Разработка системы хранения, контроля и визуализации информации Трекового детектора переходного излучения в эксперименте ATLAS (ЦЕРН)

• Автор: Машинистов, Руслан Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 112 с. : 46 ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АРХИТЕКТУРА ЭКСПЕРИМЕНТА ATLAS
1.1. Физические задачи эксперимента ATLAS
1.2. Структура детектора ATLAS
1.3. Магнитная система ATLAS
1.4. Внутренний Детектор эксперимента ATLAS
1.4.1. Пиксельный детектор
1.4.2. Стриповый детектор SCT
1.4.3. Трековый Детектор Переходного Излучения TRT
1.5. Калориметры детектора-ATLAS
1.6. Мюонный спектрометр детектора ATLAS
Краткие выводы и итоги главы
ГЛАВА 2. АРХИТЕКТУРА ОСНОВНЫХ СИСТЕМ ДЕТЕКТОРА TRT
2.1. Организация процесса эксперимента
2.2. Определение экспериментальных данных
2.3. Обобщенная схема взаимодействия рабочих систем детектора TRT
2.4. Считывающая электроника детектора TRT
2.5. Система сбора данных
2.6. Система контроля детектора
2.7. Программное обеспечение рабочих систем эксперимента ATLAS ..-61 -Краткие выводы и итоги главы
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ, УПРАВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРАМИ РАБОЧИХ СИСТЕМ ДЕТЕКТОРА TRT
3.1. Обобщенная схема программного обеспечения детектора TRT
3.2. Функциональная модель информационной системы физического
эксперимента
3.3. Разработка программного обеспечения визуализации контроля
состояния детектора TRT и качества регистрируемых данных
3.3.1. Обобщенная схема работы программного обеспечения графической визуализации данных
3.3.2. Разработка алгоритма программного обеспечения графической визуализации данных детектора TRT
3.3.3. Режимы работы приложения TRTViewer

3.4. Разработка системы хранения параметров рабочих систем детектора TRT
3.4.1. Разработка методики хранения данных условий и конфигураций
3.4.2. Работа с базой данных системы сбора данных DAQ детектора TRT-
3.4.3. Реализация доступа к архиву системы PVSS
3.4.4. Реализация доступа к базе данных конфигураций PVSS
Краткие выводы и итоги главы
ГЛАВА 4. ПОЛУЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ РЕЗУЛЬТАТОВ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ ATLAS
4.1. Работа детектора TRT в 2010 году
4.2. Развитие программ мониторинга детектора TRT
4.3. Физические результаты эксперимента ATLAS
Краткие выводы и итоги главы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БЛАГОДАРНОСТИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1..........ОРГАНИЗАЦИИ БАЗЫ ДАННЫХ УСЛОВИЙ С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ CORAL
ПРИЛОЖЕНИЕ 2............... РЕАЛИЗАЦИЯ ДОСТУПА К БАЗЕ ДАННЫХ
КОНФИГУРАЦИЙ PVSS
ПРИЛОЖЕНИЕ 3...........РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДОВ ДОСТУПА К БАЗАМ
ДАННЫХ СИСТЕМЫ DCS
ПРИЛОЖЕНИЕ 4............. РАБОТА С БАЗОЙ ДАННЫХ СИСТЕМЫ DAQ

Введение
При проведении современных экспериментов; в области физики элементарных, частиц: ученым. приходится- сталкиваться: с беспрецедентным; объемом- данных, подлежащих упорядоченному хранению, обработке, графической, визуализации и анализу. Данные эксперимента различны по значению и; целям, использования. Современные экспериментальные установки являются сложными; детекторами; и программными комплексами; призванными решать фундаментальные задачи;
В ноябре 2009: года в Европейском Центре; Ядерных Исследований: (ЦЕРН)[1] состоялся запуск крупнейшего в мире ускорителя заряженных частиц - Большого Адронного: Коллайдера (L11С)|2]. На ускорителе установлены четыре крупных эксперимента, самым крупным из которых является ATLAS[3]. Объем; физических данных, производимый-детектором ATLAS ежедневно, равен приблизительно 1: Терабайт, и более 3 тысяч физиков со всего мира должны иметь к ним доступ для; обработки и анализа. Проект LHC является уникальным. Весь комплекс построен с применением< современных уникальных технологий и позволяет достигать, недоступных ранее показателей; С марта 2010 г. на ускорителе проводились столкновения ? протонов; с полной энергией 7 ТэВ, при: этом« было достигнуто пиковое значение светимости 2- 10j2 см”2-с_1. G ноября по декабрь коллайдер работал с пучками ядер, свинца: Ядра разгонялись до энергии 1,38 ТэВ в расчете на каждый нуклон и; светимость столкновений достигала 3-1025 см“2 с_1. В: 2014 г. на ускорителе планируется достичь энергии столкновений протонных пучков-14 ТэВ с рекордно высокой светимостью 1034 см'2с'1.
Среди важнейших задач, которые предполагается решать в эксперименте при изучении протон-протонных взаимодействий:

Баррельные и торцевые мюонные камеры (RPC и TGC) обслуживают систему триггера и перекрывают область |г|| < 2,4. Их задачей является определение времени пересечения сгустков, протонов в области соударений, точные.измерения поперечных импульсов в,пороговых областях для запуска триггера и определение координат, треков- мюонов- в направлении, перпендикулярном измерениям прецизионных камер. Камеры RPC перекрывают центральную область |ц| < 1,05. На торцах при 1,05<|г||<2,4 установлены камеры. TGC. Оба типа триггерных камер измеряют две координаты: одну в плоскости прогиба траектории (ц), другую в
азимутальной плоскости (ср) без, прогиба траектории.
Основным элементом прецизионных мониторирумых дрейфовых трубок- (MDT) являются алюминиевые трубки диаметром 30 мм, заполненные смесью газов Аг/С02 (93/7)- при давлении 3 бар. Анодная проволока из вольфрам-рения диаметром 50 мкм находится-под потенциалом 3080В.
Стрипы со считывающим катодом (CSC) размещены в первом слое камер на торцах детектора при |ц| > 2 для того, чтобы справиться с потоком частиц на этих участках. Они обеспечивают высокое пространственное и временное разрешение.
Камеры CSC расположены на расстоянии ± 7 м от области столкновений. Система камер CSC состоит из двух дисков, каждый из которых несет восемь камер (восемь больших и восемь малых). Каждая камера имеет четыре CSC плоскости, измеряющие независимо две координаты трека ц и (р. Таким образом, на каждом треке измеряется четыре независимых точки. Камера CSC представляет собой многопроволочную пропорциональную камеру, проволоки которой расположены радиально (центральная проволока направлена по радиусу, а остальные параллельны ей). Оба катода имеют стрипы, на одном катоде они направлены перпендикулярно анодным проволокам, на другом параллельно. Они дают