Upgrade del Dataflow di ATLAS per l’High-Luminosity LHC e workflow di Trigger-Level Analysis

The main goal of this thesis is the development and validation of the ATLAS dataflow system for the High-Luminosity LHC (HL-LHC), together with the study of Trigger-Level Analysis (TLA) workflows in the upgraded system. Starting from a general description of the LHC and of the ATLAS experiment, the main characteristics and requirements of its trigger and data acquisition system will be presented, both in its Run-3 version and in view of the planned HL-LHC upgrades. The work carried out within the ATLAS dataflow group will then be illustrated, from the development of a compatibility interface allowing upgraded readout systems to be tested with the Run-3 dataflow to the deployment of containerized dataflow applications, validated in a full-scale test at the Run-4 target event rate. Finally, the impact of the TLA workflows planned for the HL-LHC on the dataflow system will be assessed with dedicated tests on the Run-3 infrastructure, and a truth-level study of a light ′ boson produced with initial-state radiation will show the sensitivity that TLA could provide during Run 4.

La presente tesi ha come obiettivo principale lo sviluppo e la validazione del sistema dataflow dell’esperimento ATLAS in vista dell’High-Luminosity LHC (HL-LHC), nonché lo studio dell’integrazione delle tecniche di Trigger-Level Analysis (TLA) nel sistema aggiornato. A partire da una descrizione generale di LHC e dell’esperimento ATLAS, vengono presentati le caratteristiche principali e i requisiti del relativo sistema di trigger e acquisizione dati, sia nella configurazione di Run 3 sia alla luce degli aggiornamenti previsti per HL-LHC. Si illustra quindi l’attività svolta nell'ambito del gruppo dataflow di ATLAS: dallo sviluppo di un’interfaccia di compatibilità che consente di testare i nuovi sistemi di readout con il dataflow di Run 3, fino alla distribuzione di applicazioni di dataflow organizzate in ambienti di esecuzione isolati e autosufficienti (container), validate mediante un test su larga scala al rate di eventi previsto per Run 4. Infine, l’impatto delle metodologie TLA previste per HL-LHC sul sistema dataflow viene valutato attraverso test dedicati sull'infrastruttura di Run 3, mentre uno studio preliminare, basato su simulazioni Monte Carlo, di un bosone ′ leggero prodotto con radiazione di stato iniziale evidenzia la sensitività che la TLA potrebbe garantire nel corso di Run 4.