campana

Stato del rivelatore mu
• Elettronica
• Sistema HV
• Prospettive per l’installazione
• Stato della costruzione delle camere
• Stato dei finanziamenti CORE
• Notizie dalla Collaborazione
CSN1 – P.Campana – 7 luglio 2005
Elettronica (Lai-Sciubba)
(Cagliari)
Le schede sono in test a Roma e domani saranno a LNF per essere montate
sulle camere (M3R3-M5R3-M5R4)
Test del CARIOCA: molto piu’ problematico del previsto
In kind contribution dal Brasile (Rio): per vari problemi tecnici in forte ritardo
L’IBM ha ritirato la licenza all’esportazione verso paesi non autorizzati (Brasile,
Taiwan): di fatto l’opzione Brasile sfuma (aggravio costi, ca. 105 ksf)
Il test dei chip e’ cruciale per poter avviare le procedure di vestizione e test delle
camere con le Faraday cage e con le schede di FEE
In ottobre dovrebbe partire la produzione di massa delle schede Cardiac
(circa 10,000 in 5 mesi)
LAYOUT DELL’ELETTRONICA
AC/DC
CRATES AC/DC
PP
Low Voltage
IB
IB
PP
control
IB
IB
ODE
IB
ODE
IB
ODE
PS
ODE
PS
SB
SB
PS
LV + PP
PS
SB
LV + PP
SB
HV
LV + PP
HV
LV + PP
HVPP
HVPP
HV
AC/DC
AC/DC
control
HV
HVPP
ODE
PS
SB
ODE
HVPP
pareti ottobre/novembre
LV + PP
HV
HVPP
M1
M2
M3
M4
M5
LV + PP
HV
HVPP
ODE
ODE
PS
SB
IB
IB
IB
ODE
IB
ODE
IB
ODE
PS
SB
ODE
PS
IB
SB
PS
LV + PP
PS
SB
LV + PP
SB
HV
LV + PP
HV
LV + PP
HVPP
HV
HVPP
HV
HVPP
racks ottobre
crates + TB novembre
HVPP
PP
cavi & fibre novembre
CARDIAC
LVDS
LOW VOLTAGE
ECS
SB
ch/region
out/C.
regul
board/region
I2C/ch
C./ch
cables/ch
boards/ch
I2Ctot
C./region
cables
reg/board
M1
R1 12
R2 24
R3 48
R4 192
276
M2
R1 12
R2 24
R3 48
R4 192
276
M3
R1 12
R2 24
R3 48
R4 192
276
M4
R1 12
R2 24
R3 48
R4 192
276
M5
R1 12
R2 24
R3 48
R4 192
276
TOT 1380
24
24
12
3
288
576
576
576
2016
14
14
12
3
ODE
0
0
0
0
2x0
12
12
12
12
2x(12+12)
24
12
6
2
288
288
288
384
1248
96
192
192
192
672
4
4
2
1
2
2
2
1
48
96
96
192
432
4
4
2
1
48
96
96
192
432
4
8
8
16
36
168
8
336 8w 4p
576
8
576
8
1656
14
10
12
3
168
240
576
576
1560
48
96
192
192
528
2
2
2
1
2
2
2
1
24
48
96
192
360
2
2
2
1
24
48
96
192
360
4
0
8
12
8
24
16
24
36 2x(15+15)
8
8
8
8
2x16
14
14
12
3
168
8
336 8w 4p
576
8
576
8
1656
14
10
12
3
168
240
576
576
1560
48
96
192
192
528
2
2
2
1
2
2
2
1
24
48
96
192
360
2
2
2
1
24
48
96
192
360
4
0
8
12
8
24
16
24
36 2x(15+15)
8
8
8
8
2x16
12
6
6
3
144
144
288
576
1152
8
8
4
2
12
6
3
1
144
144
144
192
624
48
48
96
192
384
2
1
1
1
2
2
2
1
24
24
48
192
288
2
1
1
1
24
24
48
192
288
2
2
4
16
24
0
12
8
8
2x14
6
4
4
4
2x9
12
6
6
3
144
144
288
576
1152
8
8
4
2
12
6
3
1
144
144
144
192
624
48
48
96
192
384
2
1
1
1
2
2
2
1
24
24
48
192
288
2
1
1
1
24
24
48
192
288
2
2
4
16
24
0
12
8
8
2x14
6
4
4
4
2x9
5616
2496
7632
8
4
4
4
IB
1728
1728 156
12 176
12
148
CRATES
M1
M2
M3
M4
M5
2
2
2
2
2
m.c.m.
