Status of Zero Degree Calorimeter for CMS Experiment
零度量热仪（ZDC）是CMS实验的组成部分，特别是对于重离子研究。ZDC的设计包括两个独立的量热部分：电磁部分和强子部分。使用钨和石英纤维的采样量热计已被选择用于能量测量。介绍了ZDC的概况以及LHC第一天量热计的准备工作。
2006-09-04 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Commissioning of the CMS zero degree calorimeter using LHC beam
本文介绍了CMS型零度量热仪在2009年12月的调试和首次运行情况。所有通道都正常工作。使用束飞溅事件将ZDC定时到数据采集系统中。这些数据还使我们能够对通道间的增益变化进行初步估计。
2010-08-06 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Identification and Filtering of Uncharacteristic Noise in the CMS Hadron Calorimeter
对CMS强子量能器的调试研究已经发现了零星的非特征噪声和少量故障量能器通道。已经开发了算法来识别和解决数据中的这些问题。该方法已在2008年收集的宇宙射线μ子数据、量热计噪声数据和CMS单束数据上进行了测试。噪声抑制算法可以应用于LHC碰撞数据的触发级或离线分析。在触发级的算法的应用程序示出去除90%的噪声事件与假失踪的横向能量高于100 GeV，这是足够的CMS物理触发操作。
2010-01-31 physics.ins-det
The CMS Electromagnetic Calorimeter at the LHC
大型强子对撞机的CMS探测器正处于最后的准备阶段。由近76000个钨酸铅晶体组成的高分辨率电磁量热仪将在CMS进行的未来物理研究中发挥至关重要的作用。设计，状态，和初始性能的量热计，在测试光束和宇宙射线，将进行审查。
2008-10-06 hep-ex physics.ins-det
Time Reconstruction and Performance of the CMS Electromagnetic Calorimeter
本文以实验束电子、宇宙射线和束生μ子为例，研究了CMS电磁量能器时间测量的分辨率和线性度。由此产生的时间分辨率测量钨酸铅晶体是优于100 ps的能量存款大于10 GeV。晶体与晶体的同步精度为500 ps，是使用2008年第一个LHC光束产生的μ子进行的。
2009-12-21 physics.ins-det
Performance of the CMS Hadron Calorimeter with Cosmic Ray Muons and LHC Beam Data
在枪管、端盖和前部区域的CMS强子量热仪已完全调试完毕。宇宙射线数据是在地面大厅和安装在地下数百米的实验大厅后，在有和没有磁场的情况下拍摄的。2008年9月，在LHC的几天束流期间也进行了各种测量。校准参数提取，并已检查的能量响应的HCAL确定从测试束数据。
2010-01-03 physics.ins-det
Performance and Operation of the CMS Electromagnetic Calorimeter
本文介绍了利用宇宙线μ子的CMS电磁量能器的工作原理和一般性能。这些μ子是在2008年底CMS探测器关闭后记录的。量热计是由钨酸铅晶体和75848通道对应的桶和端盖检测器的整体状态的报告。关键的操作参数，如高电压，温度和电子噪声的稳定性，总结和光监控系统的性能。
2010-01-04 physics.acc-ph physics.ins-det
Performance of CMS Hadron Calorimeter Timing and Synchronization using Test Beam, Cosmic Ray, and LHC Beam Data
本文讨论了CMS强子量能器的时间测量技术和同步系统的设计和性能。时间测量性能的结果，从2004年和2006年采取的测试梁数据。对于能量大于100 GeV的强子簇射，测得的时间分辨率约为1.2 ns。时间同步和时间外的背景抑制结果来自于2008年秋季进行的四特斯拉宇宙运行和LHC束流运行。通道间同步被测量为在2ns内。
2010-01-12 physics.ins-det
Commissioning of CMS Forward Hadron Calorimeters with Upgraded Multi-anode PMTs and μTCA Readout
与CMS正向强子量热仪PMT窗口相互作用的带电粒子的高通量为触发和离线数据分析引入了重要的背景。在长周期1期间，所有原始光电倍增管都被多阳极、薄窗口光电倍增管取代。同时，后端电子读出系统升级为μTCA读出。本文介绍了前向强子量热仪和μTCA系统的调试和校准经验。升级是成功的，并提供了质量数据运行2数据分析在13 TeV。
2016-11-16 hep-ex physics.ins-det
The effect of radiation damage on the light yield and uniformity of candidate plastic scintillator tiles for the CMS hadron calorimeter upgrade
