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Type: Tese
Title: Detecção online eficiente de eventos raros utilizando detectores finamente segmentados
Author(s)/Inventor(s): Ferraz, Victor Araujo
Advisor: Seixas, José Manoel de
Abstract: Grandes experimentos físicos, que atuam investigando as fronteiras do conhecimento, empurram os limites tecnológicos cada vez mais adiante para que novas descobertas possam ser realizadas. Um grande exemplo disso é o maior e mais complexo acelerador de partículas já construído, o LHC (Large Hadron Collider ). Com o objetivo de aumentar a probabilidade de observação de eventos físicos raros, as partículas são aceleradas e colididas em altas energias com elevadas taxas. O ATLAS, maior experimento do LHC, foi projetado para observar e analisar os subprodutos das colisões e estudar uma grande variedade de tópicos em física. Para isso, o LHC possui um planejamento de crescente aumento da energia e luminosidade das colisões, onde atualizações serão necessárias para que o ATLAS consiga operar mantendo ou melhorando seu desempenho. Para obter alta eficiência na detecção de sinais de interesse, o experimento utiliza um sistema de filtragem online. O trabalho desta tese se insere no contexto da atualização imediata do ATLAS para a operação nas condições do aumento da luminosidade, que deteriora o desempenho do sistema de filtragem. Desta forma, é apresentada uma solução para o problema da alta ocupação de banda-passante para o primeiro nível de filtragem online na detecção de múons. A solução envolve a utilização do principal calorímetro harmônico do ATLAS para a detecção de múons e uma fusão de informação entre o calorímetro e o espectrômetro de múons, com o objetivo de rejeitar partículas que sensibilizam as câmaras de múons, mas que não são de interesse para a física do LHC. São apresentados os resultados da integração desta solução no ATLAS, assim como as análises de seu desempenho, o qual manteve a alta eficiência (> 98%) do sistema de filtragem, com uma redução de 6 pontos percentuais na taxa de ocupação da banda-passante.
Abstract: Large physics experiments, which work by investigating the frontiers of knowledge, push technological limits further and further, so that new discoveries can be achieved. A good example is the largest and most complex particle accelerator ever built, the LHC (Large Hadron Collider). In order to increase the probability of observing rare physical events, the particles are accelerated and collide at high energies and high rates. ATLAS, the largest LHC experiment, was designed to observe and analyze the collision subproducts and study a wide variety of interesting topics in physics. For this purpose, the LHC is planning to increase both the energy and luminosity of collisions, and upgrades are required for ATLAS to be able to operate in such hard conditions while maintaining or improving performance. For high efficiency in detecting signals of interest, ATLAS uses an online trigger system. The work developed in this thesis is based on the ATLAS update context for operation in increased luminosity conditions, which deteriorates the online trigger performance. Therefore, a solution is presented for high bandwidth occupancy in the first-level online trigger for muon detection. The solution involves the use of the main hadronic calorimeter for muon detection and a fusion of information between the calorimeter and the muon spectrometer, in order to reject particles that hit the muon chambers but are not LHC interest. The integration results of this solution in ATLAS, as well as the performance analysis, are presented in this work, and proves to keep the high efficiency (> 98%) of the online trigger system with a rate reduction of 6 percentual points for the take signal bandwidth.
Keywords: Engenharia elétrica
Instrumentação eletrônica
Processamento online
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Department : Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Mar-2018
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Elétrica

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