elettronica/DAQ (DRS2 invece di DRS3)
Nel 2007:
 Fascio a disposizione per MEG da aprile a dicembre (esclusi luglio e agosto: fascio
destinato ad altro esperimento)
 Inizio presa dati con il rivelatore completo a settembre
 il 4 aprile si à tenuta a Roma una Review INFN di MEG, coordinata da Mauro
Morandin, motivata dalla preoccupazione espressa dal Comitato Scientifico del PSI
dopo la review di febbraio
 Comitato di review INFN: M. Morandin, A. Ceccucci, P. Cenci, R. Contri, P. Morettini
 Evidenziati i punti sollevati nella review nel sommario sullo stato dell’esperimento
 Dettagli nel resoconto scritto da Mauro Morandin, allegato al verbale odierno
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La review INFN - I
Stato generale dell'esperimento
 Buona impressione dello stato dell’esperimento e della attività dei gruppi
italiani, preoccupazione derivanti principalmente dai ritardi accumulati in
alcuni settori;
 presentazioni ben dettagliate (http://meg.pi.infn.it/docs/riunione040407/index.html)
 sotto controllo o in corso di soluzione alcuni aspetti problematici
 evidenziata, per alcuni argomenti, una inadeguata trasmissione di informazioni nel
corso della review al PSI
 non ancora disponibile una rivalutazione delle performance dell'esperimento basata
sui parametri aggiornati del rivelatore e le misure effettuate nel test di fine 2006
 In seguito verranno indicati unicamente i punti critici individuati:
lo stato di avanzamento globale sembra comunque soddisfacente in
vista del goal principale del 2007, ovvero il run con il rivelatore
completo a partire da settembre
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La review INFN - II
Management:
 Difficoltà di assemblaggio del rivelatore per incompatibilità meccanica fra i
vari sotto-rivelatori.
 livello di coordinamento tecnico nell'esperimento non ottimale
 mancano verifiche dello stato di avanzamento dei progetti per garantire che eventuali
modifiche in corso d'opera non rendano inaccettabile la compatibilità fra le varie parti
 il coordinatore tecnico è una figura chiave in molti progetti dell'esperimento, e forse
l'attività di coordinamento dovrebbe essere rafforzata
 Struttura di management non ancora ben stabilita nel campo software/offline
 manca una esplicita catena di responsabilità
 non ancora definite ed assegnate responsabilità importanti relative al software e al
calcolo a livello generale, come:
• coordinamento dell'offline, dello sviluppo del programma di ricostruzione, della gestione
operativa, delle attività di analisi.
 difficoltoso pianificare e gestire le attività, in un periodo di prevedibile lavoro intenso,
e definire milestones condivise, indispensabili al management dell'esperimento per
verificare con continuità lo stato di avanzamento dell'offline
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La review INFN - III
Supporto del laboratorio:
 Sembra ancora limitato rispetto alla rilevanza dell'esperimento
 Vengono forniti contributi eccellenti a livello personale, ma il supporto
generale, e quello tecnico in particolare, non sono adeguati a garantire
all'esperimento di far fronte e risolvere con sollecitudine eventuali problemi
inaspettati.
 Ad esempio: il gruppo INFN avrebbe tratto un notevole beneficio dalla possibilità
di accedere alle macchine dell'Officina Meccanica del Laboratorio per piccole
lavorazioni che invece si è dovuto fare in Italia.
 Sarebbe auspicabile una maggior disponibilità del Laboratorio in questo senso
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Linea di fascio e Magnete
Linea di fascio, bersaglio di produzione dei muoni,
magnete Cobra:
 Beam Commissionig nel 2006:
•
ottimizzazione finale, assemblaggio e integrazione delle varie parti
effettuata con successo in un breve run a dicembre
 Magnete COBRA:
•
•
due quench durante il run di dicembre, probabilmente dovuti a rumore
raccolto dal circuito di rilevazione dei quench;
il fenomeno era già stato riscontrato in passato: intraprese azioni per
ridurre il livello di rumore, tuttavia il problema rimane non compreso.
