Transcript CMS
RDMS CMS Collaboration
Russia and Dubna Member States CMS Collaboration Коллаборация CMS России и стран-участниц ОИЯИ
Участие RDMS в модернизации эксперимента CMS
Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН,
CMS
5 февраля 2014
Структура доклада
• Введение: коллаборация RDMS CMS
•
состав
•
принципы
• • • • •
организация, CB, EC вклад в создание установки конференции RDMS семинар RDMS «Физика на LHC» материалы коллаборации RDMS
• Обязательства по модернизации CMS Фаза 1 • Что уже выполняется по CMS Фазе 1 • Ресурс требуемый по модернизации CMS 2014-15
•
Фаза 1 – капстроительство
• •
Фаза 1 в рамках обслуживания установки Методические исследования для Фазы 2
• Выводы
Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014 CMS
2
Введение: коллаборция RDMS CMS
CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
3
RDMS
Participation in CMS Project
Russia, JINR and JINR member-states participate in the CMS experiment as RDMS CMS Collaboration
In fact RDMS physicists have participated in CMS since 1992 even before formal decision were made and agreements were signed.
In RDMS there are about 300 scientists, many of them are in CMS from very beginning.
Since about 20 years RDMS participates in the CMS Detector Construction according to the RDMS Project
CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
4
RDMS
Participation in CMS Project
RDMS CMS Project
CMS Document 96-85, 1995
CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
5
In
RDMS
Collaboration are about 300 scientists
Russia
Russian Federation
Institute for High Energy Physics, Protvino
Institute for Theoretical and Experimental Physics, Moscow
Institute for Nuclear Research, RAS, Moscow
Moscow State University, Institute for Nuclear Physics, Moscow
Petersburg Nuclear Physics Institute, RAS, St.Petersburg
P.N.Lebedev Physical Institute, Moscow Associated members:
High Temperature Technology Center of Research & Development Institute of Power Engineering, Moscow
Myasishchev Design Bureau, Zhukovsky
Electron, National Research Institute, St. Petersburg JINR
Joint Institute for Nuclear Research, Dubna
JINR, Dubna - 68 Russian Federation - 155
INR 19 ITEP 19 IHEP 45 MSU 27 PNPI 36 Dubna Member States
Armenia
Yerevan Physics Institute, Yerevan Czech Republic
Charles University, Prague
Byelorussian State University, Minsk
Research Institute for Nuclear Problems, Minsk
National Centre for Particle and High Energy Physics, Minsk
Research Institute for Applied Physical Problems, Minsk
Institute for Nuclear Research and Nuclear Energy, BAS, Sofia
University of Sofia, Sofia
LPI 9
Belarus Bulgaria
Armenia 5 Belarus 22
High Energy Physics Institute, Tbilisi State University, Tbilisi
Institute of Physics, Academy of Science ,Tbilisi
Georgia Ukraine Institute of Single Crystals of National Academy of Science, Kharkov
National Scientific Center, Kharkov Institute of Physics and Technology, Kharkov
Kharkov State University, Kharkov Uzbekistan
Institute for Nuclear Physics, UAS, Tashkent
Dubna Member States - 87
JINR 68 Uzbekistan 11 Bulgaria 21 Ukraine 10 Czech 7 Georgia 11 CMS members:
countries 8 institutions 21 scientists 308 students 34
Associated members:
institutions 3
CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
6
Principles and Strategy of RDMS CMS
Main principles:
participation of Institutions in the CMS experiment as independent scientific groups and;
unification of technical and financial contributions and obligations of different Institutions as the joint Collaboration deliverables to experiment.
Main aims of the Collaboration strategy:
unification of the efforts of many groups from different institutions and countries;
concentration of efforts at several well defined CMS sub systems (for example Endcap) and
broad involvement of Industry of participating States
Concerning to such participation the three-parties Agreements between Member State, JINR and CERN are very important.
CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014 7
RDMS
in the CMS Construction (MoU)
RDMS bears Full Responsibility RDMS Participates ME1/1 HE ME ES EE HF FS CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
8
RDMS
Funding Agencies
Up to now there are two Funding Agencies for the RDMS CMS for the construction and M&O expenditures:
•RDMS-Russia
-
Ministry of Science of Russian Federation •
for Russian Institutes and JINR
•RDMS-DMS - JINR, Dubna •
for JINR and JINR Member States
CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
RDMS
Contribution to CMS
Total RDMS Contribution for Construction of the CMS Detector, according to the MoUs and CERN-RF Protocol
MoU RDMS RF: MoU RDMS DMS: Cost-to-Completion: In-kind 1,500 crystals 12,047 kCHF 6,794.6 kCHF 2,211.5 kCHF 1,657 kCHF RDMS Grant Total 22,710.1 kCHF
All RDMS obligations in the construction of the CMS were fulfilled
Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014 CMS
10
Joint RDMS Seminar “Physics at LHC”
• Joint Seminar is chaired by Prof. Golutvin • Regular Seminar is organised by RDMS Collaboration
–
devoted to modern problems of particle physics and cosmology
–
emphasis on physics research at LHC, in particular at CMS, and lectures for students and young physicists
• The seminar is distributed over the main regions:
–
auditoriums in Moscow, Dubna, Gatchina, Protvino, CERN, and many Universities
•
Barnaul, Dubna, Moscow, Novosibirsk, Tomsk, Yaroslavl, Minsk, Kiev, Kharkov etc.
–
are linked with two ways high quality (TV-like) interactive connections
•
Provides effect of live-presents and participation in discussion
–
Web broadcast for other participants is also assumed
•
• Volumes 1, 2 and 3 are published
Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
11
CMS
Annual RDMS CMS Conference 2014
17-th Annual RDMS CMS Conference, Dubna, Russia, 7-8 August 2014 JINR hosts the Conference dedicated to 20 years of RDMS.
Jubilee session on 80 years of Prof. I.Golutvin is foreseen.
Registration: http://cms-dubna2014.jinr.ru
CERN, Geneva, ITEP, Moscow, MSU, Moscow, Protvino, Dubna, Swiss, I-IV Russia, V Russia, VI Russia, VII Russia, VIII Minsk, Belarus, IX Gatchina, Russia, X Varna, Bulgaria, 2005 Minsk, Dubna, Varna, Alushta, Belarus, XII Russia, XIII Bulgaria, Ukraine, XV 1995-1999 2000 2001 2002 2003 2004 XI 2008 2009 XIV 2011 XVI 2006 2010 2013
RDMS
Basic Documents
•
CMS Technical Proposal, CERN/LHCC 94-38,
15 December 1994 •
RDMS CMS Project, CMS Document 96-85,
December 1995 • MoU on CMS Detector Construction,
CMS Document 1998-053,
29 April 1998 • •
Signed by JINR Director - for JINR and JINR member-states DMS Signed by Minister of Science of RF - for JINR and Russian Institutes
•
Ответственность и обязательства Минобрнауки РФ по участию Российских институтов в
создании
установки CMS
• Construction MoU was extended for CMS Upgrade.
Dedicated Addenda have been elaborated at the
October 2012 RRB •
Ответственность и обязательства Минобрнауки РФ по участию Российских институтов в
модернизации
установки CMS
•
MoU for Maintenance and Operation of CMS, CERN RRB-2002-033,
24 May 2002 •
Ответственность и обязательства Минобрнауки РФ по участию Российских институтов в
обслуживании
установки CMS
Обязательства RDMS CMS по модернизации
CMS Фаза 1
14
CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
CMS Upgrade program
CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
Agreement on RDMS Responsibilities
CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
Agreement on RDMS Responsibilities
CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
Sharing of Upgrade Phase I Costs - RDMS
Funding Agency RDMS - DMS RDMS - Russia 468 000 834 000 500 000 690 000 30 312 998 000 1 836 000 CMS Total contributions 8 045 000 6 844 000 3 905 000 7 811 500 58 527 653 97 511 283 246 6 445 000 60 283.2
1 095 511 2 119 246 64 873 447
CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
RDMS in Muon upgrade
• •
ME4/2 upgrade (600 kCHF)
– Assembling and testing 76 ME1/2 CSCs, design and construction of the 2500-channel HV system •
Contribution: RDMS RF = 600 kCHF
•
PNPI ME1/1 upgrade (590 kCHF)
– Manufacturing of the new LV interface board LVDBs and cooling system, refurbishing ME1/1 CSCs with new electronics and integration •
Contribution: RDMS DMS = 500 kCHF RDMS RF = 90 kCHF
•
JINR, Minsk
•
L1 Muon trigger upgrade (312 kCHF)
– Design and production of TF for L1 Overlap Muon Trigger •
Contribution: RDMS RF = 312 kCHF
•
PNPI
CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
RDMS in HCAL upgrade (HCAL TDR)
• • • • •
Fabrication of the Readout Modules to house the SiPMs and electronics
•
Contribution: RDMS DMS 173 kCHF Responsibilities for developing of “stand” for performing of QC and long term stability tests of new ~ 200 front-end modules
– The fabrication of burn-in Readout Boxes for the validation of the SiPM RMs before final installation - in 2014-16 •
Contribution: RDMS DMS 120 kCHF Purchase of portion of the production SiPM devices
•
Contribution: RDMS RF 517 kCHF Purchase of μTCA crates, DC-DC μTCA power modules, and μTCA controllers, necessary to upgrade BEE subsystem
– Starting from 2013 •
Contribution: RDMS DMS 75 kCHF RDMS RF 117 kCHF Responsibilities for dismounting of old front-end and back-end electronics and installation of a new one at HE
– During technical stops and long planned stop (LS2) of LHC in 2017-19 •
Contribution: RDMS DMS 100 kCHF RDMS RF 200 kCHF
CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
Что уже выполняется по CMS Фазе 1
CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
21
Государственный контракт № 11.519.11.6027 от 12 марта 2012 г.
