Beobachtung & Präzisionsmessung von CP-Verletzung im B-SystemSuche nach „neuer Physik“, z.B im UnitaritätsdreieckSuche nach exotischen Resonanzen wie X(3872),...

BELLE in a nutshell

e-

8GeVe+

3.5GeV

= 0.425

• am KEK / Japan• KEKB Collider• B-Fabrik / (4s) Resonanz• Luminosität 16.517/nb/s• integr. Luminosität 630/fb

(Juni 2006)

Messung von |Vcb,ub| über semileptonische B-Zerfälleabsolute BR und Formfaktoren von semileptonische D0

und Ds-ZerfällenDekohärenz verschränkter B-Meson Zustände

Analysen am HEPHY

Forschungsschwerpunkte von BELLE

Das BELLE-Experiment Beteiligung HEPHY im Bereich DATENANALYSE

Collaboration

BELLE Detektor KEK 高エネルギ

HEPHY CMS Trigger Project

Level 1 Trigger

Hardware: – design, production, integration

● Global Trigger (GT)● Global Muon Trigger (GMT)● Drift Tube Track Finder (DTTF)● Trigger Control System (TCS)

Software – Firmware and online software for

GT, GMT, DTTF, TCS– Offline software: GT, GMT, DTTF

● Emulators, raw to digi unpacker– Trigger Supervisor

Data Analysis

SUSY searches – scalar top in MSSM

Tier 2 GRID Center: Hephy-Vienna

Members: Vienna and CERN-based

H. Bergauer, Ch. Deldicque, J. Erö, V. Ghete, Ph. Glaser, M. Jeitler, K. Kastner, B. Neuherz, T. Nöbauer, I. Magrans de Abril, I. Mikulec, M. Padrta, H. Rohringer, Th. Schreiner, J. Strauss, A. Taurok, C.-E. Wulz (group leader)

40

MH

z P

ipe

line

, L

ate

nzz

eit

< 3

.2

s

HF HCAL ECAL RPC CSC DT

PatternComparator

Trigger

RegionalCalorimeter

Trigger

4 4 4+4

4 (with MIP/ISO bits)

MIP+ISO bits

e, J, ET, HT, ETm, NJ

Calorimeter Trigger Muon Trigger

Verantwortungsbereich

des Institutsmax. 100 kHz L1 Accept

Global Trigger, central TCS

Global Muon Trigger

GlobalCalorimeter

Trigger

Local DT Trigger

Local CSC Trigger

DT TrackFinder

CSC TrackFinder

Tri

gg

er

Su

pe

rvis

or

HLT

GTL Logic Board

Global Trigger Crate & modules

CMS PhysikanalyseCMS Physikanalyse

Eines der jüngsten Projekte.am Institut

Ziele:• Koordination der Analyseaktivität in CMS

» Bessere Sichtbarkeit in der Kollaboration» Besserer Zugang zu Ressourcen

• Detektorgruppen-übergreifend» Nicht-exklusiv: alle Mitarbeiter in Detektor- oder

SW-Gruppen aktiv» Dzt. ca. 1/2 Dutzend Physiker interessiert

Themenauswahl:• SUSY-Suchen

» Nach ausführlicher Diskussion in der Gruppe» Stark durch frühere Aktivitäten & Expertise der

HEPHY-Phänomenologiegruppe motiviert• Exklusive stop-Suche

» Motivation: Massen Endpunkt-Analyse» Erweiterungsmöglichkeiten zu inklusiver

Analyse & sbottom-Suchen» Für L dt ~ O(10fb-1)

• Abklärung von Analysemöglichkeiten für inklusive SUSY-Suchen mit Emiss & b-jets

• Alle Aktivitäten auf Hard-&Software-Erfahrung am Institut gestützt (Trigger, Vertexrekonstruktion,..)

Status:• Exklusive Analyse

»Studien am SUSY-Testpunkt LM8MET, b-jets, W- & top-

Rekonstruktion

Selektionskette

»Vielfach in CMS Physiktreffen dokumentiert»Analyse basiert auf “alter” CMS-Software

Im derzeitigen Status “eingefroren”

• Inklusive Analyse»Vorstudien; noch nicht auf Niveau von Analyse mit vollem Detektor-MC

Viele Mitarbeiter derzeit stark mit HW-Integration & SW-porting ausgelastet!