研究了辐射损伤对CMS强子量能器升级候选塑料闪烁体瓦片的影响，测量了受44 kGy辐照后不同形状瓦片的能量谱、位置效率及光产额，发现光产额均降低约50%，且替代形状瓦片的光收集均匀性显著下降。
2024-09-27 physics.ins-det
PWO crystals for CMS electromagnetic calorimeter : studies of the radiation damage kinetics
研究了PWO晶体在辐照和恢复过程中的辐照损伤动力学。用电磁量热计中预期的平均剂量（工作剂量辐照）辐照晶体。辐射损伤和恢复监测通过测量PWO光传输。提出了一种方法，它允许评估的PWO晶体的性能的电磁量能器的能量分辨率的统计项的影响。该分析还提供了有关闪烁晶体辐射损伤机制的性质的重要信息。该方法被用于开发抗辐射晶体的批量生产技术和开发晶体认证方法
2005-04-18 physics.ins-det
Level-1 Regional Calorimeter Trigger System for CMS
紧凑型μ子螺线管（CMS）量热计区域触发系统设计用于检测孤立和非孤立电子/光子、喷流、？轻子，和失踪和总横向能量使用一个无死时间流水线架构。该系统包含18个定制电子箱。已经建立了预生产原型背板、电路板、链路和专用集成电路（ASIC），并对其性能进行了表征。
2003-05-16 hep-ex physics.ins-det
Neutron Irradiation and Electrical Characterisation of the First 8" Silicon Pad Sensor Prototypes for the CMS Calorimeter Endcap Upgrade
本研究针对CMS高粒度量能器升级需求，开展了8英寸硅pad传感器的中子辐照与电学表征，完成了研发关键里程碑并给出了传感器电学特性结果。
2022-09-21 physics.ins-det
Timing Performance of the CMS High Granularity Calorimeter Prototype
本研究针对CMS HGCAL原型开展定时性能评估，经多步校准后利用20-300GeV正电子束测试，得到单通道60ps、高能全簇射优于20ps的定时分辨率，为其在HL-LHC的应用提供支撑。
2023-12-22 physics.ins-det
Performance of the front-end electronics of the CMS electromagnetic calorimeter barrel for the High-Luminosity LHC
研究了CMS电磁量能器升级后的前端读出电子学性能，通过束流测试验证了其在高亮度LHC阶段的性能指标。
2025-11-21 physics.ins-det
Dose rate effects in the radiation damage of the plastic scintillators of the CMS Hadron Endcap Calorimeter
我们目前的测量减少塑料辐射器在CMS检测器中照射的光输出在8 TeV运行的大型强子对撞机，并表明，它们表明一个强大的剂量率效应。对于给定剂量，剂量率越低，损伤越大。结果同意与以前的测量剂量率的影响，但更强，由于探测的剂量率非常低。我们表明，剂量率的缩放与扩散效应的预期是一致的。
2016-09-16 hep-ex physics.ins-det
Construction and beam-tests of silicon-tungsten prototype modules for the CMS High Granularity Calorimeter for HL-LHC
作为其HL-LHC升级计划的一部分，CMS正在开发一种高粒度量热计（HGCAL），以取代现有的端盖量热计。HGCAL将被实现为一个采样量热计，包括一个电磁隔室，该电磁隔室包括28层硅垫探测器，垫面积为0.5 - 1.0平方厘米，其间散布着吸收剂。原型模块，基于6英寸的六边形硅垫传感器与128个通道，已建成，并包括许多所需的功能，这一具有挑战性的探测器。2016年，FNAL和CERN使用Skiroc 2前端芯片（为ILC的CALICE实验设计）对这些模块制成的采样配置进行了光束测试。2017年，该装置被扩展为CALICE AHCAL原型，这是一种基于scinitillator的采样量热计，并在CERN的专用光束测试中进行了进一步测试。在那里，新的Skiroc 2-CMS前端ASIC首次被使用。我们重点介绍了2016年研究的最终结果，包括位置分辨率和精确定时测量。此外，还讨论了2017年的扩展设置，并显示了电子和π介子束流测试的第一个结果。
2017-12-20 hep-ex physics.ins-det
Geant4 validation with CMS calorimeters test-beam data
CMS实验使用Geant 4对探测器设置进行蒙特卡罗模拟。验证描述强子簇射的物理过程是一个主要关注的问题，鉴于得到一个适当的描述喷流和丢失的能量的信号和背景事件。这是通过使用CMS量热计的原型或实际检测器模块对测试光束进行广泛研究来完成的。这些数据与Geant 4预测相匹配。调谐的Geant 4模型进行和步骤中使用的再生检测器信号定义的能量响应，能量分辨率，横向和纵向簇射轮廓的各种强子束在一个广泛的能谱2至300 GeV/C之间的测量。
2008-08-01 hep-ex physics.ins-det
