Diseño, construcción y validación del sistema de adquisición de dados de las cámaras de deriva del experimento cms

Laburpena

En este trabajo se realiza el estudio, el diseño y el desarrollo de un sistema de adquisición de datos específico para las cámaras de deriva del experimento CMS (Compact Muon Solenoid). El experimento CMS es uno de los grandes detectores que se han construido en los puntos de cruce del colisionador LHC (Large Hadron Collider) del CERN. CMS es un detector multipropósito diseñado para aprovechar todo el potencial cien tífico del LHC. El espectrómetro de muones, y dentro de él, las cámaras de deriva, jugará un papel crucial tanto a la hora de proporcionar un sistema de discriminación de sucesos como a la hora de reconstruir la trayectoria y el momento de los muones resultantes de las colisiones a partir de su información temporal, para lo cual es clave disponer de un sistema de lectura fiable. La problemática a resolver es el diseño de un sistema electrónico que realice una digitalización temporal de alta resolución de las señales procedentes de las cámaras de deriva y procese la información de forma rápida y fiable bajo la tasa de datos y de disparo que se tendrán bajo las luminosidades sin precedentes del LHC. El diseño de este sistema de adquisición de datos se ve condicionado no sólo por los aspectos funcionales, sino también las características ambientales impuestas por la operación en CMS. La descripción de este sistema de lectura, junto con la justificación de las distintas características impuestas por los requisitos del entorno de operación que han desembocado en el presente diseño se detallan a lo largo del texto de esta tesis. El sistema de lectura desarrollado está formado por dos niveles: las tarjetas ROB (Read Out Board), basadas e n un ASIC HPTDC (High Performance Time to Digital Converter), cuya evaluación forma parte de esta tesis; y las tarjetas ROS (Read Out Server), que están formadas por una serie de dispositivos lógicos programables interconectados para permitir el procesado paralelo e inteligente de la información procedente de las tarjetas ROB, garantizando la integridad de los datos y creando un evento síncrono con el resto de los detectores de CMS. El resultado es un sistema adecuado para las necesidades del...