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Sistemas de Monitoramento e Qualidade de Dados para o Trigger de Elétrons e Fótons no Experimento ATLAS/LHC

13 de jul. de 2021 15:00
20m

Palestrante

Edmar Egidio Purcino de Souza (Universidade Federal da Bahia, PPGEE/UFBA, Laboratório de Sistemas Digitais)

Descrição

Importantes processos físicos de interesse que se espera observar no LHC produzem decaimentos com fótons e elétrons. O amplo programa de física do experimento ATLAS depende de um sistema eficiente de filtragem online (trigger) para detectar tais assinaturas. No período de tomada de dados agendado para 2021-2024 (Run3), o LHC irá operar em elevada luminosidade, com uma taxa de colisão em 40 MHz, podendo alcançar uma taxa total de até 52 TBytes/s (sem trigger). No entanto, a maior parte desta informação diz respeito a eventos físicos já conhecidos. Espera-se, ainda, um aumento no número médio de interações por cruzamento de feixes, que pode dificultar a detecção da física de interesse com o possível empilhamento de sinais medidos no sistema de calorimetria (pile-up). Neste contexto, os eventos de interesse são raros e sua detecção torna-se uma tarefa desafiadora, devido ao intenso ruído de fundo produzido nas colisões. O sistema de filtragem online do ATLAS foi projetado com duas etapas sequenciais, para rejeitar o ruído de fundo e preservar a física de interesse, reduzindo a taxa de saída para aproximadamente 1,5 kHz. Monitorar o funcionamento dos algoritmos de trigger, bem como a qualidade dos dados coletados tem destacada importância, pois permite que sejam realizadas correções e ajustes nos algoritmos e subsistemas de detecção. Neste trabalho, serão apresentadas as principais implementações e melhorias recentes do software para monitoramento online e offline de assinaturas candidatas a elétrons e fótons, que será utilizado no experimento ATLAS na Run3. Um framework foi desenvolvido pela colaboração ATLAS-Brasil, para o monitoramento de variáveis de calorimetria que descrevem o perfil de deposição de energia, os pontos de interação das partículas no calorímetro e variáveis de decisão dos algoritmos de hipóteses nos diferentes estágios do segundo nível de trigger HLT (High-Level Trigger). O framework contempla algoritmos de monitoração para diferentes cadeias de processamento em colisões próton-próton e íons pesados. O monitoramento online disponibiliza os histogramas das variáveis que descrevem o chuveiro de partículas na sala de controle do experimento, durante a tomada de dados. Um fluxo expresso contendo uma fração dos dados de processos físicos de interesse é coletado para monitoramento offline. O framework desenvolvido está em funcionamento no software de análise principal do experimento e, atualmente, tem sido melhorado com propriedades adicionais para atendimento das exigências da Run3.

Key Words Filtragem Online, Monitoramento, Qualidade de Dados, ATLAS

Autores primários

Dr. Paulo C. M A. Farias (Universidade Federal da Bahia, PPGEE/UFBA, Laboratório de Sistemas Digitais) Eduardo Furtado de Simas Filho (Universidade Federal da Bahia, PPGEE/UFBA, Laboratório de Sistemas Digitais) Edmar Egidio Purcino de Souza (Universidade Federal da Bahia, PPGEE/UFBA, Laboratório de Sistemas Digitais) Sr. Micael Veríssimo de Araújo (Universidade Federal do Rio de Janeiro, COPPE/POLI - UFRJ, Laboratório de Processamento de Sinais) Sr. João Victor da Fonseca Pinto (Universidade Federal do Rio de Janeiro, COPPE/POLI - UFRJ, Laboratório de Processamento de Sinais) Dr. José Manoel de Seixas (Universidade Federal do Rio de Janeiro, COPPE/POLI - UFRJ, Laboratório de Processamento de Sinais)

Materiais de apresentação