• Condizioni dalla macchina

Lecce 25 Aprile 2003 Paolo Checchia IFAE 1

Rivelatore per un futuro Linear Collider

Sommario

Ringraziamenti a quanti hanno fornito informazioni e materiale.

• Breve richiamo di fisica

• Condizioni dalla macchina

• Concetti generali del rivelatore

• Tracking

• Calorimetria

• Magnete e Rivelatori di muoni

• Prestazioni attese

Brevi richiami di fisica

Condizioni dalla macchina

TESLA DAQ

differenza fondamentale per il rivelatore con

emitt., fun. di bet, fasco-fascio

{ coda di bassa ^σ*

^<<σ*

energia

Concetti generali del

Rivelatore

Lecce 25 Aprile 2003 Paolo Checchia IFAE 5

TESLA TDR

Quadrant View

0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000

0.000 2.000 4.000 6.000 8.000

m

m

Beam Pipe Ecal Hcal Coil MT Endcap Endcap_Hcal Endcap_Ecal VXD Track Angle Endcap_Trkr_1 Endcap_Trkr_2 Endcap_Trkr_3 Endcap_Trkr_4 Endcap_Trkr_5 Trkr_2 Trkr_3 Trkr_4 Trkr_5 Trkr_1

Coil

SD

Tracking: Rivelatore di vertice

TESLA

configurazioni per tutte le tecnologie ( e tutte le regioni):

• Pixels (3D)⇒ 1 Gpixel

•strato interno vicino P.I..

•5 strati per tracciamento indipendente

•Spessore strati ∼ 0.1 X

•Precisione punto < 5 µm/strato

•Buon rapporto segnale/rumore

•Sufficiente una resistenza alle

radiazioni modesta

-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20

#Events

0 10 20 30 40 50 60 70

-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20

#Events

0 20 40 60 80 100 120 140

a)

b)

MIMOSA II 1-diode MIMOSA II 1-diode MIMOSA I 1-diode MIMOSA I 1-diode

CoG with correction

CoG with correction Binary

[

[ [

[ Chi2 / ndf = 52.06 / 35

±

Constant = 134.5

±

Mean = 0.3369

±

Sigma = 1.724 Chi2 / ndf = 52 / 35

± 5

Constant = 134

± 0.05

Mean = 0.37

± 0.04

Sigma = 1.72

Chi2 / ndf = 52.06 / 35

±

Constant = 134.5

±

Mean = 0.3369

±

Sigma = 1.724 Chi2 / ndf = 77 / 69

± 3

Constant = 58

± 0.08

Mean = -0.30

± 0.07

Sigma = 2.38

silicio senza supporto

• pixels

segnali con lettura alternata:

divisione

capacitiva della

carica

p (GeV)

9

vertice topologico

l/σ

M

massa del vertice

Prestazioni: identificazione sapori

5 strati 4 strati,spessore doppio

uso di reti neurali:

Rivelatore intermedio e camere in avanti

FCH

TPC

amplificazione:problemi con MWC (ExB, ioni,spessore end plate) soluzioni: GEM, Micromegas

GEM

tracce 3 d,∼ no P.R.

effetti a confronto

Lecce 25 Aprile 2003 Paolo Checchia IFAE 13

Prestazioni: risoluzione d’impulso

Calorimetria

visione generale

*

* δE/E=

60%x≈0 +25%x≈10%/√E

+10%x≈80%/√E + δ

Lecce 25 Aprile 2003 Paolo Checchia IFAE 15

SiW SiW per SD

Altra Soluzione: LCCAL

•45 strati

•25x25x0.3 cm

Pb

•25x25x0.3 cm

Scintill. 25, Celle 5x5 cm

•3 piani

•a 2, 6, 12 X

•252 0.9x0.9 cm

Pad di Si

Lecce 25 Aprile 2003 Paolo Checchia IFAE 17

PM’s

Scintill.

Piani Si

Fibre con la struttura di supporto PM

LCCAL in test @ BTF (Frascati)

Fibre nel collettore di fronte ai PMs

Altra Soluzione: LCCAL

Buona linearità vs molteplicità

3 e

2 e

1 e

σ /E E

E

(MeV)

11.5%/√E

N

>5.1 /layer →Cal(45 layers) ~ 250 MeV/Mip ~ 800Npe/GeV Non uniformità della luce << 20%

OK also @ BTF (E ~500 MeV)

Ce rn TB 1. Stat. fotoel.ectron Trascurabile 2. Term. stoc. 11.5% come in MC 3. Uniformità raccolta luce a

livello < 10%. Effetti sulla resoluzione da valuatare al

Lccal: risoluzione in Energia e linearità

BT F t est

Lecce 25 Aprile 2003 Paolo Checchia IFAE 19

TESLA JLC

scopo: ∆L/L∼10

L*=3m

L*=5m

SiW

SiW o

Diamanti/W o Cristalli

Calorimetria: Regione in avanti

Lecce 25 Aprile 2003 Paolo Checchia IFAE 21

Magnete e rivelatori di muoni

Prestazioni:

Lecce 25 Aprile 2003 Paolo Checchia IFAE 23

Conclusioni

• Fisica di alta precisione richiede

• Rivelatore di alta precisione

• R&D fatti e da fare (dato il tempo)

• Nessun problema di principio

eccellente risoluzione in impulso precisione nel parametro d’impatto ricostruzione energia jet

ermeticità

Il problema è: quando la macchina?