VERBALE DELLA RIUNIONE DELLA

COMMISSIONE SCIENTIFICA NAZIONALE I

Roma, 4-5 dicembre 1997

Presenti:

Presenti a parte della riunione:

E. Acerbi, S.R. Amendolia, R. Battiston, R. Bellazzini, A. Benvenuti, S. Bertolucci, D. Bisello, B. Borgia, P. Capiluppi, R. Castaldi, F. Ceradini, F. Cervelli, G. Ciapetti, G. Costa, M. Curatolo, S. D'Auria, M. Dallavalle, M. Deninno, M. De Palma, C. Del Papa, T. Del Prete, M. Diemoz, C. Dionisi, B. Esposito, P. Fabbricatore, S. Falciano, E. Focardi, F. Gasparini, F. Grancagnolo, G. Iaselli, L. Lanceri, E. Longo, M. Mangano, M. Mazzucato, M. Meschini, F. Navarria, R. Parodi, S. Patricelli, E. Petrolo, G.M. Piacentino, S. Ratti, L. Rossi, L. Santi, R. Santonico, G. Susinno, S. Tazzari, L. Tortora, C. Troncon, E. Valente, G. Valenti, G. Vegni, V. Vercesi, G. Zumerle.

Ordine del giorno:

Giovedì 4 dicembre:

Venerdì 5 dicembre:

Calendario delle riunioni per il '98.

1. Comunicazioni

Il Presidente chiede a Pacciani di informare la Commissione sullo stato delle finanze.

Pacciani ricorda che la finanziaria '98 ha previsto 3150 GL per gli Enti di Ricerca e che tale cifra dovrà essere assegnata dal Ministero dell'Università e della Ricerca all'inizio dell'anno ai singoli Enti. Fino ad ora non si ha nessuna indicazione dei criteri di assegnazione.

Piuttosto problematica è la situazione dei fondi 5% la cui erogazione grava, per ora, sul plafond di cassa dell'INFN per circa 20 GL. La stessa finanziaria prevede comunque un limite di cassa del 95% di quanto speso nel '97. Da notare che l'INFN ha accumulato residui passivi per 375 GL, 60% del quale da pagare nel '98.

In risposta ad alcune domande, Pacciani chiarisce che la situazione degli impegni di pagamento con il CERN si è normalizzata.

Nel corso della seduta del 5, interviene ai lavori il Presidente dell'INFN.

Maiani informa la Commissione che è appena tornato dagli USA dove ha firmato, insieme al DG del CERN, l'accordo economico per la partecipazione degli americani a ATLAS e CMS. La commissione appositamente nominata e la giunta stanno verificando il quadro di impegni che Sezioni e Laboratori stanno assumendo negli esperimenti a LHC.

La scrittura del PQ è giunta quasi a termine: un aspetto particolarmente curato sarà quello delle relazioni dell'INFN con il mondo esterno e con le ricadute delle attività di fisica fondamentale (5%, etc...).

Nel più generale ambito della riforma degli Enti, l'INFN si distingue in positivo per l'attivazione del comitato di valutazione ("Richter"); parallelamente, per la sfera tecnico-amministrativa, il Collegio di Controllo Interno, di recente nomina, dovrebbe analizzare lo stato di efficienza delle unità operative.

Il Presidente si sofferma poi sul problema della scarsa mobilità dei giovani, evidenziato anche dalla rapporto Richter. Si sta pensando ad alcuni correttivi e/o incentivi che permettano ai giovani di avere contratti a tempo determinato fuori dai luoghi ove si sono formati.

Per quanto riguarda la situazione finanziaria non vi sono novità: ci si augura di poter rimanere agganciati alla cifra disponibile nel '97.

2. Approvazione verbali della riunione di Settembre

Viene rimandata alla prossima riunione.

3. S.Tazzari - Relazione sullo stato di avanzamento dell'LHC

Tazzari, in qualità di Chairman del Review Committee di LHC, riferisce sullo stato del progetto.

Vengono riassunti i principali parametri della macchina e viene sottolineato il fatto che rispetto al progetto iniziale vi sono numerose migliorie tecniche.

Il Linac utilizzerà il vecchio complesso del PS che andrà rimodernato e migliorato.

Elemento cruciale del progetto sono i magneti: 8000 in totale (sc) di cui 1232 dipoli da 8.3 T, lunghi 14 m. Il progetto è molto avanzato, anche se fino ad ora non esiste un modello completo e finale di dipolo per LHC. Il primo prototipo finale sarà pronto in aprile '98 in modo da far partire la produzione del cavo a metà anno e dei magneti alla fine del '98.

Il sistema di ramping dei magneti è molto critico, ma è in soddisfacente stato di avanzamento.

Anche lo sforzo per l'adeguamento del sistema criogenico è ben coordinato.

Vi sono ancora problemi da risolvere per lo schermo per la radiazione di sincrotrone (ancora non si è trovato il materiale adatto a bassa emissione).

Per le opere civili, il contratto è stato aggiudicato alla fine del '97: la schedule previe lo smontaggio di LEP a partire dall'ottobre del '00 e la disponibilità delle sale sperimentali di ATLAS nel luglio '02 e di CMS nel luglio del '03. I test di macchina potrebbero iniziare nell'ottobre del '03 per avere le prime collisioni nel luglio '05.

Tutta la macchina costruttiva appare avviata bene, sebbene si potrebbe porre per il CERN nei prossimi anni un problema di manodopera che andrebbe distolta da tutte le altre attività non-LHC.

In risposta ad una domanda, Tazzari conferma che il '00 è l'ultimo anno di presa dati per il LEP se non si vuol ritardare la data di avvio di LHC.

4. G.Zumerle - Panorama situazione di CMS

Zumerle presenta un panorama dello stato di CMS.

Ad oggi CMS conta 32 nazioni, 152 istituti e 1636 ricercatori. Usa, Italia e Russia sono, nell'ordine, le nazioni più rappresentate.

