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T: Teilchenphysik
T 110: Datennahme und Trigger 1
T 110.1: Group Report
Monday, March 15, 1999, 14:00–14:25, MA3
Architektur des ATLAS-Triggersystems — •U. Pfeiffer — Universität Heidelberg
Beim ATLAS Experiment, welches eines der geplanten Experimente am CERN Large Hadron Collider (LHC) ist, sollen Protonenpakete mit einer Energie von jeweils bis zu 7 TeV zur Kollision gebracht werden. Dabei kann eine Luminosität von 1034 cm−2 s−1 erreicht werden und der Zeitabstand zwischen den Kollisionen beträgt 25 ns. Bei dieser Luminosität führt jede Kollision der Protonenpakete im Mittel zu 25 unelastischen Proton-Proton-Wechselwirkungen, was einer totalen Wechselwirkungsrate von ungefähr 109 Hz entspricht. Wegen einer sehr geringen Produktionsrate für interessante Zerfallskanäle ist nur ein kleiner Anteil der unelastischen Proton-Proton-Wechselwirkungen für die interessanten Prozesse von Bedeutung. Aus diesem Grund benötigt das ATLAS Experiment ein Triggersystem mit einer hohen Selektivität gepaart mit einer optimalen Effizienz um interessante Teilchenzerfälle beizubehalten. Das gesamte ATLAS Triggersystem ist in drei Stufen unterteilt (Level-1, 2 und 3). Detektordaten des Tracking-Systems, des Muon-Detektors und des Kalorimeters werden zuerst in Pipelinespeichern mit einer Rate von 40 MHz zwischengespeichert bis die erste Stufe des Triggersystems, der Level-1 Trigger, eine Entscheidung getroffen hat. Die maximale Rate, mit der Ereignisse vom Level-1 Trigger akzeptiert werden, beträgt dabei 75 kHz. Diese Ereignisse werden anschließend in Auslesespeichern (Readout-Buffern) zwischengespeichert bis die zweite Triggerstufe, der Level-2 Trigger, eine Entscheidung mit einer maximalen Rate von 1 kHz getroffen hat. Die dritte Triggerstufe entscheidet schließlich aufgrund vollständiger Ereignisdaten und veranlaßt das Speichern von Auslesedaten auf Massenspeichern für eine spätere (offline) Datenanalyse. Damit ist die Ereignisrate durch das gesamte Triggersystem auf maximal 100 Hz limitiert, ohne dabei interessante Ereignisse auszuschließen. Um die Größe und Kosten von Pipeline speichern sowie Readout-Buffern zu reduzieren, müssen die Triggerstufen schnellstmöglich eine Entscheidung treffen. Aus diesem Grund gibt es eine Zeitbeschränkung für die erste und zweite Triggerstufe von 2 µs beziehungsweise 2 ms. Hier soll die Funktionsweise und der Aufbau des Triggersystem vorgestellt werden wie es für das ATLAS Experiment vorgesehen ist.