|
Триггеры нового поколения для детекторов ЦЕРН
|
|
|
|
Эксперименты на Большом адронном коллайдере (БАК) требуют применения высокопроизводительных систем отбора событий, известных в физике элементарных частиц как "триггеры", для фильтрации потока данных до приемлемого уровня. Триггеры выбирают события с отличительными характеристиками, такие как взаимодействия или столкновения частиц, регистрируемые детекторами частиц, и делают их доступными для физического анализа. Всего за несколько секунд сложная система может определить, стоит ли сохранять информацию о данном событии столкновения или нет. В экспериментах ATLAS и CMS используются триггеры на двух уровнях. Первый триггер срабатывает синхронно со скоростью столкновения пучков частиц в детекторах, менее чем за 10 микросекунд принимая решение о том, какие данные сохранить. События, которые проходят триггер первого уровня, переходят ко второму триггеру высокого уровня для дальнейшего выбора. Затем выбранные события отправляются в Центр обработки данных ЦЕРН, где данные копируются, сохраняются и в конечном итоге становятся доступными ученым по всему миру для анализа.
|
|
|
В рамках подготовки к БАК с высокой светимостью (HL-LHC) детекторы ATLAS и CMS модернизируются, обеспечивая более точную пространственную и временную детализацию, что позволит получать больше данных о каждом столкновении. Принцип такой же, как при съемке камерой с большим количеством пикселей: результирующий файл будет больше, потому что изображение содержит больше деталей, и картинка будет более качественной. Чтобы подготовиться к потоку данных, ожидаемому, когда БАК вступит в эпоху высокой светимости, ученым необходимо разработать новые стратегии для более сложной обработки и отбора событий. Ключевая цель пятилетнего проекта NextGen (Триггеры нового поколения) - получить больше физической информации из данных HL-LHC. Мы надеемся раскрыть пока еще невиданные явления, более эффективно отбирая интересные физические события и устраняя фоновый шум. Ученые будут использовать методы оптимизации нейронных сетей, квантовые алгоритмы, высокопроизводительные вычисления и программируемые в полевых условиях вентильные матрицы (FPGA) для улучшения теоретического моделирования и оптимизации своих инструментов при поиске сверхредких событий.
|
|
|
|
Основы проекта NextGen были заложены в 2022 году, когда группа частных доноров, включая бывшего генерального директора Google Эрика Шмидта, посетила ЦЕРН. Этот первый вдохновляющий визит в конечном итоге вылился в соглашение с Фондом стратегических инноваций Эрика и Венди Шмидт, одобренное Советом ЦЕРН в октябре 2023 года, о финансировании проекта, который должен был проложить путь для будущих систем запуска на HL-LHC и за его пределами: так родился NextGen. NextGen будет сотрудничать с экспертами из академических кругов и промышленности. Работа основана на принципах открытой науки и обмена знаниями, заложенных в институциональном управлении и методах работы ЦЕРНа. Проект включает в себя пакет работ, посвященных образованию и информационно-пропагандистской работе, уникальную междисциплинарную программу обучения для исследователей NextGen, а также целевые мероприятия и конференции для более широкого сообщества ученых, заинтересованных в этой области. Интеллектуальная собственность, созданная в рамках проекта NextGen Triggers, принадлежащего ЦЕРНУ, будет выпущена и распространена по открытым лицензиям в соответствии с политикой ЦЕРНА в области открытой науки. Проект NextGen Triggers откроет новую главу в физике высоких энергий, используя усовершенствованные системы выбора событий и методы обработки данных, что откроет новые горизонты для открытий.
|
|
|
|
Источник
|