I pezzi di TDR approvati sono il magnete e Hcal. Mu ed Ecal verranno discussi in gennaio, mentre il Tracker dovrebbe andare all'LHCC di maggio.

Computing, trigger e DAQ sono previsti per '99, '00 e '01.

E' in fase di lunga preparazione e discussione il MoU che dovrà contenere, oltre alla definizione delle responsabilità e alla suddivisione dei Common Projects, l'elenco degli istituti e delle agenzie, le quote di partecipazione ("money matrix") e l'elenco dei "deliverables".

Su tale punto c'è una richiesta della giunta del massimo dettaglio possibile (liv.3).

Durante l'approvazione, i costi sono rivisti dal COst REview Committee.

Nel bilancio è prevista una quota di contingenza ed una, all'interno di ogni subdetector, per le emergenze, ossia per far fronte ad aggravi imprevisti di costo. La collaborazione (come pure ATLAS in seguito) presenta un profilo di spesa e c'è la richiesta all'INFN di valutarne la sua accettabilità.

A tale proposito Calvetti sottolinea che l'attuale situazione finanziaria renderà molto difficile nel prossimo periodo esaudire questa richiesta ed invita le collaborazioni a tenere conto di possibili scenari "economicamente difficili".

5. R.Castaldi - Il tracciamento centrale in CMS

Castaldi descrive le caratteristiche generali del tracker di CMS.

Il goal principale del tracker di CMS è quello di fornire la migliore informazione per l'identificazione di mu ed elettroni nelle camere e in ecal.

Alta efficienza ed ottima risoluzione in momento (deltaP/P =0.15P (TeV) +0.5%) permettono di raggiungere i goal di fisica per ciò che riguarda l'identificazione di Z, la riduzione dei fondi e la fisica del B.

Numerose sono le versioni del progetto di tracker. L'ultima (V4), già presentata in settembre, facendo leva sulla diminuzione del costo del silicio e sulla riduzione del raggio di Ecal, aumenta la copertura in piani con silicio complementata dalla presenza di MSGC.

Vengono presentati vari studi sulla simulazione delle tracce fantasma, sugli hit non associati, sull'efficienza di tracciatura, etc...

Viene anche brevemente illustrata la procedura di ottimizzazione tra il numero di piani di silicio e di MSGC. Nella nuova configurazione si hanno 6.2 M canali al silicio e 7 M di MSGC.

6. G.Tonelli - Stato e preparazione costruz. silicio centrale

Tonelli descrive lo stato del progetto del barrel del tracker al silicio.

Il nuovo layout V4 prevede 5 piani ad R tra 21 e 63 cm (1,2,5 doppia faccia, 3, 4 singola). La struttura meccanica di supporto risulta completamente differente da quella utilizzata per la V3, cosa che comporta una nuova ingegnerizzazione della struttura e di tutti i servizi. Infatti la nuova meccanica avrà uno sviluppo a cilindri concentrici, mentre la vecchia era basata su dischi interconnessi.

Vengono descritti anche i test beam effettuati su rivelatori irraggiati che forniscono informazioni sulla stabilità di breakdown pre/post irraggiamento, l'operazione a bassa temperatura, il rapporto S/N vs tensione di bias e T, l'efficienza in funzione di S/N.

Le conclusioni che si trarranno da questi tests porteranno alla definizione del rivelatore, da prendere per la fine del '98.

Nel '98 si pensa di fare un test beam con un sistema quasi completo (detectors irraggiati + AVP6 + link ottico).

Tuttavia questa non sarà l'elettronica definitiva e sarà possibile solo simulare la maggior occupazione in termini di hits del FEE finale.

Per quanto riguarda la produzione, 3000 sono i moduli da realizzare, metà dei quali in Italia: una stima prudente porta a 4 moduli/sett/centro, ossia 3 anni di produzione a PI, BA-CT, PG-PD.

Una parte consistente della produzione (metà?) potrebbe essere realizzata a FNAL.

7. E.Focardi - Stato e preparazione costruz. silicio in avanti

Focardi presenta lo stato di preparazione del tracking in avanti.

Viene illustrato il lavoro e i test effettuati per la preparazione di SiF1, il primo prototipo di modulo della parte in avanti, realizzato a Firenze, con particolare riferimento ai wedge detector con la geometria trapezoidale a passo variabile.

Viene illustrato il comportamento del S/N sotto irraggiamento e le performances del lato "ortogonale" (seconda coordinata) nelle varie configurazioni.

Anche per il forward, la V4 prevede un nuovo layout, con 10 dischi per lato per un totale di 29 m**2 e 2.9 M di canali tra R=22 cm e 60 cm.

Il programma per il '98 è di avere un test su fascio, dopo l'irraggiamento, la caratterizzazione per la seconda lettura con AVP6, il disegno e la realizzazione dei wafers per la milestone per i moduli a doppia faccia, il dimensionamento finale dei wafers nei singoli anelli dei dischi.

Per ciò che riguarda la produzione, nel '99 si prevede di avviarla. In totale i moduli da costruire sono circa 3000, 20% dei quali potrebbe essere equipaggiato a Firenze nel periodo '00-'02.

Anche in questo caso una parte della produzione (1/3?) potrebbe essere realizzata a FNAL. A tale proposito (anche in riferimento alla parte barrel) la Commissione chiede alla Collaborazione di chiarire questo punto nel più breve tempo possibile.

8. D.Bisello - Relazione sull'attività della collaborazione ROSE

Bisello illustra lo stato dell'R&D sul silicio rad-hard.

L'idea del progetto è di inserire imperfezioni e di controllare i difetti del Si per renderlo più resistente alle radiazioni all'LHC.

La radiazione crea danni reticolari e aumento della corrente di perdita.

Vengono illustrati modelli cinetici dei difetti e la dipendenza del danneggiamento in funzione della resistività del substrato, in modo da determinarne quella ottimale.

Una lunga serie di materiali sono stati studiati: il Si epitassiale e quello ossigenato con N sembrano quelli più promettenti. Questo conclude la prima fase del progetto; la seconda fase riguarderà lo studio approfondito dei due materiali sopra citati.

