VERBALE DELLA RIUNIONE DELLA

COMMISSIONE SCIENTIFICA NAZIONALE I

Torino, 8-12 settembre 1997

1. CMS
2. ATLAS

Zumerle illustra lo stato di avanzamento di CMS, con particolare riferimento alle camere a mu e al magnete.

Per il sistema a muoni è in corso di sviluppo e installazione la facility che ai LNL permetterà l'assemblaggio delle camere.

E' stato scelto il punto di lavoro delle camere a drift (Ar:C02=85:15) e ripartito il carico di lavoro nella componente italiana: TO si occuperà degli elettrodi, BO dei profili e PD della strumentazione per l'assemblaggio. Vengono illustrati molti particolari costruttivi delle camere e alcune stime dei tempi di assemblaggio. Per fine '98 si dovrà dimostrare che è possibile costruire i rivelatori nei tempi previsti.

E' tuttavia prevedibile che la preparazione del tooling completo avverrà solo nel '98; si rinuncia quindi a chiedere lo sblocco del s.j. (500 ML) del '97. Questa somma viene richiesta per il '98 da PD e TO.

Per ciò che riguarda l'elettronica, la catena completa è collaudata, il FEE è nel run finale e l'ASIC per il trigger di traccia è in produzione.

Per il magnete, il piano finanziario per l'avvolgimento consta di 4 capitoli:

Il gruppo di GE è entrato a pieno titolo nella gestione del progetto, con posizioni di responsabilità. Il TDR è stato pubblicato ed inviato all'LHCC.

Vengono riepilogati i finanziamenti previsti dall'INFN:

Viene presentata anche una tabella riassuntiva del profilo temporale della spesa CORE fino al 2003.

Inoltre, come già annunciato in precedenza, un gruppo di TO, operante in ZEUS, intende collaborare con la parte di rivelatore a muoni, in particolare per l'integrazione degli RPC nel sistema.

Iaselli presenta lo stato del progetto per gli RPC in CMS.

Gli ultimi due anni hanno visto un intenso R&D sui rivelatori per studiare il comportamento ad alto rate, lo studio di miscele diverse, di differenti gap, la simulazione del segnale, i test di irraggiamento, la caratterizzazione dgli elettrodi.

Parallelamente a ciò è stato sviluppato il FEE e l'ingegnerizzazione meccanica per l'installazione.

Particolare enfasi è posta sulla possibilità di avere superfici degli RPC meglio rifinite che consentono di ridurre al minimo il rumore di fondo e conseguentemente evitare l'uso dell'olio di lino.

La migliore finitura superficiale è ottenuta producendo le lastre di bakelite con presse a bassa rugosità. Vengono mostrati numerosi plot di confronto tra RPC con olio di lino e senza.

La collaborazione si sta orientando verso questa soluzione. In contemporanea si stanno analizzando i risultati ottenuti con i test di irraggiamento.

Anche il nuovo chip di FEE è in fase di test: non tutte le sue caratteristiche di funzionamento sono state capite (quale ad es. una grossa dispersione di offset).

Nel '98 si pensa di completare le analisi ai fasci di test, di ingegnerizzare la camera, di preprodurre il chip finale, e di ottenere una preproduzione di bachelite.

Tonelli presenta lo status report sul tracker.

Viene presentato il sommario delle attività di R&D del '96 e del '97. La più importante acquisizione è quella relativa all'allungamento della vita del rivelatore ottenuta innalzando la tensione di breakdown.

In parallelo il mercato ha visto una sensibile riduzione del costo dei silici single-sided fino a sotto i 15 SF/cm2 dai 40 SF del '95.

Tale scenario permetterebbe una ridiscussione di tutto il layout del tracker di CMS potendo aumentare il numero dei layer.

Viene passato in rassegna il report sul milestone relativo alla prima "ruota" con silici dummy (il 10% erano funzionanti). A Pisa è stata costruita la struttura in fibra di carbonio che alloggia anche il sistema di raffreddamento.

Questo è stato anche un primo test delle capacità dei centri di produzione (PI, BA, PG, PD). Il peso totale della ruota equipaggiata è di soli 12.5 kg! Un qualcosa di simile è stato realizzato (Firenze) per la parte fw, seppure con una struttura meccanica più semplice.

La Collaborazione sta valutando la possibilità di avere un nuovo layout per il tracker, basato su 5-6 piani di silici a raggi più grandi e con una maggiore copertura in z che aumenti la ridondanza della informazione.

Questo nuovo schema comporta però una completa ridiscussione della struttura a ruota: per le dimensioni in z proposte è necessario tornare ad una struttura a simmetria cilindrica "a barrel".

Questa possibile modifica nel layout dell'apparato determina un inevitabile slittamento del TDR che potrebbe essere presentato in aprile.

Bellazzini illustra lo stato della tracciatura con MSGC.

