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Habilitationskolloquium Technische Universität Wien 4. März 2002 Claudia-Elisabeth Wulz Der Trigger - Tor zur Physik
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Habilitationskolloquium Technische Universität Wien 4. März 2002 Claudia-Elisabeth Wulz Der Trigger - Tor zur Physik.

Apr 06, 2015

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Page 1: Habilitationskolloquium Technische Universität Wien 4. März 2002 Claudia-Elisabeth Wulz Der Trigger - Tor zur Physik.

HabilitationskolloquiumTechnische Universität Wien

4. März 2002

Claudia-Elisabeth Wulz

Der Trigger - Tor zur Physik

Page 2: Habilitationskolloquium Technische Universität Wien 4. März 2002 Claudia-Elisabeth Wulz Der Trigger - Tor zur Physik.

Beschleunigerkomplex des CERN

LHC/LEP SPS

CMS

ATLAS

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Der LHC-Beschleuniger

Proton- ProtonUmfang: 27 kmTeilchenpakete: 3564 + 3564 Protonen / Paket: 1011

Strahlenergie: 2 x 7 TeVLuminosität: 1034 cm-2s-1

Strahlkreuzungsintervall: 25 nsKollisionsrate: 107 … 109 HzFlußdichte der Dipolmagneten: 8.4 TAnzahl der Dipolmagneten: ca. 1200

Schwerionen (Pb-Pb, S-S, etc.)Strahlenergie: bis zu 5.5 TeV/NukleonenpaarLuminosität:1027 cm-2s-1 für Blei3.1031 cm-2s-1 für SauerstoffStrahlkreuzungsintervall: 125 ns

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Zielsetzungen der LHC-Experimente

Standardmodell-PhysikStandardmodell-PhysikQCD, elektroschwache Theorie (Higgs, W, Z, Top, Jets, …)

SupersymmetrieSupersymmetrieSUSY-Higgsbosonen, andere supersymmetrische Teilchen, ...

Andere Erweiterungen des StandardmodellsAndere Erweiterungen des StandardmodellsCompositeness, Technicolor, Leptoquarks, neue schwere Vektorbosonen, ...

B-PhysikB-Physik CP-Verletzung, B0-B0 Oszillationen, seltene B-Zerfälle, ...

SchwerionenphysikSchwerionenphysikQuark-Gluon-Plasma

Physik bei kleinen WinkelnPhysik bei kleinen Winkeln total, elastische Streuung, Diffraktion

Neue PhänomeneNeue Phänomene

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Wirkungsquerschnitte und Raten

Wirkungsquerschnitte für verschiedene Prozesse variieren über viele Größenordnungen

• inelastisch: 109 Hz• W l: 100 Hz• tt: 10 Hz• Higgs (100 GeV): 0,1 Hz• Higgs (600 GeV): 0,01 Hz

Erforderliche Selektivität 1 : 10 10 - 11

TriggerTrigger

-

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Trigger

Art des EreignissesEigenschaften der gemessenen Triggerobjekte

Wahl der Triggerbedingungen

Ereignis angenommen?T( ) JA

NEIN

hängt ab von

TriggerobjekteTriggerobjekte (Kandidaten): e/, , Hadronjets,-Jets, fehlende Energie, Gesamtenergie

Triggerbedingungen:Triggerbedingungen: gemäß physikalischen und technischen Prioritäten

sukzessive Stufen

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CMS-Detektor (Compact Muon Solenoid)

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Triggerstufen in CMS

Level-1 TriggerMakrogranulare Information aus Kalorimetern und Müonsystem (e, , Jets, ET

missing)Schwellwert- und Topologiebedingungen möglichEntscheidungszeit: 3,2 sEingangsrate: 40 MHz Ausgangsrate: bis zu 100 kHzSpeziell entwickelte Elektronik

High Level Trigger (mehrere Stufen)Genauere Informationen aus Kalorimetern, Müonsystem und TrackerSchwellwert-, Topologie-, Massenbedingungen u.a. sowie Vergleiche mit anderen Detektoren möglichEntscheidungszeit: zwischen 10 ms und 1 sEingangsrate: bis zu 100 kHzAusgangsrate (Datenakquisition): ca. 100 HzIndustrielle Prozessoren und Switching-Netzwerk

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Konventionelles 3-Stufenkonzept

Investition inspezialisierte Prozessoren,Steuerung

Page 10: Habilitationskolloquium Technische Universität Wien 4. März 2002 Claudia-Elisabeth Wulz Der Trigger - Tor zur Physik.