L'Italia ha collaborato con i fasci (Tandem, CT), la caratterizzazione (BA, FI) e le simulazioni (PD) con 55 ML nel '97 e 50 sj nel '98.

ROSE '98 non è stata ancora approvata, ma è certo che lo sarà; l'obiettivo è di realizzare microstrip detector con materiali candidati e continuare la ricerca sui silici più promettenti.

9. R.Bellazzini - Stato e preparazione costruzione MSGC

Bellazzini riferisce sul progetto di tracking con MSGC, relativamente ai risultati dei test beam ad alta intensità, alle capacità di tracking, ai programmi per la produzione.

Al PSI 13 camere per un totale di 2000 strips sono state sottoposte a rates di 100 MHz (circa 200 volte rispetto al CERN).

Viene riproposto lo schema costruttivo delle MSGC di CMS con la passivazione dei bordi dei catodi. Viene presentata una estensiva analisi del comportamento dei rivelatori che è stato, anche in queste condizioni estreme, soddisfacente.

Le strips morte sono 4, mentre non vi sono stati problemi di comportamento nei rivelatori anche a fluenze elevate. Estrapolando i risultati del PSI si può pensare che le MSGC alla fine di LHC possano avere il 4% di strip inefficaci.

Il substrato di Pestov si è dimostrato comunque migliore rispetto al DLC.

Con i rivelatori a disposizione è in corso uno studio del tracking, malgrado i risultati siano peggiorati dallo scattering multiplo.

Si passa poi a discutere dei programmi per la produzione di massa.

I moduli da costruire sono circa 4000, di cui 2000 doppia faccia, tutti da collaudare a Pisa dove verranno installate due linee di test per poter raggiungere il ritmo di test di 5 moduli/gg.

Viene illustrato lo stato di avanzamento del trasferimento di know how all'industria con particolare riferimento ai criteri di test e accettanza, che possono influire sul costo finale dei moduli.

I milestones per il '98 sono rappresentati dallo studio delle performances dei moduli 2D, l'ingegnerizzazione delle procedure di costruzione, test dei rivelatori con la migliore approssimazione possibile dell'elettronica finale.

La commissione ritiene che vada fatto al più presto un test su di un numero esteso di camere in condizioni di alta fluenza e che venga determinato con l'industria il costo finale dei moduli.

10. R.Castaldi - Descrizione del progetto per l'elettronica di lettura dei Silici e delle MSGC

Castaldi descrive lo stato dell'elettronica per silici e MSGC.

Viene illustrato lo schema di lettura che è costituito, concettualmente, da un modulo di FE, da un trasmettitore ottico e da un driver di FE.

Moduli di controllo e di clock gestiscono il timing di acquisizione. Ogni canale è letto da una pipeline analogica profonda 2 us che viene acquisita in un buffer se esiste un trigger liv. I positivo.

Un link analogico-ottico trasferisce l'informazione fuori dal rivelatore (commerciale, non rad hard).

Il chip di lettura base è l'AVP6 che ha un neq di 510+41e/pF e che attualmente è sviluppato in due versioni (Harris e Dmill) più una per le MSGC.

Il progetto è in schedule e la produzione partirà nel '98.

Vengono poi illustrate alcune delle proprietà del modulo di FE (guadagno, cross talk, uniformità nei piedistalli, linearità, etc...).

11. M.Diemoz - Stato della preparazione del calorimetro elettromagnetico

Diemoz illustra il progetto CMS-ECAL.

Il TDR sarà consegnato al comitato LHC prima delle vacanze di natale. Vengono illustrati i principali parametri del disegno di ECAL, e la struttura meccanica che sosterrà i cristalli (progettata da RMI).

Vengono poi illustrati i criteri che hanno portato alla scelta del PBWO4 (omogeneità, velocità, X0 corta, Rm piccola, facilità di crescita, alta produttività), le sue proprietà.

Ampio spazio è dedicato al danno da radiazione e all'R&D che il gruppo di RM 1 ha svolto, teso soprattutto a comprendere i meccanismi e i metodi di miglioramento. Ciò è ottenuto tramite annealing in atmosfera modificata o con drogaggi controllati.

Molta importanza è annessa alla riproducibilità nelle condizioni di crescita, in modo da avere la massima uniformità. Sono mostrati dei dati che fanno vedere (anche se con limitata statistica) un continuo miglioramento tra il '95 e il '97 sia nella soglia di luce, che nella trasmissione, che nel decay time.

L'accettanza di produzione è per ora del 65%.

Per ciò che riguarda la lettura della poca luce che esce dal PbWO4 (100 fotoni/MeV) è stato scelto l'APD. Le richieste che si fanno su questo rivelatore sono l'insensibilità al campo magn., la rad hardness, la velocità e un'alta efficienza quantica.

Per la resistenza alla radiazione viene presentato un dettagliato studio sulle possibilità di miglioramento, ottenibile con una passivazione. Per combattere l'inevitabile aumento di corrente oscura si pensa a cicli termici sul rivelatore che riportino a valori di rumore accettabili. Tuttavia rimangono elementi

Come già nel caso del tracker, viene descritto lo schema a blocchi del readout di ECAL con un modulo di FE preamplificante e un driver ottico che convogli i dati ad un sistema VME di livello superiore. Parte di questo sistema "light to light" è stato collaudato nel '97, con ottimi risultati.

In risposta ad una domanda Borgia precisa che la ditta russa che produrrà la metà degli 82,000 cristalli si sta attrezzando con il numero necessario di forni e che è a buon punto la messa in opera del centro regionale alla Casaccia (ENEA).

12. F.Gasparini - Sistema di rivelazione dei mu in CMS

Gasparini presenta lo status report su camere a mu e RPC di CMS.

Viene ricordato il layout delle camere, gli elementi essenziali della struttura di supporto meccanico, e alcuni dei risultati dei test effettuati sul primo prototipo full scale di modulo, realizzato quest'estate.