x
x
x
x
x
(4 x 2,5V + 2 x 3,3V + 3 x 5V channels =
(3 x 2,5V + 3 x 3,3V + 2 x 5V channels =
(3 x 2,5V + 3 x 3,3V + 2 x 5V channels =
(2 x 2,5V + 2 x 3,3V + 2 x 5V channels =
(2 x 2,5V + 2 x 3,3V + 2 x 5V channels =
4,5 modules + 1 crate)
4,0 modules + 1 crate)
4,0 modules + 1 crate)
3,0 modules + 1 crate)
3,0 modules + 1 crate)
(4 x 2,5V + 3 x 3,3V + 3 x 5V channels = 5 modules)
TOT 10 crates (5 modules each)
LOW VOLTAGE MARATON
M1
M2
M3
M4
M5
2
2
2
2
2
x
x
x
x
x
m.c.m.
1 module  2 x (4,5V @ 50 A)
(144+288+288+288 CARDIAC72A+144A+144A+144A1,0+1,5+1,5+1,5modules + 1 crate)
( 84+168+288+288 CARDIAC42A+ 84A+144A+144A0,5+1,0+1,5+1,5modules + 1 crate)
( 84+168+288+288 CARDIAC42A+ 84A+144A+144A0,5+1,0+1,5+1,5modules + 1 crate)
( 72+ 72+144+288 CARDIAC36A+ 36A+ 72A+144A0,5+0,5+1,0+1,5modules + 1 crate)
( 72+ 72+144+288 CARDIAC36A+ 36A+ 72A+144A0,5+0,5+1,0+1,5modules + 1 crate)
5,5 6 modules
TOT 10 crates (6 modules each)
CABLES(1)
LVDS
cables (8 pairs)
04.21.51.405.2
connectors 3M
09.55.03.316.4
assembling
installation 2hx3pp/raw =48 manweek (2kCHF)
5616 x 10m = 56,2 km x 2,2 CHF =
11232 x 1,05 CHF =
5616 x 18 CHF =
64 k€
82,4 k€
7,9 k€
67,4 k€
157,7 k€ + 64 k€
ECS (I2C)
cables (5 pairs)
04.21.51.
1728 x10m = 17,3 km x 1,6 CHF =
18,5 k€
connectors 3M/RG45 09.55.03.310.0/
1728 x 0,8 + 1728 x 1 CHF =
2,1 k€
assembling
1728 x 14 CHF =
16,1 k€
interDIALOG cables (5 pairs)
5904 x 0,3 m =1,8 km x 1,6 =
1,9 k€ (+ 0,4 k€ IVA)
interDIALOG 3M
5904 x 2 = 11808 x 0,8 CHF =
6,3 k€ (+ 1,3 k€ IVA)
interDIALOG assembling
5904 x 0,5 €
3,0 k€ (+ 0,6 k€ IVA)
ECS (CANbus)
4x10 SB + 2x12 ODE + 10 DCS = 74
cables
74 x 80 m = 4,8 km x 2,2 CHF =
8,7 k€
connectors DP9
74+74 = 148 x 1,0 CHF =
0,1 k€
assembling
74 x 14 CHF =
0,7 k€
installation 2hx2pp/quad+ 1wx2pp/side = 10 manweek = 14 k€
59,7 k€ + 14 k€
LV
cables (2 conductors) 04.08.61.445.1
1728 x 10 m = 17,3 km x 1,7 CHF = 19,6 k€
connectors (Molex)
1728 x 2 = 3456 x 1,4 CHF =
3,2 k€
assembling
1728 x 5,5 CHF =
6,3 k€
Grounding 04.01.31.(040.5/120.6)
braids (120mm2+40mm2)
2,5km x 9,8 CHF + 0,4 km x 20CHF 21,6 k€
connectors
1380 x 1,7 CHF
1,6 k€
assembling
1380 x 2 CHF
1,8 k€
installation 1hx3pp/raw +4hx2pp/wall= 26 manweek = 35 k€
54,1 k€ + 35 k€
CABLES(2)
IB-ODE
176 IB x 8 = 1408 x 10€
14,1 k€ (+2,8 k€ IVA)
16,9 k€
HV
cables (5 conductors) Kerpen
1380x10m+384x0,5m=14,0kmx2,2CHF
20,5 k€
connectors custom
vedi WPC
assembling
1764 x 7,5 CHF =
8,8 k€
installation 2hx2pp/quad+1wx2pp/side = 10 manweek = 14 k€
29,3 k€ + 14 k€
 317,7 k€ + 127 k€ = 444,7 k€
TRG (ODE-L0)
M1 (48 ODE)
FIBRE
[48 x 0,5m ribbon + 4 custom + 48 x 10m ribbon]
[8 x 6MPO-MPO + 1 x 4U]
[6 40m 8ribbon]
[48 x 1MPO-SC + 4 x 4U]
M2-5 (2x 50 ODE)
[2 x (50 x 0,5m ribbon + 4 custom + 50 x 30m ribbon]
[2 x (9 x 6MPO-MPO + 1 x 4U)]
[2 x 7 80m 8ribbon]
[100 x 1MPO-SC + 9 x 4U]
DATA (ODE-TELL1)
M1 (48 ODE = 4 ribbon)
[48 x 0,5m single + 0 custom + 4 x 10m ribbon]
