SELEZIONE ONLINE DI EVENTI AI COLLIDER ADRONICI MEDIANTE RICOSTRUZIONE DELLE TRAIETTORIE DI PARTICELLE CARICHE

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In questa tesi viene presentata una strategia di selezione online di eventi (trigger) per collider adronici basata su di un processore hardware per la ricostruzione delle tracce di particelle cariche, Fast Tracker. Viene brevemente illustrato il panorama teorico del Modello Standard e le prospettive di indagine di esso con i nuovi esperimenti ai collider adronici. Da prima descritto l'ambiente di LHC, il collider adronico di nuova generazione in fase di costruzione al CERN, e l'esperimento ATLAS che vi sara ospitato. Una particolare attenzione viene riservata al rivelatore dell'esperimento utilizzato per la tracciatura delle particelle cariche, l'Inner Detector. E inoltre fatta una breve descrizione dell'esperimento CDF al Tevatron, collider adronico attualmente in funzione al Fermilab di Chicago, dove e utilizzato il predecessore di Fast Tracker, SVT. Viene quindi illustrata la necessita della selezione online degli eventi e la struttura dello strumento che opera questa selezione: il trigger. In particolare viene esposta la struttura a tre livelli di ATLAS, corrispondenti ad algoritmi di crescente complessita computazionale, e quindi la posizione del processore Fast Tracker, per fornire le tracce ricostruite agli algoritmi del secondo livello di trigger. L'importanza delle tracce per la selezione degli eventi viene esposta illustrando tre esempi di fisica il cui studio in uno stadio piu avanzato di altri: il decadimento raro Bs->mumu oggetto di ulteriori analisi in questa tesi, il canale Z->bb utile per la calibrazione ed il caso del riconoscimento dei decadimenti adronici del tau, fondamentale per la selezione di molti canali d'interesse. Quindi viene descritto il funzionamento interno del processore Fast Tracker, composto di due parti principali, una che effettua pattern recognition di tracce a bassa definizione ed una che effettua il fit ad alta definizione. Viene inoltre illustrato il programma di simulazione dell'hardware da me implementato, ftksim, ed i risultati di efficienza e risoluzione di FTK ottenuti attraverso questa simulazione. Il caso del Bs->mumu viene ripreso piu` nel dettaglio, illustrando la sua importanza come strumento di indagine del Modello Standard e delle sue estensioni riportando i risultati ottenuti da altri esperimenti su questo canale; viene proposta e analizzata con gli strumenti software creati una strategia di trigger per la selezione di questo canale che fa largo uso delle tracce ad alta risoluzione fornite da FTK, ribadendo come l'avere a disposizione queste informazioni fin dal secondo livello di trigger possa permettere di sviluppare sofisticate ed efficienti strategie di trigger.