[PPT] - A first look at detector requirements at FCC-ee Mogens PowerPoint Presentation

SLIDE 1

A ¡first ¡look ¡at ¡detector ¡requirements ¡ at ¡FCC-‑ee ¡

Mogens ¡Dam ¡ Niels ¡Bohr ¡Ins=tute ¡ Copenhagen ¡University ¡

SLIDE 2

¡e+e-‑ ¡Colliders: ¡Luminosity ¡vs ¡Energy ¡

24/03/15 ¡ FCC-‑ee ¡Detector ¡Requirements ¡/ ¡Mogens ¡Dam ¡ 2 ¡

Updated ¡from ¡TLEP ¡physics ¡study ¡group: ¡arXiv:1308.6176 ¡

SLIDE 3

Precision ¡Higgs ¡Physics ¡

2 ¡x ¡106 ¡HZ ¡events ¡in ¡5 ¡years ¡

24/03/15 ¡ FCC-‑ee ¡Detector ¡Requirements ¡/ ¡Mogens ¡Dam ¡ 3 ¡

Process ¡ Untagged ¡ Tagged: ¡Z ¡-‑> ¡ee/μμ ¡ ¡ Total ¡ 2,000,000 ¡ 100,000 ¡ H ¡-‑> ¡bb ¡ 1,154,000 ¡ 55,000 ¡ H ¡-‑> ¡cc ¡ 58200 ¡ 2,900 ¡ H ¡-‑> ¡gg ¡ 171,400 ¡ 8,600 ¡ H ¡-‑> ¡ττ ¡ 126,400 ¡ 6,300 ¡ H ¡-‑> ¡μμ ¡ 440 ¡ 22 ¡ H ¡-‑> ¡γγ ¡ 4560 ¡ 230 ¡ H ¡-‑> ¡Zγ ¡ 3080 ¡ 150 ¡ H ¡-‑> ¡WW ¡ 430,000 ¡ 21,500 ¡ H ¡-‑> ¡ZZ ¡ 52,800 ¡ 2,600 ¡

‑ ¡ ¡H ¡-‑> ¡ZZ ¡-‑> ¡4l ¡(e,μ) ¡

240 ¡ 12 ¡

‑ ¡H ¡-‑> ¡ZZ ¡-‑> ¡4ν ¡(inv) ¡

2000 ¡ 100 ¡

Access ¡to ¡rare ¡decay ¡modes ¡in ¡clean ¡ environment: ¡ Example: ¡Measure/limit ¡H-‑> ¡inv ¡

¡arXiv:1308.6176 ¡

75% ¡tagging ¡ efficiency ¡assumed ¡

Excellent ¡ b/c-‑tagging ¡ required! ¡

SLIDE 4

Precision ¡Elektroweak ¡Tests ¡

24/03/15 ¡ FCC-‑ee ¡Detector ¡Requirements ¡/ ¡Mogens ¡Dam ¡ 4 ¡

Tera-‑Z: ¡Z ¡pole ¡asymmetries, ¡lineshape ¡ Oku-‑W: ¡[108] ¡WW ¡threshold ¡scan ¡ Mega-‑top: ¡j ¡threshold ¡scan ¡

FCC-‑ee: ¡Repeat ¡the ¡LEP1 ¡physics ¡programme ¡every ¡15 ¡min ¡ Transverse ¡polariza=on ¡up ¡to ¡WW ¡threshold ¡