Status and Plans for the CMS High Granularity Calorimeter Upgrade Project
CMS合作正在准备为HL-LHC时代建造替换端盖量热计。顾名思义，新型高粒度量热计（HGCAL）是一种高粒度采样量热计，具有约600万个硅传感器通道（约1000个通道）。1.1cm 2或0.5cm 2单元）和用片上硅光电倍增器读出的闪烁体片的约25万个通道。量热计被设计用于在HL-LHC的恶劣辐射环境中工作，其中每个束团交叉的平均相互作用次数预计超过140。除了测量能量和能量沉积物的位置外，电子设备还被设计用于测量它们到达的时间，精度约为50 ps。本文总结了HGCAL背后的推理和想法，描述了该项目的现状，并强调了未来的一些挑战。
2021-11-24 hep-ex physics.app-ph physics.ins-det
Reconstruction of signal amplitudes in the CMS electromagnetic calorimeter in the presence of overlapping proton-proton interactions
本文描述了一种用于重建CMS电磁量能器中钨酸铅晶体产生的信号幅度的模板拟合技术。这种新颖的方法被设计为抑制增加的时间堆积贡献的信号以下的加速器聚束间距从50到25 ns的开始运行2的LHC。该算法的执行速度足够快，可以在CMS高级触发器中使用。它也用于离线事件重建。从模拟和运行2碰撞数据（2015-2018）获得的结果表明，在从几个GeV到几十个GeV的能量范围内，量热计的能量分辨率有了实质性的提高。
2020-10-02 hep-ex physics.ins-det
Calibration of the CMS hadron calorimeters using proton-proton collision data at $\sqrt{s} =$ 13 TeV
本文介绍了在LHC上对CMS探测器的强子量热计系统进行刻度的方法。CMS实验的强子量能器是黄铜和闪烁体的采样量能器，并且是一个中心探测器和两个端盖的形式。这些量热计覆盖伪尖端$|η| <$ 3并位于螺线管磁体内部。位于电磁线圈外部的外部量热计覆盖$|η| <$ 1.26，钢和石英纤维切伦科夫前向量热计将覆盖范围扩展到$|η| <$ 5.19。量热计的初始校准是基于测试光束的结果，并通过使用放射源和激光来增强。使用在$\sqrt{s} =$ 7、8和13 TeV收集的质子-质子碰撞数据，以及在LHC射束不存在期间收集的宇宙射线μ子数据，大大改善了校准。目前的校准是使用2016年期间收集的早期13 TeV数据进行的，对应于35.9 fb $^{-1}$的积分亮度。通道的相互校准利用了能量沉积在方位角上的近似均匀性。中心量能器和端盖量能器的绝对能量标度是用孤立带电强子设定的。使用Z $\to$ ee数据设置前向量热计电磁部分的能量标度。外部量热计的能量标度已确定与测试束数据，并通过高横向动量射流的数据确认。在本文中，我们提出的校准方法和精度的细节。
2020-05-06 hep-ex physics.ins-det
Performance of the local reconstruction algorithms for the CMS hadron calorimeter with Run 2 data
本文介绍了在LHC Run 2期间CMS强子量能器为应对25 ns束团交叉间隔导致的信号重叠问题而开发的多种局部能量重建算法，并比较了其性能。
2023-11-23 hep-ex physics.ins-det
Application of sequence learning for predicting radiation damage of the CMS electromagnetic calorimeter
Facultad de Ciencias, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学理学院）；Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学核科学研究所）
本文应用序列到序列深度学习模型预测CMS电磁量能器钨酸铅晶体的辐射损伤，基于LHC开放数据验证了该方法的有效性。
2026-10-06 cs.LG hep-ex physics.ins-det
Performance of the CMS Zero Degree Calorimeters in pPb collisions at the LHC
CMS实验的两个零度量热计（ZDC）位于距离碰撞点1.5米的$\pm 140~$处，并检测$|η| > 8.3$伪快度区域中的中性粒子。本文介绍了ZDC在2016年pPb运行中的性能研究。探测器的响应超相对论中子进行了研究，使用深入的蒙特卡罗模拟。提出了一种基于模板拟合的信号提取方法，以及一个专用的校准程序。本文讨论了一种用于重叠碰撞事件校正的反褶积技术。
2021-06-02 hep-ex physics.ins-det
Calculation of Forces to the High Granularity Calorimeter Stainless Steel Absorbers Misaligned inside the CMS Superconducting Coil
本文针对CMS超导线圈内新高粒度量能器（HGCal）端盖不锈钢吸收板因正交和角度未对中所受电磁力，采用三维计算机模型进行计算，为高亮度LHC环境下的安装对中提供依据。