РФ Финансирование 2: Фаза 1
научно-исследовательских организаций стран-участниц проектов ЦЕРН» Заказчик – Министерство образования и науки Российской Федерации Исполнитель – Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт ядерных исследований Российской академии наук Срок выполнения работы: 12 марта 2012 г. – 19 июня 2013 г.
№ № п/п Тема исследования Организация Объем финансирования в 2012-2013 гг.
тыс. руб.
1.
Модернизация адронного калориметра детектора CMS для работы в условиях повышенной энергии и интенсивности пучков Большого адронного коллайдера в ЦЕРН» «Разработка и поставка детекторов на основе гейгеровских фтодиодов (SiPM), предназначенных для модернизации адронного калориметра CMS в ЦЕРН» ( ИЯИ РАН РОО СО ТОПЭК соисполнитель ИЯИ РАН) 4800,0 2700,0 2.
3.
4.
5.
Модернизация передней мюонной станции МЕ1/1 детектора CMS для работы в условиях повышенной энергии и интенсивности пучков Большого адронного коллайдера в ЦЕРН» Модернизация мюонной системы детектора CMS для работы в условиях повышенной энергии и интенсивности пучков Большого адронного коллайдера в ЦЕРН» Модернизация электромагнитного калориметра детектора CMS для работы в условиях повышенной энергии и интенсивности пучков Большого адронного коллайдера в ЦЕРН» Модернизация подсистем детектора CMS для работы в условиях повышенной энергии и интенсивности пучков Большого адронного коллайдера в ЦЕРН» ОИЯИ ПИЯФ ИФВЭ НИИЯФ МГУ 2700,0 9000,0 1200,0 600,0 Итого: 21000,0 Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014 CMS
Адронная калориметрия: Фаза 1
Кремниевая пластина с SiPM для CMS HCAL.
8 канальная линейка SiPM Линейки SiPM в составе модуля адронного калориметра CMS
• • • •
ИЯИ: группа внесла решающий вклад в разработку новых радиационно-стойких кремниевых фото-умножителей (SiPM) для модернизации адронного калориметра CMS CMS HCAL). Изготовлено 100 предсерийных линеек SiPM.
Ожидаемый вклад РФ – 130 kCHF
• • •
ОИЯИ:
29 November 2013
Ожидаемый вклад ОИЯИ – 75 kCHF
CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
Мюонная система МЕ4/2: Фаза 1
ПИЯФ в ЦЕРН создана “фабрика“ по производству мюонных камер и изготовлены 72 камеры для станций ME4/2- и ME4/2+.
ПИЯФ изготовлена мюонной системы.
2000 канальная высоковольтная система .
ПИЯФ принимает участие в монтаже, запуске и обслуживании Фабрика мюонных камер в ЦЕРН ME4/22, 1 октября 2013 • • • • Специалисты ПИЯФ возглавили работу на всех участках производства камер
ПИЯФ: изготовлены 72 мюонные камеры и высоковольтная система, смонтирована мюонная станция МЕ4/2+, ведется монтаж МЕ4/2-. Ожидаемый вклад РФ – 600 kCHF
CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
Мюонная система МЕ1/1: Фаза 1
ОИЯИ в ЦЕРН создан “участок“ в SX5 по перемонтажу электроники станций.
Изготовлена низковольтная система запуске и обслуживании станций.
.
