A hybrid deep learning approach to vertexing
在2021年过渡到运行3时，LHCb将经历一次重大的光度升级，每个事件的预期可见主顶点（PV）从1.1增加到5.6，并将采用纯软件触发。这推动了对用于跟踪和重建的替代高度并行和GPU友好算法的兴趣增加。我们将提出一个新的原型算法的顶点在LHCb升级条件。我们使用自定义内核将稀疏的3D命中和跟踪空间转换为密集的1D数据集，然后应用深度学习技术来查找PV位置。通过使用几个卷积神经网络层在我们的内核上训练网络，我们已经实现了超过90%的效率，每个事件不超过0.2个假阳性（FP）。除了其物理性能之外，该算法还为1D卷积网络的可视化和研究提供了丰富的可能性。我们将讨论设计，性能和未来潜在的改进和研究领域，例如恢复完整3D顶点信息的可能方法。
2019-06-19 hep-ex physics.ins-det
Commissioning of the ATLAS Inner Tracking Detector
在ICHEP08会议的这篇文章中，我们给出了ATLAS内部（跟踪）探测器的调试状态。
2008-10-20 physics.ins-det
Pixel Vertex Detectors
像素顶点探测器是在LHC上追踪靠近相互作用点的带电粒子的首选仪器。其中传感器和读出IC是分离的实体的混合像素检测器构成检测器技术中的现有技术。其中三个LHC探测器使用基于这种技术的顶点探测器。经过近10年的开发，像素探测器模块可以在LHC的整个寿命期间承受极端的速率和时序要求以及非常恶劣的辐射环境，并且不会严重影响性能。本讲座回顾了在大型强子对撞机跟踪和顶点像素探测器的物理和技术。
2006-11-07 physics.ins-det
Results from the commissioning of the ATLAS Pixel detector
ATLAS Pixel探测器是一种高分辨率、低噪声的硅基设备，旨在提供距离LHC束轴12 cm范围内的跟踪和顶点信息。它由大约8000万个像素通道组成，具有抗辐射前端电子设备，通过光纤连接到远离探测器的定制控制DAQ系统。在2007年6月成功安装探测器之后，2008年进行了密集的调试，与其他ATLAS子探测器一起记录了400，000多条宇宙射线轨迹。到年底，96%的探测器已经调整、校准，并以99.8%的跟踪命中效率和10 ^-10的噪声占用率获取数据。我们在这里提出的调试，校准和数据采集的结果，以及未来的性能与大型强子对撞机碰撞为基础的数据的前景。
2010-04-07 hep-ex physics.ins-det
Tracking Performance of the ATLAS Inner Detector and Observation of Known Hadrons
内部探测器是ATLAS探测器的中央跟踪装置。在这些诉讼中的内部检测器的跟踪性能的碰撞数据记录在$\sqrt{s}$ = 900 GeV和7 TeV。本文给出了在由$K_{\mathrm{s}}$和$Λ$介子级联衰变过程中类似于$Ξ$和$Ω$重子的共振态的鉴别，以及由$J / ψ$和$ψ$（2S）介子衰变为两个μ子的重建结果。此外，轨道重建的性能和数据驱动的方法估计的轨道重建效率用于带电粒子密度的测量进行了讨论。
2010-10-06 hep-ex physics.ins-det
The ATLAS Inner Detector operation, data quality and tracking performance
ATLAS内部探测器负责欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）ATLAS实验中的粒子跟踪，包括硅和气体探测器。硅基和气体基探测器的组合提供了高精度的带电粒子的碰撞参量和动量测量，具有高效率和小的假率。自2009年首次实现7 TeV的质子-质子碰撞以来，ID已被用于充分利用LHC的物理潜力。轨迹和顶点重建的性能，以及内部检测器的操作方面和数据质量在许多个月的数据采集。
2013-03-14 hep-ex physics.ins-det
Field integrals for the ATLAS tracking volume
与动量分辨率连接的磁场积分计算的ATLAS内跟踪体积的范围内的伪快度$|η| < 3$的情况下的“理想”和非均匀螺线管字段。在最新的情况下，磁场地图是从POISSON计算的帮助下，接口程序POISGT。跟踪体积受到6.8 m长度和1.06 m半径的限制。螺线管线圈的有效长度为6.3 m，内径为1.23 m，在线圈中心产生2 T的磁通量密度。
2018-08-02 hep-ex physics.ins-det
Alignment of the ATLAS Inner Detector Tracking System
欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）的ATLAS探测器在其核心（内部探测器，ID）配备了一个跟踪系统，由硅和气体吸管探测器组成。ID的物理性能要求精确对准;这是一项涉及复杂算法和强大计算能力的挑战。对准算法已在以下方面得到验证：组合测试束数据、宇宙射线运行和模拟物理事件。每天在模拟ATLAS数据采集操作的练习中测试对齐链。最终安装到ATLAS探测器后的ID调试产生了数千条重建的宇宙射线轨道，这些轨道已用于LHC启动前的ID初始对准。采用频率扫描干涉测量法的硬件系统将用于监测结构变形。鉴于这里概述的计划，ATLAS内部探测器为LHC碰撞做了坚实的准备。