• sembra risolto il problema del campo residuo, con l’inserimento di
schermi magnetici aggiuntivi
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Le Camere a Deriva
Drift Chamber:
 Attualmente è l’elemento più critico del rivelatore
 Commissioning parziale del rivelatore in dicembre 2006
• metà DCH (8/16, non completamente funzionanti) e TC longitudinale completo
• raccolti comunque dati utili per test di elettronica e trigger e integrazione con TC
• effettuati studi con miscele di gas diverse
 Evidenziati diversi problemi, la cui origine sembra stata compresa ed eliminata:
• perdite di gas (meccanica migliorata per il contenimento del gas)
• scariche (nuovo disegno dei circuiti stampati per gli anodi)
 L’ assenza di software di pattern recognition e ricostruzione di traccia ha reso difficile lo
studio e il debug del rivelatore
 Decisa e in corso la ricostruzione di tutte le camere:
• completata entro maggio, installazione in COBRA prevista a giugno
 Il problema a monte anche in questo caso sembra essere la ridotta manpower sul progetto
• i difetti riscontrati si sarebbero potuti evidenziare e correggere prima, pianificando
opportunamente le procedure di controllo e i test di verifica preliminari
• preoccupazione che il supporto garantito a questo rivelatore non scenda ad un livello tale
da compromettere il continuo ed efficiente funzionamento dell’apparato sperimentale
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Acquisizione Dati
DAQ:
 La dimensione attuale degli eventi limita il flusso dei dati ad una frequenza
di acquisizione di 5 Hz
 Il sistema potrebbe raggiungere i 20 Hz con un tempo morto di ~ 25%
• necessario un fattore 20 di riduzione raggiungibile, in linea di massima, con
sistemi standard di riduzione dati (zero-suppression e compressione dei dati)
• non è stata, tuttavia, mostrata una schedule per l'implementazione delle
modifiche necessarie
 DRS3: versione finale del chip che digitizza la forma d’onda
• non sarà probabilmente disponibile a fine 2007
• per il readout del calorimetro dovranno essere utilizzate delle schede ausiliarie
i cui prototipi sono stati validati e la cui produzione é in corso.

Il sistema di slow control sembra robusto e ben collaudato, ma:
• un solo esperto è in grado di integrare i nuovi dispositivi: questa dipendenza ha
rischi intrinseci che dovranno essere, per quanto possibile, mitigati.
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Simulazione e Offline
Software Offline:
 Simulazione:
• codice completo al 99%,
• da completare l'integrazione con le altre parti del sistema offline
• diversi confronti dei risultati della simulazione mostrano un buon accordo con i dati
acquisiti fino ad ora
• rimane da implementare il mescolamento del fondo ricavato dai dati di fascio
 Software di ricostruzione:
• significativi progressi negli ultimi mesi, ma rimangono ancora parti incomplete
• il nuovo gruppo americano si occuperà del software di ricostruzione delle camere
 Non sono noti i contributi in FTE delle persone dedicate al software offline
• preoccupazione che il numero complessivo di persone sia ancora insufficiente vista la
quantità di lavoro ancora da fare per arrivare ad avere un sistema di ricostruzione
completo e validato, incluse le procedure di allineamento e calibrazione
 Non sono noti i dettagli del sistema di controllo della qualità dei dati raccolti
• dovrà essere particolarmente efficace per identificare con tempestività ogni
deterioramento imprevisto delle prestazioni dei rivelatori durante il periodo di presa dati
 L'aggiornamento del software è regolato dalla definizione di release comuni, ma:
• non esiste ancora un metodo sistematico di verifica della qualità e stabilità dei risultati
 Si sta iniziando ora a impostare il software per l'analisi.
