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Leonardo Rossi(INFN Genova ) o n behalf of the ATLAS Collaboration PowerPoint PPT Presentation


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Stato di ATLAS. L’esperimento Prima raccolta dati (12/2009) Funzionamento del rivelatore (  M. Donega ’) Prime misure a 900 GeV Collisioni a 7 TeV. Leonardo Rossi(INFN Genova ) o n behalf of the ATLAS Collaboration IFAE, Roma, 7-9 Aprile 2010. Large Hadron Collider.

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Presentation Transcript


Leonardo rossi infn genova o n behalf of the atlas collaboration

StatodiATLAS

  • L’esperimento

  • Prima raccoltadati (12/2009)

  • Funzionamento del rivelatore ( M. Donega’)

  • Prime misure a 900 GeV

  • Collisioni a 7 TeV

Leonardo Rossi(INFN Genova)

on behalf of the ATLAS Collaboration

IFAE, Roma, 7-9 Aprile 2010

L. Rossi – IFAE2010 - Roma


Leonardo rossi infn genova o n behalf of the atlas collaboration

Large Hadron Collider

  • Proton-proton collider

  • 27 km di circonferenza

  • 4 regioni di interazione

    equipaggiate con esperimenti

    • Alice, ATLAS,

    • CMS, LHCb

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Leonardo rossi infn genova o n behalf of the atlas collaboration

L’esperimento ATLAS

  • A ToroidalLHC ApparatuS: rivelatore multi-purpose disegnato per coprire large range of physics measurements

  • massa ~ 7000 tons

  • alto 25m

  • lungo 46m

  • ~100 millionidicanali(90% nel

  • tracciatore)

η=-ln(tan(Θ/2))

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Leonardo rossi infn genova o n behalf of the atlas collaboration

L’Inner Detector (o tracciatoreinterno)

Immerso in un campo solenoidaledi 2 Tesla misura le traiettoriedelletraccecariche.

L’ID comprende 3 sub-detectors: (resolution)

Pixel : 10/115 μm in Rϕ/z

Silicon strip(SCT):17/580 μm

Transition radiation tracker (TRT):130μm in Rϕ

L’ID copre : |η| < 2.5 (2.0 for TRT) con 3 misure Pixel, 8 SCT and ~30 TRT.

Disegnato per efficienzeditraccia >90% (p) e 99% (m) , misuramomenti con σpT /pT = 0.05% pT ⊕1% e parametridiimpatto (ad alti p) = 10mm

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I calorimetri

  • Misuranoildepositodienergia(quindianchel’eventualesbilanciamento = ETmancante)

  • Cal.elettromagnetico (LAr):

    • misuraprecisa deldepositodienergiadifotoniedelettroni (e adroni(HEC) oltrel’accettanza del Tile)

    • coperturta |η|<4.9

  • Cal. adronico (Tile):

    • misura del depositodienergiadegliadroni

    • copertura |η|<1.7

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Lo spettrometro a m

  • Immerso in un campo magneticotoroidaledi ~ 0.5 T (3x8 toroidisuperconduttori) in aria.

  • Cameredimisuradiprecisioneecameredi trigger

    • MDT (Monitored Drift Tubes)

    • RPC (Resistive Plate Ch.)

    • CDC (Cathode Drift Chambers)

    • TGC (Thin-Gap Chambers)

  • copertura |η|<2.7

barrel

end-cap

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Aspettando le collisioni:stato del rivelatore

99.5%

100%

Il rivelatorefunzionatutto

Dopo lo shut-down diGennaio 2010

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Aspettando le collisioni:m-cosmici per allineare

tracciatore e spettrometrom

  • e per correlare

f(m)

Settori barrel in alto, benirroratidam

f(ID)

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Preparazioneallecollisioni:beam splash e messa in tempo

Evento beam splash nel TRT predisposto per le collisioni (timing entro 2 ns, ToFvisibile)

Timing nelcalor. elettromagnetico a LAr

EMB, LArEm Barrel: 0.8 ns

EMEC, LArEmEndCap: 0.8 ns

HEC, LArHadrEndCap: 1.2 ns

FCAL, Forward calo: 1.1 ns

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Trigger per selezionare le collisioni p-p

Il trigger di ATLAS e’ a 3 livellidiselettivita’ crescente e in gradodigestire 40MHz dicollisioni (registrandone solo 200Hz).