2008-10-17 hep-ex physics.ins-det
Alignment of the ATLAS Inner Detector Tracking System
ATLAS探测器建在大型强子对撞机的一个相互作用点上，目前正在运行，并一直在收集来自宇宙射线的数据。本文介绍了ATLAS内部探测器跟踪器的轨道为基础的对齐，这是使用2008年收集的宇宙射线。对准算法的描述和性能的对准证明，通过显示所得到的命中残差和比较轨道的上，下段的轨道参数。讨论了对准对物理测量的影响。
2009-10-27 hep-ex physics.ins-det
First tracking performance results from the ATLAS Fast TracKer
大型强子对撞机的粒子物理学家通过将高能质子束碰撞在一起并观察碰撞的衰变产物来研究亚原子长度尺度下物质的性质。ATLAS是重建相互作用的两个通用探测器之一，作为广泛物理目标的一部分，测量希格斯玻色子的产生并寻找奇异的新现象，包括超对称性、时空的额外维度和暗物质。使用基于硬件和软件的触发器选择有趣的碰撞事件是一个主要挑战，随着未来数据中亮度的增加，这将变得更加困难。ATLAS Fast TracKer（FTK）是一种定制的电子系统，可对带电粒子进行基于硬件的快速跟踪，用于触发决策。2018年，使用质子-质子碰撞安装并调试了覆盖ATLAS探测器部分的两个FTK“Slices”，为运行3中的物理数据采集做准备。给出了FTK跟踪算法的寻轨和航迹拟合策略以及FTK切片的跟踪性能。讨论了在未来数据中应对变化的波束点和其他条件的策略。还提出了一种用于触发长寿命粒子的位移轨道的策略。
2019-11-18 hep-ex physics.ins-det
Expected Tracking Performance of the ATLAS Inner Tracker at the High-Luminosity LHC
为应对高亮度LHC每次束团交叉200次质子相互作用的挑战，ATLAS合作组将用全硅ITk替换现有内部探测器，适配软件实现高亮度下先进径迹重建，本文介绍其基于最新进展的预期性能。
2025-02-24 hep-ex physics.ins-det
Beam tests of an integrated prototype of the ATLAS Forward Proton detector
ATLAS正向质子（AFP）探测器旨在测量从ATLAS相互作用点以小角度散射的质子。为此，3D硅像素跟踪模块和Quartz-Cherenkov飞行时间（ToF）探测器的组合安装在ATLAS两侧距离交互点210米处。2014年11月和2015年9月，在CERN-SPS试验束设施进行了使用AFP原型探测器的束流测试，该原型探测器结合了跟踪和定时子探测器以及共同读出，以完成系统集成并研究探测器性能。成功实现了跟踪-定时一体化。在传感器倾斜14°时，观察到良好的跟踪器命中效率超过99.9%，如AFP所预见的。在短像素方向上，50 μm间距的空间分辨率为每个像素平面5.5 +/- 0.5 μm，对于14°的全四平面跟踪器为2.8 +/- 0.5 μm，大大超过AFP要求的10 μm。定时探测器也显示出良好的命中效率超过99%，并且对于具有两个串联石英棒（最终AFP尺寸的一半）的ToF原型探测器，发现35 +/- 6 ps的全系统时间分辨率没有专门的优化，满足初始低光度AFP运行的要求。
2016-11-02 physics.ins-det
Hardware-based Tracking at Trigger Level for ATLAS: The Fast TracKer (FTK) Project
物理碰撞在13 TeV预计在LHC与平均40-50质子碰撞每束交叉在标称条件下。触发级跟踪是在高堆积条件下控制速率同时保持相关物理过程的良好效率的重要工具。Fast TracKer是ATLAS探测器触发器升级的组成部分。对于通过1级触发器的每个事件（最大速率为100 kHz），FTK从硅探测器的所有通道接收数据，为高电平触发器提供跟踪信息，以确保选择对堆积具有鲁棒性。FTK执行基于硬件的轨道重建，使用基于使用定制芯片的关联存储器，设计用于以非常高的速度执行模式匹配。它在低分辨率（道路）下找到候选轨迹，这些轨迹是FPGA完成的全分辨率轨迹拟合的种子。将介绍FTK系统的概述，重点是模式匹配过程。此外，预期的性能和ATLAS触发系统内的FTK集成将进行讨论。
2015-12-17 hep-ex physics.ins-det
The ATLAS Pixel Detector
ATLAS像素检测器是ATLAS跟踪系统的最内层，将对ATLAS跟踪和顶点重建做出重要贡献。该探测器由相同的传感器芯片混合模块组成，在中心的三个桶中排列，在前方区域的两侧各有三个圆盘。像素探测器靠近相互作用点的位置要求具有出色的抗辐射性、机械和热鲁棒性、良好的长期稳定性，所有这些都需要低材料预算。探测器的布局，从最终的原型和生产状态的结果。
2004-01-14 physics.ins-det
Prototyping of petalets for the Phase-II Upgrade of the silicon strip tracking detector of the ATLAS Experiment
