Lezione 22 Trigger

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Lezione 22 Trigger

• Trigger seleziona gli eventi interessanti fra
  tutte le collisioni. Decide se levento deve
  essere letto ed immagazzinato.
• Sistema di acquisizione dati (DAQ) raccoglie i
  dati prodotti dallapparato e li immagazzina (se
  il trigger ha dato lO.K.). È costituito da
• Elettronica di front-end riceve i segnali
  dellapparato e del trigger e digitizza
  linformazione.
• Lettura (rete di lettura) legge i dati trattati
  dallelettronica di front-end e forma gli eventi
  completi (Event Builder).
• Central DAQ immagazzina gli eventi,
  eventualmente li processa e li filtra. Controlla
  tutta la configurazione.

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Lezione 22 Trigger

Physics Results
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Lezione 22 Trigger

• Il ruolo principale del trigger e
  dellacquisizione dati è quello di processare i
  segnali generati dallapparato e di immagazzinare
  i dati raccolti su disco o nastro.
• Altre funzioni ed informazioni sono comunque
  necessarie
• Informazioni dallacceleratore
• Costanti geometriche e di funzionamento
  dellapparato
• controllo dellesperimento
• Condizioni di lavoro (come richieste dallo
  sperimentatore)

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Lezione 22 Trigger
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Lezione 22 Trigger

• Perché è necessario ?
• Per selezionare gli eventi interessanti
• Per sopprimere il fondo
• Per ridurre le dimensioni dei dati raccolti
• Lacquisizione dati richiede un tempo trec che
  tipicamente è di parecchi ms per evento.
• Se il rate R degli eventi selezionati dal trigger
  non è piccolo se paragonato a 1/trec si ha del
  tempo morto. Il rate di eventi immagazzinati sarà
  quindi minore del rate di eventi reali

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Lezione 22 Trigger

• Un esempio molto semplice di un trigger Un
  esperimento di scattering in cui solo le
  particelle del fascio diffuse allangolo q
  vengono raccolte.
• Condizioni per immagazzinare levento
• T B1 B2 S3 S4
• Tutti gli altri eventi vengono buttati.

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Lezione 22 Trigger

• In esperimenti ai collider adronici (ma non solo)
  i sistemi di trigger devono essere molto più
  selettivi.

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Lezione 22 Trigger

• Rate di eventi ad un Collider pp e p?p
• Tevatron (2TeV), L2x1032 svis60 mb ?
  R2x1032x60x10-2712x106 Hz
• Se voglio studiare lo Z0 s 2 nb ?
  R2x1032x2x10-24x10-90.4 Hz
• ? Fattore di reiezione 107
• LHC (14 TeV), L1034 svis 80 mb ?
  R1034x8x10-26 8x108 Hz e numero medio di
  interazioni per crossing (25 ns) 20.
• Se vogliamo studiare l Higgs ci attendiamo per
  questo canale un rate 10-5 Hz
• ? Fattore di reiezione 1013- 1014

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Lezione 22 Trigger

• Rate ai Collider e-p
• Interazioni elettrodeboli. La sezione durto
  dipende da Q2.Per Q2gt1000GeV
• s 150 pb e L 1031 ? R 150x10-12x10-24x1031
  5 eventi allora.
• Fondi interazioni beam gas del fascio di
  protoni.
• Rate ai Collider ee-
• Interazioni elettromagnetiche ? sezione durto
  abbastanza piccola.
• e
• Lep ( E55 GeV), L1031 ? R 5X10-4 Hz. (eventi
  qq).
• se voglio studiare lo Z (s 50 nb) ? R 0.75
  Hz
• Fondi interazioni beam-gas, sciami nel tubo a
  vuoto R 103-104 Hz
• ?fattore di reiezione 103-104

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Lezione 22 Trigger

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Lezione 22 Trigger

• La decisione del trigger è presa in diversi
  livelli successivi.
• Crescendo il livello cresce la sua complessità e
  selettività.
• Tutti i dati selezionati dal livello precedente
  devono essere immagazzinati fino a quando una
  decisione del trigger del livello attuale non è
  stata presa.

