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- うたろう ありの
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1 ATLAS LAr Upgrade project 江成祐二東京大学 ICEPP 新学術領域研究先端加速器 名古屋大学 年 5 月 23 日
2 もくじ ATLAS LAr カロリーメータ Performance 何が問題になるか アップグレード 何が必要か? 開発状況 ATLAS-Japan の貢献 2
3 tons 88 Million channels 3000 km of cables 2T solenoid Toroid (B ~ 0.5T in barrel;~1t end-cap)
4 ATLAS Liquid Ar Calorimator 4 12m 8m LAr-Pb EM calorimeter ( η <3.2): e/γ trigger, identification; measurement σ/e ~ 10%/ E 0.7% Granularity: 0.025x0.025 ; 22X 0 3 long. layers + presampler(0 < η <1.8) 180x10 3 channels 4000 tons EM Barrel : ( η <1.475) [Pb-LAr] EM End-caps : 1.4< η <3.2 [Pb-LAr] Had.End-cap: 1.5< η <3.2 [Cu-LAr] For. : 3.2< η <4.9 [Cu,W-Lar]
5 アコーデオン構造と Liquid Argon 5 Liquid Argon Very good linearity on the response to number of charged particle Radiation hardness Accordeon structure Easy to make uniform detector in phi with keeping distance of electrodes
6 セル構造と信号の shape 6 φ HV = 2kV The triangular current signal is preamplified and shaped (bipolar filter, CR-RC 2 ), then sampled at the LHC bunch crossing frequency (every 25 ns) and digitized τ A The peak of the ionization current is proportional to the energy released in LAr.
7 すべては H γγ と 4l を念頭に 7 Energy measurement - Energy scale of 0.1% upto 300 GeV - Sampling term should be < 10% - Constant term should be < 1 % Photon/Jet separation Angular resolution - Jet rejection factor of mrad on theta - π 0 and photon separation 190,000 ch! 自然も味方し M H =125GeV 大成功!
8 将来の問題点 : トリガー 8 L1 trigger rate が 20KHz になる Nonisolated EM object に対する閾値 (GeV) Level-1 において Sigle EM トリガーに割り当て :20KHz Rate を下げるために閾値を上げなければならなくなる L2 / HLT では全情報がつかえる 現状の Offline 解析に使っている手法をできる限りここに入れる L1 を通っていなかったら意味が無い 情報を L1 に渡すところから強化が必要
9 LAr のアップグレード 現状 : tower size:φxη = 0.1x0.1 EM partで1つのタワー アナログ信号を送っている 計画 : 縦方向 segment Fine segment Level 1へ 質の良い - Digitizeした情報 - filteringアルゴリズム 9 BS =25ns, L =1x10 34 cm -2, s -1 High luminosity でも Et>25GeV のトリガーレートが 20kHz に押さえられる?