在大型强子对撞机（HL-LHC）的高光度时代，瞬时光度预计将达到前所未有的值，导致典型的聚束交叉中约200个质子-质子相互作用。为了应对由此带来的占用率、带宽和辐射损伤的增加，ATLAS内部探测器将被全硅系统内部跟踪器（ITk）所取代。ITk由一个硅像素和一个条带探测器组成，并利用了模块化的概念。已对各种条检测器组件进行了原型制作和测试。本文介绍的发展和结果与减少尺寸的结构相当于那些预见到将用于硅条探测器的前向区域。被称为花瓣，这些结构是围绕一个复合材料三明治与嵌入式冷却管和电气磁带路由的信号和电力。使用电子柔性板和硅条传感器构建的检测器模块被粘合在碳结构的前后侧表面上。详细介绍了几种瓣片的组装、测试和评价。显示了机械量和电学量的测量结果。此外，展望了改进的原型计划，大型结构。
2017-11-05 physics.ins-det
Performance of New High-Precision Muon Tracking Detectors for the ATLAS Experiment
正在进行和计划进行的ATLAS μ子探测器升级的目标是提高对精确μ子动量测量和触发的接受程度，并提高μ子室在高背景区域的速率能力，以适应LHC亮度的增加。小直径μ子漂移管（sMDT）室已开发用于这些目的。由于漂移管直径为当前ATLAS μ子漂移管（MDT）腔室的一半，漂移管直径为30 mm，其他操作参数不变，sMDT腔室具有MDT的所有优点，但具有大约一个数量级的更高速率能力，并且可以安装在MDT腔室不适合的检测器区域中。ATLAS探测器脚部区域的12个腔室的建造已经完成，以便在2016/17冬季关闭大型强子对撞机时安装。ATLAS μ子谱仪升级的目的是提高三点μ子轨道测量的可接受性，从而大大提高有关区域的μ子动量分辨率。
2017-01-31 hep-ex physics.ins-det
The Alignment of the ATLAS Silicon Tracker
跟踪探测器的对准对于LHC的物理计划至关重要，特别是对于像W质量这样的精确测量。ATLAS硅跟踪探测器与总共5832个模块的对准构成了前所未有的挑战。在这张海报中，将涵盖ATLAS的两种基于轨迹的对齐算法：基于chi^2最小化的全局chi^2算法，以及基于中心残差分布的鲁棒对齐算法。在分钟和小时的时间尺度上，硅跟踪探测器的几何形状可以用频率扫描干涉测量系统来监测。还将对该系统进行概述。
2008-08-01 hep-ex physics.ins-det
Construction and Tests of Modules for the ATLAS Pixel Detector
ATLAS像素检测器是ATLAS跟踪系统的最内层，将对ATLAS跟踪和顶点重建做出重要贡献。该探测器由相同的传感器芯片混合模块组成，在中心的三个桶中排列，在前方区域的两侧各有三个圆盘。像素探测器靠近相互作用点的位置要求具有出色的抗辐射性、机械和热鲁棒性、良好的长期稳定性，所有这些都与低材料预算相结合。这种像素模块的预生产阶段已经接近完成，产生了功能齐全的模块。这些模块的测试结果。
2003-09-01 physics.ins-det
Characterization and Performance of Silicon n-in-p Pixel Detectors for the ATLAS Upgrades
现有的ATLAS跟踪器将在粒子注量为10^15 neq/cm ^2（LHC）的情况下达到其功能极限。因此，对于像计划中的可插入B层（IBL）和增加LHC亮度（超级LHC）的情况下更小半径的升级，需要开发新的结构和材料，以应对由此产生的粒子注量。N-in-P硅器件是用于跟踪探测器以实现这些目标的有希望的候选者，因为它们是抗辐射的，成本有效的，并且在辐射后不反转类型。介绍了由CiS公司（德国Erdom）在300 μm厚浮区材料上进行的基于MPP/HLL设计的n-in-p像素生产的特点，并给出了传感器和单片机模块（SCM）的电学性能，包括噪声、电荷收集效率以及用MIP和241 Am源进行的测量。SCM内置传感器，连接到ATLAS读出芯片FE-I3的电流。的表征已进行与ATLAS像素读出系统，照射前和照射后的24 GeV/c质子。此外，初步测试束的跟踪效率和电荷收集，获得与SCM的结果进行了讨论。
2011-04-17 physics.ins-det
Performance of Michigan sMDT Prototype Chambers for the HL-LHC ATLAS Muon Detector Upgrade
为ATLAS实验的μ子谱仪开发了一种新的小直径湍流漂移管（sMDT）室，以处理CERN高亮度大型强子对撞机（HL-LHC）预期的更高碰撞率。本文介绍了在密歇根大学建造的两个原型sMDT室的跟踪分辨率和命中效率的测量。使用宇宙射线μ子的sMDT跟踪分辨率为103.7 $\pm8.1$ \textmu m测量的一个室和101.8 $\pm$ 7.8 \textmu m的其他相比，设计分辨率为106 \textmu m。进一步的跟踪分辨率提高到83.4 $\pm$ 7.8 \textmu m，获得了通过使用新的高增益读出电子，这将被添加到HL-LHC。发现两个腔室的平均跟踪效率为（98.5 $\pm$ 0.2）\%。详细介绍了用于确定探测器跟踪分辨率和效率的方法，包括重建sMDT数据和Geant 4模拟试验室。
2021-08-11 hep-ex physics.ins-det
Calibration and Performance of the ATLAS Muon Spectrometer
