scholarly journals An FPGA-based track finder for the L1 trigger of the CMS experiment at the high luminosity LHC

2016 ◽  
Author(s):  
C. Amstutz ◽  
F. A. Ball ◽  
M. N. Balzer ◽  
J. Brooke ◽  
L. Calligaris ◽  
...  
Keyword(s):  
High Luminosity ◽  
Cms Experiment

scholarly journals Tracking Triggers for the HL-LHC

2020 ◽  
Vol 70 (1) ◽  
pp. 171-195
Author(s):  
Anders Ryd ◽  
Louise Skinnari
Keyword(s):  
Hadron Colliders ◽  
High Luminosity ◽  
Track Reconstruction ◽  
Cms Experiment ◽  
Expected Performance ◽  
Challenges And Opportunities ◽  
Compare And Contrast

Hardware-based track reconstruction in the CMS and ATLAS trigger systems for the high-luminosity upgrade of the LHC (HL-LHC) will provide unique capabilities. In this review, we present an overview of earlier track trigger systems at hadron colliders, in particular those at the Tevatron CDF and DØ experiments. We discuss the plans of the CMS and ATLAS experiments to implement hardware-based track reconstruction for the HL-LHC. Particular focus is placed on the track trigger capability of the upgraded CMS experiment. We discuss the challenges and opportunities of this novel capability, review the alternatives that were considered for its implementation, and discuss its expected performance. The planned track trigger systems for CMS and ATLAS have different goals, and we compare and contrast the two approaches.

scholarly journals RPC radiation background simulations for the high luminosity phase in the CMS experiment

2019 ◽  
Vol 14 (09) ◽  
pp. C09045-C09045
Author(s):  
C. Uribe Estrada ◽  
S. Carpinteyro Bernardino ◽  
A. Castaneda Hernandez ◽  
A. Fagot ◽  
M. Gul ◽  
...  
Keyword(s):  
High Luminosity ◽  
Radiation Background ◽  
Cms Experiment

scholarly journals Reaching new peaks for the future of the CMS HTCondor Global Pool

2021 ◽  
Vol 251 ◽  
pp. 02055
Author(s):  
A. Pérez-Calero Yzquierdo ◽  
M. Mascheroni ◽  
M. Acosta Flechas ◽  
J. Dost ◽  
S. Haleem ◽  
...  
Keyword(s):  
Data Processing ◽  
Resource Utilization ◽  
Massive Data ◽  
High Luminosity ◽  
Computing Power ◽  
Cms Experiment ◽  
Workload Scheduling ◽  
Distributed Computing Infrastructure ◽  
Computing Infrastructure ◽  
Hpc Cloud

The CMS experiment at CERN employs a distributed computing infrastructure to satisfy its data processing and simulation needs. The CMS Submission Infrastructure team manages a dynamic HTCondor pool, aggregating mainly Grid clusters worldwide, but also HPC, Cloud and opportunistic resources. This CMS Global Pool, which currently involves over 70 computing sites worldwide and peaks at 350k CPU cores, is employed to successfully manage the simultaneous execution of up to 150k tasks. While the present infrastructure is sufficient to harness the current computing power scales, CMS latest estimates predict a noticeable expansion in the amount of CPU that will be required in order to cope with the massive data increase of the High-Luminosity LHC (HL-LHC) era, planned to start in 2027. This contribution presents the latest results of the CMS Submission Infrastructure team in exploring and expanding the scalability reach of our Global Pool, in order to preventively detect and overcome any barriers in relation to the HL-LHC goals, while maintaining high effciency in our workload scheduling and resource utilization.

scholarly journals Selection of the silicon sensor thickness for the Phase-2 upgrade of the CMS Outer Tracker

2021 ◽  
Vol 16 (11) ◽  
pp. P11028
Author(s):  
W. Adam ◽  
T. Bergauer ◽  
D. Blöch ◽  
M. Dragicevic ◽  
R. Frühwirth ◽  
...  
Keyword(s):  
Electric Fields ◽  
Phase 2 ◽  
High Luminosity ◽  
High Radiation ◽  
Float Zone ◽  
Cms Experiment ◽  
Silicon Sensors ◽  
Measurement Results ◽  
Silicon Sensor ◽  
Selection Of