CMS-2-Stufenkonzept

Investition inBandbreite undkommerzielle Komponenten

Vorteile:weniger Komponenten, skalierbar

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Evolution der Trigger-Anforderungen

ATLAS/CMS:ATLAS/CMS: ziemlich hohe Raten und große Ereignisse

Wechselwirkungsraten:Wechselwirkungsraten: ~ Faktor 1000 größer als bei LEP,~ Faktor 10 größer als bei Tevatron

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Level-1 TriggerLevel-1 Trigger

Nur Kalorimeter und Müonsystem beteiligtNur Kalorimeter und Müonsystem beteiligtGrund: keine komplexe Mustererkennung wie im Tracker nötig (ca. 1000 Spuren bei Luminosität von 1034 cm-2s-1), geringere DatenmengeTrigger beruht auf:Trigger beruht auf:Clustersuche in den KalorimeternSpurensuche im Müonsystem

Page 13: Habilitationskolloquium Technische Universität Wien 4. März 2002 Claudia-Elisabeth Wulz Der Trigger - Tor zur Physik.

Architektur des Level-1 Triggers

GLOBALER TRIGGER

LokalerKalorimetertrigger

LokalerDT-Trigger

LokalerCSC-Trigger

Regionaler CSC-Trigger

RPCTrigger

CSCHits

RPCHits

DTHits

Kalorimeter-Energie

Globaler Kalorimetertrigger Globaler Müontrigger

Regionaler DT-Trigger

Regionaler Kalorimetertrigger

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Strategie des Level-1 Triggers

LokalLokal• Messung von Energien in einzelnen Kalorimeterzellen bzw. Gruppen • Bestimmung von Spurpunkten- bzw. Spursegmenten in Müondetektoren

RegionalRegional• Identifikation der Teilchensignatur• Messung von pT/ET (e/, , Jets, -Jets)• Bestimmung der Ortskoordinaten (,) und Qualität

GlobalGlobal• Sortierung der Kandidaten nach pT/ET, Qualität und Beibehaltung der besten 4 jedes Typs zuammen mit Orts- und Qualitätsinformation• Bestimmung von ET, ET

missing, Jetmultiplizitäten für 8 Schwellwerte• Algorithmenlogik

• Schwellwerte (pT/ET, NJets)• geometrische Korrelationen

- z.B. Back-to-back Ereignisse, Forward Tag Jets- Detailliertere topologische Bedingungen optionell- Ortsinformation für HLT- Diagnostik

Kalorimeter-Kalorimeter-triggertrigger

JetJet

e/e/

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Der lokale MüontriggerKathodenstreifen-

kammernDriftröhren-

kammern

6 getroffene Streifenbilden Spursegment

Vektor aus 4 getroffenen Zellen

Korrelator kombiniert Vektoren zu Spursegment

Komparatoren ermöglichen Auflösung von 1/2 Streifenbreite

Ebene

Station

Driftröhrenkammern und Kathodenstreifenkammern dienen zur Präzisionsmessung und zum Triggern.

Resistive Plate Chambers (RPC’s) sind spezielle Triggerkammern.

Page 16: Habilitationskolloquium Technische Universität Wien 4. März 2002 Claudia-Elisabeth Wulz Der Trigger - Tor zur Physik.