2024-01-08 hep-ex physics.ins-det
The Silicon Sensors for the High Granularity Calorimeter of CMS
高亮度大型强子对撞机（HL-LHC）的安装在事件率、积分亮度和辐射暴露方面对紧凑型μ子螺线管（CMS）等实验提出了前所未有的挑战。为了应对这一新环境，CMS第二阶段升级期间将安装新的探测器，包括用“高粒度量热仪”（HGCAL）替换量热仪端盖，其中包含硅传感器和反射器作为有源元件。硅传感器将采用8”晶圆工艺生产，这对于高能物理来说是全新的，因此需要进行广泛的质量验证。第一批原型传感器在CMS合作研究所进行了电气测试。测试揭示了薄背面保护层的机械稳定性的主要问题，这在通过不同背面处理方法生产的早期6”原型中没有看到。根据这些结果，HGCAL小组引入了“正面偏置”的概念，允许在不暴露其背面的情况下测试传感器，验证了适用性，并调整了原型设计，以在批量生产中应用这种方法。
2020-06-29 hep-ex physics.ins-det
Machine Learning for Event Reconstruction in the CMS Phase-2 High Granularity Calorimeter Endcap
CMS Phase-2 高分辨率 calorimeter 端帽采用机器学习技术改进事件重建，以利用高空间分辨率和精确时间信息。
2025-12-08 hep-ex physics.ins-det
The CMS High-Granularity Calorimeter for Operation at the High-Luminosity LHC
高亮度LHC（HL-LHC）将集成比LHC高10倍的亮度，对探测器的辐射耐受性和事件堆积提出了重大挑战，特别是对于前向量热法，并标志着未来对撞机的问题。作为其HL-LHC升级计划的一部分，CMS合作正在设计一种高粒度量热计，以取代现有的端盖量热计。它具有前所未有的横向和纵向分割电磁（ECAL）和强子（HCAL）隔间。这将促进粒子流量热法，其中可以测量簇射的精细结构并用于增强堆积排斥和粒子识别，同时仍然实现良好的能量分辨率。ECAL和大部分HCAL将基于0.5至1 cm $^2$单元尺寸的六边形硅传感器，其余HCAL基于具有SiPM读出的高度分段的放大器。硅传感器固有的高精度计时能力将为事件重建增加额外的维度，特别是在堆积拒绝方面。HGCAL项目的概述，包括动机，工程设计，读出和触发的概念，和预期的性能。
2018-02-16 hep-ex physics.ins-det
Functional Verification for Endcap Concentrator ASICs in the High-Granularity Calorimeter Upgrade of CMS
CERN（欧洲核子研究中心）；University of Split（斯普利特大学）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；Baylor University（贝勒大学）
本文基于UVM方法学对CMS高粒度calorimeter升级中端cap集中器ASICs进行功能验证，重点在于利用现有组件管理验证环境复杂性。
2026-01-23 hep-ex physics.ins-det
Energy calibration and resolution of the CMS electromagnetic calorimeter in pp collisions at sqrt(s) = 7 TeV
利用2010年和2011年LHC运行的质子-质子碰撞数据，在质量中心能量为7 TeV，积分亮度约为5毫微微电子能垒的条件下，对CMS探测器的电磁量热计（ECAL）进行了能量标定和分辨率测定。探测器操作的关键方面，如环境稳定性，对齐，和同步，提出。详细讨论了现场校准程序，包括在CMS探测器内部具有挑战性的辐射环境中维持校准。在ECAL桶的中心区域，Z玻色子衰变产生的电子的能量分辨率优于2%（对于赝快度abs（eta）<0.8），在其他地方为2-5%。125 GeV希格斯玻色子玻色子衰变产生的光子的能量分辨率在整个桶中从1.1%到2.6%变化，在端盖中从2.2%到5%变化。绝对能量的校准是从Z到e+e-衰变确定的，在桶中的精度为0.4%，在端盖中的精度为0.8%。
2013-10-04 hep-ex physics.ins-det
CMS-HF Calorimeter Upgrade for Run II
CMS-HF量热仪在过去几年中一直在进行重大升级，以缓解运行I期间遇到的问题，特别是PMT和读出系统。在这张海报中，将解释安装在探测器中的旧光电倍增管引起的问题及其解决方案。最初，使用具有较厚窗口的常规PMT，导致较大的切伦科夫辐射。而不是来自探测器的通过光纤的光，通过PMT本身的杂散μ子在PMT窗口中产生切伦科夫辐射，导致错误的大信号。通常，大信号是量热计中非常高能量粒子的结果，并且被标记为重要的。因此，这些所谓的窗口事件会生成错误的触发器。选择具有较薄窗口的四阳极光电倍增管以减少这些窗口事件。额外的通道也有助于通过比较不同PMT通道的输出的算法来消除此类剩余事件。在LHC运行的EYETS 16/17期间，安装了对读出系统进行修改的最后组件，即双通道前端电子卡。HF量热仪的全面升级，包括运行II的准备工作，将在这张海报中讨论，对最终数据采集的可能影响。