Exquisite ¡beam ¡energy ¡determina=on ¡(10 ¡keV) ¡

Sta=s=cs, ¡sta=s=cs ¡

1010 ¡tau ¡pairs, ¡1011 ¡bb ¡pairs, ¡QCD ¡and ¡QED ¡studies, ¡etc. ¡

SLIDE 5

EW ¡Tests ¡– ¡Essen=al ¡Quan==es ¡

24/03/15 ¡ FCC-‑ee ¡Detector ¡Requirements ¡/ ¡Mogens ¡Dam ¡ 5 ¡

Blondel ¡

SLIDE 6

Search ¡for ¡weakly ¡coupled ¡par=cles ¡

24/03/15 ¡ FCC-‑ee ¡Detector ¡Requirements ¡/ ¡Mogens ¡Dam ¡ 6 ¡

Example: ¡Heavy ¡Neutral ¡Leptons ¡

νMSM ¡Model ¡ Shaposhnikov ¡et ¡al ¡ Z ¡decays ¡to ¡ ¡

Heavy ¡“sterile” ¡neutrino ¡ Light ¡“normal” ¡neutrino ¡

N ¡decays ¡ ¡

Signature: ¡Detached ¡vertex ¡

Detached ¡vertex: ¡ Sensi=vity ¡ strongly ¡ dependent ¡on ¡ detector ¡ geometry ¡

1 ¡cm ¡< ¡L ¡< ¡1 ¡m ¡ 100 ¡μm ¡< ¡L ¡< ¡5 ¡m ¡

SLIDE 7

Recent: ¡Precise ¡top-‑quark ¡couplings ¡

24/03/15 ¡ FCC-‑ee ¡Detector ¡Requirements ¡/ ¡Mogens ¡Dam ¡ 7 ¡

Determina=on ¡of ¡top-‑quark ¡EW ¡couplings ¡via ¡ measurement ¡of ¡top-‑quark ¡polariza=on. ¡ In ¡semileptonic ¡decays, ¡fit ¡to ¡lepton ¡ ¡ momentum ¡vs ¡scajering ¡angle ¡ ¡

Typically ¡best ¡sensi=vity ¡ just ¡above ¡produc=on ¡ threshold ¡

Momenta ¡up ¡to: ¡175 ¡GeV ¡ Patrizia ¡Azzi: ¡ ¡ Top ¡physics ¡at ¡FCC-‑ee ¡ Today ¡at ¡13:30 ¡

SLIDE 8

¡ ¡

Detector ¡Requirements; ¡First ¡Thoughts ¡

The ¡FCC-‑ee ¡physics ¡programme ¡is ¡very ¡broad. ¡ With ¡mul=ple ¡IPs ¡(up ¡to ¡4) ¡there ¡is ¡room ¡for ¡different ¡design ¡emphasis. ¡ One ¡could ¡think ¡of ¡at ¡least ¡two ¡major ¡op=ons: ¡

Precision ¡physics ¡& ¡new ¡physics ¡searches ¡

24/03/15 ¡ FCC-‑ee ¡Detector ¡Requirements ¡/ ¡Mogens ¡Dam ¡ 8 ¡

EW ¡Precision ¡Physics ¡

Extremely ¡precise ¡defini=on ¡of ¡fiducial ¡ volumes ¡for ¡signal ¡and ¡normaliza=on. ¡ This ¡includes ¡ ¡

geometry: ¡precise ¡borders, ¡no ¡cracks ¡
momentum/energy: ¡no ¡bias ¡

Higgs ¡Precision ¡Physics ¡

Good ¡energy/momentum ¡resolu=on ¡for ¡e, ¡μ, ¡jet: ¡

Z ¡tagging ¡via ¡μμ, ¡ee ¡
Rare ¡Higgs ¡decay ¡modes: ¡μμ, ¡γγ, ¡ZZ, ¡invisible ¡
Possible ¡to ¡use ¡Z ¡-‑> ¡jets ¡tag ¡for ¡h ¡-‑> ¡invisible? ¡

