programmi scientifici e preventivi 2011 gruppo i

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Programmi scientifici e preventivi 2011Gruppo I

Outline:

Gli esperimenti: status e prospettive:AtlasCMSBabar & SuperBCDFCompass

Nuova proposta esperimentoPMU2E (DotI UD)

Preventivi

Schedule:- LHC @ 7 TeV since March ’10- Atlas & CMS taking data !

- long run until Autumn ’11

HIGHLIGHTS

ATLAS&CMS

ATLAS Udine

B. Acharya – 100% staff - ICTP

M. Cobal – 100% staff - Ud

C. Del Papa – 100% staff - Ud

U. De Sanctis - 100% PostDoc - SISSA

M.P. Giordani – 100% PostDoc - Ud

A. Micelli – 100% PhD – Ud

M. Pinamonti – 100% PhD - TS

L. Selmi - 30% staff Ing. El. - Ud

P. Palestri – 30% staff Ing. El. - Ud

R. Soualah - 100% PostDoc - Ud

K. Suruliz – 100% PostDoc - ICTP

C. Verzegnassi - 20% staff – TS

Composizione : 9.8 FTE

Fisica:Top cross section (Cobal, Acharya, Suruliz)Top e nuova fisica (Cobal, De Sanctis)

Hardware/Software: IBL (Giordani, Selmi, Palestri, Micelli)Test Tier3 (De Sanctis)

Responsabilità: Convener gruppo ATLAS (top) (Cobal)Deputy Physics Convener ATLAS Italia (Cobal)

Attività

Top cross section with early data Top cross section with early data

Selection: 1 good e or μ ΜΕΤGeV 3 jets with pT > 40 GeV 4 jest with pT > 20 GeVTop is reconstructed as the 3-jet combination with highest vector sum pT

Isolated lepton pT> 20 GeV

ETmiss > 20 GeV

3 jets pT> 40 GeV

1 jets pT> 20 GeV

Hadronic top=3 jets

maximising pT top

Selection B

|mjj-mW| < 10 GeV

Analysis already published in 2008, applied at 14 TeV Now, applied to real data at 7 TeV

11 Notes in preparation on top x-section (will be the base of a paper): two of them edited by B. Acharya and M. Cobal

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R&D Pixel Sensors

• Activity in the frame of the IBL project– Insertable B-Layer (installation planned in 2013–2014)

– Possible extension to sLHC

• People involved– M. P. Giordani (UD)

– P. Palestri, L. Selmi (DIEGM) – both INFN associates

– A. Micelli (UD)

• Tight collaboration with FBK (G. Dalla Betta)– 3D sensors with columns (partly) passing

– Possible links with parallel activities on planar sensors

• Activities– TCAD simulations (Synopsys Dessis)

– Characterizations new/irradiated sensors

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CMS Trieste Taking data & publishing

Measurement of the underlying event activity in proton-proton collisions at 0.9 TeV arXiv:1006.2083

Transverse-momentum and pseudorapidity distributions of charged hadrons in pp collisions at sqrt(s) = 7 TeV, arXiv:1005.3299

Measurement of Bose Einstein correlations in 0.9 and 2.36 TeV proton-proton collisions with the CMS Experiment, arXiv:1005.3294

Transverse momentum and pseudorapidity distributions of charged hadrons in pp collisions at sqrt(s) = 0.9 and 2.36 TeV, arXiv:1002.0621, JHEP 1002:041,2010

Measurement of the charge asymmetry of atmospheric muons with the CMS detector, arXiv:1005.5332

moreover, 23 papers on CRAFT ‘09 results

and 50 analyses aimed at ICHEP ! (status still evolving)

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Responsabilità di CMS Trieste

S. Belforte: CMS analysis operations co-coordinator

F. Cossutti: CMS generators co-coordinator

G. Della Ricca: CMS DQM co-coordinator

ECAL DQM software coordinator

ECAL conference committee member

B. Gobbo: ECAL Validation responsible

physics analysis:

