KIP publications

year 2016
author(s) Sebastian Weber
title Studies and Improvements of the Bunch-crossing Identification for the ATLAS Level-1 Calorimeter Trigger
KIP-Nummer HD-KIP 16-116
KIP-Gruppe(n) F8
document type Masterarbeit
Keywords (shown) ATLAS, L1Calo, BCID
Abstract (de)

Die Bestimmung der Strahlkreuzung (BCID) ist eine wichtige Aufgabe des ATLAS Level-1 Kalorimeter Triggers. Sie stellt sicher, dass für ein getriggertes Kollisionsereignis die richtige Detektorinformation ausgelesen wird.

In dieser Arbeit werden Fehlidentifikationen der Strahlkreuzung untersucht, welche für einige hochenergetische Kollisionsereignisse aufgetreten sind. Für diese Studien werden Elektronen und Photonen genutzt. Tritt eine Fehlidentifikation auf, geht die Detektorinformation für das betroffene Kollisionsereignis verloren. Um eine falsche BCID zukünftig zu verhindern, wurde eine neue Entscheidungslogik implementiert. Diese wird in der vorliegenden Arbeit mit Hilfe von Kalibrationssignalen der Kalorimeter validiert. Die erfolgreiche Validierung ermöglichte die Aktivierung der neuen Entscheidungslogik in ATLAS im April 2016.

Ebenfalls beschrieben wird die Validierung eines neuen und verbesserten Algorithmus für die BCID von saturierten Kalorimetersignalen. Es wurde festgestellt, dass dieser Algorithmus empfindlich für Nichtlinearitäten in der Pulsform der Kalibrationssignale bei hohen Energien ist, was eine korrekte BCID für diese Signale verhindert. Es konnte gezeigt werden, dass die Nichtlinearitäten in einer modifizierten Konfiguration des Algorithmus berücksichtigt werden können, sodass er über den kompletten Energiebereich korrekt funktioniert.

Der neue, verbesserte BCID Algorithmus wird seit Oktober 2016 erfolgreich in ATLAS eingesetzt.

Abstract (en)

The Bunch-crossing identification (BCID) is a crucial task of the ATLAS Level-1 Calorimeter Trigger. It ensures that the correct detector information is read out for a triggered event.

In this thesis misidentifications of the bunch-crossing for several highly energetic events are investigated using energy depositions from electrons and photons in the calorimeter. The misidentifications cause the loss of detector information for the affected events and have to be avoided.  The solution implemented to prevent the wrong BCID, called „the new decision logic“, is validated using calibration pulses generated by the calorimeter calibration system. The results of this validation allowed for the new decision logic to be activated for ATLAS physics data taking in April 2016.

This thesis also describes the validation of a new, improved BCID algorithm for saturated calorimeter signals. It was found that the algorithm is sensitive to non-linearities in the shape of the calibration pulses at high energies. This prevents a correct BCID for those pulses. It could be shown that the algorithm configuration can be modified to take the non-linearities into account. In this way a correct BCID is guaranteed over the whole energy range.

The new, improved BCID algorithm was successfully activated for ATLAS data taking in October 2016.

bibtex
@mastersthesis{weber2016,
  author   = {Sebastian Weber},
  title    = {Studies and Improvements of the Bunch-crossing Identification for the ATLAS Level-1 Calorimeter Trigger},
  school   = {Universit├Ąt Heidelberg},
  year     = {2016},
  type     = {Masterarbeit}
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Datei pdf
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