Excellent ¡flavour ¡tagging: ¡

Separa=on ¡of ¡Higgs ¡to ¡bb, ¡cc, ¡gg ¡

New ¡Physics ¡Searches ¡

Detached ¡ver=ces ¡over ¡a ¡large ¡life=me ¡range: ¡

Large ¡radius ¡tracking ¡volume ¡
Excellent ¡primary/secondary ¡vertex ¡

resolu=on ¡and ¡flavour ¡tagging ¡ No ¡escaping ¡par=cles: ¡Hermi=city ¡

SLIDE 9

FCC-‑ee ¡Running ¡Condi=ons ¡

24/03/15 ¡ FCC-‑ee ¡Detector ¡Requirements ¡/ ¡Mogens ¡Dam ¡ 9 ¡

FCC-‑ee ¡baseline ¡(4 ¡IPs) Parameter Z ¡ W H ¡ t ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡No ¡crab ¡waist: ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Ebeam ¡[GeV] ¡ 45 ¡ 80 120 ¡ 175 ¡

no. ¡bunches ¡

16700 4490 1360 98 Bunch ¡spacing ¡[ns] ¡ 20 73 243 3400 L/IP ¡[1034 ¡cm-‑2s-‑1] ¡(4 ¡IPs) ¡ 21 10.4 5.3 1.5 Rate ¡qq ¡[Hz] ¡ 6300 3 0.7 0.1 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Crab ¡waist ¡scheme: ¡

no. ¡bunches ¡

59581 3142 625 68 Bunch ¡spacing ¡[ns] ¡ 5.5 105 528 4850 L/IP ¡[1034 ¡cm-‑2s-‑1] ¡(4 ¡IPs) ¡ 215 38 8.7 2.1 Rate ¡qq ¡ 65000 11 1.1 0.1 Bunch ¡spacing ¡down ¡to ¡20 ¡(5.5) ¡ns ¡ Time ¡between ¡qq ¡events: ¡160 ¡(15) ¡μs ¡

SLIDE 10

Beam ¡induced ¡backgrounds ¡

24/03/15 ¡ FCC-‑ee ¡Detector ¡Requirements ¡/ ¡Mogens ¡Dam ¡ 10 ¡

M. ¡Ruan ¡

FCC-‑ee ¡workshop ¡

Oct. ¡2014 ¡

SLIDE 11

Pair ¡produc=on ¡background ¡at ¡FCC-‑ee ¡ ¡

24/03/15 ¡ FCC-‑ee ¡Detector ¡Requirements ¡/ ¡Mogens ¡Dam ¡ 11 ¡

Hit ¡density ¡O(10) ¡lower ¡than ¡at ¡ILC500 ¡
For ¡1st ¡VXD ¡layer ¡at ¡R=12mm, ¡260 ¡hits ¡

per ¡BX ¡at ¡FCCZ ¡c.w. ¡

2-‑5 ¡x ¡– ¡3x ¡higher ¡for ¡B=2 ¡T ¡instead ¡of ¡4 ¡T ¡
E. ¡Perez ¡

FCC-‑ee ¡workshop ¡

Feb. ¡2015 ¡

VXD: ¡ILD ¡design ¡

SLIDE 12

Beam ¡Energy ¡Spread ¡

24/03/15 ¡ FCC-‑ee ¡Detector ¡Requirements ¡/ ¡Mogens ¡Dam ¡ 12 ¡

Non-‑destruc=ve ¡focusing ¡and ¡collision ¡of ¡beams: ¡

‑ ¡Center-‑of-‑mass ¡energy ¡spread ¡by ¡construc=on ¡modest ¡

SLIDE 13

¡ ¡

Interac=on ¡Region ¡Design ¡

Two ¡different ¡IR ¡designs ¡being ¡pursued: ¡

1. CERN ¡baseline: ¡Small ¡crossing ¡angle ¡(11 ¡mrad), ¡no ¡crab ¡waist ¡
2. BINP ¡and ¡CERN: ¡More ¡ambi=ous, ¡larger ¡crossing ¡angle ¡(30 ¡

mrad), ¡crab ¡waist ¡ ¡ 2nd ¡design ¡more ¡challenging ¡but ¡promises ¡more ¡luminosity: ¡