Charged mini jets and charged mini jet pairs as pattern of MPIs

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CMS Trieste: preventivi 2011

persone:

Stefano Belforte Dir. Ric. 100%

Fabio Cossutti Ric. 100%

Giuseppe Della Ricca R.U. 100%

Benigno Gobbo I Ric. 70%

Damiana Montanino Dott. 100%↵

Aldo Penzo Dir. Ric. 20%

Daniele Treleani P.O. 40%

Anna Maria Zanetti Ric. 10%

(N.N. Ass. Ric. 100%↵)

totale 5.4(6.4) FTE

6 luglio 2010 BaBar e SuperB: preventivi 2011 9

BaBar e SuperB: fisica del flavour• 2010

– BaBar : • presa dati completata nel 2008, attualmente “analisi dati intensiva”

• predisposizione di strumenti per l’utilizzo dei dati a lungo termine

– SuperB : • completamento del “white paper”;

• “Technical Design Report” per l’acceleratore e per il rivelatore, in preparazione (Trieste: partecipazione al Silicon Vertex Tracker)

• 2011– BaBar : ancora analisi e pubblicazioni

– SuperB : ottimisticamente: • “Technical Design Report” nel primo semestre

• inizio prime costruzioni

• spazio per ampliare la collaborazione (anche a Trieste) !


Stato del progetto SuperB• Situazione nel 2009:

– SuperB fa parte del piano strategico per la HEP in Europa. – Review regolari del CERN Council sul progetto– Progetto speciale INFN “SuperB TDR” approvato nel 2009– Sigla P-SuperB aperta in Gruppo 1 per il 2010

• Da allora:– “White papers” su detector, accelerator, physics– Importanti progressi nel progetto dell’acceleratore, delle infrastrutture, e del

rivelatore– Si inizia a formare una collaborazione internazionale come un European

Research Infrastructure Consortium (ERIC).

• In Italia:– SuperB ha forte supporto da parte dell’ INFN, e da parte dell’IIT– Il Piano Nazionale della Ricerca (PNR) è stato approvato dal MIUR con SuperB il

progetto bandiera numero 1.– Il PNR deve ancora essere approvato dal consiglio dei ministri, ma ha ricevuto

l’OK del ministro dell’economia– Contatti continui con i direttori generali dei ministeri


Piano Nazionale della Ricerca


Situazione internazionale• MOU’s per il TDR firmati con la Francia (CNRS e IN2P3), la

Russia [BINP], SLAC, e una lettera di impegno da parte del Canada [IPP]– Attività anche in UK, Spagna, Polonia

• Accordo Italia-Russia per il mutuo finanziamento del reattore a fusione IGNITOR in Russia e di SuperB in Italia.

• Accordo tra INFN e IN2P3 per l’assunzione di personale prima dell’approvazione formale del progetto.


Preventivi e Attività 2011

Personale Babar: 0.7 FTEM. Bomben AR 20%L. Lanceri PO 30%L. Vitale RU 20%

Personale Super-B: 3.1 FTEM.Bomben AR 80%L. Bosisio PA 50%L. Lanceri PO 50%L. Vitale RU 80%I. Rashevskaya Tecnol. 50%(C. Stella Laur. 100%)

Attività Trieste BaBar• Referaggio interno pubblicazioni• Completamento analisi

Super-BProgramma 2011 (SVT)• Realizzazione prototipo Layer0 • Design layer esterni• Test su fascio al CERN• Scrittura TDR

Attività Trieste• Produzione sensori striplets (design,

procurement, test)• Produzione modulo layer0 Resp. Sensori: L.Bosisio• Coordinamento sensori (gen.) e layer

esterni:L.Vitale.Contributo scrittura TDR• test su fascio al CERN, resp.

telescopio/striplets• Valutaz. e scelta elettronica front end

layer esterni (chip FSSR2 ?)