2017-04-30 hep-ex physics.ins-det
Process Quality Control Strategy for the Phase-2 Upgrade of the CMS Outer Tracker and High Granularity Calorimeter
在2025年至2027年之间，CMS（紧凑型μ子螺线管）探测器的一些基本组件-最值得注意的是跟踪器和量热计端盖-将升级为HL-LHC（高亮度大型强子对撞机）条件。升级后的CMS外部跟踪器和新CMS高粒度量热仪（HGCAL）的部件将包括超过$50{,}000$的新硅传感器，覆盖总面积约为$800\,\text{m}^{2}$。传感器系列生产需要专门的策略来监控生产过程的质量和稳定性。该策略是基于一个测试结构集，提供了快速，方便地访问关键工艺参数。这些参数包括传感器上无法直接获取的参数（例如氧化物电荷浓度和界面陷阱密度）以及需要进行潜在破坏性测量的参数（例如介电强度）。在每个生产晶圆上至少实施两次该集合。它分为用于最相关工艺参数的初始评估的测试结构和用于深入分析的结构。所有结构都可以使用20针探针卡和自动定位平台进行接触。使用该系统，可以在大约30分钟内对一个晶片进行初步分析。在本文中，CMS协作提出了第2阶段升级的质量保证计划，重点是过程质量控制。我们介绍了传感器工艺细节、将在CMS外部跟踪器和HGCAL的生产运行中实施的测试结构集布局以及说明所含测试结构功能的测量结果。
2020-03-24 hep-ex physics.ins-det
Microscopic Characterisation of Photo Detectors from CMS Hadron Calorimeter
CMS强子量热计由交替的瓷砖和金属层制成，如黄铜或铁。最初的光电探测器是具有单个加速间隙的混合单元，称为混合光电二极管（HPD）。闪烁光通过光纤传输到HPD。在大型强子对撞机（LHC）的数据采集期间，由于与闪烁体暴露于的辐射量相关的损坏，探测器单元的闪烁体瓦片的信号强度在前向区域中显著降低。闪烁体在暴露于辐射时会受到损害，然而，观察到的损害程度超过了最初的估计。在探测器关闭期间，移除了几个HPD。对这些HPD中的一些进行了相对量子效率的显微镜扫描。光电阴极的损坏被确定为随光纤传输到HPD的光信号的量而变化。观察到在同一像素内具有不同损坏的光阴极上的每根光纤（1mm）的印记。大多数观察到的热量计信号的减少可以归因于光电阴极的局部损坏。
2018-06-26 hep-ex physics.ins-det
Anomaly Detection Based on Machine Learning for the CMS Electromagnetic Calorimeter Online Data Quality Monitoring
为CMS电磁量能器在线数据质量监测开发了基于autoencoder的半监督实时异常检测系统，利用异常时空特性最大化检测性能，经2018和2022年LHC数据验证，并在Run 3部署中发现了现有系统遗漏的问题。
2024-07-25 hep-ex physics.data-an physics.ins-det
Autoencoder-based Anomaly Detection System for Online Data Quality Monitoring of the CMS Electromagnetic Calorimeter
European Organization for Nuclear Research (CERN)（欧洲核子研究组织）
本文提出一种基于自编码器的半监督异常检测系统，用于CMS电磁量能器在线数据质量监测，通过利用异常的时间演化与空间变化提高检测性能，并在LHC Run 3中验证了其有效性。
2024-06-26 cs.LG hep-ex physics.data-an
SNOWMASS WHITE PAPER - SLHC Endcap 1.4<y<4 Hadron Optical Calorimetry Upgrades in CMS with Applications to NLC/T-LEP, Intensity Frontier, and Beyond
在LHC和SLHC的CMS实验中，HE端盖量热计1.4 <y <4中的塑料闪烁体和/或读出WLS光纤中的辐射损伤将需要在2018年之后进行修复。我们描述了一种替代方案，使用现有的黄铜吸收剂在端盖量热计，取代塑料闪烁体瓷砖与氟化钡瓷砖，或石英瓷砖涂有薄（1 - 5微米）的抗辐射pTerphenyl（pTP）或快速荧光粉ZnO：Ga的薄膜。这些瓦片将被读出的直线，平行WLS光纤耦合到明确的塑料包层石英光纤的证明抗辐射容易更换阵列。我们描述了第二种替代方案，其具有在新型模拟粒子流切伦科夫补偿量热计中延伸至1.4 <y <4的新吸收体矩阵，使用石英瓦片和闪烁（塑料、BaF 2或pTP/ZnO：Ga薄膜涂覆的石英或液体闪烁体）瓦片的双重读出，还使用耦合至透明石英传输光纤的平行WLS光纤的易于更换的阵列用于读出。模拟粒子流闪烁器-切伦科夫补偿量热计在NLC/T-LEP探测器和强度前沿探测器中有应用。
2013-08-23 physics.ins-det
Measurements with silicon photomultipliers of dose-rate effects in the radiation damage of plastic scintillator tiles in the CMS hadron endcap calorimeter