ATLAS μ子谱仪设计用于测量μ子动量，分辨率为4%@100 GeV/c，上升到10%@1 TeV/c轨道动量。该谱仪由嵌入在由三个大型空心超导环产生的2 T磁场中的精确跟踪和触发室组成。精密探测器提供50微米的跟踪分辨率，伪快速度为2.7。该系统还包括一个光学监测系统，测量检测器的位置与40微米的精度。本文报道了ATLAS μ子谱仪的标定和性能。
2011-09-30 hep-ex physics.ins-det
The ATLAS Inner Detector commissioning and calibration
ATLAS内部探测器是一个复合跟踪系统，由硅像素、硅条和吸管组成，置于2 T磁场中。它的安装于2008年8月完成，探测器参与了用单个大型强子对撞机光束和宇宙射线进行的数据采集。介绍了探测器的初始运行、硬件调试和现场标定。跟踪性能已经用760万次宇宙射线事件进行了测量，这些事件是使用跟踪触发器收集的，并用模块化模式识别和拟合软件进行了重建。固有命中效率和跟踪触发效率接近100%。进行了电子和空穴的洛伦兹角测量、比能量损失校准和跃迁辐射开启测量。不同的对准技术已被用来重建检测器的几何形状。初步准直后，高动量径迹的横向碰撞参量分辨率为22.1 ± 0.9 μm，相对动量分辨率σp/p =（4.83 ± 0.16）\times 10-4 GeV-1 \times pT。
2010-06-07 hep-ex physics.ins-det
Impact of Cold Noise on the tracking performance of ATLAS ITk short strip barrel modules using a charged particle beam
Santa Cruz Institute for Particle Physics, University of California Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校圣克鲁兹粒子物理研究所）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器中心）；Lunds universitet（隆德大学）；University of Birmingham（伯明翰大学）；Charles University（查理大学）；Rutherford Appleton Laboratory（卢瑟福阿普尔顿实验室）；University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）；TRIUMF（特里姆夫实验室）
本文研究了冷噪声对ATLAS ITk短条桶模块跟踪性能的影响，通过对比未辐照和辐照模块的跟踪性能评估，探讨其对跟踪精度的影响。
2026-01-08 hep-ex physics.ins-det
Development of a custom on-line ultrasonic vapour analyzer/flowmeter for the ATLAS inner detector, with application to gaseous tracking and Cherenkov detectors
精确的声速测量可以同时确定二元气体成分和流量。我们开发了一种带有定制电子设备的分析仪，目前用于ATLAS内部检测器，具有许多潜在的应用。该仪器对C3 F8/C2 F6混合物的混合精度约为0.3%，对N2/C3 F8混合物的分辨率< 10-4。中等和高流量版本的仪器已证明流量分辨率为+/- 2% F.S.。对于高达250 l.min-1的流量和+/-1. 9% F.S.线性流速高达15 ms-1;后者的流量接近为ATLAS硅跟踪器建造的热虹吸氟碳冷却剂再循环器的蒸汽回流中预期的流量。
2012-10-30 hep-ex physics.ins-det
Investigation of modified ATLAS pixel implantations after irradiation with neutrons
ATLAS实验跟踪探测器的最里面部分主要由平面n $^+$ -in-n硅像素传感器组成。在0期升级期间，可插入B层（IBL）安装在最靠近束流管的位置。其像素以具有矩形形状的n个$^+$注入的$250\,μ$ m $\,\times\,50\,μ$ m的间距布置。基于这种设计，多特蒙德开发了改进的像素设计。这些新像素设计中的六个被布置在十列的结构中，并且被放置在一个传感器上的具有标准设计的结构旁边。由于特殊的保护环设计，每个结构都可以单独供电和研究。这些传感器中的几个被凸块键合到FE-I4读出芯片。其中一个模块用反应堆中子辐照，通量高达$5 \times 10^{15} \, n_{\text{eq}}\text{cm}^{-2}$。这一贡献提出了重要的传感器特性，电荷收集确定与放射源和命中效率的测量，在实验室和测试束，这个辐照设备。结果表明，新的修改后的设计执行类似或更好的IBL标准设计的电荷收集和跟踪效率方面，在一个稍微增加的漏电流的成本。
2018-08-20 physics.ins-det
The Design, Construction, Operation and Performance of the Belle II Silicon Vertex Detector