10 L1 への信号 (Super Cell) 10 セグメントの数を 10 倍に 0.1x0.1 の領域に 10 Super Cell (SC) PreSampler から 1 SC Front と Middle から 4SC End から 1SC
11 LAr Electronics Upgrade 計画 11 Front-End Back-End Phase-I(2018) と Phase-II(~2022) の 2 段階の Upgrade 計画 Phase-I: 緑の部分を入れ替える このパートは Phase-II でもそのまま L1 へのアナログパートは残す Phase-II: 残りを総入れ替え 10 年後との Compatibility. 検出器本体
12 LAr Electronics Phase-I upgrade 年に新しく導入されるパート
13 Front-End エレキ (Phase-I upgrade) 役割 : 検出器からの信号を Digitize Back-End(BE) に送る メインボードと Mezzanine で構成 Mezzanine アナログ信号の取り扱い Super Cell 用に Analog sum メインボード ASIC(ADC) 12bit, 40MHz Backend へのデータ転送 (5.4Gbps) Phase-II の開発でもある 13 Statistics 320 Super cells / board 使用電力 : <130W/board メインボード : 124 枚 Fiber to BE: 4x12 ribbon fiber Main Contributor BNL, Columbia, SMU, Pittsburg, Grenoble
14 Back-End エレキ (Phase-I upgrade) 役割 : FE からのデータを受け取り Filtering の後 エネルギーに換算 Level-1 トリガーに送る FE のコントロール及び Clock の取り扱い (GBT) 14 Statistics Data flow: 24 Tbps - 12bit ACD, 40 MHz. AMC takes care 1 FE boards AMC 124 枚 (+ GBT) Carrier board : 4 AMCs total 31 枚 (+3 GBT) ATCA crate : 3 台分 Main contributor BNL, Arizona, Stony Brook, CERN, Annecy, Dresden. Tokyo AMC(Mezzanine) が Backend パートのコア
15 FPGA により Filtering のアルゴリズムによる ADC から Energy の変換 BCID( どのバンチからの事象か?) の同定 AMC 間のデータのやり取りの可能性 モニタリング 今まで見ていなかった情報の取得 40MHz サンプリングの情報はここだけ FE からのデータの受け取り L1 へのデータ転送の管理 コントロール Clock は Carrier ボードから AMC の役割 15
16 L1 までの時間は? (Latency) 16 Front-End 11x25ns = 275 ns Back-End 14x25ns = 350 ns 転送時間を除くと FE:275ns, BE:350ns
17 Filtering アルゴリズム 17 Wiener filter の例 信号の形を仮定して算出した係数 offset Data sample FIR フィルタ (Finite Impluse Response) 現行の Filtering アルゴリズム 5 サンプリングを使用 最も基本的なデジタルフィルタ Feedback しないので安定性がある Wiener フィルタ 信号の形が変わる事を考慮に入れ 過去から未来を予測 計算時間は増える ( 問題点 ) 冗長性がある
18 Signal processing 18 青 :Input 赤 :Output FIR フィルタ Wiener フィルタ ある pulse が入ってから次の pulse が入るまでの時間 (BS=25ns) FIR フィルタでは対応できないが Wiener フィルターでは Input 通りに Pulse を検出できる
19 Filtering: その他の懸案事項 大きな信号に対するレスポンス 絶対に落としたくないが 本当に取れるか? 19 Energy deposit 4 GeV Energy deposit 2200 GeV ノイズへの対処
20 ATLAS-Japan の貢献 新規参入したばかり 月 LAr Phase-I upgrade Kickoff meeting での参加表明 月 LAr グループ及び Upgrade プロジェクトへの参入が正式に承認された 月 TDR を LHCC へ ( 予定 ) MOU の基本的合意 Back-End エレキ構築への貢献 FPGA でのデジタル信号処理 AMC の開発 Demonstrator board 現 Shutdown 中に ATLAS に組み込む ATCA に準拠したボード AMC 一つ分の functionality Run-II で実際にデータをみる 東大ででも同じ物を作る Demonstrator board (Designed by Annecy) 20
21 ATLAS-Japan の方針 Demonstrator board を柱に Integration / Operation すでに Trigger パートの動作検証のためにテストベンチを構築 これに関わる Software の整備 データ解析を一手に担う Demonstrator の性能評価 月 - 検証結果のレビュー ATLAS への導入の是非 AMC の開発 - 第 1 歩目として Demonstrator の製作 - 同様の機能を持った AMC を設計 - Annecy と連携を密にし お互いに補完出来るように開発をすすめる FPGA でつかうロジック - Filtering algorithm - BCID - モニタリング Demonstrator に実装し実データにてテストを遂行できる
22 まとめ LAr カロリメータの Upgrade では LAr カロリーメータ本体には触らない トリガーパート エレキの更新を 2018 年に予定 更新後は High Lumi run でも使う メインのエレキは Phase-II(High-Lumi run 時 ) に更新予定 L1 へ質の良い情報を渡し L1 のバックグラウンド抑制能力を向上させる ATLAS-Japan は Phase-I アップグレードの Backend パートに参入 Demonstrator board を柱として Integration / Operation Filtering アルゴリズム Firmware コアである AMC の開発を進めていく 22 興味のある方 ぜひ一緒に!
