Разработка программного триггера детектора эксперимента ATLAS

Владимир Любушкин | Фото: Группа научных коммуникаций ЛЯП ОИЯИ

Детектор ATLAS — один из четырех основных детекторов Большого адронного коллайдера (LHC). В 2012 году коллаборации ATLAS и CMS объявили об открытии бозона Хиггса, последней элементарной частицы Стандартной Модели. Экспериментальные данные, полученные на многоцелевом детекторе ATLAS, используются для дальнейшего изучения свойств бозона Хиггса, а также для поиска эффектов, описание которых невозможно в рамках Стандартной Модели (так называемая “Новая физика”). Ученые  ЛЯП ОИЯИ принимают активное участие в работе коллаборации ATLAS. 

В настоящее время от нашей Лаборатории в модернизации детектора участвуют  две группы: группа, которая занимается разработкой, созданием и тестированием трековых систем на основе дрейфовых камер Micromegas для мюонного спектрометра (руководитель Алекси Гонгадзе, смотрите его семинар "Разработка и создание трековых систем большой площади для мюонного спектрометра эксперимента ATLAS на Большом адронном коллайдере"), и группа по разработке программного триггера для регистрации распадов адронов, содержащих тяжелые b- и c-кварки (координатор Владимир Любушкин).

Работа обеих групп связана с очередной, второй, модернизацией Большого адронного коллайдера, которая близка к завершению: уже в 2022 году начнется третий этап (Run-3) набора данных на коллайдере. В результате модернизации изменится энергия и параметры пучка, конфигурация самого детектора. Под меняющееся “железо” необходимо изменить и “софт”  — программное обеспечение установки. 

Именно этим занимаются В. Любушкин и его сотрудники. Группа из ЛЯП “встроена” в систему групп сбора данных ATLAS. Её задача —  создать программный триггер для отбора данных В-физики эксперимента ATLAS. Количество событий, которые фиксирует детектор, поистине колоссальное. Большинство из них мало или вообще не интересны ученым, сохранять такие данные не имеет смысла. Первичный, низкоуровневый, отбор производит электроника, это так называемый “железный триггер”. Отобранные данные записываются в буфер. Этих данных (“сырых” или raw data) всё равно так много, что для их записи используются не диски, а терабайтные ленты. 

Затем данные проходят второй отбор, “софтовый”. На этом этапе запускаются программные алгоритмы частичной реконструкции, которые позволяют принять быстрые решения: интересны или нет ученым зафиксированные детектором события. Алгоритмы снижают количество отобранных данных со 100 тысяч до 1,5 тысяч событий в секунду. Цель группы В. Любушкина  — создать такой триггер, который будет отбирать наиболее важные и редкие события и записывать данные для дальнейшего анализа.

 

Категории событий В-физики, отбираемых программным триггером детектора ATLAS. Автор: В. Любушкин, ЛЯП ОИЯИ

 

Текущая задача группы: до конца года завершить создание и тестирование нового триггера. Работы идут в соответствии с планом. Так, 19 июля 2021 г.  в CERN состоялось расширенное совещание координаторов триггерных подгрупп, на котором было отмечена высокая готовность к набору данных (более 80% планируемых работ закончено).

В завершение разговора мы интересуемся у Владимира Викторовича: “Чего больше в его работе: физики или программирования?” “Наверное, все-таки программирования. Но само по себе программирование  — только инструмент. Я физик, и моя задача — набрать качественные данные. А как это сделать —  уже не столь важно. Можно хоть на калькуляторе считать. Но гораздо удобнее написать компьютерный софт.”

Желаем группе анализа данных ATLAS ЛЯП ОИЯИ выполнить поставленные задачи успешно и в срок!

Новости лаборатории