Activités - indico in2p3

CPPM, le 24 novembre 2016
Réunion Instrumentation
Activités
Farès Djama (ATLAS)
1996-2007:
• Activités traditionnelles d’un instrumentaliste lors de la construction d’une
expérience. Ce sont aussi les activités des chercheurs lors de cette phase:
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R&D
Conception
Prototypes
Validation
Construction
Intégration
• Chacune de ces étapes comprenait des activités extrêmement variées, liées au
type de détecteur, à la composition de l’équipe, aux choix de la collaboration,
etc:
• Contacts avec l’industrie, conception de tests, dessin, adaptation du détecteur aux contraintes
de la physique, de la mécanique et de l’électronique de lecture, logistique, métrologie,
conditionnement, construction, câblage, intégration…
• Tests sous faisceau, calibration, alignement, traitement du signal, mesure des performances…
• Contribution à deux sous-détecteurs d’ATLAS: le calorimètre à argon liquide et le
détecteur à pixels.
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Depuis 2008
• Le détecteur prend des données. L’instrumentation traditionnelle s’arrête et se limite à un
rôle d’opération et de maintenance.
• Mais pas en physique des particules et surtout pas avec le détecteur à pixels.
• Pourquoi ?
• Le fonctionnement et les performances du détecteur dépendent de “conditions”, que l’on est
obligés de varier pour tenir compte des paramètres de la prise de données.
• Ces conditions sont la température, les seuils analogiques et digitaux, la tension de polarisation.
• Exemples de paramètres: taux de comptage élevés, augmentation de la luminosité du LHC, la
puissance dissipée.
• La plus grande “contrainte” sont les effets des radiations.
• Souvent, ces effets sont anticipés par la simulation.
• Parfois non et il faut prendre une décision rapide et argumentée…
• Cette activité est en contact permanent avec la physique.
• Cette activité éclaire la R&D pour les trajectographes de la prochaine génération.
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Activités depuis 2008
• 2008-2010: Responsable du logiciel de simulation des pixels:
• Avoir une simulation la plus réaliste possible.
• Simuler tous les effets instrumentaux (bruits, seuils, cross-talk, temps…) et investiguer leurs
effets sur les performances.
• 2011-2015: Responsable de tous les logiciels d’exploitation des pixels (et de l’IBL):
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Simulation
Reconstruction
Monitorage
Bases de données (calibration, conditions…)
Performances
• 2016:
• Contribution à la simulation des compteurs CMOS en vue du prochain trajectographe d’ATLAS,
l’ITK (installation prévue en 2024-2025).
• Editeur d’une future publication ATLAS sur les performances du détecteur à pixels et de l’IBL.
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En particulier: Résolution et propriétés des clusters.
• Analyse des effets des radiations (autre future publication ?).
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Quelques illustrations
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Le détecteur à pixels (longueur ~1.5 m)
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La couche externe (diameter = 25 cm)
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A quoi sert un détecteur à pixels ?
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La simulation reproduit les
données…
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… jusqu’à un certain point…
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Changement de la latence et de la gamme
dynamique de la couche B pour réduire le taux
d’occupation et le nombre d’erreurs (2016):
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Diminution de la zone désertée
sous l’effet des radiations:
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Augmentation du courant de fuite
de l’IBL sous l’effet des radiations:
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Dérive des seuils et de la calibration
de l’IBL, entre deux réglages, sous
l’effet des radiations:
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Effet de la temperature sur l’angle de
Lorentz
(le détecteur à pixels est un très bon thermomètre…)
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Leviers pour atténuer les effets des
radiations et de l’augmentation de la
luminosité:
• Le détecteur doit fonctionner jusqu’à fin 2023.
• Avec un arrêt en 2019-2020.
• L’empilement des collisions est déjà plus grand que
prévu. La luminosité va encore augmenter…
• Le détecteur se détériore…
• Leviers, dont il faut valider l’impact sur les
performances de physique:
• Seuils analogique et digital, latence, calibration, température,
tension de polarization, mécanisme de recouvrement des
petites charges.
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