KIP-Veröffentlichungen

Jahr 2023
Autor(en) Rune Rost
Titel Kalibration der Finite-Impulse-Response-Filter im PreProcessor des ATLAS Level-1 Kalorimeter Triggers fuer den LHC Run-3
KIP-Nummer HD-KIP 23-109
KIP-Gruppe(n) F8
Dokumentart Bachelorarbeit
Abstract (de)

Der ATLAS-Detektor am LHC besitzt ein leistungsfaehiges Triggersystem, welches unter den Mil-
liarden von Teilchenkollisionen, die von dem Detektor in jeder Sekunde beobachtet werden, jene
Kollisionen identifiziert, die fuer physikalische Analysen interessant sind. Teil dieses Triggersystems
ist der Level-1 Kalorimeter Trigger. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die Finite-Impulse-Response-
Filter und zusaetzlich auch die Look-Up-Tables im PreProcessor des Level-1 Kalorimeter Triggers fuer
den Run-3 des LHC neu kalibriert.
Da der fuer die Kalibration benoetigte Programmcode aus softwaretechnischen Gruenden zu Beginn des
Run-3 im Juli 2022 nicht ausfuehrbar war, wurde der Code im Rahmen dieser Arbeit korrigiert und an-
gepasst. Durch eine anschließende Kalibration fuer das urspruenglich verwendete Standard-Fuellschema
und eine zusaetzliche Leistungsfaehigkeitsanalyse konnte quantitativ nachgewiesen werden, dass die
Verwendung der bis zu diesem Zeitpunkt nicht an die veränderten Bedingungen in Run-3 ange-
passten Finite-Impulse-Response-Filter fuer die meisten Kalorimeterregionen zu keinen signifikanten
Leistungseinbußen gefuehrt hatte.
Zudem konnte durch eine Kalibration fuer das Mixed-Filling-Fuellschema die Grundlage zukuenftiger
Datenaufnahmen fuer physikalische Analysen mit dem ATLAS-Detektor gelegt werden. Durch diese
Anpassungen konnte insbesondere verhindert werden, dass die Anzahl der falschen ET-Zuordnungen
zu hohe Werte annimmt. Darüber hinaus zeigten zusätzliche Analysen der Leistungsfaehigkeit, dass
mit den neu kalibrierten Finite-Impulse-Response-Filtern auch bei Verwendung des Mixed-Filling-
Fuellschemas fuer jeden digitalen Puls eine effiziente Identifikation des zugehoerigen Bunch-Crossings
moeglich ist.

Abstract (en)

The ATLAS detector at the LHC has a powerful trigger system which identifies among the billions
of collisions observed by the detector every second, these collisions that are of interest for physical
analyses. One part of this trigger system is the Level-1 Calorimeter Trigger. In the scope of this
work, the finite-impulse-response filters and, in addition, the look-up tables in the PreProcessor of
the Level-1 Calorimeter Trigger were calibrated for the Run-3 of the LHC.
Since the program code required for the calibration was not executable for software related reasons
at the beginning of Run-3 in July 2022, it was corrected and adapted within the scope of this work.
Through a subsequent calibration for the standard filling scheme originally used and an additional
performance analysis, it could be quantitatively proven that the use of the finite-impulse-response
filters which had not been adapted to the changed conditions in Run-3 up to that point, had not led
to any significant loss of performance for most of the calorimeter regions.
In addition, a calibration for the mixed-filling scheme laid the foundation for future data recordings for
physical analyses with the ATLAS detector. In particular, these adjustments prevented the number of
false ET assignments from being too high. Furthermore, additional performance analyses showed that
with the newly calibrated finite-impulse-response filters an efficient identification of the associated
bunch crossing for each digital pulse is possible, even when the mixed-filling scheme is used.

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