测量了CMS探测器强子端盖（HE）量热计中使用的塑料闪烁体瓦由于辐射损伤而导致的信号输出的减少。瓷砖暴露在质子-质子（pp）碰撞产生的粒子在欧洲核子研究中心大型强子对撞机与质心能量为13 TeV，对应于50 fb $^{-1}$交付的光度。的测量是基于读出通道的HE仪器与硅光电倍增器，并来自使用数据从几个来源：激光校准系统，一个可移动的放射性源，以及强子和μ子产生的PP碰撞。结果从几个辐照运动使用$^{60}$钴源进行了讨论。损伤呈现为剂量率的函数。在这些测量的范围内，对于固定剂量，损伤随剂量率的降低而增加。
2020-06-11 hep-ex physics.ins-det
Precision Calorimetry at HL-LHC: Upgrade of the CMS Electromagnetic Calorimeter
CMS探测器的电磁热量计（ECAL）在实验的物理程序中发挥了重要作用，在整个数据采集过程中提供了出色的性能。高亮度LHC将带来新的挑战。每束交叉的相互作用数量增加四到五倍将需要更高的时间分辨率和噪声抑制能力。由于这些原因，电子读数已完全重新设计。一个双增益跨阻抗放大器和一个ASIC提供两个160 MHz的ADC通道，增益选择和数据压缩将用于新的读出电子。触发决策将被移出检测器，并将由功能强大且灵活的FPGA处理器执行，从而允许应用更复杂的触发算法。升级后的ECAL将能够在整个HL-LHC中进行高精度的能量测量，并将大大提高10 GeV以上光子和电子的时间分辨率。
2021-06-08 hep-ex physics.ins-det
Experimental and simulation study of irradiated silicon pad detectors for the CMS High Granularity Calorimeter
预计LHC将升级到高亮度阶段（HL-LHC），这将最大限度地发挥该设施的物理潜力。此次升级预计将使瞬时光度提高5倍，并在运行10年后提供3000 fb-1的积分亮度。由于辐射和堆积的相应增加，CMS端盖中的电磁量热仪将维持1.5 MGy的最大积分剂量和1 e16 neq/cm 2以上的中子注量，因此需要更换它们以进行HL-LHC操作。CMS合作决定用高粒度量热计（HGCAL）取代现有的端盖电磁和强子量热计，这将提供有关HL-LHC非常高堆积中电磁和强子簇射的前所未有的信息。为了在HGCAL中使用Si探测器并应对强辐射环境带来的挑战，已经启动了一项广泛的研发计划，包括生产各种类型，尺寸和厚度的原型传感器，在辐照之前和之后对其进行鉴定以达到预期水平，以及伴随的模拟研究。这里提出的正在进行的调查包括测量电流-电压和电容-电压特性，以及预测的电荷收集效率的传感器照射到预期的水平HGCAL在HL-LHC。的研究和中子辐照的Si探测器的性能的第一个结果，以及它们的比较与数值模拟的状态，被提出。
2017-11-14 hep-ex physics.ins-det
GNN-based end-to-end reconstruction in the CMS Phase 2 High-Granularity Calorimeter
我们提出了目前阶段的研究进展，朝着一个通过，完全基于机器学习（ML）的成像量热计重建。所使用的模型基于图神经网络（GNNs），并直接分析每个HGCAL端帽中的命中。ML算法被训练为通过用相同的簇索引标记命中来预测源自相同入射粒子的命中的簇。我们施加简单的标准，以评估是否作为一个集群的预测相关联的命中匹配的命中从任何特定的个人入射粒子。通过模拟两个HGCAL端盖中的两个tau轻子来研究该算法，其中每个tau可以根据其测量的标准模型分支概率来衰变。模拟包括tau衰变产物的材料相互作用，其可能产生入射到量热计上的额外粒子。使用这种不同的多粒子环境，我们可以研究这种重建技术的应用，并开始表征能量遏制和性能。
2022-03-02 hep-ex physics.ins-det
Determination of Jet Energy Calibration and Transverse Momentum Resolution in CMS
测量的射流能量校准和横向动量分辨率CMS的，在质子-质子碰撞中收集的数据样本进行的质心能量为7 TeV，对应于一个积分亮度的36个倒数picobarns。双射流和伽马/Z+喷流事件中的横向动量平衡用于测量CMS探测器中的喷流能量响应以及横向动量分辨率。结果提出了三种不同的方法来重建射流：基于量热计的方法，“喷气加跟踪”的方法，它提高了测量量热计射流利用相关的轨道，和“粒子流”的方法，它试图单独重建每个粒子的事件中，之前的射流聚类，根据所有相关的子探测器的信息。
2011-07-21 physics.ins-det
Charge Collection and Electrical Characterization of Neutron Irradiated Silicon Pad Detectors for the CMS High Granularity Calorimeter
