participação na experiência ATLAS/LHC

Apresentação em tema: "participação na experiência ATLAS/LHC"— Transcrição da apresentação:

1 participação na experiência ATLAS/LHC
joão carvalho LIP-coimbra jornadas do LIP, consolação, 21 dezembro 2005

2 equipa Uma vasta equipa de várias instituições:
Amélia Maio, José Silva, João Santos, Andre Weman, João Carvalho, Manuel Maneira, António Amorim, Nuno Castro, António Onofre, Agostinho Gomes, Carlos Marques, Filipe Veloso, José Maneira, Patricia Conde, João Pina, João Bastos, João Gentil, Alexandre Moita, Carlos Silva, José Pinhão Elevado número de estudantes Muito trabalho nos últimos (10) anos

3 detector ATLAS

4 actividades (1) Construção do TileCal (calorímetro hadrónico de telhas cintilantes) Envolvimento no desenho, construção e teste de protótipos, e na produção em massa de componentes para os módulos Contribuições principais: teste e aluminização das fibras ópticas cintilantes, perfis para inserção das fibras, teste das telhas cintilantes, desenho e construção do sistema de distribuição do laser para monitorização dos fotomultiplicadores, teste de fotomultiplicadores, tubos de aspirina, etc.

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6 actividades (1) Construção do TileCal (calorímetro hadrónico de telhas cintilantes) Tarefas quase terminadas Calorímetro construído e quase totalmente instalado na área experimental de ATLAS no LHC

7 algumas etapas da construção
Setembro de 2003 Montagem das estruturas laterais de apoio A caverna ainda está quase vazia Novembro de 2003 Uma das bobinas do toróide central a caminho do CERN

8 TileCal em 2003 Teste em feixe para calibração terminou em 2003
Abril 2003 – pré-montagem de um barril extendido à superfície Out 2003 – pré-montagem do barril central à superfície

9 Montagem do Tilecal na caverna
Mar 2004 Fev 2004

10 Out:Nov 2004 Transporte e instalação da primeira bobina do toróide central na caverna

11 TileCal em 2004 Teste em feixe de um conjunto de subdetectores de ATLAS em 2004 10 Dez 2004 Barril central montado na caverna

12 de Janeiro de 2005 até à última bobina do toróide central (Agosto 2005)

13 Novembro 2005 Calorímetros centrais movem-se para a posição final

14 actividades (2) Envelhecimento de fotomultiplicadores, fibras cintilantes, cintiladores e caracterização dos cintiladores É necessário conhecer o envelhecimento das componentes ópticas do detector para estimar a variação da calibração durante os 10 anos de operação do TileCal no ambiente do LHC

15 actividades (3) Sistema de controlo do detector (DCS) TileCal
O sistema de “slow control” do TileCal é responsabilidade do LIP Sistema fundamental para controlar e monitorizar parâmetros, por exemplo a alta e baixa tensão Envolve electrónica e software, como os sensores e interfaces do utilizador, bem como ferramentas de análise Tem de ser integrado no sistema geral de DCS de ATLAS

16 DCS – sistema de controlo do TileCal
Principais sistemas de controlo do TileCal Baixa tensão Alta tensão Arrefecimento Infraestrutura (racks, crates VME) Outros sistemas (calibração) Césio “Minimum bias” Laser Software Utiliza-se o sistema SCADA PVSS II da companhia austríaca ETM, no sistema operativo Windows

17 actividades (4) “Commissioning” do detector
Teste dos módulos em feixe e análise de dados Teste dos módulos instalados na área experimental com muões cósmicos Teste da electrónica, do sistema de aquisição de dados e dos serviços do detector, bem como do software de análise Testes combinados com o calorímetro de argon líquido (electromagnético) para intercalibração

18 Estudos de fotoestatística (2001-2003)
Feixes de muões de 180 GeV a incidirem a θ=±90º Medição célula a célula (45 células/módulo) para cada tamanho de telha (11): = 192 medições/módulo (2x) Mesa de testes +90 -90 Posiciona-se a mesa a -90 ou +90 Estima-se o Npe a partir de parâmetros bem definidos do TileCal, qe = 1.6 x C αe = 1.2 pC/GeV a escala de energia para electrões, G = 105 o ganho típico dos fotomultiplicadores do TileCal