I test hanno riguardato l'efficienza nella cella di drift (100% @ x>.5 cm dall'inizio del filo), la risoluzione temporale (3.6 ns), il background (3% @ 1 Mhz/m**2) e la risoluzione (invariata) in condizioni di alto rate.

Successivamente viene presentato il piano di installazione delle camere nell'esperimento che prevede nel '99 l'inizio della produzione e nel '01 l'inizio dell'installazione al CERN.

Il periodo previsto di produzione è di 4.5 anni in 7 linee di produzione nei 3 centri regionali (Aachen, Madrid, LNL).

Viene illustrato ciò che è stato fatto in Italia e il piano di lavoro per il '98 che riguarda essenzialmente l'ingegnerizzazione dei macchinari che sono stati usati per il prototipo full scale.

Per ciò che riguarda gli RPC, nel barrel sono previste 6 piani a doppia gap per un totale di 360 stazioni (2500 m**2 di rivelatori). Il '96 e il '97 hanno visto una forte accelerazione dell'R&D, che ha portato a numerose innovazioni, prima fra tutte, l'abbandono della finitura delle superfici con olio di lino.

Vengono presentati i vari macchinari necessari alle fasi della produzione.

Nel '98 si costruirà un prototipo di stazione, vi sarà un secondo run di fonderia per il chip di FE, test di irraggiamento e lo sviluppo di attrezzature per il controllo della produzione.

La produzione finale inizierà a metà '99, concludendosi a metà '02, con il trasferimento delle stazioni a Bari per l'installazione del FE e il test finale.

Per l'elettronica, è necessaria la costruzione di 4000 schede (da 24ch/una) per equipaggiare gli 80k ch. Il piano temporale prevede nel '98 test su prototipi, per andare all'inizio del '99 ad una preproduzione e nel '00 la produzione finale di chip e schede.

Anche il trigger ha in corso di sviluppo un chip ("sorter") che sarà consegnato in gennaio '98, per essere collaudato sui telescopi di contatori nel corso del '98.

A conclusione, Iaselli informa la commissione che i gruppi coreani hanno mostrato interesse per la realizzazione del forward a RPC, oltre a fornire HV+servizi per il barrel. Potrebbe essere anche attivata una linea di produzione in Corea. Se ciò non avvenisse, il produttore italiano sarebbe in grado di fornire anche gli RPC per il forward.

13. L.Rossi - Stato dei progetti 5%

Rossi, in sostituzione di Bellini, illustra brevemente lo stato dei progetti 5% INFN-Industria-Ministero della Ricerca.

14. P.Fabbricatore - Il magnete di CMS

Fabbricatore riferisce sui lavori per il solenoide di CMS.

Il magnete di CMS presenta caratteristiche di sollecitazione della struttura ben al di là di quelle fino ad ora presenti nei magneti costruiti. Ciò ha implicato un iter particolarmente complicato per la scelta del conduttore, che doveva assumere caratteristiche esso stesso strutturali.

In tal modo il solenoide è autosupportato, è avvolto in 4 strati, il cilindro esterno è realizzato con nastro di alluminio.

Lo stato del progetto è così riassumibile: nell'ottobre del '96 è stato preparato il Preliminary Design Report e nel giugno '97 il TDR; nel luglio '97 è stato redatto il programma di preindustrializzazione. L'INFN ha spinto per modificare la struttura da monolitica in una a più moduli, più tradizionale ma più sicura. A fine dicembre verrà presa la decisione definitiva.

Vengono presentate le milestones, così come indicate dall'LHCC:

- prova di avvolgimento (set.'98);

- specifiche per avvolgitore (dic.'98);

- avvolgimento prima sezione (dic.'01);

- test al CERN sul coil (oct.'03).

Tali tappe prevedono la preindustrializzazione completata nel '98, l'avvolgitrice nel '99, il modello nel '00, l'avvolgimento nel '02.

15. E.Acerbi - Il magnete di ATLAS

Acerbi completa la rassegna dello stato dei magneti per LHC, descrivendo lo stato del magnete B0/ATLAS.

L'iter ministeriale del 5% è completato e le convenzioni con le ditte sono in firma. L'R&D è terminato e i prototipi sono in fase di test. Nel contempo vanno completandosi le specifiche per il superconduttore, le bobine e il criostato.

L'E-Metalli sta estrudendo il cavo e si stanno costruendo le attrezzature per l'avvolgimento e l'impregnazione. Sono in corso le prove di qualificazione delle saldature. Si stanno progettando alcuni dettagli costruttivi finali.

La collaborazione ATLAS riconoscerà per la costruzione di B0 e delle attrezzature le seguenti cifre:

- impegno di ingegneria 0.5 MSF;

- costruzione B0 2.5 MSF;

- attrezzature 3.5 MSF;

- tirante e criostato 0.2 MSF.

Dal canto suo l'INFN si impegna a fornire in kind il 25% del totale del superconduttore e 8 bobine del barrel toroid.

Tutto ciò rappresenta il 90% della quota di Common Funds a carico dell'Italia.

Si ricorda che il progetto 5% prevede uno stanziamento di 8035 ML (1550 a carico INFN).

16. F.Cervelli, S.Bertolucci, M.Livan - Commenti dei referee di CMS

Muon Chambers: Il progetto è considerato maturo. Nel corso del '98 ci si attende la definizione conclusiva della distribuzione HV all'interno della camera. L'obiettivo principale per il '98 è individuato nella realizzazione completa delle 3 linee di produzione. A questo proposito il gruppo I sollecita la definitiva assegnazione dei compiti lavorativi tra i diversi gruppi coinvolti nel progetto stesso ed esprime la necessità di valutare con attenzione se la forza-lavoro a disposizione sia sufficiente alla realizzazione dei macchinari ed alla loro stessa utilizzazione. Il gruppo I si aspetta esaurienti informazioni di aggiornamento sul procedere di questa attività.