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Il Calorimetro
Calorimetro: abbiamo il criostato!
 la costruzione del criostato, progressivamente ritardata per
problemi di tenuta, era uno degli aspetti più critici
dell’esperimento; ora tutto sembra finalmente risolto:
•
•
Concluso con esito positivo il test in pressione dell’ultimo honeycomb a
Pisa (febbraio)
Completato con successo l’ultimo test criogenico – ciclo di test a freddo
e in pressione – alla Simic (maggio)
• Ora: imballaggio e spedizione, arrivo al PSI entro fine maggio
 l’ integrazione del rivelatore e l’installazione di fototubi,
criogenia, elettronica e software in vista del run di settembre
richiedono una buona organizzazione dei lavori
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Le Calibrazioni
Definite e provate diverse procedure per la calibrazione
e il monitor del funzionamento del calorimetro
→ notevole sforzo dei gruppi italiani nella definizione delle strategie
e nella accurata messa a punto dei metodi di calibrazione del rivelatore
 Fotoni (E≈ 55 MeV) da π 0 prodotti per scambio carica in interazione di π – (fascio in
πE5) su bersaglio di LH2 :
 richiede diversi giorni, va effettata come controllo all’inizio o alla fine del run
 Sorgenti radioattive α puntiformi (Am) su filo nel volume attivo di LXe:
 importante verificarne il funzionamento durante il run , in presenza di fondo sperimentale
 Calibrazione con neutroni: produzione di γ monocromatici di 9 MeV dalla attivazione di
Nickel per cattura di neutroni termici:
 sollevata la questione della necessità di un nuovo generatore di neutroni
 Acceleratore di protoni a 500KV e bersaglio di Litio ottimizzati per la produzione di γ
monocromatici a 17.6 MeV:
 consegna dell’acceleratore a maggio 2007, come previsto
 in corso l’allestimento della area sperimentale (spazi attigui all’area πE5 )
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Timing Counters
Contatori di timing e di trigger
 TC longitudinale (barre+PMT):
 Recenti misure di risposta dei fotomoltiplicatori in funzione della carica integrata
mostrano una perdita graduale di guadagno oltre il valore di 360 C, inizialmente
previsto come limite massimo di funzionamento
•
•
perdita compensabile con l'aumento della tensione di lavoro dei PMT
rimane nei limiti di tollerabilità, anche in presenza di frequenze di singolo
segnale molto superiori al previsto (test su fascio di fine 2006)
 TC trasversale (fibre+APD)
 I contatori trasversali sono in ritardo
• importante verificare che non vi siano problemi di integrazione con le DCH
 Da completare l'integrazione del sistema di calibrazione laser
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Richieste di MEG - I
Richiesto lo sblocco di tutti i finanziamenti s.j.
 Missioni Estere: 86.5 k€ , equivalente al 30% della assegnazione iniziale
 L’esperimento è in fase di completamento, alcune sezioni hanno già impegnato una parte
considerevole del budget e l’attività prevista al PSI è intensa
 Si propone lo sblocco del s.j. secondo la ripartizione indicata da MEG:
• Genova: 16 k€ , Lecce: 8.5 k€, Pavia: 12 k€, Pisa: 50 k€
 Materiale Inventariabile: 8 k€ per il calcolo a Pi, Ge e Pv (24 k€ in totale)
 si tratta, in particolare, di macchine quadriprocessore con disponibilità di 2 TB da allocare
presso i servizi centrali, dedicate a analisi fisica, ricostruzione controllata di piccoli campioni
di eventi significativi
 La richiesta è congrua e si raccomanda la sua approvazione
 Costruzione Apparati: 3 k€ a Ge (RPC commerciale per misura tempi al bersaglio)
 richiesto lo sblocco con cambio di destinazione dei fondi
Richieste alcune nuove assegnazioni:
 Missioni Interne:
 Missioni Estere:
 Materiale di Consumo:
 Costruzione Apparati:
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9k€ (4k€ a Genova, 5k€ a Pisa)
60k€ (10k€ a Pavia, 20k€ a Genova, 30k€ a Pisa)
43k€ (8k€ a Lecce, 5k€ a Pavia, 30k€ a Pisa)
58k€ (10k€ a Genova, 48k€ a Pisa)
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Richieste Aggiuntive e proposte - I
PISA
 Missioni Interne: 5 K€ per terminare la costruzione del criostato
• La motivazione appare corretta, si propone l’assegnazione
 Costruzione Apparati: 48 K€ extra costo per la costruzione del criostato
• E’ la conclusione di una lunga e difficile storia: i rapporti con la ditta sono stati
gestiti direttamente dal Presidente della CSN1
• I referee prendono atto della situazione e raccomandano l’assegnazione.
