Experimenten vid Large Hadron Collider (LHC) kräver högpresterande händelsevalssystem – kända som "triggers" inom partikelfysik – för att filtrera dataflödet till hanterbara nivåer. Triggarna väljer händelser med utmärkande egenskaper, såsom interaktioner eller kollisioner av partiklar registrerade i partikeldetektorer, och gör dem tillgängliga för fysikanalyser. På bara några sekunder kan det komplexa systemet avgöra om informationen om en given kollisionshändelse är värd att behålla eller inte.
ATLAS- och CMS-experimenten använder triggers på två nivåer. Den första utlösaren körs synkroniserat med hastigheten för partikelbuntar som kolliderar i detektorerna och bestämmer på mindre än 10 mikrosekunder vilken data som ska behållas. Händelser som passerar den första triggern går vidare till den andra högnivåtriggern för ytterligare val. De utvalda händelserna skickas sedan till CERN Data Center, där data kopieras, lagras och så småningom görs tillgänglig för forskare runt om i världen för dataanalys.
Som förberedelse för High-Luminosity LHC (HL-LHC) uppgraderas ATLAS- och CMS-detektorerna med finare rums- och timinggranularitet, vilket kommer att resultera i mer data för varje kollision. Principen är densamma som att ta en bild med en kamera med fler pixlar:den resulterande filen blir större eftersom bilden innehåller fler detaljer, och bilden blir av högre kvalitet. För att förbereda sig för den dataflod som förväntas när LHC går in i eran med hög ljusstyrka, måste forskare utveckla nya strategier för mer sofistikerad händelsebearbetning och urval.
Huvudmålet med det femåriga Next-Generation Triggers (NextGen)-projektet är att få ut mer fysikinformation från HL-LHC-data. Förhoppningen är att avslöja ännu osynliga fenomen genom att mer effektivt välja intressanta fysikhändelser samtidigt som bakgrundsljud avvisas. Forskare kommer att använda sig av neurala nätverksoptimering, kvantinspirerade algoritmer, högpresterande beräkningar och FPGA-tekniker (field-programmable gate array) för att förbättra den teoretiska modelleringen och optimera sina verktyg i sökandet efter ultrasällsynta händelser.
Grunden till NextGen-projektet lades 2022 när en grupp privata givare, inklusive tidigare Google-chefen Eric Schmidt, besökte CERN. Detta första inspirerande besök utvecklades så småningom till ett avtal med Eric och Wendy Schmidt Fund for Strategic Innovation, godkänd av CERN Council i oktober 2023, för att finansiera ett projekt som skulle bana väg för framtida triggersystem vid HL-LHC och därefter :NextGen föddes.
NextGen kommer att samarbeta med experter inom akademi och industri. Arbetet bygger på principerna för öppen vetenskap och kunskapsdelning som är inbäddade i CERN:s institutionella styrning och arbetssätt. Projektet inkluderar ett arbetspaket dedikerat till utbildning och uppsökande verksamhet, ett unikt tvärvetenskapligt utbildningsprogram för NextGen-forskare och riktade evenemang och konferenser för en bredare grupp av forskare som är intresserade av området. Den immateriella egendomen som genereras som en del av NextGen Triggers-projektet, som ägs av CERN, kommer att släppas och delas under öppna licenser i enlighet med CERN:s Open Science Policy.
NextGen Triggers-projektet kommer att markera ett nytt kapitel inom högenergifysik, genom att utnyttja uppgraderade händelsevalssystem och databehandlingstekniker för att låsa upp en värld av upptäckter.
Tillhandahålls av CERN
