Simulation von Spurrekonstruktionsalgorithmen für den Spurtrigger des Experiments CMS

Der Large Hadron Collider (LHC) am CERN ist der größte und leistungsstärkste Beschleuniger der Teilchenphysik. In einer Flut von wissenschaftlichen Erkenntnissen und Publikationen seit Beginn der Datenaufnahme ist die bisher größte Errungenschaft die Entdeckung des Higgs-Bosons. Dies ist aber erst der Anfang der Forschung am LHC. Kontinuierliche Verbesserungen des Beschleunigers und der Detektoren sind vorgesehen. Ab dem Phase II Ausbau im Jahr 2022 soll der Detektor Compact Muon Solenoid (CMS) während der Datenaufnahme Spuren rekonstruieren, um im Hochluminositätsbetrieb des LHC weiterhin effizient interessante Ereignisse von uninteressanten zu unterscheiden. Dazu müssen die Spurdaten innerhalb einer Latenz von 12,5 μs und mit einer Datenrate von rund 16 Pb/s, also ungefähr dem hundertfachen des gesamten heutigen Internetverkehrs, verarbeitet werden. Daher kommen für die Realisierung höchst komplexe digitale Elektronikarchitekturen zum Einsatz. Die Spurrekonstruktion unter diesen Randbedingungen ist eine absolute Neuheit und die spezifische Hardware zur Datenauslese hat direkten Einfluss auf die Algorithmen. Ausführliche Simulationen der möglichen Implementierungen sind daher essentiell.

In dieser Arbeit sollen verschiedene FPGA-basierte Lösungen zur Spurrekonstruktion hinsichtlich ihrer Leistung evaluiert werden. Dazu müssen die entsprechenden Algorithmen in das CMS Software Framework implementiert und mit Monte-Carlo Daten getestet werden.

Weitere Informationen

Unternehmen

Helmholtz Gemeinschaft

Bereich/Abteilung

Institut für Prozessdatenverarbeitung und Elektronik (IPE)

Abschlussart

Masterarbeit / Diplomarbeit

Branche

Forschung und Entwicklung

Schlagwörter

C++ Monte-Carlo Daten CMS Software Framework Spurrekonstruktion Large Hadron Collider (LHC) Teilchenphysik

Anforderungen

Interesse an der Teilchenphysik. Sehr gute C++ sowie CMS Software Kenntnisse sind erfreulich aber nicht notwendig.

Zusatzinformationen

Karlsruher Institut für Technologie 08.12.2014

Vertragsdauer: befristet 3-6 Monate nach Studienordnung
Eintrittstermin: Nach Vereinbarung
Bewerbung bis: 08.06.2015
Ansprechpartner/in für fachliche Fragen:

Fachliche Auskünfte erteilt Ihnen gerne Prof. Dr. Marc Weber; Thomas Schuh, Telefon: +49 721/608-24218 (E-Mail: thomas.schuh@kit.edu)

Bei entsprechender Eignung werden schwerbehinderte Bewerber/innen bevorzugt berücksichtigt.