[1 x 6MPO-MPO + 0 x 4U]
[1 40m 8ribbon]
[4 x 1MPO-SC + 1 x 4U]
M2-5 (2x 16+16+9+9 = 2 x 6 ribbon)
[2 x (50 x 0,5m single + 0 custom + 6 x 30m ribbon]
[2 x (1 x 6MPO-MPO + 0 x 4U)]
[2 x 0 80m 8ribbon]
[12 x 1MPO-SC + 1 x 4U]
clock (TTCoc-ODE/PDM)
M1+2xM2-5 (148 ODE + 10 PDM)
[158 x 0,5m single + 0 custom + (48 x 10m single + 2 x 50 x 30m single)]
Elettronica (Frascati)
Transition Boards
per IB
324+56=380 (15% spare)
consegna prime TB testate - giugno
per ODE
consegna prototipi - fine luglio
fine consegna TB testate – settembre
IB
176+34=210  172+38 (22%)
produzione: ready to start (PRR)
fine test delle IB – ottobre
ODE
148+32=180 152+28 (18%)
produzione - da luglio a novembre
test - da novembre a gennaio 2006
LV
1728+272=2000 (16%) componenti
preproduzione – giugno
fine produzione – luglio
Elettronica (Roma1)
Service Boards
156 + 19
test della preproduzione quasi completato
partenza della produzione rimandata a dopo PRR
PDM
12 + 3
prototipo OK
partenza al PRR
TELL1
10 + 2 o 12 + 0 ?
DAQ a 1 MHZ  nuova architettura software (maggior bandwidth)
produzione avviata per quasi tutto
partenza del rimanente a settembre
SPB
7300 +1500
in fase di completamento la produzione degli spares
alcune modifiche in atto per M1R2 (INFN->CERN)
IL SISTEMA DI ALTA TENSIONE - SPECIFICHE
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Max voltage:
+ 3 kV
Voltage resolution:
10 V or better
Current per channel
230 μA at most (on M1R2)
Current resolution:
50 nA or better (to spot bad chambers)
Switch off of the single HV channel (or reduce considerably the HV)
Radiation hardness
(for systems inside the exp. area) 2.3 kRad
Currents in mA per gap
R1
R2
R3
R4
M1
M2
M3
M4
GEMs 0.107 0.028 0.021
0.228 0.078 0.015 0.010
0.169 0.041 0.006 0.005
0.068 0.010 0.004 0.002
M5
0.016
0.009
0.006
0.003
Based on 5 1032 luminosity and safety factors (x2 in M1, x5 in M2-M5)
Best option
Grouping
M1
M2
M3
M4
M5
R1
1
1
1
1
1
R2
1
1
1
1
1
R3
1
1
1
1
1
R4
1
2
2
2
2
3408 HV ch/4944
Minimal option
Grouping
M1
M2
M3
M4
M5
R1
1
1
1
1
1
R2
1
1
1
1
1
R3
1
1
1
1
1
R4
1
4
4
4
4
HV connectors
to allow daisy-chain
2640 HV ch/4944
Jumpers
The available options
The architecture was discussed in the LHCb HV workshop we had in March.
At the moment the rad-tol option is cheaper even for commercial systems
Moreover non-rad-tol option has some intrinsic cost overheads O(100 kCHF): cables+PP
Candidates (rad-tol)
• CAEN Easy with 32 channels modules
• UF CMS Muon End Caps HV with 36 channels modules
Univ. Florida CMS Module
CAEN EASY 3000-A3535 module
Abbiamo sviluppato un connettore HV custom
(“reverso”) che ci permette di ottimizzare gli
spazi, i costi e gli impieghi d’uso (M/F –
pannello/cavo)
Ai due sistemi viene richiesto
• 2 anni di garanzia
• supporto tecnico off-site negli anni a
venire
UF prevede gli spares dall’inizio
UF parteciperebbe come “ditta”.
