Die Datenaufnahme
Findet die Nadel im Heuhaufen
Die Datenaufnahme bei CBM ist eine ziemliche Herausforderung, da die Rohdatenmenge, die alle Detektoren zusammen produzieren, gigantisch ist (ungefähr 1 Terabyte pro Sekunde). Die Daten müssen also zunächst gefiltert und vorsortiert werden. Und genau muss es natürlich sein. Man kann das mit eine Videokamera vergleichen, die pro Sekunde mehrere Millionen Bilder aufnimmt, die zudem noch dreidimensional sind. Und hierzu muss man genau wissen, zu welchen Zeitpunkt exakt welches Teilbild von den einzelnen Detektoren aufgenommen wurde, denn sonst wird das spätere Gesamtbild vereinfacht gesagt unscharf. Und da CBM ein Präzisionsinstrument ist, kann man sich das nicht leisten.
Die für CBM benötigte Auslesegeschwindigkeit wird dadurch erreicht, dass die Rohdaten, die von jedem Detektor kommen, in Lichtgeschwindigkeit über Glasfaser an Auslesekarten gesendet werden. Diese Glasfaserleitungen kennt inzwischen jeder, der zu Hause einen eigenen Glasfaseranschluss hat. Das Besondere an dieser Datenübertragung ist aber, dass nicht nur die Datenmenge entscheidend ist, sondern auch der Zeitpunkt muss bekannt sein, an den die Daten übermittelt werden. Und der muss bei CBM sehr genau sein, nämlich 80 Picosekunden.
CBM wird insgesamt 15.000 solcher optischen Verbindungen benutzen.
Die Detektoren des CBM-Experiments erzeugen im Betrieb unglaubliche Datenmengen. Würden diese Daten ausgedruckt, entspräche dies einem neuen Papierstapel von 50 km Höhe jede Sekunde. Das können wir nicht alles speichern.
Daher müssen wir schnell die besonders interessanten physikalischen Ereignisse aussuchen. Das ist sehr schwierig. Man muss für jedes Ereignis die Daten aller Detektoren rekonstruieren. Und das bis zu 10 Millionen mal in der Sekunde. Dafür verwenden wir einen Supercomputer, den First-level Event Selector. Der FLES empfängt die Daten aller Detektoren, wertet sie aus und speichert die interessantesten Ereignisse.
Das Aufzeichnen der kurzlebigen Teilchenkollisionen ist vergleichbar mit der Aufnahme eines Bildes mit einer Kamera. Dabei ist es wichtig, dass Millionen von Pixeln zur exakt gleichen Zeit gespeichert werden. Um sicherzustellen, dass alle Detektoren im CBM Experiment als ein einziges Messsystem arbeiten, orchestriert das TFC-System die Datenerfassung. Das TFC-System sorgt dafür, dass Millionen Kollisionen pro Sekunde synchron von den CBM Detektoren erfasst werden.
Beteiligte Universitäten