Belle II的硅顶点探测器是一种基于双面硅条传感器的最先进的跟踪和顶点系统，由2012- 2018年期间的大型国际合作设计和制造。自2019年以来，它一直在运行，提供高质量的数据，具有少量的缺陷通道（<1%），高命中率（>99%），良好的信噪比（所有传感器配置和轨道都超过10）。再加上对对准的良好控制，这些都是实现良好跟踪重建和物理性能的必要因素。在这篇扩展的论文中，我们试图记录SVD挑战和成就的各个方面，为更广泛的社区提供信息，并帮助开发高质量的探测器系统，这是进行物理研究的基本工具。
2022-12-03 hep-ex physics.ins-det
Prototype ATLAS IBL Modules using the FE-I4A Front-End Readout Chip
ATLAS合作将升级其半导体像素跟踪探测器，在现有的像素探测器和大型强子对撞机的真空管之间安装一个新的可插入B层（IBL）。该位置的极端工作条件需要开发新的辐射硬像素传感器技术和新的前端读出芯片FE-I4。平面像素传感器和3D像素传感器已被研究，以装备这种新的像素层，并使用FE-I4 A原型模块已被制造和表征，使用120 GeV的π介子在欧洲核子研究中心SPS和4 GeV的正电子在DESY，模块照射前后。给出了束流测试结果，包括电荷收集效率、跟踪效率和电荷共享。
2012-09-10 hep-ex physics.ins-det
Numerical complexity of helix unraveling algorithm for charged particle tracking
本文基于ATLAS内部探测器的Monte Carlo模拟，评估了近期粒子探测算法主循环的迭代次数与数值复杂度，指出其不适用于在线触发，但在相空间特定子域的粒子触发中可能具有应用价值。
2024-02-11 physics.ins-det
A review of advances in pixel detectors for experiments with high rate and radiation
大型强子对撞机（LHC）实验ATLAS和CMS已经建立了混合像素探测器作为在高速率和辐射环境中进行粒子跟踪和顶点化的首选仪器，因为它们靠近LHC相互作用点。随着高亮度大型强子对撞机的升级，跟踪探测器将被完全取代，新一代的像素探测器正在设计中。他们必须解决数据吞吐量和辐射水平方面的巨大挑战，电离和非电离，这会损害像素探测器的传感和读出部分。微电子和微处理技术的进步现在使大规模检测器设计在测量精度（空间和时间），辐射硬传感器和读出芯片，杂交技术，轻质支撑和完全单片方法方面具有前所未有的性能，以应对这些挑战。本文回顾了世界范围内对这些发展的努力。
2018-03-24 hep-ex physics.ins-det
Tracking with A Common Tracking Software
在高能物理（HEP）实验中，带电粒子轨迹的重建是事件处理中最基本但计算量最大的部分之一。在未来的强子对撞机，如高亮度大型强子对撞机（HL-LHC），每次事件可以有多达一万个粒子。与当前跟踪环境相比，这将轨迹重建时间增加约5倍。高效、快速的跟踪软件是保持和提高跟踪性能的必要条件。这可以受益于快速跟踪算法和具有许多核心和加速器的现代计算架构。Acts（通用跟踪软件）项目将当前的ATLAS跟踪软件封装到一个为现代计算架构设计的实验独立软件中。它提供了一套高级磁道重建工具，不知道探测器和磁场配置的细节。特别强调的是线程安全的代码，以支持并发事件处理与上下文相关的检测器的条件，如检测器对齐或校准。ACTS的目标是成为一个研究和开发平台，用于研究创新的跟踪技术和利用现代硬件架构。
2020-07-02 physics.ins-det
The upgraded Pixel detector and the commissioning of the Inner Detector tracking of the ATLAS experiment for Run-2 at the Large Hadron Collider
大型强子对撞机（LHC）运行2将提供新的挑战，以跟踪和顶点重建更高的能量，更密集的射流和更高的速率。因此，ATLAS实验在HEP中构建了第一个4层像素检测器，安装了一个新的像素层，也称为可插入B层（IBL）。IBL是像素探测器的第四层，已于2014年5月安装在现有像素探测器和新的较小半径光束管之间的3.3厘米半径处。新的探测器是为应对高辐射和预期的占用而建造的，是3D传感器和CMOS 130 nm读出电子器件的首次大规模应用。此外，像素检测器还改进了新的服务区面板，以恢复在运行-1期间丢失的约3%的缺陷模块，以及新的光学读出系统，以更高的速度读出数据，同时在增加亮度的情况下运行时减少占用。作为探测器改进的补充，在LHC关闭的两年期间，对内部探测器轨道和顶点重建进行了许多改进。其中包括开发新技术以提高喷气机密集核心的性能，优化预期条件，以及软件活动，该活动导致处理每个记录事件所需的CPU时间减少三倍。
2016-08-28 hep-ex physics.ins-det
Tracking and Vertex detectors at FCC-ee