Abstract During the operation of the CMS experiment at the High-Luminosity LHC the silicon sensors of the Phase-2 Outer Tracker will be exposed to radiation levels that could potentially deteriorate their performance. Previous studies had determined that planar float zone silicon with n-doped strips on a p-doped substrate was preferred over p-doped strips on an n-doped substrate. The last step in evaluating the optimal design for the mass production of about 200 m2 of silicon sensors was to compare sensors of baseline thickness (about 300 μm) to thinned sensors (about 240 μm), which promised several benefits at high radiation levels because of the higher electric fields at the same bias voltage. This study provides a direct comparison of these two thicknesses in terms of sensor characteristics as well as charge collection and hit efficiency for fluences up to 1.5 × 1015 neq/cm2. The measurement results demonstrate that sensors with about 300 μm thickness will ensure excellent tracking performance even at the highest considered fluence levels expected for the Phase-2 Outer Tracker.

scholarly journals An innovative beam halo monitor system for the cms experiment at the lhc

2016 ◽  
Author(s):  
Στυλιανή Ορφανέλλη
Keyword(s):  
Large Hadron Collider ◽  
Compact Muon Solenoid ◽  
Hadron Collider ◽  
Monitor System ◽  
High Luminosity ◽  
Cms Experiment ◽  
Beam Halo

Το πείραμα Συμπαγές Σωληνοειδές Μιονίων (Compact Muon Solenoid, CMS) είναι ένα πείραμα πολλαπλού σκοπού που βρίσκεται στο Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (Large Hadron Collider , LHC) και έχει ως αποστολή την αναζήτηση νέας φυσικής και την πραγματοποίση μετρήσεων υψηλής ακρίβειας των ήδη γνωστών μηχανισμών με βάση δεδομένα που παράγονται από συγκρούσεις σωματιδίων υψηλής ενέργειας. Για τη διασφάλιση της λήψης υψηλής ποιότητας δεδομένων φυσικής είναι απαραίτητο να παρακολουθείται και να διασφαλίζεται η ποιότητα των συγκρουόμενων δεσμών σωματιδίων. Αυτή η διατριβή παρουσιάζει την έρευνα και το σχεδιασμό, την εγκατάσταση και τα πρώτα αποτελέσματα ενός νέου Συστήματος Ανίχνευσης Στεφάνης Δέσμης (Beam Halo Monitor, BHM) που σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε για το πείραμα CMS. Το BHM παρέχει μία απευθείας μέτρηση, χωριστά για κάθε δέσμη, των σωματιδίων υποβάθρου που δημιουργούνται από τις αλληλεπιδράσεις των πρωτονίων της δέσμης είτε με εναπομένοντα μόρια αερίου στο θάλαμο κενού ή με υλικό των κατευθυντήρων που βρίσκονται στα ανάντη του CMS. Το σύστημα αποτελείται από δύο συστοιχίες είκοσι ανιχνευτών και διανεμημένων αζιμουθιακά γύρω από την πρόσθια θωράκιση του πειράματος. Κάθε ανιχνευτής αποτελείται από έναν κυλινδρικό ακτινοβολητή Cherenkov από χαλαζία, από το ένα άκρο είναι οπτικά συζευγμένος με ένα φωτοπολλαπλασιαστή με γρήγορη απόκριση και ευαίσθητο στην υπεριώδη ακτιβοβολία και στο αντίθετο είναι βαμμένος μαύρος. Η καινοτομία του συστήματος είναι η ευαισθησία στην κατεύθυνση των σωματιδίων που ανιχνεύει, η οποία, σε συνδυασμό με τη γρήγορη χρονική απόκριση μερικών νανοδευτερολέπτων, επιτρέπει τη μέτρηση της ροής των σωματιδίων υποβάθρου που παράγονται στα ανάντη του CMS και την καταστολή του σήματος από προϊόντα σύγκρουσης.Η εκτίμηση των ροών των σωματιδίων υποβάθρου και των προϊόντων σύγκρουσης και του περιβάλλοντος ακτινοβολίας στη θέση του ανιχνευτή και η βελτιστοποίηση του σχεδιασμού του βασίστηκαν σε Μόντε Κάρλο προσομοιώσεις. Η απόδοση των πρωτοτύπων ανιχνευτικών μονάδων πιστοποιήθηκε πειραματικά με δεδομένα δοκιμαστικής δέσμης. Το σύστημα σχεδιάστηκε για να αντέχει την έκθεση σε υψηλά επίπεδα ακτινοβολίας και να είναι λειτουργικό μέχρι το τέλος ζωής του LHC, συμπεριλαμβανομένης της High Luminosity εποχής. Μια μαγνητική θωράκιση έχει σχεδιαστεί για την προστασία των φωτοανιχνευτών από το μαγνητικό πεδίο που είναι παρόν στη θέση του συστήματος. Τα ηλεκτρονικά ανάγνωσης έχουν βασιστεί στα ηλεκτρονικά αναβάθμισης της Φάσης 1 του αδρονικού θερμιδόμετρου του CMS και καταγράφουν από το σήμα κάθε ανιχνευτικής μονάδας την ώρα άφιξης και το φορτίο ολοκληρωμένο για 25 ns. Έπειτα, παραδίδουν ιστογράμματα πληρότητας για όλες τις ομάδες πρωτονίων της δέσμης στο λογισμικό το οποίο κανονικοποιεί τα αποτελέσματα και δημοσιεύει ένα ιστόγραμμα υποβάθρου για όλες τις ομάδες πρωτονίων και έναν κανονικοποιημένο αριθμό υποβάθρου για κάθε δέσμη στο LHC και το CMS κάθε 23 s (2^18 LHC τροχιές).Το BHM σύστημα εγκαταστάθηκε κατά τη διάρκεια του Long Shutdown 1 του LHC και η απόδοσή του πιστοποιήθηκε με τις πρώτες δέσμες του Run 2 το 2015 και έκτοτε παρέχει στους ειδικούς του LHC και του CMS χρήσιμες πληροφορίες σχετικά με την ποιότητα της δέσμης και τις ρυθμίσεις του επιταχυντή.