¡concentrate ¡on ¡that ¡here ¡

24/03/15 ¡ FCC-‑ee ¡Detector ¡Requirements ¡/ ¡Mogens ¡Dam ¡ 13 ¡

SLIDE 14

24/03/15 ¡ FCC-‑ee ¡Detector ¡Requirements ¡/ ¡Mogens ¡Dam ¡ 14 ¡

L* ¡= ¡2 ¡m ¡

SLIDE 15

Compensa=on ¡for ¡Detector ¡Solenoid ¡

24/03/15 ¡ FCC-‑ee ¡Detector ¡Requirements ¡/ ¡Mogens ¡Dam ¡ 15 ¡

Very ¡strong ¡influence ¡of ¡solenoid ¡edges ¡on ¡ver=cal ¡emijance ¡especially ¡at ¡Z ¡peak ¡

May ¡in ¡the ¡end ¡put ¡an ¡effec=ve ¡limit ¡on ¡the ¡strength ¡of ¡the ¡detector ¡field ¡

Beams ¡are ¡crossing ¡detector ¡B-‑field ¡at ¡an ¡angle ¡of ¡0.015 ¡mrad. ¡Compensa=on ¡needed ¡

Assumed ¡here:: ¡+2 ¡Tesla ¡ detector ¡main ¡field ¡ Screening ¡ quadrupole: ¡-‑2 ¡Tesla ¡ Compensa=on ¡for ¡beam ¡path ¡ through ¡detector: ¡

‑8 ¡Tesla ¡over ¡one ¡quarter ¡of ¡path ¡

SLIDE 16

Forward ¡Calorimetry ¡

24/03/15 ¡ FCC-‑ee ¡Detector ¡Requirements ¡/ ¡Mogens ¡Dam ¡ 16 ¡

ILC ¡detectors: ¡

Three ¡very ¡forward ¡detector ¡systems: ¡

LumiCal: ¡Precise ¡luminosity ¡monitoring ¡
BeamCal: ¡ ¡
‑

Closure ¡of ¡calorimetry ¡down ¡to ¡5 ¡mrad. ¡ Mainly ¡for ¡tagging ¡of ¡2-‑photon ¡events ¡as ¡ background ¡to ¡new ¡physics ¡searches ¡with ¡ missing ¡energy ¡signature ¡

‑

Part ¡of ¡beam ¡monitoring ¡fast ¡feedback ¡ system ¡

LHCAL: ¡Extension ¡of ¡HCAL ¡coverage ¡to ¡polar ¡

range ¡of ¡LumiCal ¡ FCC-‑ee: ¡Not ¡clear ¡whether ¡we ¡need ¡all ¡of ¡this, ¡ and ¡whether ¡IR ¡design ¡allows ¡for ¡it. ¡

Hole ¡for ¡entry ¡beam ¡pipe ¡

ILD ¡Forward ¡Calorimetry ¡

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Luminosity ¡Detector ¡Issues ¡

24/03/15 ¡ FCC-‑ee ¡Detector ¡Requirements ¡/ ¡Mogens ¡Dam ¡ 17 ¡

Normaliza=on ¡of ¡cross ¡sec=ons ¡performed ¡by ¡measuring ¡small ¡ angle ¡elas=c ¡e+e-‑ ¡scajering ¡(Bhabha ¡scajering). ¡ ¡ ¡ Bhabha ¡scajering ¡is ¡very ¡strongly ¡forward ¡peaked ¡(1/θ2): ¡ Requires ¡a ¡small ¡and ¡very ¡precisely ¡known ¡value ¡of ¡θmin ¡

¡

Measured ¡with ¡set ¡of ¡two ¡detectors, ¡one ¡at ¡each ¡side ¡of ¡IP. ¡ Centered ¡around ¡the ¡outgoing ¡beam ¡ (Ambi=ous) ¡goal: ¡10-‑4 ¡level ¡ To ¡eliminate ¡first ¡order ¡dependence ¡on ¡beam ¡parameters, ¡need ¡=ght ¡ ¡and ¡ looser ¡fiducial ¡volume: ¡