FCC-ee实验最里面部分的组合顶点和跟踪性能必须为轨道动量的测量提供出色的精度，以及至少超过LHC实验通常实现的五倍的碰撞参量分辨率。此外，精确测量需要稳定性和基准精度，这在对撞机实验中是前所未有的。对于最里面的顶点层，这些目标转化为约3 $μ$ m的目标命中分辨率以及每层辐射长度的约0.2%的材料预算。典型地，这种性能可以通过硅基跟踪以及小质量冷却技术的仔细选择以及能够提供具有足够低的系统误差的测量的稳定的小质量机械结构来提供，以匹配所期望的巨大的统计数据，特别是对于Z谐振周围的运行。在FCC-ee，磁场将被限制到大约2.T，以便包含Z极处的垂直发射度，并且需要达到相对大半径的跟踪体积。技术解决方案可以是基于硅或气体的跟踪，在这两种情况下，重点是优化材料预算，颗粒识别能力将是一个优势。根据总体设计，可以在跟踪器的外半径处添加额外的硅跟踪层，以提供有助于动量或可能的飞行时间测量的最终精确点。目前单片和混合硅技术的发展，以及先进的气体跟踪的发展提供了一个令人鼓舞的路线图向FCC-ee探测器。将讨论最新技术的现状和潜在的扩展。
2021-12-24 hep-ex physics.ins-det
Tracking Triggers for the HL-LHC
CMS和ATLAS触发系统中基于硬件的轨道重建将为高亮度LHC升级提供独特的能力。概述了强子对撞机上早期的径迹触发系统，特别是Tevatron CDF和D0实验。我们讨论了CMS和ATLAS实验的计划，以实现基于硬件的轨道重建的高亮度LHC。特别关注的是升级CMS实验的跟踪触发能力。我们讨论了这种新型手柄的挑战和机遇，并审查了其实施所考虑的替代方案，以及讨论了预期的性能。CMS和ATLAS计划的轨道触发系统有不同的目标，我们比较和对比这两种方法。
2020-10-23 hep-ex physics.ins-det
Silicon Pixel R&D for the CLIC Tracking Detector
物理目的是在拟议中的高能量$e^+e^-$对撞机CLIC构成具有挑战性的要求，对探测器系统的性能。顶点和跟踪探测器需要精确的命中时间标记，出色的空间分辨率和低质量。为了满足这些要求，全硅顶点和跟踪探测器系统的预见，一个广泛的研究与开发计划，各种新的硅探测器技术正在进行中。对于超低质量顶点探测器，探索了具有创新传感器概念和互连技术的不同混合技术。对于大规模跟踪探测器，研究开发的重点是单片HV-MAPS和HR-CMOS技术。本文概述了目前正在进行的活动，重点是单片技术的CLIC跟踪探测器。最近的结果从实验室和测试束测量活动的ATLASpix_简单和CLICTD传感器原型。
2020-05-20 physics.ins-det
Development of FTK architecture: a fast hardware track trigger for the ATLAS detector
快速跟踪器（FTK）是ATLAS触发系统的拟议升级，它将以完整的1级输出速率运行，并在2级处理开始时在整个探测器上提供高质量的重建轨迹。FTK通过利用关联存储器（AM）的大规模并行性来解决跟踪所固有的组合挑战，该关联存储器可以同时将内部检测器命中与数百万个预先计算的模式进行比较。通过使用预先计算的线性化拟合常数并利用现代商业FPGA中的快速DSP，进一步简化了匹配模式内的跟踪问题。总的来说，FTK能够计算事件中所有轨道的螺旋参数，并在大约一毫秒内应用高质量的切割。通过采用流水线架构，FTK能够以Level-1速率连续工作而没有死区时间。系统设计的定义和研究使用ATLAS全仿真。重建质量评估为零堆积的单个μ子事件，以及WH事件在LHC设计光度。FTK的结果进行了比较与离线算法的跟踪能力。
2009-10-06 hep-ex physics.ins-det
The ALFA Roman Pot Detectors of ATLAS
ATLAS Roman Pot系统的设计目的是在大型强子对撞机（LHC）上通过测量非常小角度的弹性质子散射来确定总的质子-质子截面以及光度。该系统由四个罗马壶站组成，位于LHC隧道中ATLAS相互作用点两侧约240 m处。每个站都配备了跟踪探测器，插入在垂直接近LHC光束的罗马盆中。跟踪探测器由多层螺旋纤维结构组成，由多阳极光电倍增器读出。
2016-11-24 hep-ex physics.ins-det
Performance of irradiated thin n-in-p planar pixel sensors for the ATLAS Inner Tracker upgrade
ATLAS合作将用新的全硅像素和条带系统取代其跟踪探测器。这将允许应对在LHC加速器复合体（HL-LHC）的亮度增加5倍后预期的更高辐射和占用水平。在新的跟踪检测器（ITk）中，具有增加的粒度的像素模块将实现以保持具有更高轨道密度的占用。此外，构成混合模块的传感器和读出芯片将采用相对于本像素检测器的更多抗辐射技术来生产。由于它们在抗辐射方面的出色性能，薄n-in-p传感器是有希望的候选者，可以用于新像素系统的一部分。将介绍最近生产和开发的新设计传感器。为了在互连到芯片之前测试传感器，已经实施了穿通偏置结构。它的设计已经过优化，以减少可能观察到的跟踪效率损失。辐照后，它们是由穿通偏置结构引起的。设计与ATLAS FE-I4芯片兼容的传感器，其像素尺寸为50 × 250 $\mathrmμ$ m $^{2}$，细分为30 × 30 $\mathrmμ$ m $^{2}$尺寸的较小像素植入物，以研究HL-LHC预见的50 × 50 $\mathrmμ$ m $^{2}$像素单元的性能。利用束流测试和瞬态电流技术获得了50 × 250和50 × 50 $\mathrmμ$ m $^{2}$像素单元在效率、电荷收集和电场特性方面的传感器性能的结果。
2017-09-25 hep-ex physics.ins-det
The Performance and Development of the Inner Detector Trigger Algorithms at ATLAS for LHC Run 2
