Opérations et optimisations du système de déclenchement calorimétrique de l’expérience CMS au LHC

La compréhension du monde microscopique se poursuit et nous mène peu à peu vers une description précise des forces fondamentales qui régissent les particules élémentaires. La découverte du premier champ scalaire, le champ de Brout-Englert-Higgs en 2012 au CERN, permet d’expliquer comment la matière s’est organisée dès les premiers instants de l’Univers. La caractérisation du champ de Brout-Englert-Higgs est cruciale puisqu’elle conditionne l’existence d’une physique au-delà du Modèle Standard. Le LHC et ses expériences poursuivent ces recherches dans le but de caractériser précisément ces forces fondamentales. Le système de déclenchement d’une expérience de physique des particules est un outil de toute première importance puisqu’il permet d’accéder aux données pertinentes produites par les détecteurs pour mener à bien ce type de recherche. Bien que hautement technique, les conditions de fonctionnement d’un tel système sont étroitement liées au programme de physique qu’une expérience souhaite être en mesure d’accomplir. Ces performances dépendent aussi de l’environnement dans lequel ce système devra fonctionner comme par exemple un collisionneur de particules de haute intensité tel que le LHC. Les systèmes d’acquisition ont été en mesure d’évoluer avec les technologies disponibles afin d’être exploitables auprès de détecteurs de particules toujours plus complexes. Cette complexité correspond à une résolution grandissante dans le but de distinguer chaque particule dans une collision. Cette granularité fine d’un détecteur se traduit par un nombre de canaux de lecture gigantesque et donc un volume de données considérable à traiter. Il est question dans ce manuscrit d’aborder l’ensemble des aspects de cette problématique depuis la mise en œuvre du système à la mesure de ses performances et limitations qui ont conduit à la conception d’un système amélioré pour le détecteur CMS. Ce système aura permis de collecter les données nécessaires à la découverte du boson de Higgs ainsi qu’à l’observation de ses modes de production et de désintégration rares. Aujourd’hui, un tel système électronique doit permettre également aux physiciens d’explorer des territoires inconnus