Les expériences du LHC passent à la vitesse supérieure
Dans le LHC, deux faisceaux de particules sont accélérés à très grande vitesse puis entrent en collision frontale, atteignant des énergies similaires à celles qui existaient peu après le Big Bang. Les scientifiques espèrent détecter de nouvelles particules dans les débris de ces collisions, ce qui leur donnerait des informations fondamentales sur le cosmos. Ils cherchent en effet à valider de nouveaux modèles physiques, au-delà du Modèle standard, conçu dans les années 70 pour expliquer les interactions des particules subatomiques. L'énergie des collisions atteindra bientôt 14 téra-électronvolts, augmentant la difficulté de choisir en temps réel des événements rares, ce qui se fait actuellement à l'aide de calorimètres et de détecteurs de muons. C'est dans ce contexte que le projet ARTLHCFE («Accurate real-time tracking in LHC full events») a proposé une amélioration notable du FastTracker. Ce processeur matériel dédié peut reconstituer avec précision le trajet des particules pour tout le détecteur ATLAS (A Toroidal LHC Apparatus). Cette reconnaissance de motifs prend cependant beaucoup de temps. Elle utilise une mémoire associative et le traitement informatique parallèle. Les motifs constatés pour un événement sont comparés avec des motifs calculés à l'avance, à la recherche de certains trajets. Cette méthode réduit la complexité des algorithmes à un problème linéaire. Cette nouvelle technique, basée sur la résolution variable mise au point durant le projet ARTLHCFE, augmente d'un facteur 5 l'efficacité de la mémoire associative. Pour reconstituer les trajets avec une fréquence dépassant les 100kHz, FastTracker comprend des milliers de puces de mémoire associative. La sélection entre les motifs correspondants a été simplifiée davantage à l'aide de constantes d'ajustement pré-calculées et du traitement du signal via des composants logiques programmables (FPGA). Environ un millier de FPGA, effectuant jusqu'à un milliard de fits par seconde, ont servi à mettre les données en forme et à faire correspondre les trajets. Peu après leur disponibilité, les premières cartes FastTracker ont été intégrées dans le détecteur ATLAS à fins de test. Il a parfaitement calculé les paramètres pour tous les trajets d'un évènement et appliqué les contraintes de qualité, en moins de 100 millisecondes. Les scientifiques du projet ARTLHCFE cherchent maintenant des utilisations au-delà des hautes énergies, dans l'étude du cerveau.
