Digital pulse-shape analysis and controls for advanced detector systems

Promotie: dhr. V.I. Stoica, 14.30 uur, Aula Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Digital pulse-shape analysis and controls for advanced detector systems

Promotor(s): prof.dr. N. Kalantar-Nayestanaki

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Besturings- en data-acquisitiesystemen voor kernfysische detectoren

Voor het einde van dit decennium zal de nieuwe Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR) in Darmstadt een van de grotere faciliteiten voor natuurkundig onderzoek in de wereld zijn. FAIR levert dan bundels van antiprotonen en radioactieve ionen met een hoge intensiteit, energie en kwaliteit. Het onderzoek wordt georganiseerd binnen de Nuclear STructure, Astrophysics and Reactions (NuSTAR) collaboratie.

De diversiteit van het NuSTAR-onderzoek vereist de bouw van speciale detectoren, die hoge eisen stellen aan zowel de data-acquisitie als de besturing van de apparatuur. Op beide gebieden leverde Victor Stoica met zijn promotieonderzoek een bijdrage.

Het grote aantal elektronische kanalen en de hoge telsnelheden leiden tot een ongeëvenaarde hoeveelheid informatie. Om de gewenste informatie efficiënt uit de metingen te halen, is het nodig om de data online te verwerken.

Stoica werkte aan de ontwikkeling van DPSA-algoritmes (Digital Pulse Shape Analysis) voor programmatuur die wordt ingebouwd in de elektronica bij de detector. Tijdens het project werden zowel offline als in de bundel testen uitgevoerd. De uitkomsten daarvan laten volgens de onderzoeker een duidelijke verbetering zien van de ratio tussen pile-up en piek, met name bij hoge telsnelheden wanneer de datastroom het meest beïnvloed wordt door pile-up vervorming.

Ook werkte hij aan de slow control besturing voor de detectoren. Functies die dit systeem voor zijn rekening neemt zijn initialisatie, statusrapportage, kalibratie en optimalisatie. Tevens beheert dit systeem de run-time controls, de instellingen tijdens de meting zoals het updaten van control parameters en het monitoren van systeem- en omgevingsparameters.

Stoica concludeert dat zijn aanpak een haalbare oplossing biedt voor de aankomende NuSTAR-experimenten. De DSPA-algoritmes kunnen zorgen voor een robuuste, modulaire en schaalbare data-acquisitie.

Victor Stoica (Roemenië, 1983) studeerde natuurkunde aan de universiteit van Boekarest. Het onderzoek werd uitgevoerd bij het Kernfysisch Versneller Instituut van de RUG en gefinancierd door het Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH (GSI).