19 Da TDR de ATLAS requereu-se um valor superior a 20 pe/GeV para o TileCal
1.25 separação em Npe dos dois tipos de produtores de poliestireno correlação com resultados do rendimento luminoso (QC) BASF Medição de telhas QC 1.25 PSM Feixe de teste

20 baixa energia : 1-9 GeV Blue : electrons (nHL>10) Red : pions sample (nHL2) nHL: number of high level hits in TRT identificar canais ruidosos no TRT para optimizar a separação e/p

21 resolução (fim de 2004)

22 linearidade  = 0.20  = 0.25 Erec/Ebeam Erec/Ebeam 10 100 Ebeam 10
 = 0.35  = 0.45 Erec/Ebeam Erec/Ebeam 10 100 Ebeam 10 100 Ebeam  = 0.55  = 0.65 Erec/Ebeam Erec/Ebeam 10 100 Ebeam 10 100 Ebeam

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24 teste no UX15 8 superdrawers (módulos LBA/C 13,14, 45, 46)
trigger de coincidências no modo “single tower” ou “back-to-back”

25 Richard Teuscher

26 comparação dados-MC

27 actividades (5) Calibração hadrónica e eficiência de trigger
Desenvolvimento de métodos de calibração da escala de energia hadrónica (fundamental para medidas de precisão) Desenvolvimento de métodos de medida da eficiência de trigger nos dados, em particular para os jactos

28 actividades (6) Investigação e desenvolvimento de fibras cintilantes para o detector de luminosidade de ATLAS Aluminização da superfície lateral de fibras cintilantes de secção quadrada Aproveitamento da experiência adquirida no TileCal

29 actividades (7) Simulação de física
Preparação da análise e simulação de dados para explorar a física dos primeiros dados recolhidos no LHC (tirar partido do esforço desenvolvido) O trabalho neste momento foca a física do quark top e do bosão W, mas outros assuntos serão possíveis Já plenamente integrados nos grupos de trabalho de física de ATLAS (com publicações) Esta é actividade mais importante a partir daqui, a que irá progressivamente concentrar mais recursos

30 determinação da massa do W
Motivação: - restringir massa do Higgs (se ainda não tiver sido encontrado) - verificação do Modelo Padrão Objectivo: - erro na massa do W inferior a: - permite determinar mHiggs com erro inferior a 25% DR são correcções radiativas Que dependem de mtop e mHiggs Erros estatístico e sistemáticos previstos a partir de simulação rápida ATLFast: 2 MeV e 29(17) MeV

31 determinação da massa do W
Espectro de mTW gerado (linha azul) e com a resolução do detector (amarela) Sobre o top amanhã (A. Onofre)...

32 futuro Estar prontos para o dia 1 do LHC (nas próximas jornadas queremos mostrar os primeiros sinais de W e top, senão do Higgs...) Ainda muito para fazer, calendário apertado, mas tudo vai estar pronto a tempo Continuar a apostar fortemente na formação de estudantes

33 conclusões (1) A equipa do LIP está envolvida principalmente no calorímetro hadrónico (TileCal) TileCal quase pronto e instalado na área experimental de ATLAS no LHC (enorme esforço de uma vasta equipa, de várias instituições, ao longo de muitos anos) Ainda muito para fazer, particularmente na simulação e análise de dados, mas já existe importante trabalho desenvolvido

34 conclusões (2) É necessário apostar rapidamente em novos meios computacionais (farms, GRID), na melhoria da conectividade, bem como na formação de recursos humanos nesta área (estratégia nacional) Boa experiência para formação de estudantes (grande variedade de física, no limiar do conhecimento, com dados dentro em breve) agradecimentos: josé maneira, joão gentil, agostinho gomes e carlos marques pelas figuras e texto