Fortentwicklung des ATLAS-Experiments zum Einsatz am HL-LHC; Phase-2 Ausbau des ATLAS-Triggers

Abstract

Das hier beschriebene Vorhaben wurde als Teil des durch das BMBF geförderten Forschungsinfrastrukturprojekts (FIS-Projekt) durchgeführt, dessen Ziel die notwendige Verbesserung des ATLAS-Experiments für die Hochluminositätsphase des Large Hadron Colliders (HL-LHC) ist. Die am Kirchhoff-Institut für Physik (KIP) und am Physikalischen Institut (PI) der Universität Heidelberg durchgeführten Arbeiten stehen dabei im Zusammenhang mit dem entsprechenden Phase-2 Ausbau des ATLAS-Triggersystems und der Triggerelektronik des Tile-Kalorimeters. Ziel der Aktivitäten ist es, die Selektivität des Triggersystems zu verbessern, um das volle Potenzial des HL-LHC Upgrades ausnutzen zu können. Das KIP engagiert sich beim Upgrade der Trigger- und Ausleseelektronik des Tile-Kalorimeters, speziell des Tile-PreProzessor-Systems (TilePPr) zur Vorverarbeitung der Tile-Triggersignale. Das PI hingegen ist an der Entwicklung eines neuen Spurtriggersystem beteiligt. Nach der Entscheidung von ATLAS, die Entwicklung des ursprünglich geplanten Hardware-Spurtriggers (HTT) nicht weiter zu verfolgen, widmet sich die PI-Gruppe F&E-Arbeiten im Kontext des sog. EFTracking-Projekts und entwickelt und studiert mögliche Algorithmen zur schnellen Spurrekonstruktion mit Hilfe von Hardwarebeschleunigern wie FPGAs oder GPUs. Die HTT-Aktivitäten wurde abgeschlossen, die gewonnenen Erkenntnisse veröffentlicht. Im Berichtszeitraum wurden in beiden Bereichen gute Fortschritte gemacht. Das KIP, das Verantwortung für die Entwicklung und den Bau der TilePPr-Schnittstelle zum ATLAS Trigger- und Datennahmesystem trägt, hat die F&E-Arbeiten am sog. TDAQi-Interface abgeschlossen und mit Durchführung des TilePPr FDR (Final Design Review) erfolgreich die Produktionsphase erreicht. Am PI verlagerte sich der Schwerpunkt auf Arbeiten für das EFTracking-System. Hier wurde insbesondere an der Entwicklung von FPGA- bzw. GPU-Algorithmen zur schnellen Spurrekonstruktion und deren Integration in die ATLAS Event-Filter-Umgebung gearbeitet. Die Arbeiten am HTT-Projekt wurden nach Publikation der bereits erzielten Resultate eingestellt.