Status of the ALICE Inner Tracking System upgrade - Referee Meeting, 24 Giugno 2011 - CERN ...
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Sez. di Bari
Status of the
ALICE Inner Tracking System upgrade
Referee Meeting, 24 Giugno 2011
Vito Manzari – INFN Bari
(vito.manzari@cern.ch)Istituto Nazionale
Sez. di Bari di Fisica Nucleare
SEZIONE DI MILANO Milano, 22 Giugno 2011
Ai direttori
Dott. Eugenio Nappi, sez. Bari
Prof. Antonio Zoccoli, sez. Bologna
Dott. Angelo Pagano, sez. Catania
Prof. Biagio Saitta, sez. Cagliari
Dott. Umberto Dosselli, LNF
Prof. Antonio Masiero, sez. Padova
Dott. Speranza Falciano, sez. Roma
Dott. Amedeo Staiano, sez. Torino
Dott.ssa Silvia Della Torre, sez. Trieste
e p.c.
Prof. Maurizio Basile (sez. Bologna, responsabile ALICE)
Dott. Vito Manzari (sez. Bari)
Oggetto: upgrade di ALICE
Caro Direttori,
durante l’ultima riunione di CSN3 tenutasi il 13 e 14 Giugno in
presidenza a Roma abbiamo discusso l’attività di upgrade dell’esperimento ALICE. La
collaborazione ALICE ha deciso di concentrarsi sull’upgrade del tracciatore interno e le sedi
coinvolte in ALICE hanno iniziato dell’attività di R&D a questo proposito, attività che è stata
approvata dallaCSN3. Dovuto alla mancanza di fondi per il 2011 questo R&D è condotto solo
con risorse prese dalle dotazioni di gruppo.
A seguito della discussione in commissione basata anche sul parere dei referees abbiamo
deciso che nella riunione di Settembre sarà proposto un piano più preciso per quanto riguarda
l’ammontare totale dell’investimento (in consumi e inventario ) e sulla sua ripartizione nei
prossimi 4-5 anni. Questa decisione è rimandata a Settembre perché la collaborazione
internazionale ALICE terrà in luglio una riunione per finalizzare il piano già in parte
concordato sull’upgrade e per preparare le richieste da portare alla prossima riunione del RRB.
All’interno di questo scenario la CSN3 ritiene indispensabile informare i Direttori delle sedi
interessate che l’attività di upgrade di ALICE è stata avviata. Questo è importante perché in
questo periodo si stanno prendendo decisioni, in occasione della preparazione delle richieste
per il 2012, sull’utilizzo dei servizi di sezione e del relativo personale tecnico o tecnologo. Il
fatto che i dettagli e le risorse sull’upgrade di ALICE saranno dati a Settembre non deve in
ogni caso penalizzare le attività dei gruppi in questi mesi e contiamo invece sul fatto che le
richieste dei gruppi di ALICE per il prossimo anno sull’utilizzo dei servizi siano ben tenute in
considerazione.
Cordiali saluti.
Angela Bracco
Presidente della CSN III
Via Celoria, 16 20133 Milano Tel. +39.02.5031.7252 Fax +39.02.5031.7487
V. Manzari - INFN Bari Referee Meeting– 24 Giugno 2011 2Upgrade scope
Sez. di Bari
Ø A first motivation and objective for the ITS upgrade is represented by the potential
large increase in sensitivity to heavy flavour physics that can be obtained by
improving the impact parameter resolution
Ø A study of the physics scope of a new ITS and the corresponding requirements for
its implementation will be addressed in the next 8 month by 4 working groups
Ø Preliminary studies with a fast simulation tool show that the a new Pixel layer at
~22mm radius with radiation length in the range 1% to 0.3% improves the DCA
resolution (with respect to the present ITS) by a factor 2 to 3
Ø The physics reach of a silicon tracking system at large rapidity in front of the Muon
Spectrometer and FoCal is presently being studied
Ø The goal is the preparation of a Conceptual Design Report (CDR) by Autumn 2011
V. Manzari - INFN Bari Referee Meeting– 24 Giugno 2011 3Timeline
Sez. di Bari
Ø The upgrade should target the Phase I (2017-18) shutdown
ü The scope of the upgrade Phase I should be well tailored to what can be
reasonably prepared and tested within the next five years and installed in 15
months.