CDF a TS/UD

Analisi dati a TS/UD: Bs->PhiPhi (M.Dorigo,amz) H->TauTau (Pierluigi Totaro, Melisa Rossi,amz,gp) Ricerca SUSY in eventi con trileptoni (M.Rossi,gp)

Hardware - ManutenzioneSistema di calibrazione & monitoring al laser dei

calorimetri dei “plug”sistema di scintillatori (~1000) x rivelatori muoni

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Trieste: Mirco Dorigo 100% PHD Aldo Penzo 30% Melisa Rossi 100% Borsista Anna Maria Zanetti 90%

Udine: Diego Cauz 60% Gianni Pauletta 60% Lorenzo Santi 80%

DDal 2010: G.Pauletta (con Phil Schlabach) ha la responsabilita’ globale per la gestione del sistema di rivelatori a muoni

Motivation• H complementary to Hbb signature

Analysis improvements:• new tau identification algorithm• new channels inserted • BDT to discriminate signal /background

The net improvement wrt to previous blessed analysis ranges from 10% to 40%

Abstract accettato ad ICHEP Pierluigi Totaro

Search for a low mass SM Higgs boson in di-tau channel Melisa Rossi, Pierluigi Totaro

decay modes included in the analysis:

he+hμ(46% B.R.)

• small H B.R.(<10%) but 4 signal processes• great recover by W/Z→jj• direct prod. accessible

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B0s ϕϕ

Polarization Amplitudes

potentially sensitive to NP

?

Penguin transition

“Polarization Puzzle”“Polarization Puzzle”

First measurement!!

instead ofSM expectation

Presented by Mirco Dorigo at Moriond

CDF Present & Future

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E’ possibile pero’ che 10 fb-1 non bastino per H→bb:

• Per raggiungere la certezza matematica di un risultato definito (3σ o esclusione)

fino a 115 GeV e’ necessario un ulteriore raddoppio di luminosita’ (~3-year run)

• Questo non fa parte attualmente dei piani del Fermilab (fine RunII 2011)

• C’e’ una discussione interna a CDF e D0 sul formulare una proposta

PRL Cover

CdS, 6 luglio 2010

COMPASS

impegno hardware di Trieste (per ora): upgrade RICH

tentativamente: 2012 Primakoff, 2013 GPD, 2014 DY …

+ spettroscopia

futuro: Proposta COMPASS II• Generalised Parton Distributions

da Deeply Virtual Compton Scattering (μ+, LH2), 2 anni

• effetti di spin / momento trasversoda Drell-Yan π± p polarizzati T, 2 anni

• Primakoff, 1 anno

2002-2004, 20062007

μ+, bersaglio di deuterio polarizzato (L e T) μ+, bersaglio di protoni polarizzati (L e T)

2008-2009 π±, bersagli di LH2 e nucleari

spettroscopia adronica

20102011

μ+, bersaglio di protoni polarizzati (T) μ+, bersaglio di protoni polarizzati (L) gia’ approvato!

struttura (di spin) dei nucleoni

CdS, 6 luglio 2010

COMPASS Trieste

• hardware- R&D ThickGEM- meccanica H1 per il run 2010

attivita’ ultimo anno

• partecipazione run 2009/2010

2 x 3 m2

pochissimo spazio

CdS, 6 luglio 2010

• hardware- R&D ThickGEM- meccanica H1 per il run 2010

Attivita’ ultimo anno

• analisi (SIDIS)- asimmetrie azimutali su bersglio non polarizzato e polarizzato

L- asimmetrie azimutali 2h con bersaglio polarizzato T- finalizzazione dei risultati per le asimmetrie

di Collins e Sivers dai dati 2007 inviato per pubblicazione

- calcolo locale• scrittura proposta, articoli• run 2010: molto interesse per i dati, e molto lavoro con responsabilita’

• hardware, analisi … continuazione delle attivita’

Attivita’ prevista 2011• run 2011 (da maggio a nov.)

