L’attivit`a di supervisione include tutte le operazioni di controllo che non coin- volgono la sicurezza della strumentazione e delle persone, alla quale `e dedicato il Sistema di Controllo del Rivelatore (Detector Control System). L’attivit`a di super- visione si occupa invece di verificare costantemente la messa a punto del sistema nelle sue varie componenti, segnalando eventuali malfunzionamenti o inconsisten- ze nel tempo pi`u breve possibile, cos`ı da poter immediatamente provvedere alla correzione del difetto.
Una supervisione veloce ed efficiente risulta, quindi, essenziale durante la fase di messa a punto del rivelatore cos`ı come nel periodo di acquisizione, quando la
qualit`a dei dati inviati alla memoria di massa deve essere costantemente sottoposta a controllo.
Il tipo di informazioni controllate `e molto vario e pu`o essere costituito da even- ti o loro frammenti ma anche da qualsiasi altra fonte quale istogrammi, contatori, indicatori di stato, etc., prodotti da processi separati.
Alcuni malfunzionamenti possono essere individuati direttamente dall’osser- vazione di un singolo frammento di dati fisici e questa pu`o essere compiuta alla sorgente della informazione cos`ı come durante il Flusso dei Dati da parte di appli- cazioni dedicate. A questo scopo l’informazione pu`o essere collezionata a diversi livelli lungo Flusso dei Dati: singoli frammenti ed interi eventi possono essere campionati a livello di ROD, di ROS, di SFI e di SFO. Informazioni addizionali possono essere fornite dalla Selezione di Secondo e Terzo Livello (LVL2 e EF) poich´e anch’essi decodificano dati e, dunque, dalla loro operativit`a `e possibile estrarre quantit`a rilevanti per semplici statistiche, valutando cos`ı la potenza della selezione.
L’informazione reperita pu`o essere processata localmente, per esempio all’in- terno di un modulo ROD, oppure in processi dedicati eseguiti all’interno dell’EF. Esami addizionali possono essere svolti da processori dedicati magari usati in concomitanza con la attivit`a di calibrazione. I risultati di queste analisi devono comunque essere inviati al personale di controllo.
L’attivit`a di supervisione non pu`o essere definita precisamente a questo stadio di sviluppo dell’esperimento. La discussione sulle forme che essa deve assumere e gli obiettivi da raggiungere sono ancora in corso al momento [11]. Nel capitolo 5 svilupperemo ulteriormente il tema nel presentare il programma da noi sviluppato. Questo ci dar`a l’opportunit`a di presentare anche i contributi da noi apportati al processo di avvicinamento allo standard definitivo di ATLAS.
Bibliografia
[1] ATLAS Collaboration, ATLAS High-Level Trigger, Data Acquisition and Controls Technical Design Report, LHCC/2003-022, ATLAS TDR 16, CERN, Gen`eve, 2003.
[2] C. Bee et al., The raw event format in the ATLAS Trigger & DAQ, ATL- DAQ-98-129, CERN, Gen`eve, 1998, 2004.
[3] A. Dos Anjos,Event Format Library Analysis and Design, ATLAS-DQ-EN- 0006, CERN, Gen`eve, 2003.
[5] S. Kolos, CORBA: a practical introduction, Proceedings of 2000 CERN School of Computing, CERN, Gen`eve, 2000.
[6] S. Kolos,Inter Process Communication Design and Implementatio, ATLAS DAQ Note 75, CERN, Gen`eve, 2001.
[7] S. Kolos,Information Service User’s Guide, CERN, Gen`eve, 2003
[8] D. Burckhart et al., Message Reporting System User’s Guide, CERN, Gen`eve, 2003
[9] D. van Heesch, Online Histogramming API User’s Guide, CERN, Gen`eve, 2002
[10] S. Kolos,Online Monitoring User’s Guide, CERN, Gen`eve, 2000
[11] B. Di Girolamo et al., Introduction to Monitoring in TDAQ, ATLAS Internal Note, CERN, Gen`eve, 2003.
