RELAZIONE d'ATTIVITA' ESPERIMENTO COMPASS - Anno 1998
CONSIDERAZIONI GENERALI:


 Come gia' il 1997, anche il 1998 e' stato un anno particolarmente
impegnativo
 e importante per l'esperimento COMPASS.
 La definizione puntuale degli impegni di tutti gli istituti partecipanti
 all'esperimento e la stesura definitiva del Memorandum of Understanding (la
 prima versione risale al giugno '97) hanno richiesto lavoro per buona parte
 del 1998. La mancanza di finanziamenti per l'elettronica di lettura per i
 calorimetri elettromagnetici, come pure la ridotta disponibilita' di
bilancio per il sistema di tracciamento, hanno determinato un'ulteriore compressione
 del programma iniziale di fisica, nel senso che nell'anno 2000 COMPASS partira'
 con il fascio di muoni, ed il programma con i fasci adronici iniziera' in
unafase successiva. Questa proposta della collaborazione e' stata accolta
 favorevolmente il 26 maggio dal comitato SPSC del CERN, ed approvata dal
 Research Board il successivo 6 luglio. In parallelo veniva definito il
 contributo del CERN all'esperimento (essenzialmente l'infrastruttura di
sala,i
 magneti spettrometri, una nuova zona pulita dirimpetto alla zona
sperimentale,
 i meccanismi di movimentazione dei magneti e di alcuni rivelatori), e
veniva
 finalizzato il MoU. Il 2 settembre il MoU veniva approvato dal Finance
Review
 Committee, e nei 2 mesi successivi veniva firmato da essenzialmente tutti
gli
 istituti ed Enti di ricerca. Il CD dell'INFN lo firmava il 30 ottobre.
 
 
 ATTIVITA' sul RICH:


 L'impegno costruttivo maggiore dei gruppi italiani e' il RICH1. Nel corso
del
 1998 l'attivita' del gruppo di Trieste, che ha la responsabilita' generale
 del progetto, ha riguardato studi di ottimizzazione delle varie componenti
e
 di compatibilita' con gli altri rivelatori, l'elettronica, le camere a
fotoni
 ed il vessel, mentre quella del gruppo di Torino ha riguardato il sistema
 degli specchi e la relativa struttura di supporto.
 
 VESSEL. Il progetto del vessel del RICH1 si e' rivelato quanto mai
complesso
 e praticamente tutto il 1998 e' stato necessario alla sua finalizzazione e
 per l'esecuzione di tutti i disegni costruttivi. Date le competenze
 estremamente ridotte della struttura dell'officina meccanica della Sezione
di
 Trieste, per questo lavoro siamo stati aiutati moltissimo dal CERN, in
 particolare dalla divisione EST (Engineering Support and Technologies). Il
 progetto e' stato interamente finalizzato e all'inizio di gennaio '99 la
 documentazione e' stata inviata alle ditte partecipanti alla gara.
    E' stato inoltre interamente finalizzato il progetto del sistema di
 purificazione e ricircolo del gas del radiatore (C4F10).
 
 CAMERE A FOTONI. E' proseguita la costruzione delle otto camere
proporzionali
 multifili per rivelare i fotoni Cherenkov. Un esemplare e' stato
completamente
 terminato, mezza camera e' stata equipaggiata con l'elettronica "standard"
 tipo ALICE (utilizzante il chip GASSIPLEX), ed il mese di agosto e' stata
 testata sul fascio t10 alla zona Est del CERN. Sono stati usati due
fotocatodi.
 I risultati ottenuti sono molto buoni, dai dati e' stata stimata una
 efficienza quantica particolarmente buona (~ 25%).
    E' stato inoltre finalizzato il progetto del sistema a gas per le
camere.
    E' stato dato corso alla gara per l'acquisto delle finestre di quarzo.
E'
 stata misurata la trasparenza dei campioni di finestre forniti dalle ditte
 partecipanti alla gara. A novembre e' stato deciso l'appalto, in tempo per
la
 approvazione della Giunta di dicembre.
 
