CEPC Calorimeter Weekly Meeting on TDR

Friday 29 Mar 2024, 09:00 → 11:00 Asia/Shanghai

Jianbei Liu (University of Science and Technology of China) , Yong Liu (Institute of High Energy Physics)

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• Meeting ID: 666 4623 8623

• Passcode: cepc-tdr

1 Introduction and news

Speakers: Jianbei Liu (University of Science and Technology of China) , Dr Yong Liu (Institute of High Energy Physics)

Electronics, mechanics, physics and software: discussions on CEPC-TDR

Conveners: Jinfan Chang (高能所) , Manqi Ruan (IHEP) , Shaojing 侯少静 (高能所) , Sheng-Sen Sun (Institute of High Energy Physics)

2 Calorimeter electronics

Speaker: Jinfan Chang (高能所)

3 Calorimeter layout and mechanics

Speakers: Quan JI, Shaojing 侯少静 (高能所) , Sheng-Sen Sun (Institute of High Energy Physics)

4 Calorimeter software

Speakers: Fangyi Guo, Sheng-Sen Sun (Institute of High Energy Physics)

Calo software status 20240329.pdf

5 Physics performance related to calorimeters

Speaker: Manqi Ruan (IHEP)

CEPC calorimeter options: down select for CEPC-TDR

Convener: Jianbei Liu (University of Science and Technology of China)

6 Plastic scintillator ECAL and HCAL

Speaker: Yunlong Zhang (University of Science and Technology of China)

HCAL Thickness

Plastic scintillator ECAL and HCAL Status-20240329.pdf

7 Silicon ECAL and glass-RPC HCAL

Speaker: Haijun Yang (Shanghai Jiao Tong University)

8 Highly granular crystal/glass ECAL

Speaker: Dr Yong Liu (Institute of High Energy Physics)

2024_0318_HCAL_Options_Thickness.pdf

2024_03_Readout estimation.pdf

Updates (March 22, 2024)

9 Stereo crystal ECAL

Speaker: Huaqiao ZHANG (IHEP)

StereoEcal_20240329.pdf

10 Glass HCAL

Speakers: Peng Hu (IHEP) , Sen Qian (高能所)

GSHCAL_Cost_Estimate.pdf

11 Wrap-up

Speaker: Jianbei Liu (University of Science and Technology of China)

12 AOB

Speaker: All

CEPC Calo R&D Meeting

13 Minutes

Speakers: Fangyi Guo, Dr Yong Liu (Institute of High Energy Physics)

讨论：

量能器厚度（Yunlong）：

• MOST2 样机尺寸：Ecal 8.95 mm/layer，AHcal 30 mm/layer。冗余较大，可以压缩
• 参考CMS HGCal TDR, EDR进行厚度估计（Ref in Huaqiao's slides）。设计时需保留合理余量。
• 以物理要求为标准统一总厚度：Ecal 24 X0，Ecal+Hcal 7 lambda_I。考虑到晶体与SiW在相同X0时对应的lambda_I不同，Hcal需给出两个版本的总厚度、尺寸和造价。
• 对取样型量能器：非灵敏物质的组分、厚度、摆放方式需要仔细研究。CMS HGCal：铜钨合金对PCB提供支撑，同时平衡灵敏层之间X0；铜中包含冷却管道，与整体支撑结构连接；铅作为外层封装，可塑性好；空气层容纳电子元器件和芯片。
• Todo: 
  • 参考HGCal，给出每层的组分和相应厚度估计。
  • 调研BGO晶体和不同sampling方案对应的X0, lambda_I, 在统一的边界条件下（24 X0, 7 lambda_I）确定Ecal, Hcal的尺寸。

 

软件（Fangyi）：

• 新框架下包括CEPC-v4的全部几何，但需要进行验证。晶体Ecal包含理想几何。玻璃Hcal通过调整SDHCAL灵敏物质实现；数字化为理想数字化，实际数字化代码还在开发中；重建还在开发中。
• 目前情况短期内无法完成所有方案在新框架下的性能模拟和评估。

 

束流本底（Fangyi）

• 与Haoyu保持联系，确认目前模拟情况，hit density定义，束流本底过程的时间结构，读出方案（时间窗）的影响。希望通过hit density对束流本底带来的信号进行估计。
• 联系软件组，确认新框架下束流本底过程的模拟和混合。

 

Stereo ECAL（Huaqiao）:

• Ecal energy threshold：2 MeV ~ 0.1 MIP比较理想，需要调研噪声和本底情况。L3实验：1 MeV ~ 200 GeV。

 

Glass Hcal (Peng)：

• 整理一下现有的performance结果
• Energy threshold可以从现有的0.1 MIP放松，对应更低玻璃光产额要求，更小SiPM面积，从而节省造价。

 

电子学（Jinfan, Wei Wei）

• 之前5mm电子学尺寸比较保守，可以考虑减少到3mm。
• 对晶体条Ecal：现阶段考虑4层一组。优化到每层一组电子学（1cm）对ASIC封装等有一定压力，两层一组（2 cm）可以实现。