SLIDE 18

LumiCal ¡Layout ¡Considera=ons ¡

24/03/15 ¡ FCC-‑ee ¡Detector ¡Requirements ¡/ ¡Mogens ¡Dam ¡ 18 ¡

Due ¡to ¡machine ¡ components ¡(quads ¡+ ¡ compensa=ng ¡magnets), ¡ face ¡of ¡LumiCal ¡pushed ¡ close ¡to ¡IP. ¡Consider ¡three ¡ scenarios: ¡

Shi~ ¡in ¡parameter ¡for ¡a ¡shi~ ¡

f ¡+10-‑4 ¡in ¡acceptance ¡

LEP ¡experiments ¡managed ¡to ¡control ¡geometry/alignment ¡of ¡LumiCals ¡to ¡similar ¡precisions. ¡ Main ¡difference: ¡At ¡LEP ¡LumiCals ¡were ¡at ¡z ¡≅250 ¡cm. ¡Here ¡at ¡z ¡< ¡150 ¡cm. ¡ But ¡Moliere ¡radius ¡the ¡same: ¡Need ¡simula=on ¡to ¡confirm ¡feasibility. ¡

Hadronic ¡peak ¡ cross ¡sec=on ¡ ¡ (Z-‑>qq): ¡30 ¡nb ¡

SLIDE 19

Detector ¡Design ¡

24/03/15 ¡ FCC-‑ee ¡Detector ¡Requirements ¡/ ¡Mogens ¡Dam ¡ 19 ¡

Requirements? ¡First ¡naïve ¡thoughts: ¡ ¡

Exhaus=ve ¡studies ¡of ¡detector ¡design ¡have ¡been ¡carried ¡out ¡for ¡ILC ¡(and ¡CLIC) ¡
FCC-‑ee ¡will ¡have ¡far ¡superior ¡sta=s=cs ¡than ¡ILC ¡
To ¡match ¡sta=s=cal ¡precision, ¡FCC-‑ee ¡requirements ¡can ¡hardly ¡be ¡more ¡relaxed ¡than ¡ILC? ¡

SID ¡ ILD ¡

SLIDE 20

24/03/15 ¡ FCC-‑ee ¡Detector ¡Requirements ¡/ ¡Mogens ¡Dam ¡ 20 ¡

SLIDE 21

¡ ¡

Technical ¡differences ¡FCC-‑ee ¡wrt ¡ILC ¡

Con=nuous ¡running ¡(no ¡bunching) ¡

– Cooling ¡issues ¡for ¡tracking ¡detectors ¡and ¡calorimetry ¡

Very ¡high ¡physics ¡rate; ¡Zs ¡at ¡65 ¡kHz ¡ ¡(crab ¡waist ¡scheme) ¡

– Possible ¡to ¡use ¡TPC? ¡ ¡[Dri~ ¡=me ¡~ ¡50 ¡μsec] ¡

Beams ¡crossing ¡detector ¡solenoidal ¡field ¡at ¡15 ¡(or ¡5.5) ¡mrad. ¡

– Need ¡for ¡screening ¡solenoids; ¡compensa=ng ¡solenoids ¡ – Ul=mately, ¡possible ¡limita=on ¡to ¡detector ¡solenoid ¡strength(?) ¡

At ¡least ¡at ¡low ¡energies ¡ ¡
Quadrupoles ¡closer ¡to ¡IP: ¡L* ¡= ¡2 ¡m ¡

– Less ¡space ¡for ¡very ¡forward ¡calorimeters: ¡LumiCal ¡and ¡BeamCal ¡

Luminosity ¡measurement ¡& ¡hermi=city ¡
FCC-‑ee ¡needs ¡bypass ¡for ¡injector ¡ring ¡

– But ¡hopefully ¡outside ¡detector ¡volume(!) ¡

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SLIDE 22

¡ ¡

Physics ¡differences ¡FCC-‑ee ¡wrt ¡ILC ¡

Lower ¡maximum ¡energy: ¡350 ¡GeV ¡vs ¡1000 ¡GeV ¡

– Do ¡we ¡need ¡the ¡same ¡momentum ¡resolu=on? ¡

¡Or ¡can ¡we ¡lower ¡field ¡strength ¡and/or ¡tracker ¡outer ¡radius ¡

– Lower ¡calorimeter ¡depth? ¡

Same ¡need ¡for ¡jet ¡energy ¡resolu=on? ¡

– Less ¡emphasis ¡on ¡VBF ¡scajering ¡ – However, ¡very ¡challenging ¡Higgs ¡physics ¡