 Materiale di Consumo: 30K€ per metabolismo di criostato, trigger e
acceleratore
• sostenute forti spese ben documentate, il capitolo è in rosso e necessitano
di infinite piccole cose (cavi, pezzi di alluminio da far lavorare, azoto liquido
per il completamento dei test, profilati di ogni genere, etc)
• si propone di approvare l’assegnazione di 30 k€ con la condizione che
ogni ulteriore richiesta vada considerata a tutti gli effetti un extra costo
 Missioni Estere: 30 K€ per spese per il run e per 2 fte in più
• Richieste parzialmente giustificate sulla base dell’aumento dei FTE
• Si propone l’assegnazione di 20 K€ (4 m.u.)
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Richieste Aggiuntive e proposte - II
GENOVA
 Missioni Interne: richiesti 4 K€ per completare i test alla BTF
• La motivazione appare corretta, si propone l’assegnazione
 Costruzione Apparati: richiesti in totale 13 K€, 3 K€ da s.j. + 10 K€
• 8 K€
per costruzione di bersagli diversi per l’acceleratore, per l’upgrade
della bag N2 e per il completamento del rivelatore APD
• 5 K€ per il distributore della luce a 266 nm dal laser di calibrazione sul
calorimetro
• La richiesta è motivata e se ne propone l’approvazione
 Missioni Estere: 20 K€ per spese per il run e per 1 fte in più
• Richieste parzialmente giustificate sulla base dell’aumento dei FTE
• Si propone l’assegnazione di 10 K€ (2 m.u.)
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Richieste Aggiuntive e proposte - III
LECCE
 Materiale di Consumo: richiesti 8 K€ per la costruzione di un crate ibrido
per TC + splitter (incluso 1 spare completo e 1 pcb spare) non previsto
• La richiesta appare motivata e se ne propone l’approvazione.
PAVIA
 Materiale di Consumo: richiesti 5 K€ per l’elettronica di controllo per
l’ invecchiamento dei PMT:
• La richiesta è motivata ma, in assenza di un documento che chiarisca
il progetto se ne propone l’assegnazione s.j. ad una maggiore definizione
 Missioni Estere: 10K (run)
• La richiesta non è giustificata e non viene sostenuta
OSSERVAZIONE:
le assegnazioni aggiuntive approvate saranno vincolate alla
disponibilità effettiva di fondi nel bilancio della Commissione…
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Milestones 2007 concordate
Data
31/01/2007
31/01/2007
28/02/2007
31/03/2007
31/03/2007
30/06/2007
30/09/2007
30/09/2007
31/12/2007
CSN1
Descrizione
Installazione del calorimetro a LXe
0%
Completamento del commissioning della catena software
di simulazione ed analisi
70%
Risultati analisi dati del run di commissioning 2006
90%
Realizzazione del sistema di introduzione del fascio di
protoni nell’esperimento (calibrazione LXe)
100%
Completamento della calibrazione del calorimetro a LXe 0%
Presa dati stabile dell'esperimento con il rivelatore
completo
Risultati di misure del fondo accidentale
dell'esperimento, globale e suddiviso nei vari rivelatori
Messa in funzione del CW per la calibrazione del
calorimetro elettromagnetico
Primi risultati dell’analisi dei dati
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