Nadgradnja čitalne elektronike detektorja LHCb RICHVodnik, Mitja (Avtor) Pestotnik, Rok (Mentor) Durante, Paolo (Komentor) CERNLHCtrkalnik delcevLHCbfizika visokih energijRICHdetektorji delcevFastRICHlpGBTPCIe40FPGAASICLFEemulatorzajemanje podatkovPri eksperimentu Large Hadron Collider Beauty (LHCb) v CERN-u v Ženevi študirajo razpade mezonov B, ki nastanejo pri trkih visoko-energijskih protonov v Velikem hadronskem trkalniku LHC. Za zaznavanje množice delcev, ki nastanejo med vsakim trkom protonskih žarkov eksperiment vsebuje kompleksen sistem detektorjev in čitalne elektronike. Elektronika za branje z detektorjev mora biti dovolj hitra in natančna, da zazna udarce delcev, ki se lahko zgodijo vsakih 25 ns. Da doseže to natančnost, uporablja sodobne tehnološke rešitve, kot so čipi tipov ASIC in FPGA. Da bi povečali količino izmerjenih podatkov v eksperimentih, v naslednjem desetletju načrtujejo posodobitev pospeševalnika LHC, ki bo luminoznost povečala za faktor 10. To predstavlja izziv pri zaznavanju delcev, saj bodo ustrezno povečane ravni sevanja in zasedenost delcev na detektorju. Zaradi tega bo treba nekatere detektorske komponente nadgraditi. V LHCb bosta ena prvih nadgrajenih komponent dva detektorja RICH (Ring-imaging Cherenkov); posodobili bodo njuno čitalno elektroniko, tako da bo sposobna označevati zaznane Čerenkove fotone s časovno natančnostjo pod 10 ps. Novi čitalni čip se imenuje FastRICH. Moje delo se osredotoča predvsem na zaledno elektroniko, ki skrbi za nadzor in zbiranje podatkov iz celotnega detektorja LHCb. Za pomoč pri razvoju slednje smo razvili emulator sprednje elektronike, ki uporablja novi komunikacijski protokol lpGBT. Pravimo mu $\textit{lpGBT frontend emulator}$ oz. LFE. V emulatorju smo ustvarili že prvi prototip čipa FastRICH, ki posnema njegov podatkovni izhod. Poleg tega smo opravili začetne meritve natančnosti distribucije časovne reference z nekaj različnimi prototipi zaledne elektronike. Cilj teh je izenačiti časovno natančnost čipa FastRICH; negotovost faze prenesenega signala ure mora biti torej pod 10 ps. Rezultati so spodbudni, vendar trenutni prototipi še niso povsem realistični.20252025-03-03 09:12:13Magistrsko delo/naloga167600sl