The CMS Silicon Strip Tracker - Overview and Status
CMS实验的硅带跟踪器的有效硅面积超过200平方米,是目前正在为欧洲核子研究中心未来的大型强子对撞机建造的实验之一,将是迄今为止世界上最大的硅跟踪器。高效的大规模生产和严格的质量控制对于及时完成探测器至关重要,该探测器由15000多个硅条模块组成,具有最佳质量。在各种测试束实验中证明了子结构的优异性能之后,现在已经开始将有源探测器元件集成到机械支撑结构中以及对这些集成结构进行布线和测试。本文介绍了CMS型硅带跟踪器。概述了生产、质量控制和集成程序,并审查了检测器状态。总结了探测器在最近一次试验束实验中的性能。
2006-10-28 physics.ins-det
D0 Silicon Microstrip Tracker
D0 Run II硅微带跟踪器(SMT)有3平方米的硅面积。912个读出模块上的6192个SVXIIe芯片可读出792,576个通道。SMT在D0探测器的全伪快度覆盖范围内提供轨道和顶点重建能力。自2002年4月以来,整个检测器已成功运行。本报告涵盖了调试和运行的经验,最近的电子升级,提高了SMT的稳定性和辐射损伤的估计。
2005-11-20 physics.ins-det
Stand-alone Cosmic Muon Reconstruction Before Installation of the CMS Silicon Strip Tracker
2006年11月至2007年7月期间,CMS硅条跟踪器的子系统在跟踪器集成设施(TIF)集成并投入使用。作为试运行的一部分,在没有磁场的各种运行条件下记录了大量宇宙射线数据样本。由闪烁计数器探测到的宇宙射线被用来触发最后硅条探测器的15%的读出,记录了超过470万个事件。本文描述了宇宙轨道重建,并提出了从专门的分析轨道和命中重建的性能的结果。
2009-02-12 physics.ins-det
Alignment of the CMS Silicon Strip Tracker during stand-alone Commissioning
CMS跟踪器对准分析的结果,使用的数据从宇宙轨道,光学调查信息,和激光对准系统在跟踪器集成设施在欧洲核子研究中心。在2007年春季和夏季的几个月的运作中,大约有500万个宇宙轨道事件被部分活跃的CMS跟踪器收集。这使我们能够使用三种不同的统计方法进行有源硅模块与宇宙轨道的首次对准;验证测量和激光对准系统的性能;并测试Tracker结构在+15 C至-15 C的各种应力和温度下的稳定性。与模拟的比较表明,在跟踪器的桶部分实现的对准精度导致残留分布类似于在桶的外(内)部分中具有50(80)微米的随机失准所获得的那些。
2009-04-07 physics.ins-det
A Study of Muon Collider Background Rejection Criteria in Silicon Vertex and Tracker Detectors
本文介绍了硅顶点探测器和跟踪探测器对μ子对撞机束流背景的碰撞响应和减少碰撞技术的研究结果。使用MARS 15程序模拟了由750 GeV/c m+和m-束的衰变引起的背景,该程序包括探测器附近的束线元件的基础设施和屏蔽探测器免受该背景影响的10度喷嘴。ILCRoot框架和Geant 4程序用于模拟硅顶点和跟踪器探测器对屏蔽喷嘴后剩余的μ子衰变背景的命中响应。背景命中减少技术包括双层几何结构中的定时、能量沉积和命中位置相关。
2018-06-29 physics.ins-det
ATLAS silicon microstrip tracker: operation and performance
半导体跟踪器(SCT)是一种硅条探测器,是欧洲核子研究中心(CERN)大型强子对撞机(LHC)ATLAS实验内部探测器中的关键精密跟踪设备之一。自2007年以来,已完成的SCT已安装在ATLAS实验洞穴内,并自那时以来一直在运行。定期采集校准数据并进行分析,以确定系统的性能。本文回顾了SCT的现状,包括2010年和2011年数据采集期的结果。我们报告的检测器的操作,包括概述服务,连接和观察到的问题。主要强调的是SCT与LHC在碰撞模式下的性能和单个电子元件的性能。
2011-10-10 physics.ins-det