RPC: Anche questo progetto è considerato maturo. Nel corso del '98 ci si attende la realizzazione del prototipo finale (modulo 0) con relativo test. Inoltre il gruppo I si attende nel corso dell'anno aggiornamenti concernenti la realizzazione degli RPC, con particolare riferimento allo "sharing" di responsabilità all'interno della Collaborazione e alle capacità produttive delle industrie italiane eventualmente interessate al progetto.

Silici: Le priorità per il '98 individuate dal gruppo I per questo settore sono: 1) la realizzazione del TDR, all'interno del quale si auspica che trovino risposta domande quali a) come funzionerà questo sistema se il campo magnetico sarà inferiore del 20% rispetto a quello di progetto, b) quale sarà la divisione finale dei carichi di lavoro tra i diversi gruppi coinvolti nel progetto, c) eventuale ruolo di Fermilab nella realizzazione del sistema, d) valutazione definitiva dei tempi e dei costi; 2) definizione entro l'autunno della soluzione adottata per i silici a doppia faccia (DS) ed analisi dell'impatto della soluzione prescelta nella ricostruzione delle tracce; 3) realizzazione entro la fine del '98 di un test su di un fascio ad alta intensità di un sottoinsieme del sistema finale, equipaggiato con elettronica finale (anche se non "radiation hard").

MSGC: Anche per questo sottosistema la priorità per il '98 sarà la realizzazione del TDR, nel quale siano esplicitate l'efficienza di pattern recognition e di ricostruzione delle tracce del sistema in un ambiente ad alto flusso di particelle ionizzanti. Inoltre ci si aspetta che nel TDR siano ben definite sia le capacità produttive delle aziende coinvolte sia gli effettivi tempi di realizzazione. Nel TDR dovranno poi essere definiti in modo conclusivo i costi dell'intero sistema. Infine il Gruppo I si aspetta che nel corso del '98 e comunque prima dell'inizio della produzione in serie un sottoinsieme del sistema "quantitativamente significativo" ed equipaggiato con l'elettronica finale sia testato utilizzando un fascio ad alta intensità.

EMC: Il Gruppo I si aspetta che entro la prima metà del '98 sia allestito il Centro Regionale della Casaccia e che nella seconda metà dell'anno siano prodotti i primi (500?) cristalli. Inoltre il Gruppo I richiede che nel corso dell'anno il gruppo coinvolto in questo sottosistema relazioni periodicamente sullo stato di avanzamento degli APD (in particolare sono ritenuti importanti gli studi sulla stabilità in temperatura ed in tensione) e sulle capacità produttive delle fabbriche di cristalli coinvolte in questo progetto.

1. L.Perini - organizzazione del Calcolo in ATLAS

Codice: è completamente sviluppato e molto dettagliato per l'ottimizzazione dei rivelatori e del trigger e per produzioni distribuite per Physics TDR. Questo codice, quasi tutto in Fortran, resterà in uso ancora per 2-3 anni, per passare poi a un software OO.

Dati: Partendo dai raw data si produrranno degli Event Summary Data (ESD) e Analysis Object Data (AOD) sulla falsariga dei vecchi dst. Questa produzione verrà fatta al Cern, dove resteranno anche i raw data. L'analisi verrà fatta sugli ESD e deve poter essere fatta dai vari gruppi (~ 20 gruppi, ciascuno di ~25 persone, per un totale di ~500 persone) lavorando presso le rispettive istituzioni. Questo può essere realizzato tenendo tutti i dati (raw+ESD) al Cern, o con gli ESD parzialmente residenti in centri distribuiti. Attualmente si è orientati verso la seconda soluzione.

Il costo globale del calcolo (cpu, dischi, nastri, network) è stimato in 22M FS (iniziale) + 9M FS (annuale di mantenimento/aggiornamento)

Viene sottolineato che molti aspetti del calcolo sono comuni a tutti gli esperimenti a LHC, come il networking, l'idea del Centro regionale, le PC farms.

2. P.Capiluppi - Organizzazione del Calcolo in CMS

Il Calcolo e la sua organizzazione sono visti dalla Collaborazione come un subdetector. Nella organizzazione c'è una parte gestionale e una parte decisionale, alla prima fanno capo tutti i rappresentanti dei vari subdetectors, alla seconda i rappresentanti delle varie istituzioni.

In Italia il gruppo "Computing" è misto nella sua organizzazione, in quanto vi sono i rappresentanti di tutte le Sezioni coinvolte e anche quelli dei subdetectors di interesse per l'INFN.

Il Computing Model di CMS potrebbe prevedere 2 versioni, una in preparazione del run (da oggi e fino a ~2005) e una a regime, dal 2005 in poi. Per il subdetector "offline" è auspicabile una vita media di circa 20 anni, ciò richiede una alta flessibilità, sia hardware che software.

3. M.Mazzucato - Relazione sui lavori di LCB

Vengono messe a confronto le evoluzioni che hanno subito, parallelamente, il software proprio della fisica delle Alte Energie, e quello commerciale; partiti su impostazioni molto diverse, sono arrivati oggi a mescolarsi, avendo anche il software commerciale iniziato ad affrontare calcolo intensivo su grosse moli di dati ed anche di grande complessità.

L'impegno, sia per lo sviluppo che per il mantenimento del software degli esperimenti ad LHC, sia per qualità che per tempi, è tale da forzare un passaggio a impostazioni nuove. Le nuove tecnologie portano ad adottare una programmazione ad oggetti al posto di quella procedurale, sostituire il Fortran con il C++, linguaggio adatto alla programmazione OO, adottando database OO per l'immagazzinamento e l'accesso ai dati.

Queste tecnologie sono di uso corrente in tutti i moderni progetti industriali, e sono ben supportati commercialmente.

