Actualización del Calorímetro de Azulejos Hadrónicos de ATLAS para el LHC de Alta Luminosidad
Autores: Starovoitov, Pavel
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Gestión y administración
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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El Calorímetro de Baldosas (TileCal) es un calorímetro hadrónico de muestreo que cubre la región central del experimento ATLAS, con acero como absorbente y escintiladores plásticos como medio activo. Se espera que la fase de Alta Luminosidad del LHC, que proporcionará cinco veces la luminosidad instantánea nominal del LHC, comience en 2029. TileCal requerirá nueva electrónica para cumplir con los requisitos de un disparador de 1 MHz, mayor radiación ambiental y para asegurar un mejor rendimiento en condiciones de alta acumulación. Tanto la electrónica de TileCal en el detector como fuera de él serán reemplazadas durante el período de parada de 2026-2028. Las señales del tubo fotomultiplicador (PMT) de cada celda de TileCal serán digitalizadas y enviadas directamente a la electrónica de back-end, donde las señales son reconstruidas, almacenadas y enviadas al primer nivel del disparador a una tasa de 40 MHz. Esto proporcionará mejor precisión en las señales del calorímetro utilizadas por el sistema de disparo y permitirá el desarrollo de algoritmos de disparo más complejos. La electrónica modular de front-end cuenta con componentes comerciales tolerantes a la radiación y un diseño redundante para mantener el rendimiento del sistema en caso de puntos únicos de fallo. La interfaz de temporización, control y comunicación con la electrónica fuera del detector se implementa con modernas Matrices de Puertas Programables en Campo (FPGAs) y enlaces de fibra óptica de alta velocidad que funcionan a hasta 9.6 Gb/s. El programa de actualización de TileCal ha incluido una extensa I+D y estudios de haz de prueba. Un módulo demostrador con compatibilidad inversa respecto al sistema existente fue insertado en ATLAS en agosto de 2019 para pruebas en condiciones reales del detector. Los desarrollos en curso para los sistemas dentro y fuera del detector, junto con las características de rendimiento esperadas y los resultados de las campañas de haz de prueba con los prototipos de electrónica, serán discutidos.
Descripción
El Calorímetro de Baldosas (TileCal) es un calorímetro hadrónico de muestreo que cubre la región central del experimento ATLAS, con acero como absorbente y escintiladores plásticos como medio activo. Se espera que la fase de Alta Luminosidad del LHC, que proporcionará cinco veces la luminosidad instantánea nominal del LHC, comience en 2029. TileCal requerirá nueva electrónica para cumplir con los requisitos de un disparador de 1 MHz, mayor radiación ambiental y para asegurar un mejor rendimiento en condiciones de alta acumulación. Tanto la electrónica de TileCal en el detector como fuera de él serán reemplazadas durante el período de parada de 2026-2028. Las señales del tubo fotomultiplicador (PMT) de cada celda de TileCal serán digitalizadas y enviadas directamente a la electrónica de back-end, donde las señales son reconstruidas, almacenadas y enviadas al primer nivel del disparador a una tasa de 40 MHz. Esto proporcionará mejor precisión en las señales del calorímetro utilizadas por el sistema de disparo y permitirá el desarrollo de algoritmos de disparo más complejos. La electrónica modular de front-end cuenta con componentes comerciales tolerantes a la radiación y un diseño redundante para mantener el rendimiento del sistema en caso de puntos únicos de fallo. La interfaz de temporización, control y comunicación con la electrónica fuera del detector se implementa con modernas Matrices de Puertas Programables en Campo (FPGAs) y enlaces de fibra óptica de alta velocidad que funcionan a hasta 9.6 Gb/s. El programa de actualización de TileCal ha incluido una extensa I+D y estudios de haz de prueba. Un módulo demostrador con compatibilidad inversa respecto al sistema existente fue insertado en ATLAS en agosto de 2019 para pruebas en condiciones reales del detector. Los desarrollos en curso para los sistemas dentro y fuera del detector, junto con las características de rendimiento esperadas y los resultados de las campañas de haz de prueba con los prototipos de electrónica, serán discutidos.