Der regionale Müontrigger

Trigger beruht auf Suche nach Trigger beruht auf Suche nach Spuren, die zum Vertex zeigen, Spuren, die zum Vertex zeigen, und Korrelation von mehreren und Korrelation von mehreren DetektorebenenDetektorebenen• Spuren mit kleinem pSpuren mit kleinem pTT zeigen nicht zeigen nicht zum Vertex (Vielfachstreuung,zum Vertex (Vielfachstreuung, Ablenkung im Magnetfeld)Ablenkung im Magnetfeld)• Spuren aus Zerfällen undSpuren aus Zerfällen und Punchthrough zeigen meist Punchthrough zeigen meist auch nicht zum Vertexauch nicht zum Vertex• Punchthrough / Sailthrough-TeilchenPunchthrough / Sailthrough-Teilchen durchqueren selten mehreredurchqueren selten mehrere Detektorebenen Detektorebenen

RPC-Trigger

Driftröhren-Trigger(CSC-Trigger analog)

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Der globale Müontrigger

Gesamteffizienz 96.9%Gesamteffizienz 96.9%

DR/CSC/RPC: kombiniert im globalen MüontriggerDR/CSC/RPC: kombiniert im globalen Müontrigger

Optimierter Algorithmus in Hinblick auf• Effizienz• Raten• Unterdrückung von falschen Doppelspuren

-> Benützung von Geometrie + Qualität

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Der globale Trigger

Physikalische AnforderungenPhysikalische Anforderungen

Treffen der Triggerentscheidung aufgrund von ähnlichen Kriterien wie in der Datenanalyse:

• Logische Verknüpfungen der vom globalen Kalorimetertrigger und vom globalen Müontrigger gesendeten Triggerobjekte Besten 4 isolierten Elektronen/Photonen ET, , Besten 4 nichtisolierten Elektronen/Photonen ET, , Besten 4 Jets im Zentralbereich ET, , Besten 4 Jets im Vorwärtsbereich ET, , Besten 4 -Jets ET, , Gesamtes ET ET

Fehlendes ET ETmissing, (ET

missing) 6 Jetmultiplizitäten (Zentralbereich) 2 Jetmultiplizitäten (Vorwärtsbereich) Besten 4 Müonen pT, Ladung, , , Qualität, MIP, Isolation

• Schwellwerte (pT, ET, NJets)• Topologische und andere Bedingungen (Geometrie, Isolation, Ladung, Qualität)

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Algorithmenlogik

Logische KombinationenTeilchenbedingungen

128 flexible parallel laufende Algorithmen implementiert in FPGA’s.Triggerentscheidung (Level-1-Accept) ist Funktion der 128 Triggerbits.

eis.(1)

eis.(2)

ET(1) > ET(1)Schwelle

ET(2) > ET(2)Schwelle

0o ≤ φ(1) < 360o

0o ≤ φ(2) < 360o

170o ≤ |φ(1) - φ(2)| < 190o

+(1)

μ-(2)

pT(1) > pT(1)Schwelle

pT(2) > pT(2)Schwelle

0o ≤ φ(1) < 360o

0o ≤ φ(2) < 360o

170o ≤ |φ(1) - φ(2)| < 190o

ISO(1) = 1, ISO(2) = 1MIP(1) = 1, MIP(2) = 1SGN (1) = 1, SGN(2) = -1

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ATLAS- und CMS-Triggerkonzepte

Schwellen bereits im Kalorimeter und Müonsystem gesetzt. Der zentrale Triggerprozessor erhält Objektmultipli-zitäten. Er hat keine Ortsinformation zur Verfügung, daher sind Topologie-bedingungen unmöglich. Eigene RoI-Elektronik für Level-2 Trigger nötig.

Schwellen zentral im globalen Trigger gesetzt. Der globale Triggerprozessor erhält Objekte. Ihnen ist Ortsinfor-mation beigefügt, daher sind Topologie-bedingungen optionell. Diese ermöglicht spezifische Behandlung im HLT.Sortieren braucht aber etwas Zeit.