COMPASS Trieste19 ricercatori - 16.6 fte 7 assegnisti/dottorandi

Responsabilita’: • Technical board, F.Bradamante• software processatura dati al

CERN : V. Duic • RICH: hardware/software,

DallaTorre, Tessarotto, Schiavon• Publication committee:

A.Bressan• scrittura articoli effetti di spin

trasverso in SIDIS (FB, AM, FS)• Run coordinator: F.Bradamante• Run Allineamenti: Federica

Sozzi• ruolo trainante studio effetti di

spin trasverso nel SIDIS (in particolare proposta run 2010)

Birsa Renato Staff 100 Bradamante Franco Staff 100 Bressan Andrea Staff 70 Cicuttin Andres Dip altro ente 40 Crespo Maria Liz Dip altro ente 40 Dalla Torre Silvia Staff 100 Duic Venicio Assegnista 100 Elia Carmine Dottorando 100 Giorgi Marcello Staff 100 Gobbo Benigno Staff 30 Levorato Stefano Dottorando 100 Staff Staff 80 Pesaro Giulia Dottorando 100 Sbrizzai Giulio Dottorando 100 Schiavon Paolo Staff 100 Sozzi Federica Assegnista 100 Takekawa Stefano Dottorando 100 Tessaro Susanna docente scuola 100 Tessarotto Fulvio Staff 100

Preventivi 2010

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m.i.

m.e.

Cons.

Inv. C.A. Trasp

Totale FTE

Babar 1 3.8 1.2 6 0.7

CDF 3 40 5 1.5 49 2.8

CMS 10 93 15 3 121 5.4?

Compass 25 240 140 35 130 2 572 16.6

P-SuperB 7 23 19 49 3.1

m.i m.e Cons. Inv. C.A. Trasp

Totale FTE

ATLAS11 83

19.5 +?

213+IBL?

10

CDF 2 48 5 2 1 58 2

Pmu2e (Dot)

1 6 4 0.4

Trieste

Udine

in kE

Richieste di supporto

P-SuperBOfficina meccanica : 2 mesi uomoLaboratorio di elettronica : 12 mesi uomo

Compass Laboratorio di elettronica : 25 mesi uomo Officina meccanica: 14 mesi uomo

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P-mu22 - Ts G.Pauletta 24

P-mu2e

Mu2e experiment is a search for Charged Lepton Flavor Violation (CLFV)

(Coherent conversion μ-N --> e-N)


Its observation offers unambiguous evidence for New Physics

Loop

sLo

ops

Cont

act T

erm

sCo

ntac

t Ter

ms Supersymmetry Heavy Neutrinos Two Higgs Doublets

LeptoquarksCompositeness New Heavy Bosons /Anomalous Couplings

CLFV exhibits sensitivity to various “new physics” processes

–Will be sensitive to effective mass scales well beyond collider energies


Process Current Limit Next Generation exp

μ BR < 6.5 E-8

μ BR < 6.8 E-8 10-9 - 10-10 (SuperB)

μμμ BR < 3.2 E-8

eee BR < 3.6 E-8

KL --> eμ BR < 4.7 E-12

K+ --> eμ BR < 1.3 E-11

B0 --> eμ BR < 7.8 E-8

B+ --> K+eμ BR < 9.1 E-8

μe+ BR < 1.2 E-11 10-13 - 10-14 (MEG)

μe+e+e- BR < 1.0 E-12

μN --> eN Rμe < 4.3 E-12 10-16 (Mu2e, COMET)

Some CLFV Processes

Expected limit < 6 x 10-17 @ 90% CL ; >5 sensitivity for all rates > few E-16 . LHC accessible SuSy expects rates as large as 10-15


The mu2e concept

(1) Produce pions with high intensity 8 GeV beam from

2. Collect muons

3. Clean up and transport muons to target

(4) Stop muons in target

5) Look for monoenergetic electrons from CLSV

CD0 approval in Nov 2009. Point to CD1 in spring 2011


Our proposed contribution: to the construction of Cosmic Veto counters to shield against cosmic ray backgound

Efficiencie > 99 % are required over several meters.