Pur essendoci altre alternative, la scelta di C++ come linguaggio è quasi obbligatoria, essendo questo il linguaggio più usato per OO, ha inoltre vantaggi dovuti a sicurezza, facilità nel trovare errori, grossa quantità di CASE tools per la generazione del codice, è già usato in esperimenti in corso (BABAR, D0, ...) e permette in più di dare a studenti e giovani laureati uno strumento riutilizzabile a pieno nel mondo del lavoro ad di fuori della HEP.

Per costruire il software a LHC, cruciali sono i progetti di R&D del Cern per la valutazione delle nuove tecnologie e dei nuovi strumenti per il sw.

Tra questi RD44 è il primo tentativo di riscrivere in ambiente di programmazione ad oggetti GEANT. Questo progetto coinvolge più di 100 collaboratori e vengono utilizzati consulenti esterni per aiutare nelle scelte di analisi e disegno OO, nel software Engineering e nell'uso di C++.

Altro progetto in corso è quello di LHC++, per produrre una nuova libreria del Cern, utilizzando prodotti commerciali (meno cari e migliori) ogni volta che è possibile, in modo da garantire oltre al minor costo anche una migliore manutenzione.

Altri progetti riguardano videoconferenze, database per persone/istituzioni nuovi sistemi di storage.

Al termine di queste prime tre presentazioni viene aperta la discussione.

Gli interventi vertono soprattutto sulla questione dell'uso del software commerciale, e della possibile dipendenza dal mondo dell'industria oltre al rischio di appesantimento di software necessario per adattare il commerciale alle necessità della HEP. Viene contrapposto a questo la maggiore flessibilità e versatilità del prodotto commerciale, il fatto che il processo è comunque graduale e non tutto verrà sostituito con prodotti commerciali. E' comunque necessario per i fisici cominciare a cambiare mentalità. Oltretutto questa transizione è già in atto negli altri paesi, e rifiutarla vorrebbe dire finire col tagliarsi fuori anche dall'analisi.

4. G.Ciapetti - Panorama sulla situazione di ATLAS

Attualmente la collaborazione è formata da 144 istituzioni con circa 1700 partecipanti.

Dopo un intenso periodo di review da parte di LHCC, sono stati approvati dal Research Board i TDR per il calorimetro, lo spettrometro dei mu, l'inner detector (SCT e TRT), i magneti (solenoide e toroidi). Questi reviews includono la definizione delle stime dei costi da parte del CORE Committee e i disegni del magnete dal parte del Magnet Advisory Group.

Dovranno essere definiti in un futuro prossimo i TDR per i pixel (Aprile 1998) per il trigger di livello 1 (Giugno 1998) per il DAQ e i trigger di livello alto (Giugno 2001).

Vengono date alcune milestones del progetto, relative ai vari subdetectors e una stima dei costi in MChF (del 1995) che ammonta a un totale di 475.4 MChF. L'Italia partecipa con un contributo di 45 MChF. Inoltre la collaborazione ha convenuto che alcune voci (magneti, criostati, trigger, DAQ, radiation shielding, infrastrutture del detector) siano condivise come "common projects", il cui costo complessivo ammonta a 208.7 MChF, con un contributo totale da parte dell'Italia di 19.8 MChF. La collaborazione italiana è impegnata nell'inner detector (Genova, Milano, Udine), nel calorimetro a tiles (Pisa), nelle camere dei mu (Cosenza, Frascati, Pavia, Roma1 e Roma3), nelle camere del trigger dei mu (Lecce, Napoli e Roma2), nel trigger dei mu (L1/L1) e del DAQ (Genova, Lecce, Napoli, Pavia, Roma1, Roma 2 e Roma3).

Nel corso della discussione che segue si fa presente che è stato rivisto il progetto iniziale che prevedeva una divisione di impegno fra il gruppo italiano (80%) e quello di Protvino (20%) sulla produzione delle camere del trigger, passando a un impegno del 100% dell'Italia sulle camere, mentre Protvino si prenderebbe il 100% dell'impegno dei supporti.

5. R.Santonico - RPC in ATLAS: meccanica ed elettronica

Viene presentato lo stato dei lavori: produzione, montaggio e test delle camere di trigger. La produzione viene soprattutto fatta presso l'industria, tranne che per i pannelli e le strutture di supporto di cui si occupa Protvino. L'assemblaggio è tutto a carico dell'industria. I test finali e la certificazione sono responsabilità delle Sezioni partecipanti e del Laboratorio di Protvino, mentre per i controlli intermedi di qualità questi possono essere devoluti ai laboratori partecipanti o all'industria. I prossimi milestones per gli RPC sono: risposta di uniformità per un prototipo a scala reale (fine 1997), studio su grande statistica degli effetti di invecchiamento (Marzo 1998), review sulla produzione (Settembre 1998).

Per il 1998 è previsto un test del prototipo "-1" con cosmici, su fascio a X5, e il test del modulo "zero" in autunno del 1998.

Nel corso della discussione che segue si fa notare che il coinvolgimento dell'industria nelle varie fasi fa sì che sia diminuita la richiesta di impegno di tecnici INFN.

6. G.Costa - Il calorimetro e.m. di ATLAS

Nella costruzione del calorimetro "accordion" (barrel e end-cap e.m.) è impegnata la Sezione di Milano. Alla scelta di questo tipo di tecnologia si è arrivati a seguito delle richieste di requisiti per un calorimetro e.m. a LHC, riguardanti risoluzione in energia e spaziale/angolare, ermeticità, risposta veloce, stabilità nel tempo e facilità di calibrazione, resistenza alla radiazione. Il barrel e.m. è costituito da un criostato e da un rivelatore formato da 2 semi-barrel identici formati da un presampler (10mm di lAr attivo) + un calorimetro "accordion" costituito da 1024 assorbitori (Pb/s.s.) alternati ad un egual numero di elettrodi di lettura (kapton-Cu), diviso in 16 moduli costituiti ciascuno da 64 assorbitori+ elettrodi+ connessioni.

L'end-cap è costituito da due ruote, una interna e una esterna, ancora di assorbitori alternati ad elettrodi.

L'area di attività e responsabilità dell'INFN-MI è nella progettazione, costruzione e test degli elettrodi di lettura e dei preamplificatori "OT".

