Sistema de lectura y control para la electrónica del detector tcp de alice

Resumen

Esta tesis doctoral ha sido desarrollada en el CERN (Laboratorio de investigación nuclear situado en Suiza), para la electrónica de uno de los principales detectores del acelerador: la TPC (Time Projection Chamber) del experimento ALICE. En general, una TPC es un detector de forma cilíndrica que permite la identificación y reconstrucción tridimensional de la trayectoria de las partículas que lo atraviesan. En el caso particular de la TPC de ALICE, la dimensión y número de canales la convierten en la más compleja de las existentes: la señal proveniente de más de medio millón de canales se procesa con mil muestras en cada evento, con un índice máximo de funcionamiento de mil eventos por segundo. En consecuencia, su electrónica se enfrenta a una lista de requerimientos especialmente exigentes. Debido al entorno y a las especiales condiciones de funcionamiento, no es posible adoptar soluciones comerciales o sistemas previamente desarrollados para aplicaciones en otros detectores. El trabajo de esta tesis engloba el estuido detallado de los requerimientos específicos del detector y la arquitectura del sistema, así como la definición, desarrollo, implementación y test de los diferentes módulos que integran las funciones de configuración, lectura y control. El núcleo del sistema está basado principalmente en dispositivos lógicos programables y otros componentes especialmente seleccionados para la aplicación específica. La capacidad de adaptabilidad del sistema ha sido uno de los principales requerimientos en el diseño de los módulos de lectura y control. Ello ha permitido que su lógica, originalmente concebida para la electrónica del detector TPC de ALICE, haya sido adoptada por otros detectores del mismo experimento ALICE, así como por otros detectores construidos en diferentes laboratorios.