Kurzfristige Zukunft:• Verwendung von ersten neuen Datensätzen

(CSA06-challenge) für Arbeit an inklusiven Analysen

• Verwendung der lokalen Computer-Infrastruktur• Vorbereitung der 1. Datennahme

Mittelfristige Zukunft:• Portieren der exklusiven Analyse auf neue SW• Einbindung möglichst vieler Mitarbeiter

˜ g t˜ t , ˜ t b

CMS Physikanalyse (W.Adam; Präsentation: V.Ghete)

Mitarbeiter: aus den Arbeitsgruppen Halbleiterdetektoren, Elektronik II, Algorithmen- und Software-Entwicklung, Physikalische Datenanalyse

W. Adam, M. Friedl, R. Frühwirth, J. Hrubec, M. Krammer, D. Liko (Karenz), M. Pernicka, W. Waltenberger Dissertanten: Th. Bergauer, M. Dragicevic, E. Widl Diplomanden: S. Hänsel, Ch.Irmler Techniker: R. Eitelberger, M. M. Oberegger, J. Pirker, , S. Schmid, R. Stark, H. Steininger, D. Uhl

Aufgabe: Teilnahme im CMS ExperimentCMS Experiment am CERN Large Hadron Collider (ab Nov. 1993) Beteiligung am Bau des CMS Inner TrackerCMS Inner Tracker und Einbringen der fachlichen Erfahrungen, die in den Arbeitsgruppen über lange Jahre erworben wurden: Detektorbau, Elektronik, Betrieb, Wartung, Software-Entwicklung, Datenanalyse, Physik

Beiträge: Silizium-Streifen-Tracker:Silizium-Streifen-Tracker: Entwicklung der Sensoren u. Module, Teststrahl (PSI, DESY) Qualitätskontrolle, -sicherung für Sensoren (inkl. Koord.), div. Teststationen für Modulbau 650 Module Endcaps - Ring 2, Koordination TEC Modulbau (Logistik, Planung, Doku.)

ElektronikElektronik (Entwicklung, Prod.): Analoge Opto-Hybride (Kapsch), Pixel Front End Driver

Entwicklung effizienter AlgorithmenAlgorithmen (Kalman Filter, Gaussian Sum Filter, Adaptive Filter)

für Spur- und Vertex-Rekonstruktion, Rekonstruktion von Elektronspuren, Alignment Betreuung von CMS-Rekonstruktionssoftware (ORCA), Neuentwicklung in CMSSW

Zukunft: Abschluss der bisherigen Aufgaben (Pixel FED), Tracker-Integration, Einbau in CMS, Kommissionierung, Datenevaluierung, Beteiligung an F&E für Tracker-UpgradeTracker-Upgrade (SLHC)

PhysikanalysenPhysikanalysen im Rahmen der Projektgruppe CMS Physics Analysis (Leiter: W. Adam)

Institut für HochenergiephysikInstitut für Hochenergiephysik CMS TrackerCMS Tracker

Projektgruppe CMS INNER Projektgruppe CMS INNER TRACKERTRACKER

Oktober 2006Oktober 2006

Projektgruppe für ein Experiment am International Linear Collider (ILC)

• Jüngste Projektgruppe des Instituts: Aufgaben: Koordinierung und Vorantreiben der experimentellen Aktivitäten (Hard- und Software mit dem Ziel der Beteiligung an einem Experiment am ILC. (Gründung 29.11.2005, Beginn 1.1.2006) • Jedoch mit längerer Vorgeschichte: - Theoretische Studien seit Anbeginn 1991, z.T. federführend (ECFA-WG “SUSY”) s. Prrojektgruppe “Theorie”. - Experimentelle Aktivitäten auf dem Gebiet Software-Entwicklung seit 2003 (im Rahmen des Fachbereichs ASE), auf jenem der Detektor-Hardware seit 2004 (Fachbereich “Halbleiterdetektoren”). - Ausrichtung des internationalen ECFA-Workshops, 14. – 17. (18.) November 2005 in Wien.• Internationale Verankerungen: - Beteiligung an der “ECFA Study on Physics and Detectors for the ILC in der “Simulation & Software Tools WG” sowie im Detektor-R&D-Projekt “SiLC”. (Details siehe unten.) - Unterstützung der weltweiten Detektor-Konzeptstudien “LDC” und “SiD”.• Mitarbeiter der Projektgruppe: - W. Mitaroff (Projektleiter), - T. Bergauer und M. Krammer (Fachbereich HLD), M. Regler und W. Waltenberger (Fachbereich ASE), - F. Moser (bis August 2006) und M. Valentan (mit Unterbrechung): Studenten mit “geringfügiger” Anstellung.