Algorithmen-bits

Algorithmen-und

Eingangsbits

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Standardmodell-HiggsDas Standardmodell beschreibt bis jetzt die Natur sehr gut, es hat aber einige theoretische Unzulänglichkeiten, darunter:• keine echte Vereinigung aller Kräfte (W aus Experiment, keine Gravitation etc.)• Problem der Massen nicht gelöst, nur auf Higgsmechanismus verschoben • Natürlichkeit: Strahlungskorrekturen zur Higgsmasse der O(mH)

Bei LEP (√s ≤ 209 GeV) wurden mögliche Higgskandidaten gefunden. Offizielles Resultat:

mH > 114.1 GeV

Suchstrategie bei LHC je nach Higgsmasse: 80 GeV < mH < 140 GeV H -> , H -> bb130 GeV < mH < 700 GeV H -> ZZ(*) -> 4 l (l = e, )500 GeV < mH < 1000 GeV H -> ZZ -> 2 l + 2 Jets500 GeV < mH < 1000 GeV H -> ZZ -> 2 l + 2 800 GeV < mH < 1000 GeV H -> WW-> l + + Jets800 GeV < mH < 1000 GeV H -> ZZ-> 2 l + 2 Jets

-

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H -

mmHH = 130 GeV = 130 GeV

HiggssignalHiggssignal

Ere

ign

isse

/ 5

00

MeV

r 10

0 fb

Ere

ign

isse

/ 5

00

MeV

r 10

0 fb

-1-1

mm

Analyse-Ereignisselektion:2 isolierte elektromagnetische Cluster, keine passenden Spuren im Tracker

Mögliche L1-Triggerselektion:2 isolierte “e/”

Page 23: Habilitationskolloquium Technische Universität Wien 4. März 2002 Claudia-Elisabeth Wulz Der Trigger - Tor zur Physik.

H -> ZZ(*) - 4 Leptonen

Ere

ign

isse

/ 2

Ge

VE

reig

nis

se /

2 G

eV

m(4m(4ll) / GeV) / GeV

Mögliche L1-Triggerselektion:2 oder mehr isolierte “e/” oder

mmHH = 150 GeV = 150 GeV

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H - Leptonen, Neutrinos, Jets

mmHH = 800 GeV = 800 GeV m(2m(2ll, 2 Jets) / GeV, 2 Jets) / GeV

Ere

ign

isse

/ 2

00

GeV

Ere

ign

isse

/ 2

00

GeV

SignalSignalUntergrundUntergrund

Mögliche L1-Triggerselektion:2 “e/” oder 2 1 oder 2 Jets

Andere Kanäle: 1 oder mehr Leptonen, fehlende Energie, Jets

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H -> WW -> l + l für mH ~ 2mW

Für mH = 170 GeV ist das Verzweigungsverhältnis ca. 100 mal größer als für H->ZZ*->4l. Durch Ausnützung von W+W- -Spinkorrelationen kann man “irreduziblen” Untergrund unterdrücken. Man sucht nach l+l- - Paaren mit kleinem Öff-nungswinkel.

Mögliche L1-Triggerselektion:2 “e/” oder 2 Option: || < 450

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Supersymmetrische Higgs-Teilchen

Im minimalen supersymmetrischen Standardmodell (MSSM) gibt es 5 Higgs-Bosonen: h0, H0, A0 and H±. Man braucht 2 Parameter zur Bestimmung der Eigenschaften: mA, tan. Bei großem mA sind die Kopplungen des h0 ähnlich wie im SM. Die Kopplungen von A und H an Quarks mit Ladung 1/3 und Leptonen sind für großes tan erhöht. A koppelt nicht an WW, ZZ. Kopplungen von H an WW und ZZ für große mA und tan sind unterdrückt. Die folgenden Zerfallskanäle sind wie für das SM-Higgs zu behandeln:h, A -> (für mA < 2 mt wegen des Verzweigungsverhältnisses), h -> bbh, H -> ZZ* (kein H -> ZZ bei großer Masse, da Verzw.verh. zu klein)Die folgenden Zerfallskanäle öffnen sich:H, A -> (-Kanäle im Vergleich zum SM wichtig für große tan)A -> tt; (H, A -> hh; A -> Zh) A, H -> supersymmetrische TeilchenH± -> , tbVektorbosonfusionskanäle qq -> qqHiggs ebenfalls möglich: mit h, H -> ; H -> ; h, H -> WW -> ll; h -> 00

-

-

~ ~

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h0, HSM -> bb-

mmHH = 115 GeV = 115 GeV

Ere

ign

isse

/ 1

0 G

eVE

reig

nis

se /

10

GeV

mminvinv (Jet, Jet) /GeV (Jet, Jet) /GeV

Nur assoziierte Produktionaufgrund von Problemen mit Trigger und Untergrund!

