A Hardware Track-Trigger for CMS: at the High Luminosity LHC

کار شرح داده شده در این پایان نامه دکترا، مطالعه اجرای واقعی یک سیستم ردیابی است که می تواند مسیرهای تکانه عرضی بالا بازسازی شده را برای محرک سطح اول ارتقاء LHC با درخشندگی بالا در آزمایش CMS فراهم کند. این امر برای موفقیت آینده CMS حیاتی است، زیرا در غیر این صورت دستیابی به انتخاب ماشه مورد نیاز برای کنترل نرخ رویداد بسیار بالا غیرممکن خواهد بود. نیاز منحصر به فرد و بسیار چالش برانگیز سیستم، استفاده از حجم عظیم داده های ردیاب در عرض چند میکروثانیه برای رسیدن به یک تصمیم آغازگر است.
نمایشگر ردیابی که توضیح داد، با استفاده از سخت افزار موجود، به صراحت ثابت کرد که در زمان واقعی ردیاب می تواند با استفاده از فناوری مبتنی بر FPGA نسل فعلی ساخته شود که نیازهای تاخیر و عملکرد ردیاب آینده را برآورده می کند. این بدان معناست که سخت‌افزار پیشرفته‌تر سفارشی‌سازی‌شده برای ردیاب جدید CMS باید حتی توانایی بیشتری داشته باشد و دستاوردهای بسیار قابل‌توجهی را برای بازگشت‌های فیزیک آینده از LHC به ارمغان خواهد آورد.

The work described in this PhD thesis is a study of a real implementation of a track-finder system which could provide reconstructed high transverse momentum tracks to the first-level trigger of the High Luminosity LHC upgrade of the CMS experiment. This is vital for the future success of CMS, since otherwise it will be impossible to achieve the trigger selectivity needed to contain the very high event rates. The unique and extremely challenging requirement of the system is to utilise the enormous volume of tracker data within a few microseconds to arrive at a trigger decision.
The track-finder demonstrator described proved unequivocally, using existing hardware, that a real-time track-finder could be built using present-generation FPGA-based technology which would meet the latency and performance requirements of the future tracker. This means that more advanced hardware customised for the new CMS tracker should be even more capable, and will deliver very significant gains for the future physics returns from the LHC.