La presentazione è incentrata sui risultati preliminari che vengono dal test ad alta intensità effettuato al PSI.

I risultati sono molto incoraggianti e smentiscono il pessimismo sul funzionamento delle camere che negli ultimi tempi si era diffuso.

Ad alta intensità nessuna camera ha subito danneggiamenti, grazie ad una passivazione attiva che riduce il rischio di scarica sui bordi dei catodi.

Il track finding è molto buono anche ad un rapporto S/N=17.

Anche il test di invecchiamento ha fornito buoni risultati, così come le performances sono uniformi nel tempo e tra le camere.

Si passa poi ad illustrare lo stato dell'industrializzazione.

Una delegazione del CERN ha visitato le industrie europee collegate alla produzione delle MSGC ed ha registrato una buona impressione, relativamente allo stato di avanzamento delle attrezzature: i test di produzione mostrano tempistiche non ancora uguali a quelle di progetto, ma accettabili. Il gruppo intende utilizzare i soldi del 5% per attivare nelle ditte italiane la preserie della produzione.

Punto delicato è rappresentato dall'elettronica, che ancora per molto tempo non sarà quella finale, cosa che impedirà di fare un test significativo in presenza di elevata densità di tracce.

Diemoz presenta il lavoro svolto su Ecal.

Ricordato che la calorimetria em di precisione è indispensabile per coprire la finestra del decadimento H->2 gamma a masse del bosone di poco superiori a 100 GeV, la scelta del PbWO4 è legata alla sua omogeneità, alla scintillazione veloce, alla X0 corta e al raggio di Moliere piccolo, alla possibilità di crescere facilmente numerosi cristalli.

I problemi sono invece connessi alla resa luminosa, alla rad hardness, alla lettura in campo magnetico, alla struttura di sostegno, ai problemi logistici di assemblaggio.

Elemento critico è quello della rad hardness sulla quale il gruppo di RM1 ha concentrato la sua attività, con uno studio sistematico del materiale, della stechiometria, dei fenomeni di annealing e di doping.

In paralleo a questi studi è stata valutata la capacità della fonderia di produrre in modo riproducibile batch di cristalli con caratteristiche simili tra loro.

La strada indicata è quella di un'ottimizzazione della stechiometria e di un doping apposito. I risultati sulla stabilità sono buoni.

L'R&D sull'APD Hamamatsu è concluso, così come è già definito un primo layout di assemblaggio dei moduli del barrel.

Il TDR è in scrittura e verrà presentato a dicembre.

La necessità di contenere il costo del calorimetro suggerisce tuttavia una riduzione del numero di cristalli, ottenibile riducendo di 14 cm il raggio del calorimetro, sacrificando il preshower.

Tutto il progetto rimane invariato e il numero di cristalli si riduce del 30%.

Nel '98 si intende completare lo studio sul rad hard, sviluppare un sistema HV per gli APD, ottimizzare la meccanica e mettere in opera il centro di produzione c/o l'Enea per far partire l'assemblaggio tra circa un anno.

Fabbricatore illustra lo stato di avanzamento del progetto per il magnete.

Nel '97 il gruppo di GE ha continuato gli studi di ingegneria che hanno riguardato il conduttore, la stabilità e l'analisi meccanica.

A partire da una proposta del gruppo di GE è stato rivisto il layout del conduttore, per dare maggiore robustezza alle sollecitazioni meccaniche. Entro metà '98 si dovrebbe completare l'analisi dettagliata di tutto il progetto, per poi passare alla preindustrializzazione utilizzando già nel '98 i fondi 5% anticipati dall'INFN.

La Commissione si congratula con la Collaborazione per lo stato di avanzamento di un progetto così complesso. Tuttavia i referee e alcuni coordinatori fanno rilevare come le variazioni al progetto che hanno rilevanza fisica ed economica vengano comunicate in ritardo e discusse solo con l'LHCC. E' quindi necessario un miglior coordinamento tra Collaborazione e Commissione Nazionale.

I referee Bertolucci, Cervelli, Livan, Rossi, Mazzucato e Merola passano poi a discutere delle richieste finanziarie.

Dettaglio delle assegnazioni '98 (* = sj):

Dopo una breve introduzione di Ciapetti sullo stato di ATLAS, Del Papa riferisce sul progetto per il rivelatore a pixel.

Il rivelatore è costituito da 2500 tessere 2x6 cm2 di spessore estremamente sottile (<350 um, compresa l'elettronica) al Silicio. E' stata fatta una gara per la preproduzione dei wafer che ha portato alla scelta di due ditte fornitrici. Il sistema fornirà 3 punti spaziali a R=4 cm con risoluzioni Rphi=12 um, z=60 um.

L'elettronica di FEE è in sviluppo in due centri (LBL, Bonn+Marsiglia), mentre GE si sta occupando dei controlli del modulo.

