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NA62 presso i laboratori del CERN di Ginevra. L’obiettivo finale di questa tesi ha riguardato
la creazione di un algoritmo di trigger per le camere a straw dell’esperimento NA62 e la
possibilità di una sua implementazione su una GPU (scheda grafica).
La tesi presenta all’inizio (primo capitolo) un introduzione riguardante l’esperimento
NA62 in cui viene brevemente descritto il suo obiettivo, la misura del branching ratio del
decadimento ultra raro K+ -> pi+ nu nubarra con un rapporto segnale su fondo pari a 10 per ottenere
un test stringente sul Modello Standard delle particelle elementari: sono esposti cenni della
fisica del decadimento con le motivazioni teoriche che hanno portato alla sua scelta e le
strategie sperimentali che verranno utilizzate nella reiezione dei fondi e nella costruzione dei
rivelatori.
Nel secondo capitolo viene poi descritto l’apparato sperimentale, suddiviso in una parte
a monte della regione di decadimento, in cui sono utilizzati i rivelatori per identificare i
K+ all’interno del fascio e misurarne il tempo, la direzione e l’impulso, ed un parte a valle
della regione di decadimento. In tale regione è presente un sistema di rivelatori di veto
per i fotoni che permette una copertura angolare totale per angoli inferiori a 50 mrad, un
rivelatore Cherenkov, un sistema di veto per i muoni, un odoscopio carico ed uno spettrometro
magnetico composto da camere a deriva di tipo STRAW, che sarà descritto con particolare
attenzione in quanto direttamente coinvolto nel lavoro di tesi.
Successivamente, nel terzo capitolo, vengono descritte le GPU, le loro modalità di programmazione,
il linguaggio usato (OpenCL) e i vantaggi del loro utilizzo al posto di trigger
hardware (basati solitamente su FPGA) come i loro minori costi, la maggiore flessibilità e la
loro comodità ai fini delle manutenzioni e riprogrammazioni.
Nel quarto capitolo viene descritto il lavoro da me svolto per l’ottimizzazione di un
algoritmo di trigger di livello 0 per la ricostruzione di singoli cerchi nel RICH per una GPU
in modo da ridurre al minimo il suo tempo di esecuzione.
Infine nell’ultima parte della tesi, il quindo capitolo, viene presentato lo studio, la simulazione
e l’implementazione di un possibile algoritmo di trigger per le camere a STRAW
con lo scopo di rigettare gli eventi di fondo K+->pi+ pi+ pi- perdendo una minima quantità
di segnale. Lo studio dell’algoritmo di trigger si è sviluppato in due parti: nella prima si è
considerato ogni evento di segnale K+ -> pi+ nu nubarra e di fondo K+->pi+ pi+ pi- singolarmente,mentre nella seconda parte si è considerato l’effetto del pileup, ovvero della sovrapposizione
di eventi avvenuti a tempi diversi all’interno del tempo risolutivo del rivelatore. Dopo
aver esposto i risultati dell’algoritmo simulato vengono descritti i cambiamenti apportati in
seguito alla sua parallelizzazione e implementazione sulla GPU. I risultati dell’algoritmo e il
suo tempo di esecuzione sulla GPU mostrano l’utilità dell’utilizzo di questo algoritmo e la
possibilità dell’utilizzo delle GPU nel trigger dell’esperimento.