Alignment of the CMS Silicon Tracker -- and how to improve detectors in the future
CMS全硅跟踪器的复杂系统具有15\,148个硅条和1440个硅像素模块,需要复杂的对准程序。为了实现最佳的轨道参数分辨率,其模块的位置和方向需要以几微米的精度来确定。像素模块的对齐对于需要精确顶点重建的分析至关重要。对齐的几何结构是基于对CMS实验调试期间记录的数百万条重建轨道的分析,这些轨道都是用宇宙射线和第一次质子-质子碰撞记录的。已经实现了模块相对于颗粒轨迹的对准的统计精度小于10微米。几个数据驱动的研究(轨道拟合自洽性,轨道残差重叠模块区域,和轨道参数分辨率)的结果进行了验证,并与从一个详细的检测器模拟获得的预测相比。
2010-10-11 physics.ins-det
Internal alignment and position resolution of the silicon tracker of DAMPE determined with orbit data
暗物质Particle Explorer(DAMPE)是一个星载粒子探测器,旨在探测能量范围在几GeV至10 TeV之间的电子和伽马射线,以及10 GeV至100 TeV之间的宇宙射线质子和原子核成分。硅钨跟踪转换器是DAMPE的关键部件。它允许输入光子转换成电子-正电子对的方向被估计,并且宇宙射线粒子的轨迹和电荷(Z)被识别。它由768硅微带传感器组装在6个双层与6.6米$^2$的总有效面积。硅平面与三层钨板交错,导致跟踪器中材料的辐射长度约为一个。跟踪器的内部对准参数已在轨道上确定,质子和氦核不淋浴。我们描述了对准过程,并提出了位置分辨率和对准稳定性测量。
2018-03-22 physics.ins-det
Powering via Cooling Pipes: an Optimized Design for an SLHC Silicon Tracker
SLHC的硅跟踪器将遭受碰撞期间产生的粒子的高辐射损伤,这导致高泄漏电流。减少传感器中的这些电流需要有效冷却至-30 ℃。CO2的大蒸发热和低粘度允许具有细而长的冷却管的两相冷却系统,因为所需的小液体流量导致可忽略的温度下降。为了减少材料预算,提出了一种系统,其中大规模跟踪器需要ca。50千瓦的功率通过直径为1-2毫米的铝冷却管提供动力,冷却管长度为几米。这些长冷却管允许所有服务连接在跟踪体积之外,从而显著减少材料预算。整个系统设计成具有可忽略的热应力。一个CO2吹气系统已被设计和第一次测试显示的可行性,桶检测器与长梯子和小半径的磁盘,导致优化设计的材料预算和简单的建设。
2008-11-18 physics.ins-det
The CMS Silicon Strip Tracker: System Tests and Test Beam Results
LHC CMS实验的硅带跟踪器总面积为210平方米,约有15000个单硅模块,将是有史以来建造的最大的硅带探测器。虽然单个机械和电子部件的性能已经过广泛测试,但在大规模生产之前,还必须研究它们在更大的集成子结构中的相互作用,以确保整个系统的预期性能。这是系统测试的主要目的,在此期间,硬件组件尽可能最终集成到跟踪器子系统的子结构中。目前正在对跟踪器的所有子系统进行系统测试。此外,硅模块和电子元件已经在粒子束环境中进行了操作和研究。在这份报告中,CMS硅跟踪系统的测试和测试束实验在欧洲核子研究中心的结果。
2003-12-22 hep-ph physics.ins-det
Track Reconstruction and Alignment with the CMS Silicon Tracker
这份报告介绍了最近的结果轨道重建和对齐与硅跟踪器的CMS实验在LHC,获得了一个完整的检测器模拟。在概述了跟踪器的布局及其材料预算之后,讨论了用于跟踪重建的基线算法。示出了轨道重建的性能及其对未对准的依赖性。CMS跟踪器的对准的概念,使用激光对准系统以及三种不同的基于跟踪的对准算法,提出。
2006-10-01 physics.acc-ph physics.ins-det
Study of the Radiation Hardness of Irradiated AToM Front-End Chips of the BaBar Silicon Vertex Tracker