计划于2027年为高亮度LHC（HL-LHC）更换紧凑型μ子螺线管（CMS）探测器中现有的端盖量热计，将是一个高粒度量热计。它将提供详细的位置，能量和时间信息的电磁和强子簇射在巨大的堆积的HL-LHC。高粒度量热计（HGCAL）将使用120-、200-和300- $μ\textrm{m}$厚的硅（Si）垫传感器作为主要活性材料，并将维持高达约$10^{16}~\textrm{n}_\textrm{eq}\textrm{cm}^{-2}$的1-MeV中子当量注量。为了解决由强辐射环境引起的Si探测器的性能退化，在两个反应器中对来自8英寸和6英寸晶片的测试二极管样品进行辐照活动。辐照后的电气和电荷收集特性的表征涉及两个散装极性的三个传感器厚度。由于硅传感器将在-30 $^\circ$ C下操作以减少随着注量增加的体漏电流，因此用红外TCT装置在-30 $^\circ$ C下进行30个辐照样品的电荷收集研究。TCAD模拟结果在较低的注量与实验结果是密切一致的，并提供预测的传感器性能的较低的注量区域的实验研究未覆盖。所有研究的传感器显示60 $\%$或更高的电荷收集效率在其各自的最高寿命能量密度时，在800 V下操作，并显示以上90 $\%$在最低能量密度，在600 V。收集的电荷接近的$10^{16}~\textrm{n}_\textrm{eq}\textrm{cm}^{-2}$的能量密…
2020-08-04 physics.ins-det
Run 2 Upgrades to the CMS Level-1 Calorimeter Trigger
CMS Level-1热量计触发器正在分两个阶段升级，以保持LHC在第二次运行中增加堆积和瞬时亮度时的性能。在第一阶段中，使用改进的算法，包括逐事件堆积校正。重离子运行的新算法也已经开发出来。在第二阶段，更高的粒度输入和时间复用方法允许改进的位置和能量分辨率。升级的两个阶段的数据处理都是使用基于Xilinx Virtex-7的AMC卡进行的。
2015-11-18 hep-ex physics.ins-det
Electron Energy Regression in the CMS High-Granularity Calorimeter Prototype
University of Minnesota（明尼苏达大学）；IISER-Pune（印度科学教育与研究学院浦那分校）
本文发布了一个用于CERN新型高粒度量能器的模拟数据集，并利用机器学习方法基于三维击中能量重建入射电子能量，旨在鼓励开发高效准确的电子图像重建技术。
2023-09-12 cs.LG hep-ex physics.ins-det
Optimizing the Performance of a High-Granularity Silicon-Pad EM Calorimeter
硅基细粒度量热计是未来国际直线对撞机ILC、未来环形对撞机CEPC的潜在技术，也是大型强子对撞机升级CMS实验的首选技术。有源硅传感垫用作MIP计数器，热量计的标准校准使用基于平均能量损失$dEdx$的权重。在这项工作中，dEdx校准方法在能量线性，规模和分辨率方面的局限性进行了探讨。在与CMS计划的被动层厚度不同的量热计的情况下，$dEdx$方法导致分辨率函数中的显著常数项和能量响应的非线性。出于这些原因，一种方法的基础上的热量计采样分数，利用每事件测量的淋浴深度，并显示提供优越的绝对能量尺度，线性度和分辨率。量热设计，其中淋浴器的背面采样较少，提供降低成本而不损失性能。因此，这里提出的适当校准对于获得最具成本效益和性能效益的硅取样量热计设计至关重要。
2017-06-21 physics.ins-det
Silicon Photomultipliers in the CMS Upgrade
University of Notre Dame（圣母大学）；Institute of Nuclear Research（核物理研究所）
本文讨论硅光电倍增管在CMS探测器升级中的广泛应用，包括Phase I和Phase II阶段的实施，以及针对不同子探测器面临的挑战和解决方案。
2026-06-15 physics.ins-det
Leakage current of high-fluence neutron-irradiated 8" silicon sensors for the CMS Endcap Calorimeter Upgrade
研究高通量中子辐照下8英寸硅传感器的漏电流特性，用于CMS端帽calorimeter升级。
2026-07-27 physics.ins-det
Optimizing the Performance of the CMS ECAL Trigger for Runs 2 and 3 of the CERN LHC
CMS电磁量热计（ECAL）是一种在CERN LHC上运行的高分辨率晶体量热计。它负责CMS中电子和光子的识别和精确重建，这对希格斯玻色子的发现和随后的表征至关重要。它还有助于重建τ轻子，喷流和量热计能量总和，这是许多CMS物理分析的重要组成部分。ECAL触发系统采用快速数字信号处理算法，精确测量LHC碰撞期间记录的ECAL能量沉积的能量和定时信息。这些触发原语以40 MHz的LHC碰撞率传输到1级触发系统。然后，这些能量沉积与来自其他CMS子探测器的信息相结合，以确定事件是否应该触发从CMS到永久存储器的数据读出。本报告将总结LHC运行2（2015-2018）期间实现的ECAL触发器性能。它将描述用于在LHC操作期间提供ECAL触发基元的频繁校准的方法。这些都需要考虑晶体和光电探测器响应中的辐射诱导变化，并最大限度地减少桶区（$η<$ 1.48）中使用的光电探测器中直接信号的寄生触发。这两种效应相对于LHC运行1（2009-2012）都有所增加，因为运行2中经历了更高的亮度。CMS ECAL触发原语的能量和时间重建的进一步改进正在为LHC运行3（2021-23）进行探索。这些改进的算法的主要特点将被描述和潜在的性能增益的初步估计。
