Участие российских институтов в модернизации эксперимента

1. Участие российских институтов в модернизации эксперимента Егорычев В.Ю. ИЯИ РАН БИЯИ СО РАН ИТЭФ ПИЯФ ЦФИ НИЦ КИ февраль 2014

2. Участники и зона ответственности Калориметрическая система Мюонная система PS SPD ИЯИ РАН БИЯИ СО РАН ИТЭФ ПИЯФ ЦФИ НИЦ КИ Lead wall (2 X0)

3. Модернизация LHCb http://cdsweb.cern.ch/record/1443882/files/LHCB-TDR-012.pdf http://cdsweb.cern.ch/record/1333091/files/LHCC-I-018.pdf • замена регистрирующей электроники (FE40 MHz) • модернизация трековой системы • модернизация систем идентификации Идея принадлежит А.Голутвину March, 2011 May, 2012

4. МодернизацияLHCb • Единый програмируемый триггер, работающий с входным потоком 40 MHz и выходным потоком 20 kHz • набор статистики со светимостью в ~ 5-10 разбольше текущей номинальной светимости LHCb→ L ~ 1-2 x 1033 cm-2 s-1 MUON system New Tracker

5. Участие российских групп RU группы глубоко вовлечены в модернизацию трековой системы Традиционное участие в системе идентификации Модернизация VELO : MSU ITEP, IHEP, INR RAS, PNPI, NIC KI CALO: ITEP, IHEP, INR RAS, BINR MUON: PNPI

6. Почему трековая система?

7. Опыт работы с оптическими волокнами Inner module Middle module Outer module Чередующаяся структура 2 mm свинца and 4 mm сцинтиллятора Детектирующий элемент – пластина из сциннилятора Свет транспортируетсяк детектирующему элементу оптическими фибрами

8. Производство модулей SPD • огромный опыт работы с фибрами и сцинтилляционными • пластинами • создана инфраструктура • лаборатория и аппаратура для проверки качества

9. Производство модулей (ECAL) Scint. and Pb plates Opt. fibers Modules

10. Производство модулей (HCAL) Пластины сцинтиллятора расположены параллельно оси пучка

11. Опыт российских групп Группы имеют богатый опыт производства детекторов на основе сцинтилляционных пластин и оптических волокон: В институтах есть инфраструктура Российские группы имеют прекрасные контакты с производителями SiPM ECAL for HERA-B (DESY) and LHCb PRS/SPD for LHCb, EMMA(FL, SiPM), T2K(JP, MPPC Hamamatsu), CMS (CERN, MPPC Hamamatsu) проверяющая аппаратура, инструменты для производства KETEK, Zekotek, FBK, Hamamatsu

12. Участие в Центральной трековой системе Технология такого трекера была развитагруппами – ЦЕРН, ИТЭФ, ИФВЭ, ИЯИ РАН, ЦФИ НИЦ КИ, университетов Aachen и Dortmund (Germany). Необходимо адаптировать к размерам Автоматическое производство PEBS experiment: 9.6 x 86 cm module readout by SiPM 1 channelSiPM 0.25x1.32 mm2 LHCb experiment: 12.8 x 250 cm module readout by MSiPM (128 channels) намоточная машина обрезка перемотка фибров

13. Участие в Центральном трекере Организация единого центра производства в Московском регионе Подготовка технической документации Кооперация институтов: ЦФИ НИЦ КИ, ИТЭФ, ИЯИ РАН для создания перемоточной машины для разработки намоточного станка

14. Новые технологии Участие в кооперации с мировыми научными центрами, возглавляемые ЦЕРНом позволит: • развить новые технологии применения сцинтилляционных дет-в • развить новые технологии создания SiPM • Позитронно-эмиссионная томография (медицина) • детекторы для физики высоких энергий • биология Hamamatsu Co не поставляет в РФмногоканальные SiPM Прекрасные перспективы создания многоканальных SiPM в РФ (KETEK – CERN cooperation)

15. В ПИЯФ изготовлено 660 мюонных камер для станцийМ2R4, M3R4, M4R4 Кроме того, разработана и изготовлена 2000-канальная система высоковольтного питания мюонных камер Фабрика мюонных камер в ПИЯФ Изготовленные в ПИЯФ мюонные камеры на тренировочном стенде в ЦЕРНе Группа ПИЯФ, участвовавшая в монтаже мюонной системы Группа ПИЯФ вместе с итальянскими группами обеспечивает функционирование мюонной системы в эксперименте

16. Участие в мюонной системе В сеансах 2010-2012 гг мюонная система продемонстрировала высокую эффективность и надежность, причем не только при номинальной светимости 2х1032см-2 сек-1, а и при вдвое большей светимости. Программа UPGRADE предусматривает работу LHCb при светимости в десять раз выше номинальной. При такой светимости загрузки оказываются выше допустимых во всех мюонных камерах станции М1, а также в центральных регионах R1 и R2 станций М2, М3 и М4. Что касается станции М1, то в предыдущих сеансах было показано, что параметры мюонного отбора остаются приемлемыми, если вообще не использовать эту станцию. Поэтому эта станция будет демонтирована, а программа модернизации предусматривает увеличение надежности существующих камер и разработку новых камер для R1 и R2. • Программа модернизации мюонных камер • Изготовление запасных камер для регионов R3 и R4 • ПИЯФ должен изготовить камеры для М2,М3 и М4 (При участии Фраскатти). • Разработка новой технологии. Создание производственного участка в ПИЯФ. • Изготовление. Тестирование на протонном канале синхроциклотрона ПИЯФ. • 2. Расширение высоковольтной системы • Дополнительно 2500 каналов высоковольтной системы (ПИЯФ) • 3. Разработка пропорциональных камер повышенной гранулярности • для регионов R2. • Разработка и изготовление в ПИЯФ • Разработка GEM камер для регионов R1 • Разработка и изготовление в Италии. • Тестирование на нейтронных и протонных пучках в ПИЯФ.

17. Временные рамки На текущий момент работы по монтажу оборудования в экспериментальном зале должны начаться с 2018 г

18. Стоимость RRB CERN, 17/04/2013

19. Заключение Документация по модернизации установки LHCb одобрена руководством ЦЕРНа Участие российских групп в модернизации LHCb подтверждено на RRB CERN в апреле 2013 г Прекрасные перспективы развития новых технологий в РФ широкого спектра применения Группы уже задействованы в подготовку детекторов к модернизации Расширение зоны ответственности – не только идентификаторы, но и трековая система