Gruppo di lavoro ILC per Road Map INFN
Scopo del WG - Summary dello stato ILC
Possibile impegno INFN (soldi, FTE)
Tempi
- 15 nov primo status report,
2 dic vista di insieme e numeri,
Febbraio numeri solidi
Marzo rapporto finale (documento)
NB. non e' questo WG che influenzera' l'INFN sulla scelta (che a me pare ovvia);
tuttavia dei buoni argomenti scientifici e una valutazione preliminare dello
sforzo economico che il progetto implica potra' essere utile al management
per programmare le iniziative future a lunga scadenza.
1
Come procedere
Assunzioni: caratteristiche e schedula macchina (GDE);
2 zone di interazione;
partecipazione INFN concentrata su 1 solo rivelatore
Fisica:
motivazioni in correlazione con LHC e MultiTeV (CLIC)
Rivelatori: schema ragionevole/probabile, costi R&D necessari,
tempi, costi e manpower per la costruzione effettiva
FTE INFN - evoluzione temporale a partire da quello che c’è oggi con
ragionevoli vincoli: es. ILC/LHC/SLHC alternativi (?)
BUDGET - correlato a FTE e interessi scientifici, ragionevole
INFN
evoluzione temporale a partire da quello che c'e' oggi
2
Parametri macchina
B. Barish - ICFA Seminar Daegu, Korea
Per chi e’ abituato a LHC
non ci sono grandi richieste
sui rivelatori…
(L = 2 x 1034 cm-2 s-1)
3
The GDE plan and schedule
2005
2006
2007
2008
2009
2010
????????????????
CLIC
B. Barish - ICFA Seminar Daegu, Korea
Global Design Effort
Baseline configuration
Reference Design
Project
LHC
Physics
Technical Design
ILC R&D Program
Expression of Interest to Host
International Mgmt
4
Schedula Macchina e Rivelatori
Fissa la tecnologia
dei sottosistemi e
(2005 end) Acc. Configuration Detector R&D report R&D necessari
Accelerator
Detector
Document
(2006, Feb end)
“Detector outline documents”
(one for each detector concept)
R&D
(2006 end) Acc. Reference
Design Report
Detector CDR (one document)
(~2008) LC site selection
Collaborations form
~Site selection + 1yr
Global lab selects experiments. costruzione
5
Roma, 12 ottobre 2005
Physics : ILC vs LHC
….after Snowmass 2005
Barbara Mele
Sezione di Roma
7
485 pages !
~ 120 authors
started in Spring 2002
...
8
Precision Higgs physics at the ILC
• model-independent observation
• mass
• absolute branching ratios
• total width (mod.indep.)
• spin, CP
• top Yukawa coupling
• self coupling
Garcia-Abia et al
most measurements at the
percent level!
9
10
11
Supersymmetry
Two methods to obtain absolute sparticle masses:
in the continuum:
at the kinematic threshold:
(polarized beams)
Freitas
Martyn
mass precision 0/00 – 0/0
many more observables than just masses:
-
angular distributions, FB-asymmetries
cross sections
LR-asymmetries
ratios of branching ratios
 possibility to determine
SUSY parameters
without many model
assumptions
12
LHC:
Mass determination for 300fb-1 (thus 2014) LHC:
Toy MC from edges, thresholds to masses
Polesello et al: use of χ1 from ILC (high
precision) in LHC analyses improves the
mass determination
D. Zerwas, Snowmass talk
Allanach et al
13
MSSM parameter determination
14
It is there for sure!
Threshold scan provides excellent
mass measurement
Theory (NNLL) controls mt(MS)
to 100 MeV
15
16
Physics Benchmarks for the ILC detectors
17
18
Scelto per l’esercizio
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Reviewing the TESLA-detector costs
Massimo Caccia + Paolo Checchia, Marcello Piccolo
Roma, 10/XI/2005
NB. Revisione critica
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A sketch of the detector, as of Spring 2001….
Strategia: dati i parametri attuali di LDC confrontare due valutazioni indipendenti:
• aggiornare il Tesla TDR
• estrapolare opportunamente il costo di rivelatori costruiti con tecnologie simili
• non e’ semplice ma proviamo a vedere dove porta
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The Vertex Detector
• total sensitive area ~ 0.37 m2
• 6” wafers (177 cm2)
• useful area ~ 120 cm2 (30 large area
dies)
• 30% global yield
Effective area/wafer = 40 cm2
 # wafers ~ 93
• production cost in AMIS 0.35 tech (~
AMS 0.35 OPTO):
• 5 layers (16, 25, 35, 50, 60 mm)
• constant length ( 13 cm, 7o to 25o)
• fixed modularity (18o sectors, 20 modules)
VD ~ 1.5-2.0 MEUR
75 kEUR (10 wafers) + 1.4 kEUR*80
wafers = 187 kEUR
(might be short by a factor 2..)
[original TESLA detector costs: 500-600
kEUR]
• mechanics: 1.2 MEUR
• repeater electronics: 0.3 MEUR
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The Silicon Intermediate tracker & FWD disks
• SIT strips ~1.7 m2
• FTD strips ~ 2.0 m2
• FTD pixels ~ 0.56 m2
• cost of Silicon ~ 50 EUR/cm2
[!!!]
Strips ~ 2.0 MEUR [ATLAS]
 pixels ~ 2.2 MEUR [ATLAS]
• mechanics & auxiliaries ~ 0.5
MEUR
SIT + FTD ~ 4.7 MEUR
[cost of Si to be revised! Possibly Xchecked with ATLAS & CMS]
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Calorimetria
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SiW
0.33 €/canale !!
3 $/cm2
~20 M€ con endcap
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Soluzione ibrida: LCCAL
•45 strati
•25x25x0.3 cm3 Pb
•25x25x0.3 cm3 Scintill. 25, Celle 5x5 cm2
•3 piani
•a 2, 6, 12 X0
< 1/10 dei canali e del SI
rispetto a SIW
•252 0.9x0.9 cm2 Pad di Si
Stima dei costi (M€) alla TDR:
1)
~shashlik (parte scint.)
20
2)
W
8
3)
Si
7
4)
Elettronica F.E. Si (1€ /can)
2
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Tot
37
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The Hadron Calorimeter
Tile & analog
[ cost of photon detectors
to be revised! PM and APD
to be possibly replaced by
SiPM]
RPC & digital
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Molto lavoro da fare
• L’esercizio e’ molto preliminare
• Va sfruttata l’esperienza dei rivelatori LHC, in particolare ATLAS & CMS
• Va valutato il costo degli eventuali R&D
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Conclusioni
• Il lavoro e’avviato
• La valutazione del costo globale nel quadro fissato puo’ essere fatta in
modo ragionevole
• La valutazione del costo di R&D e quanto puo’ ricadere sulla CSN1 nei
prossimi anni (vicini) non e’ semplice dato che nulla e’ certo, in
particolare la scala temporale dell’intero progetto.
• L’interesse INFN (ricercatori che pensano di partecipare) e lo sviluppo
temporale di questo impegno puo’ essere valutato solo con l’aiuto dei
coordinatori di CSN1 (alle brutte assumiamo il numero magico 14%?)
• Ringrazio tutti i colleghi che stanno contribuendo a questo WG in modo
fattivo nonostante i tempi veramente tirannici imposti per questo
processo
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