We have already developed long, efficient muon counters (FACTOR)”

1 cm

Extruded scintillator: overall length 2 x 3.6 = 7.2 m., read out with wls + SiPM

1.2 mm Kuraray WLS fiber1.2mm SiPM

TB4 electronics (FNAL)50ohm inputs12bit ADC, so large dynamic range, 212MSPS, up to4k samples/ch~100MHz bandwidth, noise ~30uV RMS Up to 16ch per MBBipolar, so ped is around 8100 (half scale)Setup over USB, readout over 100mbit Ethernet

P-mu22 - Ts 29G.Pauletta

Distributions of integrated output signals Distributions of integrated output signals manifest more than sufficient efficiency over > 7 manifest more than sufficient efficiency over > 7

mm

The FAR end 7m from beam

Pedestal+ dark counts – measured separately

Runs 5045 and 5046 2/20/2010

The NEAR end ~10cm from beam

4

2

6

9

12 16

G.Pauletta30

P-mu22 - Ts

attenuation lengthattenuation length

Efficiencies of > 99% from single fibersare obtained over more than 7 m

P-mu22 - Ts 31G.Pauletta


We would like to optimize the development of these counters for mu2e.

Veto: Ogni strato e' composto da strisce di scintillatore estruse, lette da fibre wls . Il nostro contributo e' l'ottimizzazione del rapporto efficienza/costo. In primo luogo, proponiamo la sostituzione dei fotomoltiplicatori multianodo con dei SiPM sviluppati dal FBK (Trento) nell'ambito di FACTOR/TWICE. Poi si ottimizzera' la configurazione delle estrusioni.

Missioni interne (riunioni) 1 keMissioni estere ( 2 missioni al fnal per test beam) 6 keConsumi: per SiPM, accoppiamenti ottici, fibra wls e metabolismo: 4 ke

Il nostro preventivo:

Gli interessati: Diego Cauz (20%)Giovanni Pauletta (20%)

BACKUP

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SVT toward the TDR

Need to demonstrate: we are able to build a Layer0 with the

right specs for SuperB Striplets (baseline) Hybrid or CMOS MAPS pixel (Upgrade)

we have a solid technical design for external layers with double sided

silicon strips

SVT support structure

Requirements set by performance and background studies:• Radius ~ 1.5 cm , pitch 50 um, minimal material (~1% X/X0)• Backg. Rate >5 MHz/cm2

Optimization of the layout for SuperB physics and the new IR conditions (extended angular coverage, different radii)

Need to allow an easy access to IR for replacement of the Layer0 & beam pipe.

(G.Rizzo, Elba Workshop)

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Preventivi 2011

• MI– 1.0 KEuro x FTE = 10 KEuro (Metabolismo)

– Metabolismo + 1 KEuro (responsabilità ATLAS Fisica Italia)

– Tot: 11 KEuro

• ME– 6.3 MU (turni Cat I) + 2.6 MU (turni Cat II) = 8.9 MU (shifts)

– 8.9 MU + 2 MU (responsabilità ATLAS top x-section group) = 10.9 MU

– 10.9 MU + 1 MU x FTE (metabolismo)

– Tot: 20.7 MU x 4.0 KEuro = 83 KEuro

• CONSUMI– 1.5 KEuro x FTE = 15 KEuro (Metabolismo)

– Metabolismo + 4.5 KEuro (camionetta CERN) = 19.5 KEuro

– 19.5 KEuro + Consumi IBL (da definire)

– Tot: ?

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- CDFII: from Hadronic Two Track Trigger

- 2005 CDFII BR measurement (180 pb−1), 8 signal events [PRL95,031801(2005)]: BR = (1.4 ± 0.6 ± 0.6) 10✕ -5

B0s ϕϕ

2009, CDFII BR update (2.9 fb−1)

World's First

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Udine: Responsabilità hardware• In quanto costruttori del sistema di calibrazione & monitoring al laser dei calorimetri dei

“plug” di CDF,

– il gruppo di Udine è l’unico responsabile per la gestione e la manutenzione del sistema

– sistema ha messo in evidenza un calo della risposta dei fototubi che corrisponde ad un calo della scala di energia dell’ordine di 10%/anno .