scholarly journals Characterization of semiconductor detectors and test beams with high-rate telescopes for the Tracker upgrade of the CMS experiment

2020 ◽  
Author(s):  
Πάτρικ Ασένοβ
Keyword(s):  
Large Hadron Collider ◽  
Compact Muon Solenoid ◽  
Hadron Collider ◽  
High Rate ◽  
Semiconductor Detectors ◽  
High Luminosity ◽  
Cms Experiment

Για να αποκαλύψουν τα μυστήρια του σύμπαντος, οι φυσικοί υψηλών ενεργειών θα πρέπει να ενισχύσουν την ικανότητα για ανακαλύψεις του ισχυρότερου επιταχυντή συγκρούσεων σωματιδίων στον κόσμο. Ο Μεγάλος Αδρονικός Επιταχυντής Υψηλής Φωτεινότητας (High Luminosity Large Hadron Collider, HL-LHC) αποτελεί μια τρέχουσα αναβάθμιση του Μεγάλου Αδρονικού Επιταχυντή (Large Hadron Collider, LHC) η οποία στοχεύει στην αύξηση της φωτεινότητας του επιταχυντή κατά έναν παράγοντα 10, παρέχοντας καλύτερη δυνατότητα για παρατηρήσεις σπάνιων φαινομένων και για βελτιώσεις στατιστικά οριακών μετρήσεων. Προκειμένου να αντιμετωπίσει τις προκλήσεις της πρωτοφανούς φωτεινότητας πρωτονίων-πρωτονίων, η Συνεργασία Συμπαγές Μιονικό Σωληνοειδές (Compact Muon Solenoid, CMS) θα πρέπει να αντεπεξέλθει στη γήρανση του παρόντος ανιχνευτή και να προωθήσει τις μεθόδους που χρησιμοποιούνται για την απομόνωση και την ακριβή μέτρηση των προϊόντων των πιο σημαντικών συγκρούσεων. Για να προσδιοριστούν οι συνθήκες των πιο σημαντικών συμβάντων, είναι κρίσιμο να υπολογιστεί η ορμή των σωματιδίων παρακολουθώντας τις τροχιές τους δια μέσου του μαγνητικού πεδίου του ανιχνευτή. Όσο πιο καμπυλωτή η διαδρομή ενός σωματιδίου, τόσο λιγότερη ορμή είχε αρχικά. Οι διαδρομές φορτισμένων σωματιδίων καταγράφονται στο εσώτερο μέρος του ανιχνευτή CMS, του Τροχιοδεικτικού ανιχνευτή (Tracker), βρίσκοντας τις θέσεις των σωματιδίων σε διάφορα σημεία-κλειδιά. Ο Τροχιοδεικτικός ανιχνευτής είναι ικανός να ανακατασκευάσει τα μονοπάτια υψηλής ενέργειας μιονίων, ηλεκτρονίων και αδρονίων, καθώς και να καταχωρήσει τροχιές που προέρχονται από τη διάσπαση των βραχύβιων b κουαρκ που θα χρησιμοποιηθούν για τη μελέτη των διαφορών μεταξύ ύλης και αντιύλης. Η ακρίβεια της θέσης στον Τροχιοδεικτικό ανιχνευτή χρειάζεται να είναι της τάξης