Le milestones sono Giugno 1998 per il modulo 0 (barrel + end-cap), test a freddo del barrel, end-cap e solenoide (Gennaio-Ottobre 2002), inizio installazione (Ottobre 2002), consegna del detector (Luglio 2004).

7. N.Del Prete - Stato del progetto del Calorimetro adronico di ATLAS

Il calorimetro adronico è un calorimetro a tiles, alla costruzione del quale partecipa la Sezione di Pisa. Il gruppo italiano è impegnato nella scelta del tipo di fibre che meglio rispondono alle richieste. Dall'inizio dei test (1994), e a seguito di numerose interazioni, si è raggiunto da parte delle ditte italiane (Pol.Hi.Tech) un prodotto di qualità uguale o addirittura superiore a quello delle ditte estere.

Si prevede entro Settembre 1998 la scelta finale del tipo di fibre, fra il 1999 e il 2000 la produzione, aluminizzazione e test di un campione e l'inserzione nei "profile" e la strumentazione dei moduli dal 1999 al 2001.

Per quel che riguarda i pmt, dai test effettuati il miglior candidato risulta essere l'Hamamatsu R5900; potrebbe essere promettente l'EMI 9112A, ma ha fallito linearità e B-insensitivity. A Marzo 1999 verrà presa la decisione finale, per poi passare all'acquisto (1999-2001) e infine alla qualificazione, con test bench interamente computerizzato.

Pisa ha partecipato anche alla costruzione e test del modulo 0 (1996) e sarà impegnata nella costruzione del 25% del barrel (309 submoduli) con Dubna, Praga e Protvino.

L'impegno complessivo, fra meccanica, fibre e pmt, distribuito sugli anni 1998-2001, è di 1558.2 Ml.

8. B.Esposito - Rivelatori di mu, MDT, elettronica di lettura di ATLAS

Il TDR dello spettrometro dei mu è stato sottomesso alla fine di Maggio del 1997, approvato a Luglio da LHCC, e approvato dal Research Board il 18 Settembre.

Le specifiche per lo spettrometro sono una risoluzione in impulso di circa il 2% a 100 GeV, che passa al 10% a 1 TeV. Per le camere MDT, una sigma intrinseca di 80 micron, sigma sulla posizione del filo di 20 micron e un errore sull'allineamento inferiore a 30 micron.

I test di invecchiamento fatti finora (a Friburgo e al Cern) hanno dato buoni risultati.

Le principali richieste sui tubi MDT riguardano la tenuta del gas, la tensione e il posizionamento del filo, la stabilità sotto HV, il tempo di filatura e il costo.

Alcuni prototipi sono già stati assemblati e test sono stati effettuati su di essi. Non sembrano esserci ostacoli tecnici apparenti, e pertanto il disegno può essere completato come previsto.

Le principali milestones sono: presentazione dei risultati del test sul modulo 0 a Dicembre 1998, una schedule di produzione delle camere che prevede il 10% di camere prodotte a Dicembre 1999, il 50% a Dicembre 2001 e il completamento a Dicembre 2003, con inizio installazione sul detector a Febbraio 2004.

Le responsabilità dei gruppi italiani nella costruzione delle camere MDT sono così suddivise: camere BIL, BIS (Cosenza, Pavia, Roma1, Roma3), camere BML (Frascati).

9. C.Del Papa - Stato del progetto Pixel di ATLAS

Al progetto partecipano le Sezioni di Genova e Milano col gruppo collegato di Udine. La Sezione di Genova contribuisce alla meccanica, al raffreddamento e all'elettronica di gestione, mentre il gruppo collegato di Udine e la Sezione di Milano si occupano del test dei rivelatori a pixel.

La scala dei lavori parte nel 1998 con il progetto della struttura meccanica per passare a una preproduzione nel 1999; progetto e run di preproduzione dell'elettronica dovranno essere completati entro l'inizio del 2000, con assemblamento dei rivelatori a pixel all'elettronica e collaudo nel biennio 2000/2001, e infine inizio installazione a metà 2002.

A Udine è stato allestito un laboratorio (con il contributo della Università) per effettuare due tipi di test sui rivelatori, uno coi rivelatori ancora sul wafer e uno coi rivelatori completi, cioè con l'elettronica di FE montata, e con sorgente radioattiva.

Lo schema di collaborazione in produzione è il seguente: Udine collabora test dei rivelatori sotto punte, i rivelatori sono connessi all'elettronica di front-end (bump-bonding possibilmente eseguito da Alenia); i rivelatori vanno a Genova dove ad essi viene connesso un ibrido col modulo elettronico di controllo; i moduli tornano a Udine per test con sorgenti, e infine vengono rispediti a Genova per essere montati sulla struttura meccanica di supporto.

10. E.Petrolo - Il sistema di trigger di ATLAS

I gruppi italiani coinvolti nelle attività di trigger, DAQ e DCS sono Genova, Lecce, LNF, Napoli, Pavia, Roma1, Roma2, Roma3, Udine. Le milestones per questo progetto sono TDR del level 1 trigger a Giugno 1998, TDR del DAQ e trigger di livello alto a Giugno del 2001, completamento costruzione del trigger di livello 1 a Dicembre 2002, completamento costruzione della DAQ e dei triggers di livello alto a Dicembre 2003, integrazione dei detector con il trigger/DAQ/DCS completata a Dicembre 2004.

11. R.Battiston, L.Lanceri, S.Nuzzo - Commenti dei referee su ATLAS

Gli impegni INFN in ATLAS-Calorimetria sono concentrati in due Sezioni (Milano per il calorimetro elettromagnetico LAR, Pisa per il calorimetro adronico TILECAL).

Date le dimensioni dei due gruppi coinvolti e la complessità dei rivelatori, le responsabilità assunte dall'INFN riguardano la progettazione, produzione e test di alcuni componenti.