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Lezione 22 Trigger

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Lezione 22 Trigger

• Esempio trigger di livello 1 di ATLAS

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Lezione 22 Trigger

• Il trigger di livello 1 è senza tempo morto ? la
  decisione del trigger deve essere presa ogni 25
  ns!
• Durante il tempo di latenza del trigger i dati di
  ogni singolo canale dellapparato devono essere
  immagazzinati in pipelines di lunghezza 128
  celle. Infatti il tempo di latenza del trigger è
  di 3 ms e 128x25 ns 3.2 ms.

Unità di lettura
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Lezione 22 Monitor online

• Lultimo livello di trigger normalmente agisce
  sullevento completo ed oltre ad eliminare eventi
  che non soddisfano le richieste di nessuno dei
  trigger può suddividere gli eventi accettati nei
  vari canali di fisica sotto studio.
• Il risultato di quest ultimo filtro permette di
  immagazzinare i dati su disco o nastro
  etichettati quali candidati di un particolare
  canale.
• A questo punto intervengono anche dei programmi
  di monitoraggio on-line che sia controllano il
  corretto funzionamento dei vari pezzi
  dellapparato, sia forniscono un display degli
  eventi candidati dei vari canali di fisica sotto
  studio (per un sottoinsieme di eventi).
• Inoltre un sottoinsieme di eventi è anche usato
  per calibrare o controllare la calibrazione
  dellapparato.

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Lezione 22 DAQ

• Naturalmente non c è una chiara divisione fra il
  DAQ ed i trigger di livelli elevati.
• Quello che possiamo dire è che mentre i trigger
  sono (almeno i livelli più bassi) hardware,
  lacquisizione dati è essenzialmente un processo
  sofware.
• Lacquisizione dati è nota come il processo di
  raccogliere e calibrare i dati rozzi provenienti
  dai vari pezzi dellapparato ed immagazzinarli
  per una successiva analisi offline.
• I dati rozzi vengono riuniti in parti logiche,
  chiamate eventi, che corrispondono ad una stessa
  interazione.
• Anche se una grossolana ricostruzione in
  osservabili fisiche può essere fatta dalla DAQ,
  spesso la ricostruzione degli eventi in
  osservabili quali impulso, energia, massa, tempo,
  ecc. è il compito principale dei programmi di
  ricostruzione offline.

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Lezione 22 Controllo

• La complessità e le dimensioni degli apparati del
  giorno doggi impone che tutti i controlli e gli
  aggiustamenti dellapparato possano essere
  eseguiti con un controllo remoto (software).
• Il concetto di slow control include
  limmagazzinare, il monitorare, il controllare ed
  eventualmente laggiustare tutti i parametri
  dellesperimento che devono stare a dei valori
  ben precisi durante la presa dati.
• Questi parametri non sono direttamente associati
  agli eventi, ma comunque possono avere
  uninfluenza significativa sulla qualità dei dati
  raccolti.
• Alcuni di questi parametri includono
• Alte tensioni e correnti di tutti i
  sotto-apparati.
• Sistema di gas per le varie camere (circolazione
  del gas, temperatura, pressione, purezza ecc.)
• Basse tensioni di tutta lelettronica di
  front-end (preamplificatori, formatori ecc.)
• Temperatura dellelettronica di front-end e
  sistema di raffreddamento dellapparato.
• Controllo dei magneti (e monitoraggio)
• Controllo del sistema criogenico per magneti
  superconduttori o rivelatori a gas nobili
  liquefatti.
• Sistema di interlock

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Lezione 22 ATLAS

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Lezione 22 CMS

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Lezione 22 Alice

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Lezione 22 LHCb