Participacin del CIEMAT

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• Participación del CIEMAT
• en CALICE

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Un nuevo concepto de calorimetría para el ILC
En el ILC muchos procesos de interés ? estados
finales con varios jets
Objetivo? Mejorar la resolución en energía de
los jets un factor 2
Cómo? ? Particle Flow Algorithms
La energía de las partículas cargadas se mide en
el tracker, se aíslan en el calorímetro y se
elimina su contribución de la medida del
calorímetro. Sólo los fotones y hadrones neutros
se miden en el calorímetro.
18/vE
The real challenge
Sólo el 10 se mide con pobre resolución en el
calorímetro hadrónico El principal reto es la
separación de las partículas cargadas de las
neutras La resolución del jet es una combinación
de los detectores y el software de reconstrucción
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Un nuevo concepto de calorimetría para el ILC
Los calorímetros tienen que tener alta capacidad
de tracking La segmentación es más importante
que la resolución en energía
Un nuevo concepto de calorimetría !!!
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La Colaboración CALICE
La colaboración CALICE (CAlorimeter for the
LInear Collider Experiment) está integrada por
mas de 200 personas y 45 institutos de todo el
mundo. Dedicada a ID en calorímetros finamente
segmentados usando las técnicas de PFA para el
ILC. Objetivo? Definir las mejores tecnologías
para los calorímetros del ILC La cooperación
entre múltiples grupos permite un eficiente
reparto de tareas y el uso de infraestructuras
comunes. Similitudes en la electronica de
lectura on-detector para las diferentes
opciones Test beams comunes usando el mismo
DAQ misma electrónica de lectura off-detector,
mismo software de control y timing, formatos
offline comunes
ID en diferentes tecnologías
MAPS Monolothic Active Pixel Sensors, CMOS
technology
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Participación del CIEMAT en CALICE
Miembro de CALICE con representación en el
Steering Board desde principios del 2007
Participación en actividades comunes como el Test
Beam. Pequeña infraestructura de GRID a
disposición de la colaboración. Participación
en el DHCAL
España
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Calice Testbeam
Scint. Strips-Fe TCMT
Si-W ECAL
Scint. Tiles-Fe AHCAL
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Proyecto DHCAL en Europa
Varios grupos europeos implicados
CIEMAT (Centro de Investigaciones Energéticas
Medioambientales y Tecnológicas) IHEP
(Institute of High Energy Physics Protvino).
IPNL (Institut de Physique Nucléaire de
Lyon) LAL (Laboratory de lAccélérateur
Linéaire-Orsay) LLR (Ecole Politechnique
Palaiseau) LAP (Laboratoire dAnnecy de
Physique des Particles)
Objetivo
Diseño y construcción de un prototipo de un
calorímetro hadrónico de 1m3 para ser probado en
un testbeam en los años 2009-2010 junto con los
otros prototipos de ECAL y HCAL.
Características del prototipo Absorbente
40 50 planos de acero inoxidable Medio
Activo Detector gaseoso pads 1x1 cm2 (GRPC o
MICROMEGAS) ? Lectura
Digital
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Calorimetría digital
Un nuevo concepto En lugar de registrar la
energía depositada se cuenta en cuantos, y en
cuales, pads la energía es superior a un cierto
umbral (La opción de usar dos umbrales está
siendo considerada) Ventajas Lectura y
calibraciones más sencillas Se espera mejor
resolución y menos colas Cascadas más
estrechas
Se necesita una alta segmentación
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MICROMEGAS vs GRPC
Las GRPCs son más robustas pero tienen mayor
crosstalk físico porque las avalanchas son más
anchas (1.2mm de gap en GRPC vs 100 micras los
MICROMEGAS)
Gas Ar/i-C4H10 95/5
Se han construído pequeños prototipos de GRPC
(Rusia) y MICROMEGAS (CERN) que están siendo
probados con cósmicos con electrónica
provisional.
Gas TFE/i-C4H10/SF6 93/5/2
1 GRPC en el CIEMAT ? Pendiente de la instalación
de gas para empezar los tests
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Electrónica de lectura
Prototipo tarjeta FE (HARDROC) 8-layer PCB 4
chips HARDROC (top layer) 8X32 pads
(1cm2) ? 256 ch (bottom
layer) Readout 1 FPGA USB
El chip HARDROC tiene un amplio rango dinámico,
necesario para adaptarse a las diferentes
ganancias de ambos detectores La presente
versión tiene una salida analógica y otra digital
(2 umbrales) ? Esto permitirá hacer
estudios comparativos y de optimización del
umbral de discriminación.
En fase de pruebas en Lyon
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Planes para el 2008
1.-Tests de la electrónica HARDROC acoplada a
pequeños detectores en un test beam. El
principal objetivo es el estudio de la
electrónica en condiciones de haz aunque también
podremos probar las prestaciones de los
detectores. 2.- Construcción de prototipos de
GRPC y MICROMEGAS de 1m2 con la electrónica
(HADROC) integrada. Pruebas de los prototipos en
el laboratorio y en el testbeam en FERMILAB
Objetivo Validar la electrónica, el proceso de
fabricación de ambos detectores y sus
prestaciones ? Decidir cual de los dos detectores
es el más adecuado como medio activo del
calorímetro digital
3.- Diseño mecánico de un módulo ILC-like
integrado con el ECAL
Actividad coordinada por el CIEMAT
El CIEMAT participará en las pruebas y análisis
de datos Además dispondrá de un pequeño
prototipo de GRPC y otro de MICROMEGAS para ser
caracterizados en el laboratorio con cósmicos
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Construción y pruebas del prototipo de 1m3
Construcción
Una vez definido el diseño mecánico y el detector
(GRPC o MICROMEGAS) que va a usarse (segunda
mitad del 2008) comenzará a construirse el
prototipo de 1m3.
La construcción de los módulos se hará
probablemente en Rusia o en el CERN
(dependiendo de la tecnología elegida) El
ensamblaje final se hará en Lyon
La construcción mecánica se pretende hacer en el
CIEMAT (aprovechando las infraestructuras de los
talleres generales)
Pruebas
Pruebas en un test beam en Fermilab finales 2009
y durante 2010
El CIEMAT participará en La puesta a
punto del prototipo La toma de datos en
el test beam El análisis de los datos
Simulación de MC Estudios
comparativos con el AHCAL
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Personal y Financiación
Personal
Mary-Cruz Fouz (Dr Física) (IP) Jesús Marín
(Dr Fisica Electrónica) Jesús Puerta
(Dr Física) Enrique Calvo
(Ingeniero Mecánico) Personal técnico
(Mecánico Electrónica)
Financiación
Concedida una acción especial en noviembre de
2007 para comenzar el trabajo
Petición de un proyecto 2009-2011 para la
construcción y tests del prototipo de 1m3
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Backup
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Por qué un prototipo de 1m3?
Para poder comparar los distintos calorímetros
hadrónicos que CALICE propone se necesita
construir prototipos realistas y probarlos en
similares condiciones. Se necesita un prototipo
de tamaño suficiente para - Contener la
cascada hadrónica - Comprobar la viabilidad
de operación de un gran número de canales de
electrónica.
Las simulaciones de las interacciones hadrónicas
tienen importantes incertidumbres