La soluzione migliore è probabilmente fare una
gara per un sistema da 2640 canali con opzione
per l’acquisto del mancante fino a 3400
Ad oggi, a nostra conoscenza, la differenza di
prezzo e’ notevole.
Procedura e tempi
L’attuale Money Matrix prevede un costo di 410 kCHF suddiviso
fra CERN (235 kCHF) e INFN (175 kCHF)
Per vari motivi (economici) vorremmo attestare la spesa a ca. 350 ksf
Di questi 50 k€ = 75 kCHF sono SJ a Roma2  richiesta sblocco
La gara sarà fatta dal CERN
Le specifiche tecniche sono pronte
E’ necessaria una lettera da parte nostra con
• l’autorizzazione a includere UF nella gara
• l’impegno alla suddivisione dei costi CERN/INFN
I tempi sono stretti: per un ordine a Settembre si può avere il sistema dopo 1 anno
con il 25% a Luglio 2006
Saranno richiesti 2 moduli di preproduzione prima della produzione finale
(montaggio dei connettori custom, regolaggi vari)
Esperienza di CMS-UF
Fabrizio Gasparini (PD), Proj. Leader dei Mu di CMS
In CMS le camere ci sono solo nei Mu e in particolare
• Barrel
camere a drift alimentazione CAEN custom (-2,+2,+4 kV)
• End Caps
camere MWPC PNPI con alimentazione UF/PNPI (+ 3kV)
Il sistema CAEN è nato da un progetto al 5% fatto insieme a Padova (dal ’91).
2-3 anni fa la CAEN ci aveva proposto per LHCb una variante monotensione di tale sistema
che voleva proporre per l’alimentazione delle EC di CMS. La gara poi non è stata fatta
perché UF e PNPI hanno adottato il proprio sistema. La CAEN non ha proseguito lo sviluppo
e per questo motivo non ce l’ha più offerto.
Dice che CMS ha una buona esperienza dell’HV di UF con 200 camere EC già montate
sull’esperimento e alimentate e non ci sono problemi.
Dice che UF è un istituto molto attivo in CMS a tutti i livelli
(e quindi non vi è particolare timore che possa scomparire da un momento all’altro)
Conclusioni (HV)
Vorremmo dalla Commissione una indicazione chiara adesso
Ritardare a settembre comporterebbe un ritardo di circa 3 mesi
Un ritardo di 3 mesi farebbe sì che non avremmo modo di collegare all’HV la prima
metà di camere già installate!
Il punto cruciale è il confronto fra costi (e quindi segmentazione) e assistenza/affidabilita’.
Va tenuto in considerazione la positiva esperienza di CMS sia per quanto riguarda
il sistema che della solidità del gruppo di UF.
A settembre non avremmo ulteriori elementi in mano mentre una decisione positiva adesso
permetterebbe di far partire la gara (che comunque necessiterebbe di una approvazione
semi-formale dall’INFN)
PIANO di PRODUZIONE e di
INSTALLAZIONE delle
CAMERE
M4R4/1
M4R3/1
M2R4/1
M4R4/2
Last M1
produced
M2R4/2
M4R3/2
M5R4/1
M3R4/2
M1
M2-M5 2nd part
M2-M5 1st part
M3R4/1
Installation plans (1) –FEE & FC mounting
The schedule foresees that from 1/2/06 to 25/4/06 we must install:
- INFN : 24x4 M2M3M4M5 R3 12x2 M4M5R2 + 100 M5 R4 ~ 230 chambers
- PNPI : 96x3 M2M3M4 R4 ~ 300 chambers
- CERN : 6x4 M2M3M4M5 R1 + 12x2 M2M3R2 ~ 50 chambers
Taking into account the available time:
PNPI : mount FC+FEE in 5 ch/day
INFN : mount FC+FEE in 3 ch/per day
CERN has to mount FEE (as FC is built in with chamber)
It is feasible if:
- the full startup is really in October;
- 2 lines of dressing are available in Frascati and 3 in PNPI+CERN;
- FC dressing and FEE tests do not show problems
Some 50 FC ready by the end of July
We plan to have in september/october a reasonable amount of FC to start the
dressing at full speed
Installation plans (2) - Muon Chamber Installation at the pit
Sept/05 – preparation of the areas and of the tooling for muon wall mounting
Preparation of the chamber test area
Oct-Nov/05 – Mounting of muon walls at the pit, together with shelves and cableholders (8 walls > 9-10 weeks)
Dec/05-Feb/06 – Cabling and piping
Feb-Apr/06 – Mounting ½ M2 M3 M4 M5 : ~ 580 chambers in 12 weeks (2
teams, 5 ch/day)
Sept-Nov/06 – as previous
Jan-Mar/07 – Mounting M1: walls+cables+pipes+chambers
These dates have uncertainties also due to:
1) cryogenics (end by July 05?)