Analyse-Ereignisselektion:1 isoliertes e or 1 isoliertes e or , 6 Jets von , 6 Jets von denen mindestens 4 ein b-tag denen mindestens 4 ein b-tag haben müssen. Rekonstruktion haben müssen. Rekonstruktion beider t’s durch kinematischen beider t’s durch kinematischen Fit nötig um kombinatorischen Fit nötig um kombinatorischen Untergrund zu unterdrücken.Untergrund zu unterdrücken. Resultat für mH = 115 GeV:S/√B = 5.3, m/mH = 3.8%

Mögliche L1-Triggerselektion:1 isoliertes Lepton und mehrere Jets

tth(H) -> l±qqbbbb-- --

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H, A - Aufgrund der hohen Rate überspannt dieser Kanal einen weiten Parameterbereich.

Zugängliche Endzustände: (-> ee) (-> ) (-> h± 0’s ) (-> ll) (-> h± 0’s ) (-> hm 0’s )

Mögliche L1-Triggerselektion:1 e/ oder 1 -JetFehlende Energie

Ere

ign

isse

/ 5

Ge

VE

reig

nis

se /

5 G

eV

10 fb-1 bei 1033cm-2s-1

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Squarks, Gluinos

Supersymmetrische Teilchen können spektakuläre Signaturen durch Kaskadenzerfälle aufweisen.

Mögliche L1-Triggerselektion:Mehrere Leptonen: “e/” oder (beliebige Kombinationen) Mehrere JetsFehlende Energie je nach Zerfallskanal

pp -> qq~~

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Charginos, Neutralinos, Sleptonen

Mögliche L1-Triggerselektion:Mehrere Leptonen: “e/” oder (2 oder 3, beliebige Kombination) Fehlende Energie Jetveto

Ere

ign

isse

/ 5

Ge

VE

reig

nis

se /

5 G

eV

SM-SM-UntergrundUntergrund

Endzustand mit 3l + fehlender Energie, keine Jets

~ ~Beispiel für Drell-Yan-Produktion von 1± 2

0:qq -> W* -> 1

± 20 -> 1

0 l± + 10 l+l-

20 -> l±lm -> 1

0 l+l-

oder

20 -> 1

0 l+l-

~~ ~

~ ~

~ ~ ~ ~

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Raten und Algorithmen

• Ausgangsrate maximal 100 kHz (25 bis 30 kHz mit Sicherheitsfaktor) - Aufsetzen der Triggertabelle - gleichzeitige Festlegung der Schwellwerte

Niedrige Luminosität: 1033 cm-2 s-1

Hohe Luminosität: 1034 cm-2 s-1

Schwellwerte in GeV

Algorithmus e ee j jj jj jjjj .Niedrige Lum 24 18 95 75 150 115 95 75

.Hohe Lum 35 20 180 110 285 225 125 105Algorithmus +e +j e ET

miss +e ETmiss +j ETmiss ( . .)e n isol ( . .)ee n isol ET

.Niedrige Lum 80, 14 125, 14 275 12, 175 65, 175 24 18 1000 .Hohe Lum 125, 20 165, 20 350 18, 250 95, 250 58 28 1500

Algorithmus e +j +ET +ETmiss Gesamtrate

.Niedrige Lum 10 3 4, 12 4, 80 4, 80 4, 600 4, 140 25 kHz .Hohe Lum 25 8, 5 5, 32 5, 140 5, 155 5, 800 5, 200 25 kHz

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Zeitliche Anforderungen

• Triggerentscheidung durch globalen Trigger alle 25 ns - jede Strahlkreuzung muß betrachtet werden