La Calibrazione del Calorimetro
Adronico TileCal
Inizieremo il capitolo illustrando alcuni concetti di calorimetria adronica. Questi concetti saranno utili per introdurre la discussione del metodo di compensazione da noi elaborato, illustrato nell’ultimo capitolo di questa tesi. Dopo la descrizione della catena di rivelazione di TileCal passeremo a descrivere i vari sistemi che per- mettono di equalizzare, monitorare e calibrare il calorimetro. L’equalizzazione ed il monitoraggio di ogni stadio della catena di lettura sono implementati utilizzan- do un sistema dedicato che genera impulsi noti tramite iniezioni di carica, laser o sorgente radiattiva. La calibrazione del calorimetro ed ulteriori controlli sulla uniformit`a della risposta sono invece eseguiti sfruttando fasci di elettroni, pioni e muoni generati dall’acceleratore SPS del CERN. La descrizione della calibrazione con fasci di prova servir`a da introduzione per il prossimo capitolo, dedicato alla descrizione del programma da noi progettato e realizzato per monitorare proprio l’acquisizione dati durante itest beam.
4.1
Calorimetri
Concettualmente un calorimetro `e un rivelatore il cui scopo `e di assorbire l’energia di una particella incidente producendo un segnale proporzionale alla sua energia.
Fisicamente un calorimetro `e costituito da un blocco di materiale, il quale intercetta la particella ed `e di spessore sufficiente da degradare, attraverso intera- zioni successive, la sua energia fino al minimo livello rivelabile. Come vedremo nel seguito, l’interazione di una particella con il materiale del calorimetro produce la creazione di uno sciame (o cascata) di particelle secondarie, via via meno ener- getiche. Una parte (di solito molto piccola) della frazione di energia depositata `e rivelabile sotto forma di un segnale pi`u pratico da utilizzare (luce di scintilla-
zione, luce Cerenkov, carica elettrica da ionizzazione), proporzionale alla energia iniziale.
Esistono due tipi di cascate: elettromagnetiche e adroniche. Come dice il nome, le prime sono prodotte essenzialmente da elettroni e fotoni, i quali interagi- scono elettromagneticamente, le seconde da adroni. L’energia di un adrone, o di un getto adronico, viene degradata a causa un serie di processi forti ed elettroma- gnetici che, attraverso una moltitudine di effetti, determinano il funzionamento e le prestazioni dei calorimetri adronici. Una semplice descrizione delle caratteri- stiche di uno sciame adronico e le implicazioni che queste hanno sulle prestazioni dei calorimetri adronici sono discusse nel prossimo paragrafo di questo capitolo.
Esistono due tipi diversi di calorimetri utilizzati finora negli esperimenti di fisica delle alte energie: i calorimetri omogenei e i calorimetri a campionamento.
I calorimetri del primo tipo sono costituiti da un unico materiale che svolge la doppia funzione di assorbitore e materiale attivo; in questo caso `e necessario uti- lizzare un materiale pesante ma, allo stesso tempo, trasparente alla radiazione da rivelare. I calorimetri del secondo tipo sono costituiti da strati successivi di assor- bitore e materiale attivo. Rispetto agli omogenei, i calorimetri a campionamento hanno normalmente risoluzioni in energia inferiori a causa delle fluttuazioni di campionamento.
Con entrambe le tecniche la misura dell’energia adronica `e non lineare a cau- sa della dipendenza dall’energia della frazione elettromagnetica di uno sciame adronico. Correzioni di questa non linearit`a (compensazione), che possono essere ottenute con tecniche strumentali o di analisi, sono possibili solo con calorimetri a campionamento. Una tecnica di compensazionesoftware applicata al calorimetro TileCal da noi sviluppata `e l’argomento dell’ultimo capitolo.