Il progetto ha due obiettivi. Il primo è la misura precisa dell'accoppiamento di Yukawa del bosone di Higgs ai quarks b nel canale di produzione associata con un bosone di gauge (W o Z) e nel canale inclusivo ad alto impulso trasversale, al LHC (CERN) con l'esperimento ATLAS. Il secondo è la preparazione della fase di alta luminosità con due sviluppi: (i) un rivelatore per la misura precisa del tempo di particelle cariche ad alta granularità (HGRD) e (ii) la partecipazione allo sviluppo e il design di un convertitore TDC (Time to Digital Converter) basato su FPGA (circuiti integrati programmabili).
La misura dell'accoppiamento del bosone di Higgs ai quarks b, è uno dei risultati più importanti e fondamentali al LHC, in quanto verifica diretta del meccanismo responsabile per le masse dei fermioni nel Modello Standard. Questa misura è molto importante anche perché la larghezza parziale del bosone di Higgs più grande nel Modello Standard è quella del decadimento in quarks b, e dunque dalla precisione della misura di questo decadimento dipende anche la precisione delle misure di tutti gli accoppiamenti del bosone di Higgs al LHC.
Un'aspetto innovativo nella parte di analisi del progetto è lo sviluppo di algoritmi di Machine Learning per il truth tagging (usando RNN) e per l'identificazione di jets contenenti adroni B (usano tecniche di deep learning).
Il progetto HGTD, basato sulla nuova tecnologia di silicio LGAD, con l'aggiunta della quarta dimensione (temporale) alla ricostruzione delle tracce di particelle cariche è una nuova e molto importante tecnica per la riduzione dell'effetto del Pile Up. Questo aspetto sarà fondamentale per la fase ad alta luminosità dove si prevedono circa 200 collisioni inelastiche per ogni incrocio di bunch di protoni e per futuri progetti ad alta energia dove il numero di eventi di collisioni inelastiche di Pile Up potrà raggiungere 1000.
La sfida di questo progetto sarà di dimostrare la buona performance del rivelatore nel environment dell'esperimento ATLAS e di proporre un'efficiente strategia di costruzione (bonding). Questo permetterà al gruppo di dedicarsi a un lavoro approfondito sulla calibrazione in tempo del rivelatore (un'aspetto importantissimo che rappresenta una sfida non trascurabile) e l'utilizzo del tempo per rivelare particelle di alta massa (sulla base della loro velocità).
L'innovatività del progetto FPGA è lo sviluppo di un firmware (FPGA) per rimpiazzare funzionalità, come il TDC, normalmente svolte da hardware (ASICs) in un'esperimento a grande scala come ATLAS.