1

Модернизация установки АТЛАС

Рабочая группа по ЦЕРН

5/02/14

А.Зайцев, Протвино

2

Планы повышения светимости

3

Планы• Основные направления модернизации отражены в двух документах:• Letter of Intent Phase I Upgrade (LHCC-I-020)

https://cds.cern.ch/record/1402470/files/LHCC-I-020.pdf• Letter of Intent Phase II Upgrade (LHCC-I-023)

https://cds.cern.ch/record/1502664/files/LHCC-I-023.pdf

• На сегодняшний день сотрудничеством принято пять проектов модернизации отдельных систем:

• Внутренний пиксельный детектор (IBL) (ATLAS TDR 019)• Быстрый Трекер (Fast TrecKer) (CERN-LHCC-2013-007)

http://cds.cern.ch/record/1552953?ln=en • Новые Малые Колеса (NSW) (CERN-LHCC-2013-006) http://cds.cern.ch/record

/1552862?ln=en• Жидкоаргоновый калориметр (LAr) (CERN-LHCC-2013-017) http://cds.cern.ch/

record/1602230?ln=en• Триггер, сбор данных (TDAQ) (CERN-LHCC-2013-018) http://cds.cern.ch/record

/1602235?ln=en#

4

Фаза 0 (LS1), 2013-2014 г.г.

• Основные задачи: - устранение разнообразных дефектов (охлаждение ID, течи в TRT, течи в RPC, криогеника…) - разработка и тестирование пилотных образцов новой электроники для калориметров - монтаж и запуск дополнительных мюонных камер (ЕЕ) - монтаж и запуск нового слоя пиксельных детекторов

• Почти все эти работы (кроме пикселей) выполняются в рамках текущей эксплуатации установки.

5

Фаза 1 (LS2), 2018 г • Основные задачи:

- модернизация мюонной системы в «горячих зонах» - модернизация электроники жидкоаргоновых калориметров - замена сцинтилляторов в горячих зонах - модернизация передних детекторов - создание первой очереди быстрого трекера - модернизация триггера и системы сбора данных.

• Эти планы одобрены комитетом LHCC • Общая стоимость создаваемого на этом этапе (2012-2018 гг) оборудования

оценивается в 36 миллионов швейцарских франков. В эту стоимость не включаются затраты на инфраструктуру, разработки, создание прототипов, трудозатраты в институтах, налоги, непредвиденные обстоятельства.

6

Фаза 2 (LS3), 2022 г.

• Основные задачи: - полная замена внутреннего детектора - модернизация жидкоаргонового калориметра в передней области - модернизация электроники калориметров - развитие триггера и системы сбора данных - развитие компьютинга

• Стоимость этого оборудования оценивается в 230 миллионов швейцарских франков.

• В том числе, в период 2015-2018 г.г. будет создано оборудование стоимостью 92 М шв.фр.

7

Задачи российских институтов1. ИФВЭ: • Создание сцинтилляторов для «горячих зон» • Изготовление части мюонных камер для «слепых зон» • Создание новой электроники для системы мониторирования сцинтилляционного калориметра • Участие в модернизации переднего калориметра** • Развитие матобеспечения

2. ПИЯФ: • Сборка мюонных камер для NSW (New Small Wheels) • Участие в изготовлении электроники для NSW • Развитие матобеспечения

3. БИЯФ: • Разработка и создание новой электроники для жидкоаргового калориметра • Развитие матобеспечения

4. МИФИ: • Создание комплекса для контроля мюонных детекторов и электроники • Развитие матобеспечения

5. НИИЯФ МГУ: • Модернизация газовой системы ТРТ* • Триггер высокого уровня для b-физики • Развитие матобеспечения

6. ФИАН: • Развитие матобеспечения • Участие в NSW • Участие в создании электроники для жидкоаргонового калориметра

7. ИТЭФ: • Тестирование электроники FCAL • Развитие матобеспечения

8. ОИЯИ: • Изготовление камер MicroMegas для NSW • Модернизация источников питания и электроники считывания TileCal • Модернизации электроники считывания и триггера

LiArg калориметров • Радиационные тесты на ИБР-2* • Модернизация криогеники• Развитие матобеспечения

8

Профиль финансирования

2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 20220.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

Series2Series1

М. Шв.фр

год

9

Ожидаемый объем российского вклада в модернизацию установки АТЛАС за период 2013-2018 г.г. должен составить 4,5 % от ̴�суммарного вклада всех участников, что составляет 5,8 М шв.фр. (230 M руб. по текущему курсу). Запрашиваемый объем средств (см. далее) значительно выше, поскольку в зачет вклада не входит значительная часть неизбежных затрат.