E’ essenziale Il monitorare questo calo in modo affidabile.

• In quanto collaboratori alla costruzione del sistema di rivelatori di muoni– Il gruppo di Udine condivide (con Trieste e JINR) la responsabilita’ per la

manutenzione del sistema di scintillatori (~1000)– L’invecchiamento precoce di alcuni di questi continua ad essere monitorato e vi

saranno alcune sostituzioni/aggiunte di rivelatori lunghi (3m) per sopperire al calo di intensita’ alle estremita’.

A partire dal 2010, G.Pauletta condivide con Phil Schlabach, la responsabilita’ globale per la gestione del sistema di rivelatori a muoni

Motivation• H complementary to Hbb signature• small H B.R.(<10%) but 4 signal processes considered:

• great recover allowed by the W/Z→jj final state• direct production becomes accessibleEvent Selection• one hadronic tau with visible pT > 15 GeV/c (BDT-based ID)• one lepton (e/μ) with pT > 10 GeV/c (standard ID) • opposite charges, R>0.4;• two signal channels: 1 jet and 2 jets (ET > 20 GeV, || 2.5)Background modeling:• Drell-Yan, diboson, top-antitop: from MC simulations• Fakes: a combination of same-sign data and W+jets MCAnalysis strategy• A combination of a set of Boosted Decision Trees to discriminate signal from the main sources of background

After scaling to the same luminosity, the net improvement wrt the previous blessed analysis ranges from 10% to 40%

Search for a low mass SM Higgs boson in the di-tau decay channel using 2.3 fb-1

Melisa Rossi, Pierluigi Totaro, Anna Maria Zanetti (INFN, Sezione di Trieste and University of Trieste) Note 10094

decay modes included in theanalysis:

he+hμ(46% B.R.)

CdS, 6 luglio 2010

• COMPASS Trieste

• hardware, analisi … : continuazione delle attivita’

attivita’ prevista

• run 2010 (da maggio a novembre)

• invariata (19 ricercatori, 16.6 fte)

consistenza del gruppo

richieste finanziarie

servizi

• officina meccanica 14 mesi

• laboratorio elettronica 25 mesi

MI ME CONS TRAS INV APP TOTALE

25 240 140 2 35 130 572

6 luglio 2010 BaBar e SuperB: preventivi 2011

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SuperB - Preventivo e Attività 2011Programma 2011 (SVT)• Realizzazione prototipo Layer0 • Design layer esterni• Test su fascio al CERN• Scrittura TDR

Attività Trieste• Produzione sensori striplets

(design, procurement, test)• Produzione modulo layer0 • Coordinamento sensori (gen.) e

layer esterni, contributo scrittura TDR

• test su fascio al CERN, resp. telescopio/striplets

• Valutaz. e scelta elettronica front end layer esterni (chip FSSR2 ?)

Richieste finanziarie (k€)

M.I. 5.0 metab + 2.0 SVT

M.E. 17.0 metab + 6.0 SVT

Consumo 5.0 metab + 14.0 SVT _________________Totale 27 + 22 =

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Richieste Risorse Locali

Lab. Elettronica 12.0 m.u.

Officina Mecc. 2.0 m.u.

6 luglio 2010 BaBar e SuperB: preventivi 2011

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Electronics DAQ & DTM. Villa-M. Citterio

Layer 0 CoordinationG. Rizzo temporarily

External Layers CoordinationL.Vitale

Mechanical Structure Phys (TBD) + F. Bosi (Eng.)

SVT ConvenerG.Rizzo

SuperB SVT responsibilities for TDR preparation

SensorsL. Bosisio

Front-end ElectronicsV. Re

HDI-Peripheral Electronics M.Citterio

TestbeamS. Bettarini

•Det. Optimization- N. Neri•FastSim – TBD •FullSim – TBD •MDI & Backg. – E. Paoloni temporarily

SVT SW

Mechanical structure

programmi scientifici e preventivi 2011 gruppo i

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