¿Cómo el sistema de activación de LHC selecciona los eventos interesantes?

Answer 1

El sistema de activación de LHC es muy complicado, viene en muchos niveles, contiene muchos algoritmos Y no selecciona todos los eventos interesantes. (Este es un problema actual en el que estoy involucrado). [TayTay no tiene los números correctos para la Carrera actual, que será en 2015].

Aquí hay una diapositiva de resumen que di de una presentación hace un mes.
DAQ = Data AcQuisition

A la derecha hay una buena descripción de alto nivel de cómo se veía el sistema de activación actual para la Ejecución 1. La Ejecución 2 tendrá algunos cambios, como eliminar un nivel (dividirlo en diferentes partes) y mejorar el ancho de banda.

Tenga en cuenta que al final del día, solo podemos grabar con velocidades de 1 kHz, independientemente del tipo de entrada que recibamos del detector. Nuestros sistemas de activación son, literalmente, válvulas en tuberías que podemos activar y desactivar para controlar el flujo de información.

Los puntos rojos son las piezas más grandes aquí: contienen todo el software y piezas algorítmicas específicas que hacen todo el trabajo pesado. El disparador de nivel 1 tiene que responder increíblemente rápido, por lo que es muy burdo en algún nivel y reduce la tasa en un factor de 400. El disparador de nivel 2, entonces, tiene mejor granularidad y sensibilidad y más tiempo para tomar decisiones basadas en la salida del nivel 1 de disparo.

Por ejemplo, aquí hay un esbozo (desactualizado) del nivel 1 de activación.

Rr = Argón líquido; TileCal = Calorímetro Tile; CTP = Procesador de disparo central

El lado izquierdo contiene el

• EM Cluster Processor : busca objetos de alto Pt que incluyen electrón / fotón, hadrón / tau
• Procesador de chorro / energía : busca chorros de alto Et, ejecuta algoritmos de ventana deslizante (0.7 x 0.7) y calcula el Et faltante

No sé mucho sobre el lado derecho, ya que la mayor parte de mi trabajo es actualmente con el sistema de Activación de Calorímetro de Baldosa de Nivel 1 (L1CALO).

El algoritmo de la ventana deslizante es bastante similar a una tabla de área sumada que busca efectivamente los máximos locales con los datos y trata de seleccionar solo las regiones que pasan ciertos umbrales. También tenemos que calcular la falta de Et (energía transversal) porque las piezas del detector fallan y fallarán, por lo que nos falta información de las piezas de la lluvia de partículas. Hay algoritmos únicos que ayudan a recuperar esta información (pero son bastante poco confiables con más objetos reforzados, como estamos encontrando).

En algún nivel, todos los sistemas de activación intentan y estiman la información de “verdad” de un chorro (o jets) interesante que hemos reconstruido y usamos esto para determinar si es algo que nos interesa ver o si solo son lluvias de partículas ligeras / QCD. o algo. EG: usando un umbral de energía para “disparar” en eventos específicos.

Answer 2

Dado que los experimentos suelen buscar eventos “interesantes” (como decaimientos de partículas raras) que ocurren a una tasa relativamente baja, los sistemas de activación se utilizan para identificar los eventos que deben registrarse para su posterior análisis. Los aceleradores actuales tienen tasas de eventos superiores a 1 MHz y velocidades de disparo que pueden ser inferiores a 10 Hz. La relación de la tasa de activación a la tasa de eventos se conoce como la selectividad de la activación.

Por ejemplo, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) tiene una tasa de eventos de 20 MHz (2 × 10 ^ 7 Hz). Los detectores LHC pueden administrar una lectura de unos pocos cientos de eventos por segundo. Por lo tanto, la selectividad mínima requerida es de 10 a 5, con requisitos mucho más estrictos para el análisis de datos posteriormente.