- Level-1-Accept je nach Triggerregeln (Registrierung der Totzeit, < 1%)

• Rechenzeit klein im Vergleich zur gesamten Level-1-Latenzzeit (3,2s) - 200 ns (8 Strahlkreuzungsintervalle)

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Technische Anforderungen

• Technische Trigger zusätzlich zu Physiktriggern - Kalibration, Synchronisation, Tests• Effizienzen für jeden Triggeralgorithmus müssen bestimmbar sein - durch überlappende Trigger (niedrigere Schwellen, Unterdrückung von Korrelationen etc.) - Kontrolle durch Monte-Carlo• Triggerung von Prozessen mit hohen Raten mit Skalenfaktor• Physikalische und technische Überwachung durch on-line und off-line Monitoring • Triggerentscheidung muß nachvollziehbar sein - Aufzeichnung der Triggerdaten jedes Ereignisses - Aufzeichnung von Ereignissen, die nicht triggern würden (optionell) - Aufzeichnung von Ereignissen vor und nach der Trigger-Strahlkreuzung (optionell)

(i+1)-te Kreuzung n n-1 n-2 … n-126 n-127(i+2)-te Kreuzung n+1 n n-1 … n-125 n-126… … … … … … …(i+127)-te Kreuzung n+126 n+125 n+124 … n n-1 (Triggerentscheidung)(i+128)-te Kreuzung n+127 n+126 n+125 … n+1 n

Effizienzen fuer mu kein Problem, jedoch evtl. fuer Jets aus mSUGRA fuer hohe Lumi

Effizienzen fuer mu kein Problem, jedoch evtl. fuer Jets aus mSUGRA fuer hohe Lumi

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Die Umgebung des globalen Triggers

Für die Physikdatennahme verwendet der globale Trigger nur Information der Kalorimeter und des Müonsystems. Sie besteht aus speziellen makrogranularen Triggerdaten. Die volle Information steht erst dem Higher Level Trigger zur Verfügung. Spezielle Signale von allen Subsystemen können für Kalibrations-, Synchronisations- und Prüfzwecke verwendet werden (technische Trigger). Das TTC-System ist ein optisches Verteilernetzwerk, das zur Übertragung des Level-1-Accept- Signals (L1A) und von Zeitinformation (LHC clock etc.) zwischen dem Trigger und der Detektorelektronik dient. Das Triggersteuersystem steuert die Ausgabe von L1A-Signalen und “Bunch Crossing Zero” sowie “Bunch Counter Reset” Befehlen. Die Möglichkeit der Reduzierung der Triggerrate im Fall von imminenter Speicherüberbelegung ist vorgesehen. Der “Event Manager” steuert den High Level Trigger und die Datenakquisition.

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Module des globalen Triggers

PSB (Pipeline Synchronising Buffer) EingangssynchronisationGTL (Global Trigger Logic) LogikFDL (Final Decision Logic) L1A-EntscheidungTCS (Trigger Control System) Triggersteuersystem TIM (Timing-Modul) TimingGTFE (Global Trigger Frontend) Auslesung

VomDetektor

L1Aan EVM und TTC-System

ZurDAQ

VomTTC-

System

Backplane- undAusleseverbindungen

PSB GTL FDL TCS TIM GTFE

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Crate des globalen Triggers

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Elektroniklayout in der Detektorkaverne

