Stato del progetto RPC di Atlas Riunione della CSN1 INFN Roma 6/4/2004 R. Santonico

1. Stato del progetto RPC di AtlasRiunione della CSN1 INFNRoma 6/4/2004R. Santonico

2. Stato del progetto • Il sistema di potenza • Risultati ai test beam X5 e H8 • Programma di integrazione RPC/MDT a BB5 • Proposta di aumento di copertura del rivelatore di trigger nella regione dei piedi del magnete

3. Stato della Produzione Il layout Q prevede: • 930 unità standard • 32 unità con buchi per l’allineamento • 14 unità BOS-S1 • 72 unità BMS-S2 • 24 unità BMS-S3 • 16 unità BMLG • ( 28 unità standard per il raddoppio nei piedi del magnete) • 1088 (+28) unità totali “speciali”

4. Stato della Produzione (27/2/04)

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

6. Stato della Produzione: Volumi di gas al 11.03.2004

7. Stato della Produzione: Pannelli lettura al 11.03.2004 77% 65%

8. Pannelli di supporto Stato della Produzione: al 5.03.2004 100% 80% 69% 60% 40% 48% 20% 0% ALL

9. Sommario della Produzione al 12.03.2004 • 471 [50.6%] unità standard prodotte a LE (+47 di pre-produzione) • 404 [43.4%] spedite a NA per il test • 370 [39.8%] testate a NA (453 test effettuati) • 317 [34.1%] accettate • 216 al CERN (4 a X5/GIF) • 8 a Frascati (cablaggi e integrazione) • 53 [14.3%] sospese (da riparare a NA o LE) 930 standard, 32 con buchi, 126 speciali, 28 raddoppio nei piedi (1116 totali)

10. Camere speciali e Meccanica associata • 12 unità BMSE6 con due buchi di allineamento • 4 unità BMSD1 con cutout • 12 unità BOSB6 con buco • 4 unità BOGA8 con buco • 16 unità BML-G • 14 unità BOS-S1 (nuovo standard BOS-D*) • 72 unità BMS-S2 • 24 unità BMS-S3 • Meccanica di supporto per BML-G e per BMS-S2/S3 • Strutture di trasporto statiche e dinamiche • (standard per BML-G, nuove per BMS-S2/S3)

11. 12 unità BOSB6 con buco

12. S2/S3

13. S2 e S3 localizzate nelle costole del magnete X12

14. componenti interne S2 S3

15. Sommario cosmic rays test stand di Napoli

16. Lecce Cosmic Rays Test Stand preBOS16 preBOS14 BMSE 017-020 preBOS20 preBOS21 Trigger chambers (BOSB) and first BMSE quadruplet in place

17. Cosmic Rays Event Display 20-07-2003

18. Radiografia ad alta statistica (20 ore @ 20 Hz)

19. 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 TriQuint, la fonderia responsabile della produzione dei wafer, ha nel frattempo migliorato la tecnologia (2  3 strati metallici)

20. 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.

21. 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 Roma2 (almeno un canale morto) -4 330 • Sospensione AC test (almeno un canale fuori specifica) -1 200 • Scarto globale AC test Roma2 16.2 % • Schede OK 28 541

22. Totale dies ancora disponibili in Microtel al netto dei Tagli a…d 10 658 • - scarto AC test 16.2% - 1 726 • Schede OK ancora ottenibili con I wafer gia consegnati 8 932 • Schede ottenibili con 4 wafer standard ancora da consegnare 3 258 • Totale schede OK aspettate 40 731 • Totale previsto per Atlas con il lay out attuale 47 015 • Schede mancanti alla fine 6 284

23. 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 BB5 • 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

24. Stato del test a X5 (1) • Livello di invecchiamento raggiunto circa 6 anni Atlas equivalenti, da completare fino a 10 anni (>>> carica integrata 0.3 C/cm2 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-30ottobre 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).

25. X5 (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.

27. Comparison of up and down gas volNov 03 –Jan 04 • Layer nr gas vol up gas vol down Ro Gohm * cm 1 168 410 2 82 340 3 43 230 4 38 270 5 36 180 6 41 240 • Layer nr gas vol up gas vol down Ro Gohm * cm 1 n.a.250 2 71231 3 42166 4 38 186 5 35139 6 55164

29. F- production rate measurement out Gas rack F- readout out Recirculation Target 50%H2O+ 50%TISAB

31. Test ad H8 (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

32. Cluster size vs impact point HV = 9600 V Vthr = 0.9 V BOL gap 1 (Matrix data) The distribution returns the strip pitch.

33. HV scan:Cluster size = 2 Vthr = 0.9 V ...and the percentual of cluster with size 2 increases.

34. H8 (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

35. Integrazione a BB5 (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 BB5. • In corso ai LNF un test completo dell’elettronica di lettura-trigger 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

41. BB5 (2) • Produzione di massa a BB5 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

42. New RPC layout in Feet Sectors Additional chambers in outer plane of BOF/BOG

43. Geometrical Trigger Acceptances LPT Trigger Acceptances in BOF/BOG region, f:[ 283o, 302o]h:[0,1.05] f (deg) ELEVATOR HOLE h h COVERAGE BASELINE = 44.4 % COVERAGE PROPOSAL = 73.2 %

44. Geometrical Trigger Acceptance HPT Trigger Acceptances in BOF/BOG region, f:[ 283o, 302o]h:[0,1.05] f (deg) h h COVERAGE BASELINE = 38.2 % COVERAGE PROPOSAL = 66.9 %

45. Table 1 Number, types and dimensions of the units to be added Table 2 Comparison of the preset and new lay out coverage (in % of the full barrel coverage) present lay out improved lay out gain Feet region 48.4 78.3 30.0 Full barrel 82.6 85.8 3.2

46. Impact on Physic Channels : W ’ mn Acceptance to W’(1TeV) m n (1 HPT Trigger required) as a function of the muon momentum resolution Pythia sample f:[ 0o, 360o ] , h:[ -1.05 , 1.05 ] (Barrel) TYPICAL 3 - 4 % GAIN

47. 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