των 10 μικρομέτρων, ενώ το υλικό του να αντέχει σε δριμεία ακτινοβολία. Ο αναβαθμισμένος Τροχιοδεικτικός ανιχνευτής για την εποχή του HL-LHC θα κατασκευαστεί εξ ολοκλήρου από αισθητήρες πυριτίου, θα έχει βελτιωμένες δυνατότητες σκανδαλισμού και θα αποτελείται από δύο υπο-ανιχνευτές: έναν ανιχνευτή κορυφής κυψελίδων που θα καταλαμβάνει την εσωτερική περιοχή και έναν Εξωτερικό Τροχιοδεικτικό ανιχνευτή (Outer Tracker, OT) που θα αποτελείται από δομικές μονάδες μικρολωρίδων. Τα δισκίδια όλων των πρότυπων αισθητήρων μικρολωρίδων πυριτίου τύπου p που μελετήθηκαν στο πλαίσιο της Αναβάθμισης Φάσης-2 του Τροχιοδεικτικού ανιχνευτή του CMS περιείχαν μισοφέγγαρα (half-moons) με δομές δοκιμών. Ήταν απαραίτητο να εκτελεστούν ηλεκτρικός χαρακτηρισμός και δοκιμές ακτινοβόλησης στις δομές δοκιμής αποκομμένες από αυτά τα δισκίδια, προκειμένου να προσδιοριστούν η ποιότητα του υλικού και η συμπεριφορά των εξαρτημάτων που εμπεριέχονται στις δομές δοκιμής. Τα αποτελέσματα αυτών των δοκιμών αναλύονται στο παρόν έργο. Από την άλλη πλευρά, κατά τη διάρκεια της περιόδου έρευνας και ανάπτυξης οι δοκιμές υπό δέσμη είναι ένας ισχυρός τρόπος για να εξεταστεί η συμπεριφορά των αισθητήρων πυριτίου σε ρεαλιστικές συνθήκες. Τα τηλεσκόπια που χρησιμοποιούνταν στο παρελθόν διέθεταν ηλεκτρονικά ανάγνωσης αργά για τις ανάγκες του αναβαθμισμένου πειράματος CMS. Νέα τηλεσκόπια κυψελίδων σχεδιάστηκαν, κατασκευάστηκαν και τέθηκαν σε λειτουργία για δοκιμές με δέσμες υπό τον ονομαστικό ρυθμό του LHC με πρότυπες δομικές μονάδες για την Αναβάθμιση Φάσης-2 του Τροχιοδεικτικού ανιχνευτή του CMS. Οι πτυχές σχεδιασμού και λειτουργίας δύο τέτοιων τηλεσκοπίων υψηλού ρυθμού, καθώς και τα αποτελέσματα των πρώτων δοκιμών με δέσμες μαζί τους, περιγράφονται επίσης σε αυτή τη διατριβή.

scholarly journals An FPGA based track finder for the L1 trigger of the CMS experiment at the High Luminosity LHC

2017 ◽  
Vol 12 (12) ◽  
pp. P12019-P12019 ◽  
Author(s):  
R. Aggleton ◽  
L.E. Ardila-Perez ◽  
F.A. Ball ◽  
M.N. Balzer ◽  
G. Boudoul ◽  
...  
Keyword(s):  
High Luminosity ◽  
Cms Experiment
Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document