ü The full upgrade program might require a two step approach with a partial
upgrade in Phase I and the completion in Phase II (2020 and beyond)
Ø Decisions on upgrade plans in terms of physics strategy, detector feasibility, funding
availability, should be taken in 2011
ü Expression of Interest: ready
ü Preparation of a technical proposal till summer 2011
ü R&D for Phase I: 2010-2014
ü Production and pre-commissioning for Phase I: 2014-2016
ü Installation and commissioning for Phase I: 2017
V. Manzari - INFN Bari Referee Meeting– 24 Giugno 2011 4Collaboration
Sez. di Bari
Ø Collaborazione
ü INFN (Bari, Cagliari, Catania, Roma1, LNL, Padova, Salerno, Torino,
Trieste, LNF)
ü CERN
ü Cina (WUAN)
ü Francia (Nantes, Strasburgo)
ü Germania (GSI) à completamento TRD e sinergia con Panda e CBM
ü USA (to be defined after the completion of the Heavy Flavour Tracker of
STAR)
V. Manzari - INFN Bari Referee Meeting– 24 Giugno 2011 5Cost Estimate
Sez. di Bari
Ø A very coarse estimate for different upgrade options (remarks: to be used with a lot of
caution given that at this stage of the project the layout and technologies to be adopted are
not yet defined). These numbers include only the construction cost (production, testing and
assembly), but not R&D, commissioning and integration. This estimate is based on the cost
of the technologies employed for the construction of the present ITS detector.
ü Insertion of a new pixel detector layer inside the present ITS. The new pixel detector
would be located at a few millimetres radial distance from a new beam vacuum
chamber with a radius of about 20mm. Cost estimate: 1.5 MCHF
ü Replacement of the present ITS silicon pixel detector (2 layers) with a new pixel
detector consisting of 3 layers, the first one being located as close as possible to the
beam-pipe. Cost estimate: 3 MCHF
ü Replacement of the entire ITS detector with 3(4) layers of pixel detectors (innermost
ones) followed by 4(3) layers of silicon strips detectors. Cost estimate: 12 MCHF
ü Forward telescope based on the concept of 6 planes for a total of about 0.18m2 of
sensitive area. Cost estimate: 2 MCHF
V. Manzari - INFN Bari Referee Meeting– 24 Giugno 2011 6Project Organization
Sez. di Bari
Ø PL: L. Musa (CERN)
Ø DPL: V. Manzari (INFN Bari)
Ø Sub-detector projects
ü SPD: V. Manzari (PL), P. Riedler (DPL)
ü SDD: F. Prino (PL), A. Rashevsky (TC)
ü SSD: G.-J. Nooren (PL), G. Contin (DPL)
ü Offline: M. Masera (PL)
Ø Steering Committee: PL, DPL, SPL, TC, SRC, Institutes Team Leaders
V. Manzari - INFN Bari Referee Meeting– 24 Giugno 2011 7Working Groups
Sez. di Bari
Ø 4 Working Groups to study the upgrade and prepare a Technical Proposal/Conceptual
Design Report for Summer 2011
Physics Motivations and Detector Functional Requirements (A. Dainese, G. Usai)
ü Novelty and Competitiveness
ü Functional requirements: acceptance, vertexing, tracking, PID, readout rate, trigger capabilities
Detector Specifications and Performance Simulations (G.E. Bruno, M. Sitta)
ü Particle density and radiation load
ü Detector layout and implementation: number of layers, hermeticity, segmentation, alignment,
material budget
ü Detector efficiency, signal dynamic range and linearity, event time resolution, event readout
time
ü Definition of trigger algorithms and primitives
V. Manzari - INFN Bari Referee Meeting– 24 Giugno 2011 8Working Groups (cont’d)
Sez. di Bari
Detector Design and Implementation (G. Contin, P. Riedler, A. Rivetti)
ü Identify suitable technologies and techniques for the detector implementation
ü Detector design: sensors, front-end chip, interconnectivity, electrical bus, ladder
ü Off-detector and Readout electronics
ü Power distribution
Cooling, Cabling, Services, Mechanics and Integration (D. Perini, R. Santoro)
ü Detector conceptual design and feasibility study
ü Ladder and Assembly
ü Beam pipe integration
ü Installation/ support/insertion mechanics,
ü Power/Optical/Cooling services, Cooling System
ü Alignment and spatial mapping
V. Manzari - INFN Bari Referee Meeting– 24 Giugno 2011 9CDR Scope (1/2)
Sez. di Bari
Physics motivations for the upgrade
• Performance and limitations of current detector
• Upgrade scope
• Novelty
• Competitiveness
Detector functional requirements and specification
• Particle density and radiation load for the innermost layer
• Number of layers and their geometry
• Acceptance, hermeticity, segmentation and alignment
• Material budget
• Detector efficiency, signal dynamic range and linearity
• Event time resolution and readout time
• Vertexing and tracking performance
• PID performance
• Detection time and readout rate
• Trigger capabilities
V. Manzari - INFN Bari Referee Meeting– 24 Giugno 2011 10CDR Scope (2/2)
Sez. di Bari
Detector Technical Implementation
• Technology options and evaluation
• Detector design options
• R&D plans
Conceptual design for following items
• Detector ladder
• Beam pipe and detector integration
• Detector ladder mechanical support
• Insertion mechanism and installation
• Power distribution (WG5 D WG3 & WG4)
• Cooling System
• Cabling and Service System
• Alignment and spatial mapping
V. Manzari - INFN Bari Referee Meeting– 24 Giugno 2011 11CDR Timeline
Sez. di Bari
Timeline
• Outline and list of figures 20th June
• Draft 0 (abstract for all sections) 27th June
• Draft 1 (draft version of text) 15th July
• Draft 2 (polished text + figures) 22nd August (distribute to ITS coll.)