2019-10-14 physics.ins-det
Performance of the CMS electromagnetic calorimeter in pp collisions at $\sqrt{s}$ = 13 TeV
本文报告了CMS电磁量能器在LHC Run 2期间13 TeV质子-质子对撞中的运行性能，通过改进校准与能量测量方法，在更严苛的高亮度条件下实现了与Run 1相当的能量分辨率。
2024-09-05 hep-ex physics.ins-det
Influence of the high granularity calorimeter stainless steel absorbers onto the Compact Muon Solenoid inner magnetic field
紧凑型μ子螺线管（CMS）探测器是欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）的通用实验装置，用于研究在质量能量为13 TeV的质子-质子碰撞中产生新粒子。第三轮数据采集于2022年4月开始，将持续到2025年底。然后，在一个长的关闭时间，现有的CMS强子端盖量热计将被替换为一个新的高粒度量热计（HGCal）设计的更高的LHC光度。HGCal包含不锈钢吸收板，其相对磁导率限制为1.05，这是根据作用在这种微磁性材料上的电磁力估计得出的。为了排除带电粒子跟踪系统的区域中的内部磁通量密度的可能扰动的意外情况，在不锈钢的磁导率的该极限值下研究该附加材料对内部跟踪器体积内的磁场的质量的影响。CMS磁体的三维模型用于此目的。首次将表征带电粒子动量分辨率的磁场双积分方法应用于CMS探测器，并在期刊上发表。用这种方法得到的结果进行了详细介绍和讨论。
2022-10-11 hep-ex physics.ins-det
Autoencoder-based Online Data Quality Monitoring for the CMS Electromagnetic Calorimeter
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）
针对CMS电磁量能器在线数据质量监测，提出基于自编码器的无监督异常检测系统，能高效检测未知异常，假发现率低至10^-2至10^-4，并在实际数据中验证了性能。
2023-08-31 cs.LG hep-ex physics.data-an
Calculation of Forces on the High Granularity Calorimeter Stainless Steel Absorber Plates in the Compact Muon Solenoid Magnetic Field
本文计算了CMS探测器新型高粒度端盖量能器（HGCal）不锈钢吸收板在3.8 T磁场中的轴向电磁力，为机械结构设计提供关键依据。
2024-01-05 hep-ex physics.ins-det
Versatile systems for characterization of large-area silicon pad sensors for highly-granular calorimetry
利用硅垫传感器作为主要活性材料的高粒度量热计正在为CMS端盖量热计升级而设计，并已被提议用于CLIC、ILC和FCC-ee的电磁量热计。预计此类实验中的硅传感器将覆盖非常大的O（$\mathrm{m^2}$）面积。它们通常由6或8英寸的晶片制成，由几百个较小的单元组成，每个单元的面积为O（0.1至1.1 $\mathrm{cm^2}$）。目前，CMS端盖热量计升级处于原型阶段，目的是选择最终的传感器设计。灵活的系统需要尽可能接近操作条件的快速传感器表征，用于测试不同的原型和批量生产期间的质量控制。ARRAY系统由一个具有512个输入通道的有源开关矩阵PCB和一个专用于每个传感器布局原型的无源探针卡组成。探针卡通过弹簧加载引脚与每个焊盘接触。ARRAY设计用于测量不同偏置电压下每个单元的漏电流和电容，使整个传感器区域保持偏置。Hexaboard探针卡遵循类似的原理：预计将在最终CMS检测器中使用的读出电子设备安装在PCB上，该PCB通过弹簧加载引脚与传感器接触。它用于使用辐照传感器进行噪声和电荷收集效率测量，而无需模块组装。我们提出了阵列和Hexaboard系统的设计以及在不同的CMS原型硅传感器上进行的测量。我们还比较了结果与替代多针设置。
2020-04-02 physics.ins-det
Precision electromagnetic calorimetry at the energy frontier: CMS ECAL at LHC Run 2
CMS电磁量热计（ECAL）是一种高分辨率、密封和均匀的量热计，由75，848个结晶钨酸铅晶体制成。继发现希格斯玻色子后，CMS ECAL处于精确测量和在大型强子对撞机数据中寻找新物理的最前沿，大型强子对撞机最近开始以前所未有的13 TeV能量产生碰撞。CMS ECAL的卓越精度及其计时性能是LHC Run 2发现新物理的宝贵工具。ECAL的卓越性能依赖于随时间推移保持的精确校准，即使在恶劣的辐照条件下。使用不同物理通道的一组相互校准过程以规则的间隔进行，以归一化通道之间的晶体光透明度和光电检测器响应的差异，其可以由于累积的辐射而改变。在这次演讲中，我们提出了新的重建算法和校准策略，旨在保持甚至提高CMS ECAL在运行2的新挑战条件下的优异性能。
2015-10-09 hep-ex physics.ins-det