升级到ATLAS触发器的LHC运行2，包括新重新实现的跟踪算法的设计和性能的描述。剖析基础设施，构造提供及时的反馈，从优化过程中描述，包括用于监控相对性能的改进，因为代码的发展方法。在LHC运行2中收集的第一批数据上的触发器的性能。
2015-11-03 hep-ex physics.ins-det
FASER Tracker Detector Commissioning, Installation, and Functionality
FASER（ForwArd Search Experiment）填补了其他径向排列的LHC实验的轴向盲点。它安装在距离ATLAS交互点480米处，沿着碰撞轴。FASER将寻找新的、长寿命的粒子，这些粒子可能隐藏在离开ATLAS的准直反应产物中。跟踪检测器是观测LLP信号的重要部件。FASER的跟踪站使用硅微带探测器来测量带电粒子的路径。这是FASER的最新论文之一“FASER实验的跟踪探测器”的摘要，该论文描述了跟踪探测器的功能、构造和测试。FASER目前安装在LHC中，准备进行数据收集。
2022-11-01 hep-ex physics.ins-det
The RPC-based proposal for the ATLAS forward muon trigger upgrade in view of super-LHC
目前的ATLAS前向μ子探测器的最里面的站需要升级为超级LHC。我们提出了一种替代方案，用一个三明治探测器组成的几层小半径的连续漂移管室（sMDT）的精确跟踪测量和两个站的多间隙电阻板室（mRPC）的触发目的。我们描述了升级后的探测器的布局和触发策略。为了满足超级LHC的要求，需要对ATLAS桶区使用的RPC进行一些修改。已经对所提出的mRPC定时分辨率、空间分辨率和速率能力进行了各种研究。
2012-10-25 hep-ex physics.ins-det
Description and performance of track and primary-vertex reconstruction with the CMS tracker
提供了一个描述的软件算法开发的CMS跟踪器，用于重建质子-质子相互作用中的带电粒子轨迹，并使用由此产生的轨道来估计的LHC发光区域和个人的初级相互作用顶点的位置。尽管在LHC非常恶劣的环境中，这些算法获得的性能被认为是优秀的。对于2011年典型堆积条件下的ttbar事件，对于横动量pt > 0.9 GeV的连续产生的带电粒子，在abs（eta）< 0.9的赝势下的平均径迹重建效率为94%，在0.9 < abs（eta）< 2.5的赝势下的平均径迹重建效率为85%。这种低效率主要是由强子在追踪器材料中进行核相互作用引起的。对于孤立的μ子，相应的效率基本上是100%。对于在abs（eta）< 1.4时发射的pt = 100 GeV的孤立μ子，pt的分辨率约为2.8%，横向和纵向碰撞参量的分辨率分别为10微米和30微米。在三个空间维度中的每一个中，对应于感兴趣的pp碰撞的重构主顶点所实现的位置分辨率为10-12微米。跟踪和顶点软件快速灵活，可轻松适应其他功能，例如触发器的快速跟踪，或考虑轫致辐射的电子专用跟踪。
2014-10-28 hep-ex physics.ins-det
The FE-I4 Telescope for particle tracking in testbeam experiments
基于ATLAS IBL硅像素模块的测试光束望远镜已经建成。它由六个平面硅传感器组成，间距为250 x 50 um^2，由ATLAS FE-I4芯片读取。在CERN SPS H8光束线（180 GeV π +）中，在被测器件的位置处实现了优于8 × 12 μ m^2的分辨率。该望远镜达到了6 kHz的触发频率与两个测量设备。它主要是为使用基于FE-I4的原型进行研究而设计的，但也已成功地与独立的DAQ系统一起运行。专门的触发方案确保这些外部设备和望远镜之间的数据同步。感兴趣区域触发器可以通过在第一和最后像素传感器平面上设置掩模来形成。设置基础设施提供集中控制和监控的高、低压电源、硅油冷却、温度和湿度传感器以及可移动载物台。
2016-06-20 hep-ex physics.ins-det
An updated hybrid deep learning algorithm for identifying and locating primary vertices
我们提出了一种改进的混合顶点算法，将深度学习与传统方法相结合。即使该算法是一个通用的方法来顶点查找，我们在这里集中在它的应用程序作为一个替代的主顶点（PV）的LHCb实验的发现工具。在2021年过渡到运行3时，LHCb将经历一次重大的光度升级，从每个事件1.1到5.6个预期的可见PV，并且它将采用纯软件触发。我们使用自定义内核将稀疏的3D命中和跟踪空间转换为密集的1D数据集，然后应用深度学习技术，使用代理分布来找到PV位置，以编码训练数据中的真相。去年，我们报告说，使用几个卷积神经网络层在我们的内核上训练网络，效率超过90%，每个事件的假阳性（FP）不超过0.2。通过修改算法的几个元素，我们现在可以实现超过94%的效率，并显著降低FP率。我们的研究迄今为止已经使用玩具蒙特卡罗（MC），我们开始研究KDE从完整的LHCb运行3 MC数据，包括在顶点定位器，而不是原型跟踪的完整跟踪。
2020-07-02 hep-ex physics.ins-det