2) beam pipe (June 06?)
3) LHC sector test (December 06?)
The Teams
Muon walls: Frascati Workshop (3pp)
Chamber (final) tests: 1 team PNPI + 1 team INFN (1 tech+ 1 physicist)
Chamber installation: 1 team PNPI + 1 team INFN + CERN (2 tech.+1 phys.)
5 ch./day/team
Electronics installation: to be defined (starting when?)
General Infrastructure (CERN)
• Order placed
(within budget)
• Some design
modification
• Delivery of 1st
part end of August
• Work on traction
system and nacelles
not finished
• Work on M1 and on
cooling just started
Schedule and Resources:
•
For time being we have to focus on the cryo-side. Tasks for shielding wall
side about 2 month later than indicated for cryo-side below.
• Refurbishing of zone behind M5. Work will be done in collaboration with the
experimental area team in July 2005 Now until 19 August
• General support structure will be mounted by the LHCb experimental area
team in Aug/Sep 2005 (3 weeks)
• Chamber support structure and chamber supports will be installed by
technicians from LNF from October to November 2005 (4 weeks)
• The on detector gas piping will be done using industrial support NovemberDecember 2005
• The on detector cabling will be done through the cabling service at CERN
between December 2005 and January 2006 (8 weeks)
-> We aim at having the preparations (at least on the cryo-side) completed by
end of January 2006 . . .
• LHCb si e’ dato una struttura organizzativa per l’analisi: i Physics Working Groups
Convener: Schneider
• Production and decay modes (Vagnoni, Robbe)
• Flavor tagging (Calvi, Leroy)
• Decay time and mixing (Raven, Hunen)
• CP (Schmelling, Wilkinson)
• Rare decays (Andersen, Golutvin)
• Jets (Bay, Teubert)
Anche nell’ambito di LHCb-Italia ci si sta organizzando per razionalizzare le risorse sul software e
sull’analisi (specie per chi inizia adesso): circa una ventina di giovani
• Il gruppo di Syracuse e’ divenuto membro della Collaborazione
Attivita’ su SW, Velo, Rich – circa 8 FTE – contributo previsto 1.5-2 MSF a spares, computing, upgrades
(per ora certo solo 0.4 MSF, in settembre richiesta a NSF)
Entro 2 anni revisione dello status di membro se finanziamento non adeguato
• Proposta di transizione del readout da 2 vie (L1 1MHz, HLT 40kHz) ad un singolo stream
ad 1 MHz distribuito alla event builder farm (che non cambierebbe il no. di CPU)
Forte semplificazione del sistema, accesso piu’ semplice ai dati, unificazione degli algoritmi
>>> decisione finale in settembre
Stato dei finanziamenti del rivelatore a mu
Costruzioni camere: con i 66 kE richiesti completiamo l’impegno da MM (2170+50 ksf)
>>> anche se con la finalizzazione degli ordini (Faraday C.+catodi+connettore HV)
ci attendiamo di dover attingere alla contingenza che e’ nell’elettronica <<<
Elettronica : rimangono circa 450 ksf nel 2006 (cavi, Tell1, installazioni)
Sistemi : rimangono circa circa 400 ksf nel 2006 (Gas, HV, meccanica M1)
Common fund : comprendiamo le impellenze della CSN1 (prevedere 840 ksf nel 2006)
La situazione non e’ rosea e siamo al limite di tutte le cifre (vd es. test CARIOCA).
Se non ci sono ulteriori sorprese, con un’oculata gestione del CORE e dei consumi
possiamo pensare di avere un rivelatore funzionante nel 2007, senza dover (ri)tornare sul
CORE.
Tutti i gruppi sono coscienti della situazione finanziaria e fanno del loro meglio.