 ELETTRONICA DI LETTURA: Una svolta decisiva al progetto dell'elettronica di
 lettura delle MWPC del RICH si e' avuta con l'ingresso nel gruppo COMPASS-
 Trieste di un gruppo del Laboratorio di Microprocessori dell'INFN e
dell'ICTP,
 diretto da A. Colavita, che si e' assunto la responsabilita' del progetto.
 E' stato proposto alla collaborazione un progetto originale, che presenta
 una grande flessibilita' grazie all'uso massiccio di processatori
dell'ultima
 generazione (DSP). Il progetto e' stato accettato, ed approvato anche dai
 referee di gruppo I, che ne hanno proposto il finanziamento per il 1999,
 proposta accettata dalla Commissione Nazionale a settembre. E' stato
 finalizzato il disegno della board di front-end, ed attualmente la scheda
 prototipo e' in fase di esecuzione.
    In parallelo, in collaborazione con il gruppo di Torino, e' stato
 testato il chip GASSIPLEX modificato per COMPASS. Per testare tutti gli
 integrati e' stato progettato a Torino un sistema semiautomatico di test,
 che attualmente e' in fase avanzata di realizzazione. Il sistema, basato
 su PC e LabView, ha comportato il progetto e la realizzazione di una scheda
 VME che permetta la caratterizzazione di ogni singolo chip. I risultati dei
 test sui primi prototipi di Gassiplex modificato sono stati positivi ed
hanno
 dimostrato la validita' del progetto. Purtroppo hanno pure evidenziato un
 problema di cross-talk tra due canali, per cui e' stata decisa una seconda
 iterazione. La produzione del chip e' tutt'ora in corso.
 
 SPECCHI. Sono stati realizzati alcuni prototipi di specchi con substrati
non
 convenzionali che rispondessero ai requisiti ottici e meccanici (leggerezza
e
 rigidita') richiesti. A seguito di uno studio che si e' avvalso di diverse
 prove di laboratorio, si e' individuata la composizione 'ottimale' del
 substrato e dato inizio alle procedure per l'apertura della gara d'appalto.
 
 STRUTTURA MECCANICA di SUPPORTO degli SPECCHI. La parete sferica di
ancoraggio
 e sostegno degli specchi e' stata progettata e la sua deformabilita' sotto
 carico calcolata con esito soddisfacente. I disegni esecutivi sono stati
 ultimati.
 La 'cornice' per collegare rigidamente tale parete al VESSEL e' stata
 progettata in due diverse versioni, adeguate alle due fasi evolutive del
 progetto del Vessel stesso.
 E' stato anche progettato il giunto fra specchi e parete di sostegno coi
 relativi meccanismi di regolazione spaziale e angolare. Il test di un
 prototipo e' in via di completamento.
 E' stata messa a punto una procedura di fit sferico per utilizzare la
 macchina di misura Galaxy nella determinazione del raggio di curvatura
 dei substrati degli specchi.
 
 ALTRE ATTIVITA' COSTRUTTIVE:
 
 ELETTRONICA DELLE MWPC del SAS (Small Angle Spectrometer). L'attivita'
prevista
 per il 1998 per le MWPC riguardava essenzialmente lo studio
dell'architettura
 generale dell'elettronica di lettura dei segnali delle camere a filo e la
 scelta dell'amplificatore/discriminatore piu' adatto alle nostre camere,
 tenendo conto dei gas utilizzabili.
 L'architettura generale del sistema di lettura delle MWPC, il cui studio
era
 iniziato gia' alla fine del '97, e' stata oggetto di ampie discussioni
 all'interno della collaborazione ed e' stata definita solo nei primi mesi
 di questo anno. E' stata descritta in due rapporti alla Commissione I
 del novembre '97 e luglio '98.
 Lo studio dell'amplificatore/discriminatore ha comportato la costruzione
 di una cameretta prototipo e di diverse schede che montavano i due
possibili
 chip candidati, rispettivamente ASD8, sviluppato alla Universita' della
 Pennsylvania, e MAD4, sviluppato presso la Sezione INFN di Padova.
 Entrambi i chip sono stati ampiamente studiati e comparati sia con test di
 laboratorio sia con test sulla cameretta prototipo.
 Diversi altri piccoli circuiti sono stati progettati e realizzati per lo
 studio di alcuni particolari e l'ottimizzazione di tutti quei parametri
 che concorrono alla buona riuscita della scheda di front-end finale,
 prevista per l'inizio 1999.
 
