Der trigger im atlas experiment
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Der Trigger im ATLAS-Experiment. LHC Grundlagen Motivation: Was ist ein Trigger, wozu wird er benötigt? Stufen des Triggers bei ATLAS Level 1 Trigger Level 2 Trigger (nur kurz) Eventfilter Ausblick. Large Hadron Collider. p-p Collider Umfang 27 km Schwerpunktenergie 14 TeV

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Presentation Transcript


Der trigger im atlas experiment

Der Trigger im ATLAS-Experiment

  • LHC Grundlagen

  • Motivation: Was ist ein Trigger, wozu wird er benötigt?

  • Stufen des Triggers bei ATLAS

    • Level 1 Trigger

    • Level 2 Trigger (nur kurz)

    • Eventfilter

  • Ausblick


Large hadron collider

Large Hadron Collider

  • p-p Collider

  • Umfang 27 km

  • Schwerpunktenergie 14 TeV

  • Bunch-Crossing alle 25 ns

  • Luminosität 1034 cm-2 s-1

  • Interaktionsrate 109 Hz


Ziele von lhc

Ziele von LHC

Ursprung der Masse, Higgs-Boson

SUSY

Neutrinophysik

Elektroschwache Symmetriebrechung

Dunkle Materie und dunkle Energie

Weitere Dimensionen (Stringtheorie)?

Präzisionsmessungen von SM-Prozessen

Schwerionenmessungen

Grand unification theory

„Weltformel“


Warum bracht man lhc

Warum bracht man LHC?

  • LHC hat höhere Energie als alle bisherigen Beschleuniger

  • „Interessante“ Wirkungsquerschnitte wie sHiggs sind bei kleinen Energien stark unterdrückt

  • Viele Ereignisse treten um mehrere Größenordnungen häufiger auf als bei bisherigen Collidern

  • 1b = 10-24 cm2


Der atlas detektor a t oroidal l hc a pparatu s

Der ATLAS-Detektor (AToroidal LHC ApparatuS)


Datennahme bei atlas

Datennahme bei ATLAS

Im Detektor fällt eine riesige Datenmenge an, ca. 109 Hz * 1 MB, viel zu groß, um sie komplett zu speichern

Zum Speichern der Daten muss um Faktor 107 reduziert werden

Anforderungen für die Datenreduktion

Uninteressante Daten müssen so schnell wie möglich verworfen werden

Interessante Ereignisse dürfen mit geringem Wirkungsquerschnitt müssen erhalten bleiben:H --> gg hat 0,001 Hz (bei mH=120 GeV)

Interessante Ereignisse mit hohem s müssen „herunterskaliert“ werden können

Geringe Fehlerrate


Aufbau des triggers

Aufbau des Triggers

  • Von 1 GHz zu 100 Hz in drei jeweils verfeinernden Stufen

  • LVL1 in Hardware, LVL2+EF in Software

  • Weitergabe der Informationen über RoIs

  • In LVL1 nur grobe Auflösung, 2 ms Latenzzeit

  • LVL2 10 ms Latenzzeit, bessere Auflösug

  • EF: gesamtes Event zur Verfügung


Lvl1 trigger

LVL1-Trigger

e, m, g bis |h|<2,5 (9,4°)Jets bis |h|<3,2 (4,7°)Energien bis |h|<4,9 (0,9°)

Kalorimeter: 7200 Signale!

Cluster: e,g,t,Hadr.

Jet/E: Jets, Energien

m-Trigger:

800.000 Signale!

aufgeteilt nach |h|

CTP fällt L1Accept

RoIB bestimmt Positionen


Pseudorapidit t

Pseudorapidität

h = - ln tan q/2, ein Maß für den Winkel zur Strahlachse


Beispiele f r lvl1 trigger menus

Beispiele für LVL1 Trigger Menus


Dinge die zu beachten sind

Dinge, die zu beachten sind

Verstehen des Detektors

Messung der Effizienz des Triggers in Abhängigkeit

des zu triggerndes Objektes

des Impulses

des Azimut-Winkels f

der Pseudorapidität h

Veränderung der Luminosität während eines Fills

Technische Details wie Wärmeabfuhr, Stilllegen von defekten Teilen, Strahlungsresistenz, Random Trigger, Kontrollsystem, ...

Kosmische Strahlung und anderer Dreck

riesiger Datenstrom (Kalo->Cluster: 2000 Gbit/s) => ASICs nötig


Sliding window

Sliding-Window

Verfahren, um gefundene Teilchen zu verfolgen

In den Zellen um einen Energiefund herum wird ein Fenster geschoben und nach weiterer deponierter Energie gesucht


M koinzidenzen

m-Koinzidenzen

Um ein m zu identifizieren, werden mehrere Punkte gesucht, in denen Energie deponiert ist

Man berechnet dann den Weg, den das m gelaufen ist

Trifft man auch im Innern des Detektors auf passende Punkte, so ist das m identifiziert


Beispiele f r triggerereignisse

Beispiele für Triggerereignisse

Notation:

Anzahl d. Teilchen

Teichenart, Energie oder fehlende Energie

Schwellwert der Energie in GeV

isoliert?


Ctp beispiel eines l1a prozesses

CTP – Beispiel eines L1A-Prozesses

Vorgabe der gesuchten Objekte

Ermittlung der jeweiligen Anzahl

Logische Verknüpfungen bildern „menu items“

Bis zu 96 menu items werden mit „oder“ verknüpft, um das L1A-Signal zu formen

Die RoIs werden ignoriert!

Kalorimeter, Myon

CTP


Der trigger im atlas experiment

HLT

Verfeinern geschieht schrittweise, sodass nach jedem Schritt bereits das Ereignis verworfen werden kann

Phys. Sig.:Ze+e- mitpT>30 GeV

Zwischensignatur

Zwischensignatur

Zwischensignatur

L1 Ergebnis:2 EM Clustermit pT>20 GeV


Ausblick auf den lvl2 trigger 1 2

Ausblick auf den LVL2-Trigger (1/2)

Intern ist der LVL2 deutlich umfangreicher als LVL1


Ausblick auf den lvl2 trigger 2 2

Ausblick auf den LVL2-Trigger (2/2)

Mehr Ablehnungskraft durch

schärfere und präzisere m-Messungen sowie Isolationsanforderungen

bessere Kalorimeterinformation für e, Suche nach Übereinstimmung mit Spurkammer

bei t und Hadronen wird die volle Granularität benutzt

genauere Ermittlung von E und Emiss

LVL2 hat immer noch nicht die komplette Information über das Ereignis, sondern nur über Teilbereiche

Auch „Secondary RoIs“ werden ausgewertet

Exklusive Signaturen sorgen für vorzeitigen Accept

Erst im EF steht das komplette Ereignis zur Verfügung


Zusammenfassung

Zusammenfassung

Es wurde gezeigt

was ein Trigger ist

wozu er eingesetzt wird

wie er aufgebaut ist

wie der LVL1-Teil seine Entscheidung trifft

wie das Verfahren zur Weitergabe an die nächsthöhere Triggerstufe ist

Außerdem

Ausblick auf die anderen Triggerstufen


Literatur

Literatur


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