23 スケジュール 23 Phase-II は ~2022 これに向けた R&D は 2016 年ごろから開始予定
24 24 Backup
25 Fast Link development vias and 1-2 route Custom Cooling for upod
26 Firmware の開発現状 26 First Block diagrams appearing Work to be organized for sharing Data out to efex Monitoring Filters : from samples to Et Data out to jfex
27 2018 年の Installation schedule 27
28 EMF(Testbench) でのテスト構成 28
29 LAr カロリーメータの読み出し 29
30 History on ATLAS LAr : First ideas on paper : prototype and beam test : Optimization on Design Technical Design Report: December : Construction, assembly, surface tests 2004 Oct: Installation in the ATLAS 2009 Dec: First LHC data First π 0 γγ peak Dec. 2009
31 Event display of photon candidate 31
32 Event display of π 0 candidate 32
ATLAS 2011/3/25-26
ATLAS 2011/3/25-26 2 LHC (Large Hadron Collider)/ATLAS LHC - CERN - s=7 TeV ATLAS - LHC 1 Higgs 44 m 44m 22m 7000t 22 m 3 SCT( ) SCT(SemiConductor Tracker) - - 100 fb -1 SCT 3 SCT( ) R eta=1.0 eta=1.5
LEPS
LEPS2 2016 2 17 LEPS2 SPring-8 γ 3 GeV γ 10 Mcps LEPS2 7 120 LEPS Λ(1405) LEPS2 LEPS2 Silicon Strip Detector (SSD) SSD 100 µm 512 ch 6 cm 3 x y 2 SSD 6 3072 ch APV25-s1 APVDAQ VME APV25-s1 SSD 128 ch
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SPring-8 RFgun JASRI/SPring-8 6..7 Contents.. 3.. 5. 6. 7. 8. . 3 cavity γ E A = er 3 πε γ vb r B = v E c r c A B A ( ) F = e E + v B A A A A B dp e( v B+ E) = = m d dt dt ( γ v) dv e ( ) dt v B E v E
Microsoft PowerPoint - nakamuraJPS2005av2
LHC 加速器 ATLAS 実験における τレプトン対に崩壊するヒッグス粒子探索に関するシミュレーション Introduction Motivation Tau identification Requirement for Rejection conclusion 中村浩二 ( 筑波大物理 ), 田中純一, 浅井祥仁, 神前純一, 陣内修, 原和彦 Introduction(1) LHC LHC @
JPS_draft.pptx
LHC-ATLAS 実験における高い運動量を持つジェットの b- タグの開発及び評価 小林愛音 江成祐二 A 川本辰男 A 東大理 東大素セ A 9pSK-6 9th September 4 日本物理学会 4 年秋季大会 Introduction 5 年から始まる LHC の運転では高い運動量を持った物理の解析が重要 新しい重いレゾナンスの探索 (à WW, tt, hhà jets) VHà bb
LHC ALICE (QGP) QGP QGP QGP QGP ω ϕ J/ψ ALICE s = ev + J/ψ
8 + J/ψ ALICE B597 : : : 9 LHC ALICE (QGP) QGP QGP QGP QGP ω ϕ J/ψ ALICE s = ev + J/ψ 6..................................... 6. (QGP)..................... 6.................................... 6.4..............................