• Comments by ITS collaboration < 5th Setpember
• Draft 3 with comments from ITS 12th Septmeber (circulate to ALICE)
• comments from ALICE < 3rd October
V. Manzari - INFN Bari Referee Meeting– 24 Giugno 2011 12CDR Table of Content
Sez. di Bari
V. Manzari - INFN Bari Referee Meeting– 24 Giugno 2011 13CDR Table of Content
Sez. di Bari
V. Manzari - INFN Bari Referee Meeting– 24 Giugno 2011 14CDR Table of Content
Sez. di Bari
V. Manzari - INFN Bari Referee Meeting– 24 Giugno 2011 15CDR Table of Content
Sez. di Bari
V. Manzari - INFN Bari Referee Meeting– 24 Giugno 2011 16Richieste straordinarie 2011
Sez. di Bari
Ø Bari
ü Sviluppo di sensori sottili per rivelatori a pixel ibridi
ü Sviluppo di microcanali in polietilene per il raffreddamento dei moduli
Ø Cagliari
ü Sviluppo e realizzazione dei un sistema di test per rivelatori a pixel
Ø Catania
ü Test di iraggiamento
Ø Torino
ü Partecipazione a un multiproject wafer per prototipi di sensori in tecnologia
Tower-Jazz 0.18 µm
Ø Trieste
ü Test di tab-bonding e assemblaggio di rivelatori a microstrip doppia-faccia
V. Manzari - INFN Bari Referee Meeting– 24 Giugno 2011 17Richieste straordinarie 2011
Sez. di Bari
Ø Finanziamento straordinario richiesto riguarda attività di R&D
ü Scelte tecnologiche e finalizzazione R&D à ruolo gruppi INFN
ü Distribuzione risorse locali nelle Sezioni à CMS ed ATLAS già
finanziati per upgrade
MI ME CONS INV Totale
BARI 30 4 34
CAGLIARI 20 20
CATANIA 5 20 5 30
TORINO 50 50
TRIESTE 27 27
Totale 5 147 9 161
V. Manzari - INFN Bari Referee Meeting– 24 Giugno 2011 18Istituto Nazionale
Sez. di Bari di Fisica Nucleare
SEZIONE DI MILANO Milano, 22 Giugno 2011
Ai direttori
Dott. Eugenio Nappi, sez. Bari
Prof. Antonio Zoccoli, sez. Bologna
Dott. Angelo Pagano, sez. Catania
Prof. Biagio Saitta, sez. Cagliari
Dott. Umberto Dosselli, LNF
Prof. Antonio Masiero, sez. Padova
Dott. Speranza Falciano, sez. Roma
Dott. Amedeo Staiano, sez. Torino
Dott.ssa Silvia Della Torre, sez. Trieste
e p.c.
Prof. Maurizio Basile (sez. Bologna, responsabile ALICE)
Dott. Vito Manzari (sez. Bari)
Oggetto: upgrade di ALICE
Caro Direttori,
durante l’ultima riunione di CSN3 tenutasi il 13 e 14 Giugno in
presidenza a Roma abbiamo discusso l’attività di upgrade dell’esperimento ALICE. La
collaborazione ALICE ha deciso di concentrarsi sull’upgrade del tracciatore interno e le sedi
coinvolte in ALICE hanno iniziato dell’attività di R&D a questo proposito, attività che è stata
approvata dallaCSN3. Dovuto alla mancanza di fondi per il 2011 questo R&D è condotto solo
con risorse prese dalle dotazioni di gruppo.
A seguito della discussione in commissione basata anche sul parere dei referees abbiamo
deciso che nella riunione di Settembre sarà proposto un piano più preciso per quanto riguarda
l’ammontare totale dell’investimento (in consumi e inventario ) e sulla sua ripartizione nei
prossimi 4-5 anni. Questa decisione è rimandata a Settembre perché la collaborazione
internazionale ALICE terrà in luglio una riunione per finalizzare il piano già in parte
concordato sull’upgrade e per preparare le richieste da portare alla prossima riunione del RRB.
All’interno di questo scenario la CSN3 ritiene indispensabile informare i Direttori delle sedi
interessate che l’attività di upgrade di ALICE è stata avviata. Questo è importante perché in
questo periodo si stanno prendendo decisioni, in occasione della preparazione delle richieste
per il 2012, sull’utilizzo dei servizi di sezione e del relativo personale tecnico o tecnologo. Il
fatto che i dettagli e le risorse sull’upgrade di ALICE saranno dati a Settembre non deve in
ogni caso penalizzare le attività dei gruppi in questi mesi e contiamo invece sul fatto che le
richieste dei gruppi di ALICE per il prossimo anno sull’utilizzo dei servizi siano ben tenute in
considerazione.
Cordiali saluti.
Angela Bracco
Presidente della CSN III
Via Celoria, 16 20133 Milano Tel. +39.02.5031.7252 Fax +39.02.5031.7487
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