ОИЯИ принимает участие в монтаже, • • • • ME1/1, 29 ноября 2013
ОИЯИ: изготовлена и заменена электроника на 72 камерах станций МЕ1/1, смонтирована мюонная станция МЕ1/1+, ведется монтаж МЕ1/1-.
Ожидаемый вклад: РФ – 90 kCHF и ОИЯИ – 500 kCHF
CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
Ресурс требуемый по модернизации CMS 2014 15
CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
26
CMS: Запрос средств на 2014-15
Наименование детектора и подсистем Модернизация Фаза 1 Триггер
Модернизация мюонного триггера первого уровня
Адронные калориметры
Разработка и изготовление кремниевых фотоумножителей для адронного калориметра Модернизация системы медленного контроля электронных узлов адронного калориметра HCAL и его субдетекторов на новый стандарт microTCA Модернизация радиационного монитора HF
Зона отвеств. Стоимость Профиль по годам институтов
ПИЯФ ИЯИ HCAL Участие в тестировании, сертификации и установка модулей передней электроники с кремниевыми фотоумножителями в HCAL ИЯИ ОИЯИ Модернизация системы считывания калориметра HCAL на основе нового стандарта microTCA
Передние калориметры
ИФВЭ
Модернизация Фаза 1 в рамках обслуживания установки Торцевая мюонная система
Монтаж, запуск в эксплуатацию и сопровождение мюонных катодных стриповых камер МЕ4/2 ПИЯФ Запуск в эксплуатацию и сопровождение мюонных станций МЕ1/1 ОИЯИ Участие в установке и тестирование новых блоков считывающей электроники HF Калибровка HF после замены фотодетекторов ФИАН (РАН) ИТЭФ МГУ МГУ
(млн.руб.) 2014 2015 Итого 36 30 12 4 4 15 5 3 2 20 3
14 5 1 4 2 1 2 1 16 12 1 1 2 2 1 1 1 6 0,5
30 17 2 1 2 6 1 3 2 8 1,5
RADMON Модернизация мониторной системы калориметра ИТЭФ HCAL и CASTOR
Протонный спектрометр
FSC и PPS высокого разрешения МГУ ИТЭФ ИФВЭ ФИАН (РАН) Развитие и расширение
удаленных центров мониторинга и анализа данных
мониторирования детекторов . Разработка и обслуживание программного обеспечения системы автоматизированного Разработка и совершенствование программ моделирования и реконструкции физических объектов CMS ИТЭФ ИЯИ МГУ ОИЯИ ИТЭФ
2 7 3 2 4 12 2 3 6 2
2 1 0,5 1 1 1,8 0,5 1 0,5 1 0,5 1 1 4 0,5 2 4 0,5
2 2 1 2 2 5,8 1 3 4 1 Методические исследования для Фазы 2
Исследование стриповых сцинтилляторов с параллельным оптическим считыванием для торцевого адронного калориметра НЕ, разработка технического проекта
Адронные калориметры
Разработка и изготовление кремниевых фотоумножителей для адронного калориметра ОИЯИ ИЯИ HCAL Разработка, исследование и изготовление прототипов HCAL основе камер микромегас
Электро-магнитные калориметры
Разработка и исследование новых радиационно стойких кристаллов и альвеольных структур для ЕCAL Разработка и исследование новых технологий для ИФВЭ ИЯИ ИФВЭ торцевого электромагнитного калориметра ЕCAL Разработка системы распределения высоковольтного питания
камер GEM Радиационные поля и защиты
Расчёты радиационных полей и остаточной радиоактивности элементов детектора CMS для номинальной светимости Физическое проектирование радиационной защиты CMS и интерфейса между ускорителем и экспериментом Расчётное сопровождение проекта комбинированного переднего калориметра и условий работы малоугловых детекторов в прямолинейном промежутке SS5 Разработка и совершенствование
программ моделирования
и реконструкции ПИЯФ ИФВЭ ИФВЭ ИФВЭ ФИАН (РАН)
ВСЕГО 3 15 37,2 8 60 8 14 6 7 8
1 1,5 0,5 4,5 1 1 2 1,5 2 1 3,5 1,5 0,5 6 2 4 1 2 4
2 5 1,5 1 10,5 3 5 3 3,5 362,2
54,8 84
2014 2015 138,8 6
Ресурс требуемый по модернизации CMS 2014 15
Фаза 1
CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
28
ПИЯФ: мюонный триггер: Фаза 1
ПИЯФ должен разработать и создать Мюонный триггер первого уровня для области перекрытия центральной и торцевой мюонных систем (совместно с группами США, Польши и Китая), Вклад ПИЯФ в CMS Cost-Matrix по оборудованию - 312 kCHF.
CMS
В разработке будут использованы самые современные достижения электроники
Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
Год Челго д Цена млн.р.
ПИЯФ: Мюонный триггер: Фаза 1
Наименование работ 2014
~4 14
Производство прототипов поисковиков треков (MTF7) Создание тестовых станций в ПИЯФ Закупка оборудования для создания триггерной инфраструктуры в CERN Приобретение лицензий. Создание микропрограммного и программного обеспечения для прототипов MTF7, испытания на тестовом стенде.
2015
~4 16
Производство серийных поисковиков треков (MTF7) Создание и отладка микропрограммного и программного обеспечения для серийных MTF7, пучковые испытания в CERN 2016 2019
~8
CMS
6
Доводка микропрограммного и программного обеспечения до получения проектной эффективности триггера Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
Участие в модернизации Адронного Калориметра
Кремниевая пластина с SiPM для CMS HCAL.
8 канальная линейка SiPM Линейки SiPM в составе модуля адронного калориметра CMS В 2014-2018 гг. группа ИЯИ РАН и ИФВЭ планирует участвовать в следующих работах по модернизации адронного калориметра CMS (Фаза-1):
ИЯИ:
2019 разработка и изготовление SiPM для адронного калориметра CMS. Запрос на 2014-2015 гг. (2014 гг.) – 17 млн. руб. (30 млн. руб.);
-
участие в тестировании, сертификации и установка модулей передней электроники с SiPM в CMS
-
HCAL.
ИЯИ:
Запрос на 2014-2015 гг. (2014-2015 гг.) – 2 млн. руб. (12 млн. руб.)
ОИЯИ:
Запрос на 2014-2015 гг. (2014-2015 гг.) – 1 млн. руб. (4 млн. руб.)
-
Модернизация системы считывания калориметра HCAL на основе нового стандарта microTCA
ИФВЭ:
Будут закуплены корзины нового стандарта microTCA – 2 млн. руб. (4 млн. руб.) 31
Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
Ресурс требуемый по модернизации CMS 2014 15
Фаза 1
в рамках обслуживания установки
CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
32
Год 2014 2015 млн.р .
4 ПИЯФ
Upgrade мюонной системы CMS
работы 2014-2019 гг.
Наименование работ Завершение тестирования и монтажа катодных стриповых камер МЕ4/2 Завершение изготовления, тестирования и монтажа системы высоковольтного питания камер МЕ4/2 2 ПИЯФ Запуск в эксплуатацию и сопровождение катодных стриповых камер МЕ4/2 и системы высоковольтного питания камер МЕ4/2 2016 2019 9 ПИЯФ Сопровождение катодных стриповых камер МЕ4/2 и системы высоковольтного питания камер МЕ4/2 2014 2015 1 ОИЯИ Запуск в эксплуатацию и сопровождение катодных стриповых камер МЕ1/1 CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
Модернизация переднего калориметра HF
ФИАН:
В 2014-2015 гг планируется принять участие в установке и тестировании новых блоков считывающей электроники адронного передних калориметров (forward HF).
В ФИАНе есть сотрудники, имеющие нужную ую квалификацию и в течение 2013 года уже принимавшие участие в данном виде работ
ИТЭФ:
В 2014 году после замены ФЭУ в HF планируется провести Калибровку всех каналов с помощью источников Со 60.
Методика определения Калибровочных коэффициентов была разработана и применена сотрудниками ИТЭФ
CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
Система медленного контроля крейтов mTCA
Перевод VME в mTCA Предполагаемый перевод
CMS TDR for the phase 1 upgrade of the HCAL
Задачи по разработке системы медленного контроля для крейтов mTCA: (проект поддержан менеджментом CMS):
●
Создание на основе технологии mTCA тестового электронного стенда, предназначенного для экспертной оценки и тестирования в работающем режиме новых электронных узлов установки CMS.
●
Разработка программного обеспечения связи модулей mTCA c пакетом WinCC/OA , принятом как стандарт для систем медленного контроля БАК на экспериментальном тест-стенде.
●
Разработка программного обеспечения системы медленного контроля, позволяющей обеспечить стабильную работу и контроль критических состояний новых электронных узлов. Работы ведутся совместно с DESY CMS группой.
Ориентировочные затраты:
2014г. – 2 млн.руб.; 2015г. – 6 млн.руб.,
CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
Система мониторинга радиационных условий HF RADMON
Задачи
: ●
калориметров установки CMS;
●
непрерывное измерение потоков нейтронов с целью контроля радиационной деградации активных элементов контроль эффективности радиационной защиты;
●
дополнительный контроль светимости и пучковых условий Нейтронные мониторы системы HF RADMON, установленные внутри защиты переднего калориметра Отклики нейтронных мониторов системы HF RADMON во время загрузок LHC Измерение зависимости потоков нейтронов от светимости на установке CMS.
Модернизация в 2014-15 гг. (проект поддержан менеджментом CMS):
●
Замена электроники управления и регистрации для работы в условиях максимальной светимости
● ●
Перекалибровка нейтронных мониторов на базе нейтронной лаборатории ЦЕРН Проект BRIL: включение системы в кластер систем контроля светимости и состояния пучка на установке CMS. Разработка и внедрение необходимого программного обеспечения и модернизация архитектуры системы
Ориентировочные затраты:
CMS
2014 г. — 1,0 млн.руб,, 2015 г. — 0,5 млн.руб.
Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
Калибровка и мониторинг адронного калориметра
Задачи
● : ●
мониторинг и систематическая коррекция энергетической шкалы и азимутальной асимметрии калориметров установки CMS на основании данных лазерных и светодиодных подсистем и калибровка калориметров установки на основании физических данных.
разработка пакета процедур для мониторинга работы калориметра в удаленных операционных цетрах Коррекция отклика с помощью светодиодов и лазера Азимутальная симметрия отклика ячеек калориметра Коррекция абсолютной энергетической шкалы Изолированные заряженные частицы
3-х ступенчатая калибровочная процедура
Распад Z->ee
Модернизация в 2014-15 гг. (проект поддержан менеджментом CMS):
●
Адаптация существующей процедуры калибровки к новым условиям работы ускорителя
●
Разработка дополнительных пакетов программ мониторинга работы адронного калориметра
Ориентировочные затраты:
CMS
2014 г. — 1,0 млн.руб,, 2015 г. — 1,0 млн.руб.
Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
Программное обеспечение мониторирования HCAL
Совместно с МГУ и ОИЯИ ИТЭФ участвует в разработке и обслуживании программного обеспечения автоматизированного мониторирования работы HCAL. Эта система используется для контроля работы заменяемого оборудования CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
Передний калориметр CASTOR
Передний черенковский кварц-вольфрамовый калориметр CASTOR (Centauro And STrange Object Research) успешно работает в общих сеансах сбора данных CMS с момента установки в июне 2009 года.
Система медленного контроля калориметра CASTOR представляет собой программно-аппаратный комплекс, обеспечивающий работу физической установки и постоянные мониторинг и контроль за ее текущими параметрами.
CMS
Модернизация в 2014-15 гг. (проект поддержан менеджментом CMS):
●
Разработка и экспертное сопровождение системы медленного контроля стендового образца форвард - калориметра CASTOR для калибровки детектора космическими мюонами.
●
Разработка и модернизация программного обеспечения системы медленного контроля основного работающего детектора в процессе подготовки ко второму этапу работы БАК .
●
Тестирование, запуск и экспертное сопровождение системы медленного контроля на втором этапе работы БАК в условиях высокой светимости.
●
Разработка новых процедур калибровки калориметра мюонным гало и фотодиодной системой.
Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
Модернизация мониторной системы калориметра CASTOR
Генератор оптических импульсов посылает калибровочные импульсы на калориметр CASTOR по 8 оптическим кабелям В 2014 году планируется создать еще один подобный генератор для тестового стенда Мониторирование стабильности сигналов с разных каналов во времени CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
Протонный спектрометр высокого разрешения
Для изучения дифракционных процессов в CMS планируется установить спектрометры высокого разрешения, регистрирующие протоны, рассеянные под малыми углами ИТЭФ участвует в разработке аппаратуры для регистрации сигналов трековых детекторов для этих спектрометров ИФВЭ участвует в разработке аппаратуры для спектрометров FSC и PPS CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
Центры мониторинга и анализа данных ROC
Возможности
: ●
оперативная связь Задачи
: ●
интерактивный доступ
к информационной сети эксперимента CMS (CMS private network); другими научными центрами-участниками эксперимента ↔ посредством EVO/VYDEO/SKYPE мониторинг работы экспериментальной аппаратуры, статуса данных измерений и системы распределенных вычислений для их обработки и анализa;
● ●
с центральным диспетчерским пунктом CMS Centre Meyrin, с техническим персоналом в ЦЕРН, с координация работы разных экспериментальных групп CMS.
конференционная комната МГУ операционная комната ROC ОИЯИ операционная комната ROC МГУ Модернизация в 2014-15 гг. (проект поддержан менеджментом CMS):
●
(DCS, DQM, Jet/Met, Computing, etc).
● ●
Увеличение количества операционных постов с целью обеспечения одновременных дежурств различного типа Замена рабочих станций операционных постов для работы в много-мониторном режиме (8 мониторов) с целью отображени расширенного набора контроллируемых параметров. Увеличение компьютерных ресурусов для разработки и тестирования программного обеспечения.
●
Установка комплекта специализированного видео- и аудио-конференционногооборудования для обеспечения многоточечной связи с возможностью компактной FullHD визуализации технических графических материалов.
CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
Совершенствование программ для реконструкции физических объектов
МГУ и ИТЭФ участвует в совершенствовании программ реконструкции адронных струй.
На основе анализа характеристик треков заряженных адронов внутри струй осуществляется разделение струй, образованных кварками и глюонами.
На рисунках показан пример такого разделения для струй, образованных в событиях с Z бозоном, распавшимся на два мюона.
ОИЯИ участвует в совершенствовании программ реконструкции ди-мюонов ФИАН участвует в разработке и программ моделирования и реконструкции для HL LHC CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
Ресурс требуемый по модернизации CMS 2014 15
Методические исследования для
Фазы 2
CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
44
Главная проблема долгосрочной работы адронного калориметра (НЕ) недостаточная радиационная стойкость сцинтилляторов.
Стриповая («пальчиковая») структура элементов сцинтилляторов позволяет решить задачу работы адронного калориметра при высокой светимости относительно дешевым способом.
Existing tiles granulation New fingers granulation option Tile # 25 Tile # 26 4 fingers Tile # 27 8 fingers CMS Tile # 28 Tile # 29 8 fingers 8 fingers
Стриповая («пальчиковая») концепция сцинтилляторов.
Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
Проведенные исследования показывают, что радиационная стойкость сцинтилляторов является сложной функцией дозы и скорости набора дозы излучения.
Прямые измерения этих явлений невозможны, так как потребовалось бы очень много времени.
Целью нашей программы исследования радиационной стойкости сцинтилляторов является экстраполяция результатов наших измерений на реальные условия работы CMS в период 2012-2030 гг.
В ОИЯИ и странах-участницах ОИЯИ имеется несколько установок, которые мы используем для исследования радиационной стойкости сцинтилляторов различного типа: • импульсный ядерный реактор ИБР-2 (ОИЯИ); • • источник нейтронов и гамма-квантов IREN (Intense REsonance Neutron source, ОИЯИ); электронный линейный ускоритель на 10 МэВ Национального научного центра Харьковского физико технического института НАН Украины.
• электронный линейный ускоритель на 4 МэВ Национально-учебного центра физики частиц и высоких энергий (Минск, Беларусь).
Предстоит ответить на три вопроса: • Какова радиационная стойкость стрипов («пальчиков») до светимости 2500-3000 fb -1 конца LHC) • Какова радиационная стойкость существующих сцинтилляционных ячеек при 700 fb -1 (выживаемость до (выживаемость до LS3) • Каковы радиационные повреждения используемого сейчас сцинтиллятора и шифтеров (SCSN81/Y11) при 30 fb -1
.
CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
Участие ИЯИ РАН в модернизации детектора CMS (Фаза 2)
Параметры SiPM, принципиальную возможность создания фотоприёмников, способных работать в очень жёстких полях адронов (до 10 14 -10 15 разработанных для Фазы 1 модернизации CMS HCAL, продемонстрировали нейтронов/см 2 Фазы 2 модернизации детектора CMS.
).