ATLAS実験における レベル2ミューオントリガーの性能評価
ATLAS 実験におけるレベル 2 ミューオントリガーの性能評価 所属 : 東大理 高エ研 A 神戸大自然 B CERN C 道前武 徳宿克夫 A 長野邦浩 A 小曽根健嗣 A 石川明正 B 大町千尋 B 蔵重久弥 B 河野能知 C Atlas-Japan HLTグループ 2008 年 9 月 23 日日本物理学会秋季大会 Level2 MuonTrigger System Level1 ~75[kHz]
XFEL/SPring-8
DEVELOPMENT STATUS OF RF SYSTEM OF INJECTOR SECTION FOR XFEL/SPRING-8 Takao Asaka 1,A), Takahiro Inagaki B), Hiroyasu Ego A), Toshiaki Kobayashi A), Kazuaki Togawa B), Shinsuke Suzuki A), Yuji Otake B),
Λ (Λ ) Λ (Ge) Hyperball γ ΛN J-PARC Λ dead time J-PARC flash ADC 1 dead time ( ) 1 µsec 3
19 Λ (Λ ) Λ (Ge) Hyperball γ ΛN J-PARC Λ dead time J-PARC flash ADC 1 dead time ( ) 1 µsec 3 1 1 1.1 γ ΛN................. 1 1.2 KEK J-PARC................................ 2 1.2.1 J-PARC....................................
京都 ATLAS meeting 田代 Thursday, July 11, 13 1
京都 ATLAS meeting 3.7. 田代 削減 先週のスライドより EI/FI と NSW を用いた の削減について after EI/FI cut after NSW cut -3 - - 3 trigger 数 : 5664 EI/FI cut 38 % 349965 NSW cut 6 % 3398 4 8 6 (offline pt> GeV) after EI/FI cut after
J-PARC E15 K K-pp Missing mass Invariant mass K - 3 He Formation K - pp cluster neutron Mode to decay charged particles p Λ π - Decay p Decay E15 dete
J-PARC E15 (TGEM-TPC) TGEM M1 ( ) J-PARC E15 TPC TGEM TGEM J-PARC E15 K K-pp Missing mass Invariant mass K - 3 He Formation K - pp cluster neutron Mode to decay charged particles p Λ π - Decay p Decay
LHC-ATLAS Hà WWà lνlν A A A A A A
LHC-ATLAS Hà WWà lνlν A A A A A A 2011 1 Introduction 1fb -1 results and physics motivation -- ATLAS combined results with 1 fb -1 ZZà llnunu WWà lnulnu ZZà llll WWà lnuqq ATLAS official ATLAS 200-300
ADC121S Bit, ksps, Diff Input, Micro Pwr Sampling ADC (jp)
ADC121S625 ADC121S625 12-Bit, 50 ksps to 200 ksps, Differential Input, Micro Power Sampling A/D Converter Literature Number: JAJSAB8 ADC121S625 12 50kSPS 200kSPS A/D ADC121S625 50kSPS 200kSPS 12 A/D 500mV
W 1983 W ± Z cm 10 cm 50 MeV TAC - ADC ADC [ (µs)] = [] (2.08 ± 0.36) 10 6 s 3 χ µ + µ 8 = (1.20 ± 0.1) 10 5 (Ge
![W 1983 W ± Z cm 10 cm 50 MeV TAC - ADC ADC [ (µs)] = [] (2.08 ± 0.36) 10 6 s 3 χ µ + µ 8 = (1.20 ± 0.1) 10 5 (Ge](/thumbs/91/105929864.jpg "W 1983 W ± Z cm 10 cm 50 MeV TAC - ADC ADC [ (µs)] = [] (2.08 ± 0.36) 10 6 s 3 χ µ + µ 8 = (1.20 ± 0.1) 10 5 (Ge")
22 2 24 W 1983 W ± Z 0 3 10 cm 10 cm 50 MeV TAC - ADC 65000 18 ADC [ (µs)] = 0.0207[] 0.0151 (2.08 ± 0.36) 10 6 s 3 χ 2 2 1 20 µ + µ 8 = (1.20 ± 0.1) 10 5 (GeV) 2 G µ ( hc) 3 1 1 7 1.1.............................