Hermi=city? ¡

– ILD ¡and ¡SID ¡detectors ¡closed ¡down ¡to ¡5 ¡mrad ¡(BeamCal) ¡

24/03/15 ¡ FCC-‑ee ¡Detector ¡Requirements ¡/ ¡Mogens ¡Dam ¡ 22 ¡

SLIDE 23

¡ ¡

Technological ¡Issues ¡ ¡/ ¡Needs ¡

Solenoid ¡magnet ¡development ¡for ¡final ¡focus ¡and ¡

compensa=ng ¡magnets ¡

– Strong, ¡very ¡compact ¡magnets ¡ – Very ¡strict ¡control ¡of ¡edge ¡fields ¡

Reduce ¡power ¡consump=on/cooling ¡for ¡unbunched ¡running ¡

– Silicon ¡vertex ¡detector/tracker ¡

Look ¡at ¡for ¡example ¡ALICE ¡Inner ¡Tracker ¡upgrade ¡ ¡

– Calorimeters? ¡

Reduce ¡granularity ¡or ¡power ¡consump=on? ¡
Reduce ¡material ¡as ¡much ¡as ¡possible: ¡

– Wireless ¡readout ¡ – Wireless ¡powering ¡(?) ¡

¡

24/03/15 ¡ FCC-‑ee ¡Detector ¡Requirements ¡/ ¡Mogens ¡Dam ¡ 23 ¡ Soltveit: ¡Wireless ¡Readout ¡ ¡ FCC-‑ee ¡Ph. ¡Meet, ¡01/09/14 ¡ Tomorrow, ¡10:30 ¡ Sebas=en ¡CEUTERICKX ¡ Later ¡in ¡this ¡session ¡

SLIDE 24

ALICE ¡Inner ¡Tracker ¡Upgrade ¡

24/03/15 ¡ FCC-‑ee ¡Detector ¡Requirements ¡/ ¡Mogens ¡Dam ¡ 24 ¡

SLIDE 25

¡ ¡

Organisa=on ¡-‑ ¡WG11: ¡Detector ¡Design ¡

Conveners: ¡Ariella ¡Cajai, ¡Gigi ¡Rolandi ¡
Goal: ¡Provide ¡a ¡realis=c ¡detector ¡design ¡op=mized ¡for ¡flagship ¡
analyses. ¡The ¡defini=on ¡of ¡these ¡analyses ¡is ¡in ¡the ¡scope ¡of ¡

the ¡physics ¡groups, ¡who ¡should ¡also ¡indicate ¡the ¡relevant ¡ detector ¡aspect ¡to ¡be ¡op=mized. ¡For ¡the ¡lajer ¡they ¡need ¡ simula=ons ¡based ¡on ¡detector ¡parameters ¡defined ¡within ¡

WG11. ¡
Short ¡Term ¡Strategy ¡(Oct. ¡2015): ¡Implement ¡in ¡the ¡DELPHES ¡

parametriza=on ¡few ¡designs ¡of ¡known ¡detectors: ¡ALEPH, ¡ CMS, ¡ILC/CLIC ¡detectors. ¡Check ¡performance ¡for ¡FCC-‑ee ¡ benchmark ¡physics ¡channels. ¡

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SLIDE 26

¡ ¡

WG11 ¡Medium ¡Term ¡

Analyses ¡will ¡be ¡PF ¡based. ¡Layout ¡to ¡be ¡op=mized ¡accordingly. ¡Special ¡ ajen=on: ¡ ¡