Nel '97 terminerà il progetto, per poi passare nel '98 alla versione rad hard.

Il gruppo di GE è coinvolto anche nella meccanica, relativamente al supporto dei moduli e raffreddamento e al supporto del sistema a pixel.Inoltre un nucleo di ricercatori collabora attivamente al sw per il tracker.

Esiste un primo schema di collaborazione per la produzione, nel quale UD collabora al test dei rivelatori sotto punte, l'industria installa l'elettronica, GE connette ai rivelatori un modulo di test e di interfaccia via fibra ottica; a questo punto i rivelatori tornano ad UD dove vengono collaudati con sorgenti e rispediti a GE per essere installati nella struttura meccanica.

Il gruppo di MI, come già annunciato, si sta ritirando dal progetto.

C'è la preoccupazione della Commissione per una possibile dispersione delle competenze e del materiale finanziato in questi anni.

L'attività 5% per il bump bonding è di estremo interesse per il progetto pixel ATLAS, pur essendo formalmente distinto da esso. La Collaborazione si augura che sia possibile far partire immediatamente la collaborazione con l'industria, anticipando i fondi MURST.

Costa illustra lo stato della calorimetria.

Due sono le linee di attività del gruppo di MI: elettrodi in kapton e preamplificatori 0T. La costruzione degli elettrodi è iniziata ed una prima preserie è stata consegnata.

A MI è in corso la preparazione del sistema di test e dei tools per la manipolazione, oltre ad una serie di elementi per i contatti.

Nel '98 verranno equipaggiati gli elettrodi per il mod.0 e partirà la produzione di varie parti dei contatti.

Per l'elettronica di FE sono state interpellate 3 ditte, 2 delle quali presentano offerte vantaggiose rispetto al costo di fabbricazione negli US e hanno la necessaria competenza. E' pronto il capitolato per la preproduzione e per quella finale.

I test effettuati sui circuiti hanno sortito risultati positivi.

Per la calorimetria adronica, il gruppo di PI ha effettuato test sui PM e sulla caratterizzazione delle fibre (la scelta delle opzioni avverrà solo nel '99). Ha inoltre partecipato ed analizzato i risultati raccolti al test beam.

Viene riproposta la richiesta di partecipare alla costruzione meccanica del barrel del calorimetro a tile per un impegno pari ad 1/4 del totale: tale impegno non comporterebbe una ridiscussione del contributo CORE italiano.

Il periodo di costruzione andrebbe dal 1998 al 2002.

La Commissione a tale proposito ricorda che già in passato si era espressa negativamente su questo impegno, sia perché non lo considera strategico, sia per un obiettivo carico sulla sezione di PI derivante da altre importanti attività INFN.

Esposito riferisce sul programma di attività per lo spettrometro a muoni.

Per gli MDT il '97 ha visto proseguire l'R&D sull'assemblaggio, sullo sviluppo dell'elettronica, la partecipazione a test beam e all'analisi dei dati.

Sono stati costruiti due prototipi 1:1 (Calypso e BML) che sono stati tomografati al CERN e risultano entro specifiche. Calypso è ora su test beam e BML è allo stand di allineamento (DATCHA) sotto raggi cosmici.

Il TDR è stato sottomesso e l'LHCC ha raccomandato l'approvazione.

Per il '98 va messo in piedi il sistema di assemblaggio (finanz. nel '97) e di filatura, assieme alla facility di test che permetta di costruire il modulo 0. Si pensa anche di ordinare 1/4 di tutto il materiale necessario alla costruzione.

Per gli RPC nel '97 c'è stata un'ottimizzazione del rivelatore e dell'elettronica di FE. E' stata avviata la caratterizzazione del sistema di gas, del trigger con gli RPC, si è studiato l'invecchiamento. Per la fine del '97 sarà pronto il prototipo -1.

Per il '98 verrà completato lo studio del sistema di gas e del sistema HV compensato per le variazioni di P,T. Anche in questo caso di prevede di costruire un modulo 0 con tutti gli elementi finali del rivelatore.

Acerbi riferisce brevemente sullo stato di B0.

L'attrezzatura per l'avvolgitore è in corso di costruzione ed è necessario che i fondi 5% siano erogati più rapidamente possibile per poter rispettare la consegna per la metà dell'anno prossimo. Viene ricordato che un altro elemento essenziale è il cavo superconduttore. I costi previsti per questi due item erano rispettivamente 3.5 GL e 0.9 GL.

La Commissione si complimenta anche con ATLAS, rilevando che anche in questo caso è necessaria una più stretta collaborazione.

I referee Battiston, Lanceri, Nuzzo, Parodi, Mazzucato e Merola discutono delle proposte di finanziamento:

Totale 3675+3764sj

Dettaglio delle assegnazioni '98 (* = sj):

Fin. agg. e sblocchi sj 1997: