Ученые Института ядерной физики им. Г.И. Будкера (ИЯФ СО РАН) совместно с коллегами из Японии и Кореи в рамках международного проекта Belle II разработали электронику регистрации и программного обеспечения для калориметра на коллайдере KEKB (Япония). Об этом сообщается на сайте института.
Установка будет производить более 30 тысяч полезных событий в секунду, которые нужно анализировать, что более чем в тридцать раз превосходит поток полезных событий предыдущего эксперимента. Система для их регистрации, разработанная с участием новосибирских физиков, уже прошла предварительную проверку и через год будет запущена в работу.
Цель эксперимента Belle II — исследование физики B-мезонов, нарушения CP-четности и поиска «новой физики». В 2018 году планируется начало эксперимента с пучками сталкивающихся электронов и позитронов коллайдера SuperКЕКВ. Детектор Belle II состоит из нескольких систем, предназначенных для регистрации заряженных и нейтральных частиц. Задача системы сбора данных состоит в приеме и быстром анализе сигналов со всех элементов детектора, а также в формировании блоков данных, относящихся к определенному событию и записи их для последующей обработки.
«Большие объемы информации ставят жесткие требования как к подсистемам детектора, так и к системе сбора данных», — пояснил координатор группы калориметра детектора Belle II и один из разработчиков системы сбора данных для этой системы старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН Александр Кузьмин.
Система сбора данных многоступенчатая, в ней задействована сложная электроника считывания и несколько сотен компьютеров. На первом уровне происходит оцифровка и обработка данных с детектора и «упаковка» информации. После этого данные с каждой системы калориметра считываются своей «фермой» компьютеров. Информация передается не по проводам, а по оптическим кабелям, что позволяет обеспечить большую пропускную способность и лучшую защиту от помех. Затем происходит объединение данных со всех систем детектора и проводится быстрый анализ событий, позволяющий отбрасывать фоновые события. Система фильтрации должна исключить как можно больше фоновых событий, пропуская полезные. События, прошедшие систему фильтрации, записываются на диски.
Суть дальнейшего анализа состоит в том, чтобы выявить из миллиардов записанных событий те, которые действительно представляют интерес, например, рождение редкой частицы. При анализе данных, используя информацию о конечных частицах (импульс, энергию, направление), можно восстановить цепочку промежуточных частиц и всё событие. Отдельные из них можно визуализировать на экране дисплея, а из анализа энергетических и угловых спектров и их корреляций можно получать новую информацию о законах взаимодействия в микромире.
