Reconstrução Online de Energia para o Calorímetro de Argônio Líquido do Experimento ATLAS utilizando Deconvolução por Pseudoinversa

Abstract

Experimentos modernos de Física de Altas Energias enfrentam desafios no processamento de dados devido à alta luminosidade, onde a sobreposição de sinais degrada a resolução dos detectores. O Filtro Ótimo (OF), tradicionalmente empregado para a estimação de amplitude dos pulsos, tem seu desempenho limitado em cenários de alta ocupação. Este trabalho propõe uma técnica de reconstrução de energia online baseada em filtragem por deconvolução utilizando a pseudoinversa de Moore-Penrose. Ao tratar a reconstrução como um problema inverso, o método baseia-se apenas na resposta ao impulso do sistema para separar pulsos sobrepostos sob diferentes condições de pile-up, e sua saída fornece diretamente os valores de energia no instante da colisão, sem a etapa adicional de detecção de pico exigida pelo OF. Os resultados obtidos para a leitura do calorímetro de Argônio Líquido mostram que, na maior ocupação avaliada, a deconvolução reduz a raiz do erro quadrático médio (RMSE) de aproximadamente 200 MeV no OF convencional para menos de 75 MeV, mantendo alta eficiência de detecção a um custo de hardware equivalente. A arquitetura proposta é adequada para implementação de baixa latência em Field Programmable Gate Arrays (FPGA), oferecendo uma solução simplificada e robusta para sistemas de trigger em tempo real.