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Robustheit des globalen TriggersMögliche Probleme und deren Vermeidung:Falsche Müonen (Punchthrough, Geister, Rauschen): Problem durch CMS-Müonsystem und Magnetfeld sowie aufwendiges Müontriggerdesign minimiertBeam Halo: wenig Beitrag, da Trigger auf Vertexausrichtung basiertPotentialverschiebungen etc. (v.a. Kalorimeter): vermieden durch 400 Hz Stromverteilungssystem, wären durch Monitoring im globalen Trigger sichtbarKaputte oder rauschbehaftete Kanäle: bereits auf lokalem und regionalem Niveau sichtbar, aber der globale Trigger kann aufgrund der Ortsinformation bestimmte Regionen ausschließen. Er prüft auch Paritäts- u.a. -bits. Triggerelektronik: Der globale Trigger und der globale Müontrigger befinden sich im selben Crate. Die Temperatur des Racks wird ständig überwacht, die Umgebung ist vor radioaktiver Strahlung geschützt. Design der Backplane sorgfältig: alle Signalleitungen durch GND oder PWR-Layers abgeschirmt, Übersprechen durch Geometrie vermieden, Wahl von Steckern mit geringem Übersprechen und geeigneter Impedanz zur verzerrungsfreien Übertragung der Signale auf der Backplane. Es ist daher keine nennenswerte Fehlerrate durch die Digitalelektronik zu erwarten.Clockverteilung: LHC-Clock vom Beschleuniger erzeugt, via Glasfasern mit weniger als 100 ps Jitter verteilt. Auf der GT-Backplane differentiell zu den einzelnen Platinen geschickt, von dort durch PLL-Chips mit weniger als 200 ps Jitter zu den Einzelchips verteilt. Zur Überwachung des Zeitverhaltens gibt es Synchronisationsbits.

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Robustheit des globalen Triggers

Eingangsbitfehler: Der globale Kalorimetertrigger und der regionale Müontrigger befinden sich in benachbarten Racks. Diese erhalten die Eingangsdaten über Glasfasern. Die wahrscheinlichste Quelle für Bitfehler sind die Channel Links, über die die Daten vom globalen Kalorimetertrigger zum globalen Trigger kommen. In einem Testaufbau mit 1 Link wurden innerhalb von 2 Wochen keine Fehler bei parallel geschickten Daten mit 40 MHz festgestellt, d.h. die Bitfehlerrate ist kleiner als 10-13.

Abschätzung der Rate durch Eingangsbitfehler:Ca. 2000 Bits werden alle 25 ns im Crate des globalen Triggers verarbeitet.Fehlerrate < 2000 Bit x 40 MHz x 10-13 Fehler/Bit = 0,008 Bitfehler / SekundeD.h. bei Ausgangsrate von 30 kHz ist das Verhältnis zwischen fehlerlosen und fehlerbehafteten Triggern größer als 3,75 . 103,75 . 107 7 : 1. : 1.

N.B. Dies stellt ein “Worst Case” Szenario dar, da Daten sowohl am Eingang als auch zwischendurch überprüft werden.

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Zusammenfassung• Konzept des Level-1-Triggers und insbesondere des globalen Triggers von CMS vorgestellt

• Der globale Trigger eignet sich zur Selektion der physikalisch interessanten Ereignisse

• Durch sein spezielles Design, das komplexe Triggerbedingungen erlaubt, ermöglicht er die Auszeichnung besonders interessanter Ereignisse bei gleichzeitiger Unterdrückung von Untergrund • Protokollauszug der Sitzung des Large Hadron Collider Committee (LHCC) vom 21.-22. März 2001: http://committees.web.cern.ch/Committees/LHCC/LHCC51.html

““The concept of the L1 trigger built around the topological association of The concept of the L1 trigger built around the topological association of predefined elements associated with leptons, photons, jets and missing predefined elements associated with leptons, photons, jets and missing energy is well suited to the challenge of triggering in a flexible and energy is well suited to the challenge of triggering in a flexible and responsive manner.”responsive manner.”

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DanksagungDanksagung Dank für ihre Beiträge im Zuge meines Habilitationsverfahrens ergeht an:Dank für ihre Beiträge im Zuge meines Habilitationsverfahrens ergeht an:

- meine Kollegen am Institut für Hochenergiephysik und am CERN,- meine Kollegen am Institut für Hochenergiephysik und am CERN, besonders an A. Taurokbesonders an A. Taurok

- die Mitglieder der Habilitationskommission und die Gutachter,- die Mitglieder der Habilitationskommission und die Gutachter, besonders an Prof. Rauch und Prof. Kummerbesonders an Prof. Rauch und Prof. Kummer