Per il run diDicembre 09 moltopiu’ semplice: basatosu “passaggiodeifasci” (= BPTX) e “particelle in unaregionedell’angolosolido” (=MBTS).

BPTX= beam pick-up elettrostaticosituato a 175m da ATLAS

MBTS= Minimum Bias Trigger Scintillator, montatosull’ECLar a 3.5m dall’IP, copre con 16+16 elementi la regione2.1< |η|< 3.8

BPTX

MBTS

Eventodicollisione p-p a 900 GeV. Glielementi MBTS soprasogliasono in giallobrillante

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La separazionetracollisioni e fondo (disinglofascio) e’ fattasul tempo divolo

MBTS

Lar- EndCap

Out of time: |tA –tC|>7.5 ns

In time:|tA –tC|<7.5 ns

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Strategiadi trigger (esempiosuuno spill)

L2 Inner detector riceve 5% di L1 BPTX e triggera in base al # di space points nell’ID.

Se rapporto tra collision trigger e L2 ID e’ 20 significa che il filtro e’ altamente efficiente.

Iniziodello spill, siregistranocollisioni (MBTS)

Appenac’e’ “Stable Beam” siaccendeil Tracker e sipossonousarealgoritmidifiltro (prescalati) x normalizzazione e studio.

Trigger rate collisioni ~ 10 Hz all’iniziodello spill

Level1 Trigger~ 5kHz con BEAM STABLE, dominatoda L1 BPTX

Output data rate (HLT) ~ 100 Hz costantenel run, dominatoda stream dicalibrazione/monitor/RANDOM trigger

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Luminosita’ integrataraccoltanel 2009

Il trigger MBTS al L1 ha e~85% x le collisioni e contienequalche % difondo non dicollisioni.

La luminosita’ e’ misurata con MBTS, LUCID e LAr

 3 ore 

MassimaLuminosita’ istantanea vista da

ATLAS: ~ 7 x 1026 cm-2 s-1

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La prima misura: charged‐particle multiplicities in pp interactions at √s = 900 GeV

Questa misuravincolaimodellifenomenologicidi soft-QCD ed e’ quindiimportante per la comprensionedeifenomeni ad alto pT al LHC.

Single Diffractive

Double Diffractive

Non Diffractive

Per studiare le collisioniinelastichesideveusare un trigger di minimum bias e misurare la distribuzionedelleparticellecaricheprimarie (t> 0.3 10-10 s).

questedistribuzionisonomisuratenell’intervallo pt > 500 MeV e |η| < 2.5 medianteiltracciatoreinterno.

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Verifica del funzionamento del tracciatoreinterno

Importantemisurarnel’efficienza(di hit/traccia/vertice) e la scaladeimomenti

hits: accordoeccellentedati/simulazione

hits: accordoeccellentedati/simulazione

Il contributomaggioreallamisuradell’efficienzaditracciavienedaglieffetti del materiale.

Si sonousativarimetodi:

a) segmenti Pixel  SCT

b) massa del K0s

tracce

Segmentiricostruitinei Pixel edestrapolatinell’SCT

~ok, disaccordoinclusonelsistematico

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La misuradellamassa del K0s e’ in accordo con la simulazione (e PDG)  la scaladeimomenti e’ capita bene (a questipT)

La massamisurata del K0s e’ sensibileallaquantita’ dimaterialeattraversato (correzione per ildE/dx cambia ilmomento)

Si confrontanodati/simulazione e al variare del materiale (+10% e +20%).

Metodo per orasensibile al volume dei Pixel (soprattutto barrel), siestendera’ a SCT e altih con piu’ statistica

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Strategiadianalisi

  • Si usanotuttiidati a 900 GeVraccolti in condizionidifascio stabile e contrigger, tracciatore esolenoide incondizioni operative.

  • Si misurano le distribuzioniinelastiche “fully inclusive” per evitareognidipendenzadalmodello e facilitareilconfrontoesperimento/modello.

  • Si studianoeventi con

    • Un verticeprimarioricostruitoedalmeno 1 tracciaricostruita con:

      • pT > 500 MeV, |η| < 2.5

      • ≥ 1 hit nei pixel, ≥ 6 hits nel SCT

      • |d0PV| < 1.5 mm, |z0PV|sin(θ) < 1.5 mm

  • Si corregge per glieffetti del trigger e dell’(in)efficienzadivertice & traccia al livellodiciascunaparticella

    • ma non siestrapola al difuori del nostrospazio-fasi.