W Z Large Hadron Collider LHC ATLAS LHC ATLAS Higgs 1
LHC Higgs B054347 1 10 W Z Large Hadron Collider LHC ATLAS LHC ATLAS Higgs 1 1 4 6.1................... 6.................... 7.3.................. 8.4.......................... 9 3 10 3.1..............................
OPA134/2134/4134('98.03)
OPA OPA OPA OPA OPA OPA OPA OPA OPA TM µ Ω ± ± ± ± + OPA OPA OPA Offset Trim Offset Trim Out A V+ Out A Out D In +In V+ Output In A +In A A B Out B In B In A +In A A D In D +In D V NC V +In B V+ V +In
V s d d 2 d n d n 2 n R 2 n V s q n 2 n Output q 2 q Decoder 2 R 2 2R 2R 2R 2R A R R R 2R A A n A n 2R R f R (a) 0 (b) 7.4 D-A (a) (b) FET n H ON p H
3 ( ) 208 2 3 7.5 A-D/D-A D-A/A-D A-D/D-A CCD D () ( ) A-D (ADC) D-A (DAC) LSI 7.5. - 7.4(a) n 2 n V S 2 n R ( ),, 2 n i i i V S /2 n MOS i V S /2 n 8 256 MOS 7.4(b) DA n R n 2 2R n MOS 2R R 2R 2R OP OP
untitled
masato@icrr.u-tokyo.ac.jp 996 Start 997 998 999 000 00 00 003 004 005 006 007 008 SK-I Accident Partial Reconstruction SK-II Full reconstruction ( SK-III ( ),46 (40%) 5,8 (9%),9 (40%) 5MeV 7MeV 4MeV(plan)
positron 1930 Dirac 1933 Anderson m 22Na(hl=2.6years), 58Co(hl=71days), 64Cu(hl=12hour) 68Ge(hl=288days) MeV : thermalization m psec 100
positron 1930 Dirac 1933 Anderson m 22Na(hl=2.6years), 58Co(hl=71days), 64Cu(hl=12hour) 68Ge(hl=288days) 0.5 1.5MeV : thermalization 10 100 m psec 100psec nsec E total = 2mc 2 + E e + + E e Ee+ Ee-c mc
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Electron Ion Collider と ILC-N 宮地義之 山形大学 ILC-N ILC-N Ee Ee == 250, 250, 500 500 GeV GeV Fixed Fixed target: target: p, p, d, d, A A 33-34 cm-2 LL ~~ 10 1033-34 cm-2 ss-1-1 s s == 22, 22, 32 32 GeV GeV
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MICE Sci-Fi 2 15 3 7 1 1 5 1.1 MICE(Muon Ionization Cooling Experiment)............. 5 1.1.1........................... 5 1.1.2............................... 7 1.1.3 MICE.......................... 10
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Mｏｔｔ散乱によるParity対称性の破れを検証
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Introduction Experimental area and rooms Cables Cost Planning GANIL manpower Experimental area and rooms AD previous locations: Experimental area : G1 Processing (ATCAs, PCs farm) : room 018 Acquisition
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高速データ変換
Application Report JAJA206 V+ R 5 V BIAS Q 6 Q R R 2 Q 2 Q 4 R 4 R 3 Q 3 V BIAS2 Q 5 R 6 V Ω Q V GS + R Q 4 V+ Q 2 Q 3 + V BE V R 2 Q 5 R Op Amp + Q 6 V BE R 3 Q 7 R 4 R 2 A A 2 Buffer 2 ± Ω Ω R G V+ Q.4.2
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MultiClamp 700B Protocol Protocol MultiClamp 700B Mode Telegraph Mode Telegraph MultiClamp Commnader Mode(voltage clamp/current clamp) Clampex Protocol Protocol 1.Digitizer-Amplifure Connections: Digidata
スライド 1
平成 22 年 3 月電子回路研究会 ECT-10-046 開ループアンプを用いた パイプライン ADC の Split ADC 構成による バックグラウンド自己校正法 八木拓哉上森聡丹陽平伊藤聡志 ( 群馬大学 ) 松浦達治臼井邦彦 ( ルネサステクノロジ ) 小林春夫 ( 群馬大学 ) アウトライン 2 研究背景と目的 パイプライン AD 変換器のバックグラウンド自己校正法の提案 3 次の非線形性の補正方法
/ , ,908 4,196 2, ,842 38, / / 2 33 /
MathWorks Automotive Conference 2014 ( ) ECU 0.1. 1 /30 1949 12 16 1,874 4 959 2 4,908 4,196 2,993 139,842 38,581 62 26 35 56 / 6 185 13 4 3 11 / 2 33 / 2014 3 31 0.1. 2 /30 ETC 0.2. 3 /30 1. 1. 2. 2.
