Os experimentos no Large Hadron Collider (LHC) exigem sistemas de seleção de eventos de alto desempenho – conhecidos como “gatilhos” na física de partículas – para filtrar o fluxo de dados para níveis gerenciáveis. Os gatilhos selecionam eventos com características distintas, como interações ou colisões de partículas registradas em detectores de partículas, e os disponibilizam para análises físicas. Em apenas alguns segundos, o complexo sistema pode determinar se vale a pena manter as informações sobre um determinado evento de colisão ou não.



Os experimentos ATLAS e CMS usam gatilhos em dois níveis. O primeiro gatilho é executado em sincronia com a taxa de aglomerados de partículas que colidem nos detectores, decidindo em menos de 10 microssegundos quais dados manter. Os eventos que passam pelo gatilho de primeiro nível passam para o segundo gatilho de alto nível para seleção adicional. Os eventos selecionados são então enviados para o Data Center do CERN, onde os dados são copiados, armazenados e eventualmente disponibilizados a cientistas de todo o mundo para análise de dados.

Em preparação para o LHC de alta luminosidade (HL-LHC), os detectores ATLAS e CMS estão sendo atualizados com granularidade espacial e temporal mais refinada, o que resultará em mais dados para cada colisão. O princípio é o mesmo de tirar uma foto com uma câmera com mais pixels:o arquivo resultante será maior porque a imagem contém mais detalhes e a imagem terá maior qualidade. Para se prepararem para o dilúvio de dados esperado quando o LHC entrar na era da alta luminosidade, os cientistas precisam de desenvolver novas estratégias para um processamento e seleção de eventos mais sofisticados.

O principal objetivo do projeto Next-Generation Triggers (NextGen) de cinco anos é obter mais informações físicas dos dados HL-LHC. A esperança é descobrir fenômenos ainda não vistos, selecionando de forma mais eficiente eventos físicos interessantes e, ao mesmo tempo, rejeitando o ruído de fundo. Os cientistas farão uso de otimização de redes neurais, algoritmos de inspiração quântica, computação de alto desempenho e técnicas de field-programmable gate array (FPGA) para melhorar a modelagem teórica e otimizar suas ferramentas na busca por eventos ultra-raros.

As bases do projeto NextGen foram lançadas em 2022, quando um grupo de doadores privados, incluindo o ex-CEO do Google, Eric Schmidt, visitou o CERN. Esta primeira visita inspiradora acabou evoluindo para um acordo com o Fundo Eric e Wendy Schmidt para Inovação Estratégica, aprovado pelo Conselho do CERN em outubro de 2023, para financiar um projeto que abriria caminho para os futuros sistemas de gatilho no HL-LHC e além :A próxima geração nasceu.

NextGen colaborará com especialistas da academia e da indústria. O trabalho baseia-se nos princípios de ciência aberta e de partilha de conhecimento incorporados na governação institucional e no modus operandi do CERN. O projeto inclui um pacote de trabalho dedicado à educação e divulgação, um programa de formação multidisciplinar único para investigadores NextGen e eventos e conferências direcionados para a comunidade mais ampla de cientistas interessados ​​na área. A propriedade intelectual gerada como parte do projeto NextGen Triggers, de propriedade do CERN, será liberada e compartilhada sob licenças abertas em conformidade com a Política de Ciência Aberta do CERN.

O projeto NextGen Triggers marcará um novo capítulo na física de altas energias, aproveitando sistemas atualizados de seleção de eventos e técnicas de processamento de dados para desbloquear um reino de descobertas.

Fornecido pelo CERN