 
 ATTIVITA' di OFF-LINE:


 Un contributo importante e' stato dato all'attivita' off-line, sia in
termini
 di coordinamento generale (Trieste), sia per quanto riguarda alcuni settori
 specifici, e cioe'
  - realizzazione del CDR (Central Data Recording) e della farm di
calcolatori
    (Trieste)
  - scrittura del programma di ricostruzione (Trieste)
  - sviluppo di algoritmi per il RICH (Trieste)
  - ottimizzazione del LAS (Large Angle Spectrometer) (Trieste)
  - ottimizzazione del SAS (Torino)
 
 CDR e CCF. E' stato progettato (progetto supportato massimamente dalla
divi-
 sione IT del CERN) e costruito un prototipo della COMPASS COMPUTING FARM
(CCF),
 con il quale sono stati effettuati i primi test di trasmissione dati tra la
 sala sperimentale di COMPASS (nella quale e' stato allestito un prototipo
della
 farm on-line, consistente di 4 WS e di 20 PC) e il Centro di Calcolo del
CERN,
 dove e' prevista la scrittura su nastro dei dati sperimentali.
 I est hanno dimostrato che e' possibile eseguire sui dati tutte le
operazioni
 necessarie (scrittura su disco, invio ai PC per test di consistenza e
 trasformazione in formato Objecticity, recupero dai PC e invio ad HPSS)
 con il flusso previsto di 35 MB/sec. Inoltre, i test specifici
 con Objectivity hanno dimostrato che non ci sono problemi a maneggiare
 datebase di 300 GB.
 
 PROGRAMMA di RICOSTRUZIONE.
 Si sta definendo la struttura generale del programma di ricostruzione di
 COMPASS, che dovrebbe essere implementato interamente in C++, con un
 design orientato ad oggetti almeno per la parte generale. Questa
 comprende la lettura degli eventi raw da file sequenziali o database,
 le interfacce per i metodi di decodifica dei dati, per i metodi di
 ricostruzione, e per i tool di analisi, oltre all'accesso ai database di
 geometria, calibrazioni e allineamenti) e alla parte di istogrammazione e
 monitoraggio.
 
 ALGORITMI PER IL RICH
 E' stato messo a punto un programma di simulazione per il RICH.
Un'applicazione
 importante e' stato l'ottimizzazione della posizione delle camere per
rivelare
 i fotoni. Qualche modifica alla struttura meccanica del vessel e' stata
sugge-
 rita dai risultati delle simulazioni.
 E' stato sviluppato il software per la ricerca degli anelli e la
ricostruzione
 dell'angolo di emissione Cerenkov. I test effettuati utilizzando eventi di
 MonteCarlo hanno dato risultati soddisfacenti sia per quanto riguarda la
 risoluzione nell'angolo che per l'efficienza di ricostruzione. Ulteriori
studi
 sull'effetto dovuto alle sovrapposizione di anelli dovuti a particelle
 diverse e sulla struttura dei culster (utilizzando sia i dati del test
 del prototipo che eventi MonteCarlo) sono in corso.
 
 OTTIMIZZAZIONE LAS
 Il LAS e' caratterizzato da un'alta molteplicita' di particelle (se ne
 prevedono circa 15 per evento) e da un campo magnetico altamente
disomogeneo.
 La ricostruzione delle tracce (in particolare delle particelle con momenti
 dell'ordine del GeV/c) e la misura del loro momento con la precisione
 prevista sono tutt'altro che banali. Molto lavoro e' stato fatto, ed e' in
 corso, per la sua ottimizzazione, in termini di numero di rivelatori, loro
 precisione e, soprattutto, loro locazione tenendo conto del materiale e
 dello scattering multiplo che introducono.
 
 OTTIMIZZAZIONE SAS
 E' dedicato allo studio della ottimizzazione della posizione delle camere
 attorno al magnete SM2 mediante l'uso dei programmi di simulazione e
 ricostruzione di Compass.