Experimentelle Aktivitäten des Instituts• Vertex Reconstruction Toolkit: - Entwicklung eines detektor-unabhängigen Toolkits (RAVE) zur Vertex-Rekonstruktion (Vertex-Suche und –Fit), und einem unterstützenden Framework (VERTIGO) für Tests, Analysen, I/O (“Harvester”), etc. - Gruppenübergreifendes Projekt in Zusammenarbeit mit ASE, CMS (Algorithmen!) und BELLE. - Einbettung in die Software-Environments von LDC (C++) und SiD (Java) via Interface zu LCIO.• Detector Optimization Tool: - Entwicklung eines Software-Tools (“LiC Toy”) zur Simulation und Rekonstruktion geladener Spuren zwecks Vergleich und Optimierung verschiedener Detektor-Setups. (Programmiersprache MATLAB.) - Motiviert vom SiLC-Projekt und dem LDC-Detektor, aber allgemein und einfach anwendbar.• Mitarbeit am SiLC-Projekt: - “Silicon for the Linear Collider” ist ein Detektor-R&D-Projekt unter der Federführung von LPNHE Paris. - Knowhow des Fachbereichs HDL zur Entwicklung verbesserter Si-Streifendetektoren.

Theory

Main topic: ‚Supersymmetry‘• SUSY parameter determination at LHC and ILC (SPA project, worldwide)• Precision calculations (radiative corrections):

full one-loop, beginning: ‚two-loop‘ (necessary for ILC)

• CP violation in SUSY asymmetries• Lepton flavour violation at LHC and ILC

Relativistic bound states of quarks

Schulen und Konferenzen

Das Institut für Hochenergiephysik hat neben einigen Kollaborationsmeetings eine rege Konferenztätigkeit aufzuweisen: - Das „Flaggschiff“ ist die „Vienna Conference on Instrumentation“ (früher „Wire Chamber Conference“), die 1978,’80 und dann alle drei Jahre stattfand > Feb. 2007 . - Die größte Konferenz war, abgesehen von der „Rochester Conference“ 1968, die „EPAC 2000“ im Vienna Intern. Conf. Center, gefolgt von einem Satellitenmeeting über „Medical Accelerators“ an der TU Wien. - Im July 2000 organisierte die Theoriegruppe in den Räumlichkeiten der OeAW die„Fourth International Conference on Quark Confinement and the Hadron Spectrum”. - Es folgte die Konferenz „Physics at LHC“ (July 2004), ebenfalls in den Räumen der OeAW; - Schließlich fand im November 2005 im Parkhotel Schönbrunn das „International Linear Collider Workshop“ statt.

„Schulen“

In den Jahren 2003 bis 2005 fanden, auch inspiriert durch das Jubiläum „50 Jahre CERN“, die drei CERN-Schulen in Österreich statt:

2003 die „CERN School of Computing“ an der Donau-Universität Krems; 2004 die „CERN School of Accelerators“ in Baden bei Wien (wo die CAS auch schon 1994

stattfand); und schließlich war das Institut Co-Veranstalter bei der „European School of High-Energy

Physics“ (gemeinsam mit der Universität Innsbruck) in Kitzbühl, Tirol.

HEPHY, Oktober 2006 M. Krammer

Projekt Vienna Conference on Instrumentation

Projektleiter: M. KrammerMitglieder im Organisationskommitee: B. De Monte, M. Jeitler, J. Hrubec, W. Mitaroff,

M. Regler; G. Badurek (TU Wien)

Die Konferenzserie wurde 1978 als „Vienna Wire Chamber Conference“ von W. Bartl, G. Neuhofer, M. Regler gegründet.Die Konferenz wird alle drei Jahre in Wien veranstaltet.

Die 11. Konferenz (VCI 07) findet von 19. - 24. Februar 2007 an der TU Wien statt.

Die Topics der 11. Konferenz sind Teilchendetektoren und damit in Zusammenhang stehende Elektronik für die

o Elementarteilchen- und Kernphysiko Astrophysiko Synchrotronstrahlung und Neutronenstreuungo Anwendungen in Biologie und Medizin

Üblicherweise nehmen 250-300 Teilnehmer aus ca. 25 Ländern an der Konferenz teil.

