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Nuevas actualizaciones en detectores aumentan la probabilidad de seleccionar bosones de Higgs

El Gran colisionador de hadrones de alta luminosidad (HL-LHC), que se espera que esté operativo a partir de 2025, aumentará la luminosidad del LHC en un factor 10. Para lograr esta importante ampliación, una de las actividades principales será incorporar la información de seguimiento en el desencadenador del CMS, lo cual aumentará la probabilidad de observar procesos raros.
Nuevas actualizaciones en detectores aumentan la probabilidad de seleccionar bosones de Higgs
El rastreador CMS es el mayor detector de silicio jamás construido y sirve para realizar un seguimiento preciso de las trayectorias de las partículas. El seguimiento es esencial para reconstruir objetos como chorros, muones, electrones y leptones tau, a partir de los datos sin procesar de los detectores de silicio en forma de píxeles y tiras. Debido al gran número de trayectorias por cruce de haces y las limitaciones del ancho de banda de lectura, que no se habían predicho en el momento de la construcción inicial del rastreador CMS, es necesario sustituir el rastreador. Además, las altas velocidades de datos obligan a utilizar un desencadenador capaz de seleccionar los acontecimientos potencialmente interesantes, como los que darán lugar al bosón de Higgs.

En el marco del proyecto HLTAUS (A level-1 tau trigger for CMS at HL-LHC), financiado por la Unión Europea, los investigadores desarrollaron con éxito un algoritmo para el nivel 1 del desencadenador que busca chorros tau. Se trata del primer algoritmo desarrollado que utiliza la información de rastreo del CMS. Sirve para seleccionar eficazmente chorros tau y reenviar esta información al desencadenador de nivel superior con una velocidad lo suficientemente baja, incluso mientras el CMS trabaja a su máxima capacidad.

El nuevo algoritmo se alimenta de objetos tau del calorímetro. La trayectoria más próxima al objeto tau se denomina trayectoria coincidente. Alrededor de dirección de la trayectoria coincidente, se define un cono de tamaño proporcional a la energía transversal del candidato del desencadenador tau de nivel 1. Si no se encuentra ninguna otra trayectoria dentro de este cono de aislamiento, entonces el algoritmo la selecciona.

En conjunto, el uso de la información de rastreo permite mantener los mismos umbrales de energía para los objetos del calorímetro y mejora el rendimiento a la hora de seleccionarlos. Los resultados del proyecto se divulgaron mediante el sitio web del proyecto, talleres, seminarios y posters.

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Palabras clave

Bosón de Higgs, HL-LHC, información de rastreo, rastreador CMS, HLTAUS, chorros tau
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