PRECISION COMPACT DISC PLAYER DP-75V
PRECISION COMPACT DISC PLAYER DP-75V Accuphase warranty is valid only in Japan. 7 6 8 9 10 1 2 3 5 4 11 13 14 15 12 16 = CD/PROC PLAY PROGRAM REPEAT ALLONE A B LEVEL khz INDEX TRACK EXT M S db PROCESSOR
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Electrical Equipment for High Speed Rolling Stock 23A1-W-0012 1 Fuji Electric produces electrical equipment for Shinkansen (bullet) trains, contributing to the famously safe, high-speed operation of Shinkansen
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CMOS 376-851511 0277 (30) 1788 0277 (30)1707 e-mail: k_haruo@el.gunma-u.ac.jp AD AD AD [] AD AD AD [] ISSCC 2007 TSMC ISSCC2007 ISSCC2007 /DAC (regulation) (AGC) ADC/DAC AD AD AD [] AD CMOS SAR ADC Gr),,
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www.tij.co.jp INA206 INA207 INA208 INA206-INA208 INA206-INA208 V S 1 14 V IN+ V S 1 10 V IN+ OUT CMP1 IN /0.6V REF 2 3 1.2V REF 13 12 V IN 1.2V REF OUT OUT CMP1 IN+ 2 3 9 8 V IN CMP1 OUT CMP1 IN+ 4 11
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LM6172 デュアル高速低消費電力、低歪み電圧帰還アンプ
Dual High Speed, Low Power, Low Distortion, Voltage Feedback Amplifiers Literature Number: JAJS854 100MHz 3000V/ s 50mA 2.3mA/ 15V ADSL 5V VIP III (Vertically Integrated PNP) LM6171 Dual High Speed, Low
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1 2 3 4 5 130mm 32mm UV-irradiation UV-cationic cure UV-cationic cure UV-cationic cure Thermal cationic Reaction heat cure Thermal cationic Cation Reaction heat cure Cation (a) UV-curing of
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LHC-ATLASRun-3 6 10 5 10 4 10 ATLAS Work in progress L1_MU20 in Run1 rejected by the trigger introduced in Run2 expected distribution in Run3 Data 2012, s=8tev, 25ns bunch spacing -1 L dt = 14.0 pb rejected
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LeCroy Technical Seminar WaveExpert April 13, 2005 LJDN-ST-WE-0204-0001 WaveExpert WaveExpert WaveExpert NRO WaveExpert LeCroy Japan, May 13, 2005 Page 2 Page 1 WaveExpert LeCroy Japan, May 13, 2005 Page
LHC ATLAS W µν Z µµ
7TeV 35-67018 2011 / 01 / 20 LHC ATLAS W µν Z µµ 2011 1 20 2 2011 1 20 3 pp pp SppS (CERN): UA1 UA2 s = 0.63 TeV Tevatoron (Fermilab): CDF D0 s = 1.8, 1.96 TeV RHIC (BNL): PHENIX s = 0.5 TeV W µν ATLAS