HEPHY, Oktober 2006 M. Krammer

Fachbereich HalbleiterdetektorenFachbereichsleiter: M. KrammerMitarbeiter: W. Adam, Th. Bergauer , M. Dragicevic, St. Hänsel,

J. Hrubec , M. Oberegger, M. Regler, D. Uhl

Abgeschlossene Projekte:VFT DELPHI (1993-2000) Very Forward Tracker, Teil des DELPHI VertexdetektorsRD20 (1992-1996) Development of High Resolution Si Strip Detectors for the LHCRD42 (1994-2002) Development of Diamond Tracking Detectors for the LHC

Derzeitige Projekte:CMS Inner Tracker (seit 1996) Silizium-Streifendetektorsystem von CMS

o Beteiligung am Design der Sensoren und des Gesamtsystemso Verantwortlich für die Qualitätskontrolle der Silizium-Sensoreno Testcenter für Sensoren und Prozesskontrolle an Teststruktureno Verantwortlich für die Produktion, Logistik und Qualität der Detektormodule für die Tracker-Endkappeno Assemblierung, Bonden und Tests der R2 TEC-Module (ca. 650 Stk.)o Mitarbeit bei Installation und Kommissionierung des CMS Inner Tracker

SiLC (seit 2003) Silicon for the Linear Collidero Forschungs- und Entwicklungsprojekt mit dem Ziel, Siliziumdetektoren für LC-Experimente zu entwickeln

Geplante zukünftige Projekte:SLHC Upgrade Beteiligung am Upgrade des CMS Inner Tracker für den Betrieb am SLHC

Fachbereich ASEFachbereich ASE Aufgaben: Aufgaben:

Entwicklung von Algorithmen und Software zur DatenanalyseEntwicklung von Algorithmen und Software zur Datenanalyse Mitglieder: Mitglieder:

R. FrR. Frühwirthühwirth, D. Liko (Karenz), W. Mitaroff, M. Regler, G. Richter, , D. Liko (Karenz), W. Mitaroff, M. Regler, G. Richter, W. Waltenberger, E. WidlW. Waltenberger, E. Widl

Forschungsgebiete:Forschungsgebiete: Adaptive und robuste Schätzer zur SpurrekonstruktionAdaptive und robuste Schätzer zur Spurrekonstruktion MischungsmodelleMischungsmodelle Vertexrekonstruktion und B-PhysikVertexrekonstruktion und B-Physik

Entwicklungen:Entwicklungen: DELPHI-FCA: Mustererkennung, Spurfit, Alignment, KalibrationDELPHI-FCA: Mustererkennung, Spurfit, Alignment, Kalibration Belle: Spurfit, VertexfitBelle: Spurfit, Vertexfit CMS Tracker: Spurfit, Vertexfit, AlignmentCMS Tracker: Spurfit, Vertexfit, Alignment ILC: Vertex toolkit, Detector toyILC: Vertex toolkit, Detector toy

Publikationen:Publikationen: Über 30 Zeitschriftenartikel, zahlreiche KonferenzbeiträgeÜber 30 Zeitschriftenartikel, zahlreiche Konferenzbeiträge

Ausbildung:Ausbildung: 6 Diplomarbeiten; 4 Dissertationen abgeschlossen, 2 in Arbeit6 Diplomarbeiten; 4 Dissertationen abgeschlossen, 2 in Arbeit

Si. Det x+y

Elektronik 2

HEPHYVIENNA

M.Pernicka M.Friedl C.Irmler (60%) J.Pirker (80%) S.Schmid H.Steininger

CMS • Pixel-Auslesesystem: Für rund 60*Mil. Pixel,Pos.proz. Fehlererkennung, 3 fache FIFO Kette,80Mhz/64+1 Data• Analoger Optohybrid für Tracker und Pixel rund 14000 in Wien in Zusammenarbeit mit Kapsch prod. und getestet.

BELLE • SVD2.0-Auslesesystem mit einfachen Spurentrigger aktiv• SVD2.5 Upgrade, derzeit auf der innersten Lage von von SVD2 .zwischen 10-20% occupancy. Abhilfe: Verwendung vom APV25 (schlechter S/N) setzt daher kurze Verbindung Det. APV25 voraus – und Messung der Zeit des Hits. RMS von 2ns! Komplete Auslesekette existiert mit den Ergebnissen Testruns.

Weit. Proj • Funkenkammer: Für TM und Ausstel.• Cooling Box-System für CMS Si Det. bis-20 Grad Computer gesteuert, verteilt an 10 Inst.• Flex-Hybrid: für beidseit. Si. Det.Für BELLE getestet S/N 16, offen Wärmeabfuhr und Einfluss von rund 8%, zusätzl. Material auf Streuung im Vergleich zu langen Fan-outs

0 50 100 150 200 250 300

0

5000

10000

15000

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35000

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Arbeitsbericht über die letzten 5 Jahre

Isolator materialarm

APV25 100µm

Si.det x,z

?