Per questo motivo le discussioni dei due gruppi con i referee della Commissione I sono centrate sugli aspetti tecnici delle responsabilità specifiche, con limitate possibilità di intervento su aspetti più generali della progettazione e costruzione dei due calorimetri.

Va osservato però che per entrambi i rivelatori la fase di prima prototipizzazione è stata superata con successo, e che le principali scelte tecniche sono già state fatte. Le future milestones riguardano principalmente l'ingegnerizzazione della produzione, con la realizzazione dei cosiddetti "moduli 0" di pre-produzione, e la scelta dei fornitori.

Le responsabilità del gruppo di Milano nella costruzione del calorimetro ad argon liquido LAR sono concentrate sugli elettrodi in Kapton e sui preamplificatori.

a. Elettrodi

Per gli elettrodi la collaborazione ATLAS ha fatto le principali scelte (dimensioni; identificazione dei fornitori). La pre-produzione degli elettrodi a grandi dimensioni ha evidenziato alcuni problemi (qualità del materiale; uniformità dei resistori) che hanno contribuito a ritardi nella costruzione del "modulo 0". Il completamento della costruzione del modulo 0, previsto per il 1997, è slittato secondo le stime attuali a metà 1998.

Il gruppo di Milano in particolare interviene nel processo di produzione, con il test di metà degli elettrodi prodotti e già piegati. Il laboratorio dedicato è già allestito e funzionante in Sezione. Inoltre il gruppo ha la responsabilità di costruire e mettere a punto sistemi di test per elettrodi non piegati, da installare presso le ditte produttrici per i test preliminari. La strumentazione necessaria allo scopo è già stata finanziata. E' stata anche finanziata la costruzione di alcuni componenti (contatti HV) per tutto il rivelatore.

b. Preamplificatori

Per i preamplificatori la collaborazione ha fatto la scelta della soluzione "0T"; il gruppo di Milano, che inizialmente aveva studiato e proposto un progetto basato su preamplificatori GaAs da inserire nel criostato, ha poi contribuito all'ottimizzazione del progetto "0T", e individuato possibili produttori italiani. Il contributo alla preserie per il "modulo 0" è stato finanziato. E' stato anche finanziato l'acquisto di strumentazione dedicata ai test di massa e dei test a campione di circa metà dei preamplificatori (10**5 canali).

c. Milestones

Per il 1998 è previsto:

Le responsabilità del gruppo di Pisa nella costruzione del calorimetro adronico TILECAL sono concentrate sulla qualificazione delle fibre ottiche WLS e dei fototubi. Il gruppo ha riproposto la richiesta di contribuire alla meccanica (costruzione dei moduli di assorbitore).

a) Fibre ottiche WLS

Il lavoro fatto dal gruppo in collaborazione con la Pol.Hi.Tech. ha permesso di migliorare la qualità delle fibre prodotte in Italia (lunghezza di assorbimento, resistenza all'incurvatura) rendendole competitive. La scelta del produttore è prevista per Settembre 1998, dopo aver confrontato le prestazioni di fibre Pol.Hi.Tech. e Bicron montate sul "modulo 0". Il gruppo dispone di un laboratorio ben attrezzato per misure di precisione su fibre con calibrazione assoluta.

b) Fotomoltiplicatori

Il gruppo ha contribuito agli studi su PM sia comparativi tra diversi modelli e produttori, sia sui PM Hamamatsu R5900 attualmente preferiti, mettendo in evidenza in particolare i problemi di efficienza quantica e di uniformità del fotocatodo. La scelta definitiva del PM verrà fatta nel 1999. E' stata finanziata la strumentazione necessaria ad una stazione di test per il test in serie dei PM.

c) Milestones e altre opzioni

Per il 1998 è previsto:

Infine, il gruppo ha riproposto la partecipazione alle costruzioni meccaniche, su stimolo del CERN che preferirebbe una responsabilità più distribuita sulla meccanica (attualmente prevalentemente di istituti russi). In prima approssimazione, il contributo CORE totale non dovrebbe cambiare (minore contributo su fibre e PM); inoltre per non gravare sull'officina della Sezione di Pisa le lavorazioni verrebbero eseguite presso ditte esterne.

In proposito il parere del referee è che le motivazioni di una simile scelta possono essere considerate valide, ma che debbano essere verificati nel dettaglio tutti gli aspetti finanziari ed organizzativi, per le difficoltà che l'INFN potrebbe avere nell'assorbire eventuali extra-costi legati a lavorazioni esterne, ed anche per il carico sulla Sezione, più volte indicato come potenzialmente eccessivo.

Relativamente allo stato dei pixel di ATLAS, R. Battiston osserva che nella fase attuale il progetto è ancora nella fase pre-CORE. I finanziamenti attuali e quelli previsti per il '98 sono necessari per sviluppare il progetto, ed effettuare le R&D necessarie, specialmente per quanto riguarda la realizzazione dei pixel al silicio e del sistema di raffreddamento. E' importante che la commissione controlli attentamente queste spese, onde evitare una levitazione significativa dei costi del sistema pixel. Nel caso di Milano, si auspica inoltre che il nuovo gruppo (Vegni e collaboratori) che ha espresso interesse per entrare in ATLAS, possa recuperare parte degli investimenti fatti dal gruppo I per il precedente gruppo ATLAS-pixel di Milano, per quanto riguarda strumentazione di laboratorio silici e CAD elettronico. Questo rafforzamento della collaborazione Pixel italiana è necessario per potere mantenere il livello di coinvolgimento finanziario (circa il 30%) attualmente previsto.

Per entrambi i rivelatori le "milestones" imposte dalla collaborazione sono state rispettate. Per quest'anno si attende la realizzazione ed il test del modulo 0 MDT/RPC. Il referee solleva qualche perplessità sulla congruità delle forze a disposizione nelle sezioni soprattutto per la parte RPC. Perplessità ancora più marcate per lo stesso motivo riguardano la possibilità, dichiarata nell'ultima riunione, che Cosenza divenga un centro di filatura per le camere MDT.