• Efficiency
• Gigafitter
• Luminosity
• SVT
• Tracker
• Trigger

Gli esperimenti moderni di Fisica delle Alte Energie ricercano processi estremamente rari nascosti in un fondo molto più grande. Il flusso di dati ai collisori adronici all'aumentare di energia e luminosita' della macchina si fa così grande che solo una piccolissima frazione delle collisioni prodotte può essere raccolta su nastro. E' dunque necessaria una selezione in tempo reale degli eventi (trigger) con prestazioni paragonabili a quelle offline, ma con tempi di esecuzione tali da consentirne l'applicazione online. La ricostruzione della traiettoria di particelle cariche (tracce) risulta essere uno degli aspetti piu` critici: necessita di alta efficienza ed e' bene che sfrutti il piu' possibile la piena risoluzione spaziale ottenibile dal rivelatore.
L'esperimento CDF al Tevatron di Fermilab ha una esperienza pregressa molto forte in questo campo. L'attuale sistema per la ricostruzione online di tracce dalle informazioni dei rivelatori al Silicio (SVT) riveste un ruolo particolare, permettendo la selezione di eventi contenenti quark b grazie all'individuazione di vertici secondari gia` al secondo livello di trigger.
In questa tesi e` descritta l'attuale implementazione hardware, le prestazioni e lo storico degli upgrade resi necessari per far fronte alla crescente luminosita' del Tevatron.
Il lavoro di tesi si e' concentrato sulla realizzazione dell'ultimo upgrade di SVT: il processore GigaFitter. Il progetto ha lo scopo di migliorare l'efficienza e l'accettanza di SVT senza incrementare il tempo necessario al processamento, aumentando cosi` la statistica disponibile dei campioni raccolti.
Il GigaFitter e' costituito da una unica scheda che sostituisce sedici schede del precedente sistema (Track Fitter) di inferiore potenza computazionale, ed e` in grado di ricostruire tracce di particelle cariche in tempi dell'ordine del nanosecondo.
Il cuore del GigaFitter e` costituito da un potente processore programmabile FPGA, in grado di lavorare con frequenze di clock di 120MHz.
L'architettura ed il firmware sviluppati in questo lavoro di tesi sono descritti in dettaglio. E` stato sviluppato il codice necessario per la configurazione ed il controllo del funzionamento della scheda, al fine dell'inserimento nel sistema di trigger di CDF.
Il GigaFitter e' attualmente in fase di installazione a CDF.
Le prestazioni del nuovo sistema sono state studiate mediante simulazioni e dati raccolti in condizioni reali. Viene mostrato come il sistema SVT benefici della nuova scheda.
Sono state effettuate misure di efficienza di ricostruzione delle tracce e della probabilita` di ricostruzione di tracce false. Tali studi uniti all'analisi del tempo di processamento evidenziano il miglior comportamento del GigaFitter nel processare eventi complessi rispetto alle schede Track Fitter.
Viene inoltre mostrato come sia possibile aumentare l'efficienza attuale di SVT dal 75% all' 80% recuperando tracce precedentemente non ricostruite. Il nuovo sistema permette inoltre di ottenere una diminuzione del tempo di processamento per eventi ad alta densita' di tracce, consentendo un uso piu' proficuo dell'alta luminosita' del Tevatron.