Enabling Technologies for Silicon Microstrip Tracking Detectors at the HL-LHC
虽然ATLAS和CMS实验的跟踪探测器在LHC数据采集的第一次运行中表现出了出色的性能，并且预计在LHC以设计光度运行期间将继续这样做，但当LHC在2024年左右升级为高光度LHC（HL-LHC）时，这两个实验将不得不交换它们的跟踪系统。新的跟踪系统需要在命中密度和辐射损伤都比今天高一个数量级的环境中运行。此外，新的跟踪器需要有助于第一级触发器，以保持感兴趣的进程的高数据采集效率。必须开发新的探测器技术来满足这些非常具有挑战性的目标。积极参与ATLAS和CMS跟踪系统升级的德国团体已经形成了一个合作项目“HL-LHC硅微带跟踪探测器的使能技术项目”（PETTL），该项目在2013年和2014年期间得到了亥姆霍兹联盟“太尺度物理学”的支持。该项目的目的是分享经验，并在这些升级的研发阶段就共同感兴趣的关键领域开展合作。该项目集中在五个领域，即经验交流、硅传感器的抗辐射性、低质量系统设计、自动化精密组装程序和辐照。本报告概述了主要成就。
2016-04-28 hep-ex physics.ins-det
A Portuguese radar tracking sensor for Space Debris monitoring
空间碎片的增加对空间资产和天基行动构成威胁，并导致共同努力制定应对这种增加的方案。作为葡萄牙国防部领导的葡萄牙空间监视和跟踪项目的一部分，葡萄牙通信研究所正在开发一种新的单基地雷达跟踪传感器rAdio TeLescope pAmpilhosa Serra（ATLAS），该传感器位于葡萄牙Pampilhosa da Serra空间观测站。该系统的工作频率为5.56千兆赫，旨在提供1000公里处截面大于10平方厘米的低地球轨道物体的信息。ErPoB拥有所有必要的设备，以连接到IT-Aveiro的研究和开发团队，并通过葡萄牙SST-PT网络和运营中心连接到欧洲联盟空间监视和跟踪（EU-SST）网络。ATLAS系统具有数字波形合成、采用氮化镓（GaN）技术的功率放大器、全数字信号处理和遵循开放系统（OS）理念并使用商用现货（COTS）技术的高度模块化架构。ATLAS建立了一个现代化的多功能平台，用于快速轻松的开发，研究和创新。整个系统（除了天线和功率放大器）进行了测试，在一个设置与一个主要的反射器的机会，在一个明确的范围。所获得的距离像表明，目标可以很容易地被检测到。这标志着在系统功能测试和更接近能够探测轨道物体的操作系统方面迈出了重要一步。
2022-01-07 astro-ph.IM cs.SY eess.SP
Construction and Test of New Precision Drift-Tube Chambers for the ATLAS Muon Spectrometer
ATLAS μ子探测器升级的目的是提高μ子触发和精确跟踪的接受度，并随着LHC亮度的增加提高探测器高背景区域中μ子室的速率能力。小直径μ子漂移管（sMDT）室已开发用于这些目的。由于漂移管直径为MDT腔室的一半且操作参数不变，sMDT腔室具有MDT的优点，但具有更高的速率能力，并且可以安装在MDT腔室不适合的检测器区域中。腔室组装方法已针对大规模生产进行了优化，从而最大限度地减少了施工时间和人员。传感线定位精度为5？已经在包括几百个漂移管的大尺寸腔室的系列生产中实现了微米。2016/17年冬季LHC关闭时安装的新sMDT腔室的建造以及与新RPC触发腔室结合以更换筒式μ子谱仪内层的sMDT腔室的设计正在进行中。
2016-03-29 hep-ex physics.ins-det
Studies of the performance of the ATLAS detector using cosmic-ray muons
来自大气中宇宙射线相互作用的μ子提供了一个高统计量的粒子源，可用于研究ATLAS探测器的性能和校准。宇宙射线μ子可以穿透洞穴并在所有探测器子系统中沉积能量。自2005年安装阶段开始以来，这些事件在探测器的调试中发挥了重要作用，对于了解第一批LHC光束到达之前的探测器性能尤为重要。2008年和2009年进行了全球宇宙射线运行，这些数据一直用于碰撞数据采集的早期阶段，作为校准、对准和探测器监测的工具。这些大型数据集也被用于探测器性能研究，包括依赖于不同子系统的综合性能的调查。本文介绍了与联合跟踪、轻子识别、喷流和丢失横向能量的重建有关的性能研究结果。结果进行比较的基础上的宇宙射线事件发生器和一个完整的模拟的探测器响应的预期。
2010-11-30 hep-ex physics.ins-det
Acts: A common tracking software
带电粒子轨迹重建是高能实验中最复杂、最消耗CPU的事件处理部分之一。在未来的强子对撞机，如高亮度大型强子对撞机（HL-LHC）或未来圆形对撞机（FCC），同时碰撞的数量显着增加将导致更具挑战性的跟踪环境。利用具有多个核和加速器的现代计算架构的并发算法对于维持和提高跟踪性能是必要的。基于LHC的跟踪经验，ATLAS项目试图将当前的ATLAS软件封装成一个为现代计算架构设计的实验独立和框架独立的软件。它提供了一套高级磁道重建工具，这些工具与检测技术和磁场配置的细节无关。该软件已经过全面的线程安全测试，以支持代码的并行执行，其数据结构针对向量运算进行了优化，以加快线性代数运算。
2019-10-23 hep-ex physics.ins-det