Tracker ¡outer ¡radius ¡vs ¡field ¡strength ¡
Posi=on ¡of ¡HCAL ¡(inside/outside ¡cryostat)? ¡
Balance ¡between ¡calorimeter ¡granularity ¡and ¡performance ¡
Minimiza=on ¡of ¡vertex ¡and ¡tracker ¡material ¡budget ¡
Assume ¡we ¡can ¡achieve ¡excellent ¡μ ¡and ¡e ¡id ¡independently ¡of ¡the ¡above ¡
Performance ¡with/without ¡Hadron ¡Id ¡

About ¡tracker: ¡

How ¡”intelligent”? ¡-‑ ¡ ¡more ¡processing, ¡more ¡power, ¡more ¡cooling ¡
Follow ¡advanced ¡powering ¡scheme ¡(CMS, ¡Belle2 ¡upgrades ¡and ¡ILC) ¡
Follow ¡studies ¡on ¡heat ¡management ¡integrated ¡in ¡detector ¡design ¡
Follow ¡R&D ¡of ¡PLUME ¡Collab. ¡on ¡ ¡advanced ¡materials ¡and ¡integra=on ¡

– Example: ¡Mu3e ¡vertex ¡studies ¡on ¡HV-‑MAPS ¡supported ¡by ¡prisms ¡of ¡25 ¡μm ¡Kapton ¡foil ¡

Keep ¡an ¡eye ¡open ¡on ¡new ¡technology ¡developments ¡ ¡

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SLIDE 27

¡ ¡

Summary ¡

FCC-‑ee ¡has ¡a ¡very ¡rich ¡and ¡diverse ¡physics ¡programme ¡

– Possibly ¡several ¡detector ¡op=ons ¡with ¡focus ¡on ¡different ¡aspects ¡

Ambi=ous ¡luminosity ¡goal ¡of ¡especially ¡FCCZ ¡dictates ¡very ¡high ¡BX ¡rates ¡

– Down ¡to ¡5.5 ¡ns ¡in ¡crab ¡waist ¡mode ¡

However, ¡no ¡pileup: ¡μ ¡~ ¡0.0003 ¡
Beam ¡induced ¡backgrounds ¡O(10) ¡lower ¡than ¡at ¡ILC ¡

– CM ¡energy ¡spread ¡small ¡ – Seems ¡feasible ¡to ¡place ¡1st ¡VXD ¡layer ¡at ¡12 ¡mm ¡(if ¡beam ¡pipe ¡allows) ¡

Very ¡challenging ¡Interac=on ¡Region ¡design ¡

– 30 ¡mrad ¡beam ¡X’ing ¡angle; ¡L* ¡of ¡2.0 ¡m ¡ – Beams ¡have ¡problems ¡to ¡deal ¡with ¡detector ¡B-‑field: ¡Need ¡compensa=on ¡

May ¡eventually ¡lead ¡to ¡a ¡limit ¡on ¡the ¡detector ¡field? ¡

– Space ¡for ¡very ¡forward ¡instrumenta=on ¡limited ¡

Luminosity ¡measurement, ¡hermi=city ¡
Look ¡to ¡ILC ¡(and ¡LEP) ¡for ¡overall ¡detector ¡design. ¡Differences ¡wrt ¡ILC ¡

– Con=nuous ¡running: ¡Power ¡consump=on ¡/ ¡Cooling ¡ – Factor ¡three ¡lower ¡energy ¡reach ¡

Relaxed ¡requirements ¡for ¡momentum ¡resolu=on(?), ¡calorimeter ¡depth ¡and ¡resolu=on(?) ¡
WG11 ¡and ¡physics ¡WGs ¡to ¡define ¡op=mized ¡detector ¡design ¡

24/03/15 ¡ FCC-‑ee ¡Detector ¡Requirements ¡/ ¡Mogens ¡Dam ¡ 27 ¡

A ¡first ¡look ¡at ¡detector ¡requirements ¡ at ¡FCC-­‑ee ¡

¡e+e-­‑ ¡Colliders: ¡Luminosity ¡vs ¡Energy ¡