Такие фотоприёмники необходимы практически для всех типов сцинтилляционных вариантов электромагнитного и адронного калориметров CMS. Группа ИЯИ РАН накопила огромный опыт по разработке радиационно-стойких фотоприёмников, а также создала прецизионные стенды для исследования их характеристик. Учитывая это, коллаборация CMS поддержала работы по разработке сверхрадиационно-стойких твёрдотельных и вакуумных фотоприёмников для Стенд для исследования SiPM, созданный сотрудниками ИЯИ РАН Спектральные характеристики SiPM Стабильность отклика SiPM при облучении нейтронами В 2014-2018 гг. группа ИЯИ РАН планирует участвовать в следующих работах по модернизации детектора CMS ( Фаза-2):
-
разработка и изготовление сверхррадиационно-стойких фотоприёмников;
-
изучение поведения параметров фотоприёмников в сверхжёстких полях адронов и гамма-квантов;
-
изучение изменения параметров фотоприёмников при их охлаждении Данные работы согласованы и одобрены коллаборацией CMS.
CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
47
HCAL
IHEP in HCAL Calorimetry Upgrade
Upgrade Table 2014-2015 (Мруб) 2014 2015 Разработка, исследование и изготовление 0 1,5 прототипов HCAL на основе камер Микромегас Будет разработана технология изготовления активных элементов клориметров на основе камер Микромегас. Изготовлены и испытаны первые образцы Модернизация системы считывания калориметра 0 2 HCAL на основе нового стандарта microTCA Будут закуплены корзины нового стандарта microTCA Протонный спектрометр высокого разрешения FSC и PPS 1,0 1,0 Будут созданы прототипы детектора FSC и проведены их исследования: произведена замена сцинтиллятора счетчиков на более радиационно стойкий материал изготовлены рабочие элементы из искусственного сапфира создан стенд для их калибровки и проверки выбран фотоприемник
CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
IHEP in ECAL Calorimetry Upgrade
ECAL Upgrade Table 2014-2015 (Мруб) Разработка и исследование новых технологий для 2014 2015 4,5 6,0 торцевого электромагнитного калориметра ЕCAL: Будет создана зона облучения образцов в смешанном поле вторичных частиц У-70:
создана транспортная система доставки образцов в зону облучения в процессе работы У-70; создан стенд для измерения характеристик прототипов и материалов до и после их облучения.
Будет создана зона облучения образцов в адронном поле вторичных частиц Бустера У-70
: создан канал вывода пучка Бустера в помещение, предназначенное для исследований радиационной стойкости материалов и элементов детектирующих установок; разработана и создана мишень для формирования поля вторичных частиц с различным составом нейтронов и заряженных адронов;
Будет модернизирована установка для гамма облучения «ПАНДА-РС»:
проведено оснащение установки спектрофотометрическим оборудованием для исследований прозрачности сцинтилляторов, фиберов, спектросмещающих волокон.
Будет создан канал вторичных частиц (электронов и адронов) высоких энергий для проведения тестов прототипов будущих детекторов.
Будет произведена закупка электроники для сбора, хранения и обработки данных, полученных в ходе исследований основных характеристик и радиационной стойкости элементов калориметрических детекторов
.
CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
IHEP in BRIL
BRIL Upgrade Table 2014-2015 (Мруб)
Будут проведены: расчёты радиационных полей и остаточной радиоактивности элементов детектора CMS для номинальной светимости -
2014 2015
1,0 4,0 физическое проектирование радиационной защиты CMS и интерфейса 2,0 1,0 между ускорителем и экспериментом будет проведено расчётное сопровождение проекта комбинированного 1,5 2,0 переднего калориметра и условий работы малоугловых детекторов в прямолинейном промежутке SS5 Proposed RDMS responsibilities signed by CMS Main responsibilities of the IHEP group for the next years will be:
•
Radiation simulations for the current CMS experiment, including radiation damage in HCAL and ECAL active elements
•
Radiation environment design for the CMS Upgrade Phase 2 and 3, including upgrade of all subsystems and infrastructure
•
Characterization of the machine induced background and modeling of the machine/ experiment interface
CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014 •
Conceptual design of the CMS Forward Region shielding reconstruction, including new TAS
Выводы
CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
51
Заключение и выводы
RDMS сыграл ключевую роль в разработке эксперимента CMS и внес значительный вклад в создание и запуск детектора, разработке физической программы Обязательства по MoU and MoA CMS выполняются успешно Физики RDMS продолжают играть важную роль в обслуживании, наборе данных и физическом анализе В настоящее время RDMS успешно участвует в модернизации CMS Фазе 1 и начал подготовку к Фазе 2 (с фокусом на переднюю калориметрию) Сегодня важнейшая задача – обеспечить финансирование работ по модернизации в рамках принятых обязательств Структура RDMS гарантирует выполнение всех принятых обязательств CMS Заседание Рабочей группы по направлению сотрудничества с ЦЕРН, 05 февраля 2014
52