2021 Fiscal Year Final Research Report
Expansion and upgrade of online muon reconstruction for High-Luminosity LHC
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17H02880
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
Yasuyuki Okumura 東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 准教授 (90779266)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石野 雅也 東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 教授 (30334238)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | LHC-ATLAS実験 / ミューオントリガー / Associative Memory / 高速パターン認識技術 / 高輝度LHC実験 / システム制御 / System-on-a-chip |
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| Outline of Final Research Achievements |
The Associative Memory (AM) approach has been developed and used in HEP experiments for online track-finding with silicon detectors. We intend to extend the AM approach to tracking with a drift-tube detector, aiming at the online muon reconstruction with the ATLAS Monitored Drift-Tube (MDT) detector for the Phase-II Level-0 muon trigger system for High-Luminosity Large Hadron Collider. Based on a system-level design of electronics, an optimal algorithm chain has been developed to minimise the latency for the track segment finding. Toward the actual implementation of the Phase-II muon trigger system, among various unique requirements for the HEP trigger systems, we developed a maximally-automated and self-driven control scheme. We have implemented our ideas in the Phase-II ATLAS L0 muon trigger electronics system with the Thin Gap Chambers (TGC). Furthermore, the method is widely applicable, and the knowledge and experience can be shared with other FPGA-based electronics systems.
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| Free Research Field |
素粒子物理学実験
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
高輝度LHC実験が2029年から開始されヒッグス真空の研究や超対称性の探索が進む。ミュー粒子トリガーの高度化により高輝度LHCデータをリアルタイムで解析し物理研究を最大効率で遂行する。最大200の陽子衝突が重なる解析が困難な状況で、オンラインでミューオンの再構成を、従来の技術よりも高性能で実現するための要素技術の開発が達成された。近年一般的に重要度が増すリアルタイム解析の共通と成りうる要素技術や開発ノウハウが獲得された。また実装の観点で重要となるトリガー電子回路制御技術の高度化も達成された。高エネルギー加速器実験に共通な要素技術の開発で、物理実験コミュニティーで得られた知見が共有される。
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