  • Cio’lascia~326k eventi per questaanalisi

    • Il fondodovuto al fascio e’ stimato(usando bunch che non collidevano) a < 10-4

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Misuradell’efficienzadivertice

  • Il verticeprimarioricostruitodeve

    • contenere ≥ 3 tracce con

      • pT > 150 MeV, |d0BS| < 4 mm

    • L’efficienzadiricostruzionedivertice e’ derivatacompletamentedaidati

      • ~100% per eventi conalmeno 4 tracce

      • Incertezzasistematica < 0.1%

  • Il tagliosu d0 e z0rimuove le traccesecondarie

    • La frazioneditraccesecondarie residue e’ stimataestrapolando la distribuzionediparametridiimpatto

      • 2.20% ± 0.05 (stat) ± 0.11 (syst)delletracceselezionate

Efficienzadivertice

ATLAS Preliminary

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Misuradell’efficienza del trigger

  • Il trigger e’ molto “aperto” e semplice

    • un solo hit in un solo ramo MBTS

  • L’efficienzadi trigger e’ misuratausandoidati

    • con trigger indipendenticherichiedono

      • bunch checollidono in ATLAS

      • almeno 6 hits in Pixel/SCT e unatraccia “loose” con pT > 200 MeV

  • L’efficienzadi trigger vs la selezionedianalisi e’ molto alta

    • iltagliosu d0 e’ fattovs la beam spot (non il PV), non c’e’ taglio z0

  • Non cisono bias osservativs η, pT

  • L’incertezzasistematica e’ molto piccola <0.03%

Efficienzadi trigger

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Risultati: densita’ diparticellecarichevsh e pT

Nch: numerodiparicellecaricheprimarie

Normalizzato al # dieventiselezionatiNev

pT > 500 MeV

|η| < 2.5

Nch ≥ 1

dati ATLAS eccedonoivaloriprevistidaimodelli(tunati in regionidispazio-fasi diverse)

Accordodati/modelli solo per pT<0.7 GeV(idatiarrivano a 15 Gev)

Erroresistematicodominaed e’, a suavolta, dominatodallalimitataconoscenza del materiale

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Risultati: molteplicita’ diparticellecariche e <pT> vsNch

Disaccordo per Nch=1 e Nch>10 ( disegnoopposto)

Crescitadi <pT> al crescerediNchcambiamentodipendenza per Nch>10 (come CDF)

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Confronto con altriesperimenti

Confronto con CMS:

Nchminorediquantomisuratoda ATLAS (ma CMS corregge per l’efficienzadiselezionedellecomponente DD).

Confronto con UA1:

Nch≈20% maggioreche in ATLAS

UA1 ha usato un tigger “double arm” chesopprime le bassemolteplicita’.

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E ora?

  • Dal30/3/2010 @12.58 abbiamoiniziato a misurarecollisioni a 7 TeV

  • Gia’ il primo pomeriggio la statisticaraccolta in condizionedifascio stabile ha ~eguagliatoquelladiDicembre.

Scan diluminosita’ (31/3): fasciofuoridi (30mm(h) e 130mm(v)). Centrando +60% lumi.

LB 184

(12:56 local time) separator collapse

Using estimated 7 TeV minimum bias cross section as input

t(fascio) ~5 ore

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Confronto beam spot a 7 e 0.9 TeV

Horiz. beam width (on line) =370mm

verticale

orizzontale

7 TeV

0.9 TeV

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Leonardo rossi infn genova o n behalf of the atlas collaboration

Conclusioni

  • Il run a 0.9 TeV ha:

    • provatoche ATLAS funzionabene ( Donega’ + PhD posters)

    • portatoalla prima pubblicazionedifisica (arXiv:1003.3124v1)

  • Il run a 7 TeV e’ iniziatobene e, nellungo week-end diPasqua, si e’ gia’ accumulataunaluminosita’ integratadixxx nb-1

  • La prima misurasara’ la ripetizione a 7 TeVdellamisuradimolteplicita’ diparticellecariche (pochesettimane) e poi un vastoprogrammadimisure per “riscoprire” ilmodello standard (e validare ATLAS) e poi….

  • Il run e’ previstodurare ~18 mesi e fornire 1 fb-1diluminosita’ integrata gliesperimentia LHC diventerannocompetitivi con FNAL soprattuttoper ifenomenti ad alto pT(o la produzionedialte masse)

J.Stirling

http://projects.hepforge.org/mstwpdf/plots/plots.html

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