Решение о финансировании работ необходимо в самое ближайшее время. Первоочередные средства – во второй половине 2014 года. Задержка с финансированием нанесет смертельный удар ряду проектов (сборка sTGC, сборка трубок).

Одной из важнейших проблем, без решения которой эффективное участие в модернизации установки АТЛАС будет невозможно, является отсутствие регулярного способа вывоза оборудования в ЦЕРН для длительного использования. Эту проблему надо решать в первоочередном порядке.

10

Проект NSW

11

sTGC для NSW (ПИЯФ)

12

Камеры MM для NSW (ОИЯИ)

13

14

Small improvements of muon spectrometer (MP I,LMU,IHEP)2014-2016

There are regions with 2 points measured at muon track in barrel. Installation of BMG sMDT chambers for sectors 12 and 14 will improve momentum

resolution for 1 Tev µ: standalone 32->14%, combined 25->13% (from 2-points meas.--> 3 points)

15

Extension of the coverage for 3-point track measurement with improved momentum resolution

Дрейфовые трубки для мюонного спектрометра (ИФВЭ)

16

BMG CHAMBER DESIGN OF 15 mm DRIFT TUBES

2 x 4 tube layers with 56 tubes each, 448 tubes/ chamber, 6272 tubes total, 232 mezzanine cards1100 mm tube length, 850 mm width, 170 mm spacer height

IHEP – drift tube production

MPI – chamber assembling

LMU – tests

17

Универсальный стенд контроля качества детекторов для NSW на основе рентгеновского

сканера (МИФИ)

18

Потребности 2014-2015 гг (1)Наименование детектора и подсистем Зоны

ответственности институтов

Стоимость(млн. руб.) 2014 год

Стоимость(млн. руб.) 2015

год

Триггер1. Создание триггера для Новых Малых Колец2. Развитие триггера высокого уровня для работы при большой светимости

ПИЯФНИИЯФ МГУ

12

12

Жидко аргоновые калориметры:1 Разработка и создание новой электроники

2. Развитие матобеспечения для жидкоаргоновых калориметров

БИЯФ ИФВЭОИЯИФИАНБИЯФ

12211

12211

Сцинтилляционный калориметр:1. Разработка и создание электроники системы цезиевой калибровки.2. Разработка и изготовление радиационно-стойких сцинтилляционных детекторов.3. Разработка и создание электроники для сцинтилляционного калориметра.

ИФВЭ

ИФВЭ

ОИЯИ

3

5

1

3

6

2

19

Потребности 2014-2015 гг (2)Наименование детектора и подсистем Зоны

ответственности институтов

Стоимость(млн. руб.) 2014 год

Стоимость(млн. руб.) 2015

год

Мюонные детекторы:1.Разработка и изготовление мюонных камер для малых мюонных колец

2.Разработка и изготовление камер для «слепых зон»

ПИЯФ ОИЯИМИФИ ФИАН

НИИЯФ МГУИФВЭ

1155115

710511

10

Исследование радиационной стойкости на ИБР-2 ОИЯИ 2 2

Развитие базового матобеспечения ИФВЭ МИФИ БИЯФ

НИИЯФ МГУПИЯФФИАН ОИЯИ

2111121

2111121

Криогеника ОИЯИ 3 4

ВСЕГО 58 66

20

По Институтам 2014 год млн. руб.

2015 год млн. руб.

ИФВЭ 17 23

ПИЯФ 13 9

БИЯФ 3 3

МИФИ 6 6

НИИЯФ МГУ 4 4

ФИАН 4 4

ОИЯИ 11 17

Всего 58 66

Без учета инфляции