Les expériences au Grand collisionneur de hadrons (LHC) nécessitent des systèmes de sélection d'événements hautes performances, appelés « déclencheurs » en physique des particules, pour filtrer le flux de données jusqu'à des niveaux gérables. Les déclencheurs sélectionnent des événements présentant des caractéristiques distinctives, telles que des interactions ou des collisions de particules enregistrées dans des détecteurs de particules, et les mettent à disposition pour des analyses physiques. En quelques secondes seulement, le système complexe peut déterminer si les informations sur un événement de collision donné valent la peine d'être conservées ou non.
Les expériences ATLAS et CMS utilisent des déclencheurs à deux niveaux. Le premier déclencheur est synchronisé avec le taux de collisions de paquets de particules dans les détecteurs, décidant en moins de 10 microsecondes quelles données conserver. Les événements qui passent le déclencheur de premier niveau passent au deuxième déclencheur de haut niveau pour une sélection plus approfondie. Les événements sélectionnés sont ensuite envoyés au centre de données du CERN, où les données sont copiées, stockées et éventuellement mises à la disposition des scientifiques du monde entier pour analyse des données.
En préparation du LHC à haute luminosité (HL-LHC), les détecteurs ATLAS et CMS sont en cours de mise à niveau avec une granularité spatiale et temporelle plus fine, ce qui se traduira par davantage de données pour chaque collision. Le principe est le même que pour prendre une photo avec un appareil photo avec plus de pixels :le fichier résultant sera plus gros car l'image contient plus de détails, et l'image sera de meilleure qualité. Pour se préparer au déluge de données attendu lorsque le LHC entrera dans l'ère des hautes luminosités, les scientifiques doivent développer de nouvelles stratégies pour un traitement et une sélection plus sophistiqués des événements.
L’objectif principal du projet quinquennal Next-Generation Triggers (NextGen) est d’extraire davantage d’informations physiques à partir des données du HL-LHC. L’espoir est de découvrir des phénomènes encore inédits en sélectionnant plus efficacement des événements physiques intéressants tout en rejetant le bruit de fond. Les scientifiques utiliseront l'optimisation des réseaux neuronaux, les algorithmes d'inspiration quantique, le calcul haute performance et les techniques de réseaux prédiffusés programmables sur site (FPGA) pour améliorer la modélisation théorique et optimiser leurs outils dans la recherche d'événements ultra-rares.
Les bases du projet NextGen ont été posées en 2022 lorsqu'un groupe de donateurs privés, dont l'ancien PDG de Google, Eric Schmidt, s'est rendu au CERN. Cette première visite inspirante a finalement débouché sur un accord avec le Fonds Eric et Wendy Schmidt pour l'innovation stratégique, approuvé par le Conseil du CERN en octobre 2023, pour financer un projet qui ouvrirait la voie aux futurs systèmes de déclenchement du HL-LHC et au-delà. :NextGen est né.
NextGen collaborera avec des experts du monde universitaire et de l’industrie. Ce travail s'appuie sur les principes de science ouverte et de partage des connaissances ancrés dans la gouvernance institutionnelle et le modus operandi du CERN. Le projet comprend un module de travail dédié à l'éducation et à la sensibilisation, un programme de formation multidisciplinaire unique pour les chercheurs NextGen et des événements et conférences ciblés pour la communauté plus large des scientifiques intéressés par le domaine. La propriété intellectuelle générée dans le cadre du projet NextGen Triggers, propriété du CERN, sera publiée et partagée sous licences ouvertes conformément à la politique de science ouverte du CERN.
Le projet NextGen Triggers marquera un nouveau chapitre dans la physique des hautes énergies, en tirant parti des systèmes de sélection d'événements et des techniques de traitement de données améliorés pour débloquer un domaine de découvertes.
Fourni par le CERN