用60Co源的光子和0.9GeV电子辐照BaBar硅顶点跟踪器的AToM芯片,研究了其抗辐照强度。放大器噪声的增加和增益的降低被测量为所施加的容性负载和吸收剂量的函数。采用不同的束流强度,研究了不同剂量率对AToM辐射损伤的影响。芯片的数字功能已经测试了高达5.5兆拉德的60 Co光子和9兆拉德的0.9 GeV电子的剂量。此外,在用电子的测试中已经观察到被照射通道的基座移位,但在用光子的照射中不存在。这种效应定性地再现了自2002年以来在安装的BaBar Silicon Vertex Tracker的前端电子设备中观察到的行为。在对芯片布局进行了一些调查之后,这种特殊的行为可能与AToM的一个明确识别的组件中的辐射损伤有关。辐射测试的结果,并用于推断安装的探测器在未来几年的性能和寿命。
2004-11-22 physics.ins-det
The construction and commissioning of the CMS Silicon Strip Tracker
随着大型强子对撞机启动日期的临近,探测器已经准备好进行数据采集。在这里,将对施工阶段进行审查,并深入了解在此过程中遇到的各种困难。还将概述调试策略和迄今取得的成果。CMS跟踪器是有史以来最大的硅微带探测器。它由三个主要子系统组成,即内桶和外桶,外桶和端盖,长5.4米,直径2.4米。探测器总面积达到前所未有的200平方米,拥有超过15000个探测器模块。各种集成程序和实施的质量检查进行了简要审查。最后一个概述是在欧洲核子研究中心进行的检查程序,最后的地下安装的探测器。
2008-10-06 physics.ins-det
Diagnostics for ultrashort X-ray pulses using silicon trackers
激光等离子体产生的X射线光谱是非常重要的,它表征了等离子体中的电子动力学,是应用的基础。然而,现有的激光等离子体基X射线脉冲光谱诊断方法的精度和效率都不高,特别是在几百keV的范围内。本文提出并论证了一种基于电子径迹探测的激光等离子体产生的X射线脉冲光谱测量方法。激光等离子体产生的X射线在多像素硅跟踪器中散射。从探测器的响应中可以提取康普顿电子的能量和散射方向,从而可以重建X射线的光谱。模拟结果表明,对于12 $\rm μ$ m像素间距和500 $\rm μ$ m耗尽区厚度的绝缘体上硅像素探测器,该方法对200 ~ 550 keV X射线的能量分辨率约为20%.还显示了基于Timepix 3探测器的原理验证实验的结果。
2021-09-02 physics.ins-det
Alignment of the CMS Silicon Tracker during Commissioning with Cosmic Rays
CMS硅跟踪器由1440个硅像素和15148个硅条探测器模块组成,已使用超过300万个宇宙射线带电粒子进行了校准,并获得了光学测量的额外信息。在最敏感的坐标系中,相对于宇宙射线轨迹确定模块的位置,在筒中的精度为3-4微米RMS,在端盖中的精度为3-14微米RMS。结果已被验证的几种方法,包括激光对准系统,并从模拟获得的预测进行比较。相关的系统效应进行了研究。利用该对准方法获得的轨道参数分辨率接近设计性能。
2009-11-22 physics.acc-ph physics.ins-det
Studies of VCSEL Failures in the Optical Readout Systems of the ATLAS Silicon Trackers and Liquid Argon Calorimeters
ATLAS硅跟踪器和液氩量热计的读出系统利用垂直腔面发射激光二极管在开启和关闭检测器读出组件之间进行通信。这些VCSEL器件中的许多在其预期寿命之前就已经失效。我们总结了失败的历史,并提出了迄今为止所学到的失败机制和环境条件下的寿命的依赖。
2011-09-29 hep-ex physics.ins-det
Silicon photomultiplier arrays - a novel photon detector for a high resolution tracker produced at FBK-irst, Italy
在FBK-irst研制了一个硅光电倍增器(SiPM)阵列,它有32个通道,尺寸为8.0 x 1.1 mm^2。每个250 um宽的通道被细分为5 x 22个矩形排列的像素。这些传感器被开发用于读出模块化高分辨率的光纤跟踪器。关键属性,如击穿电压,增益和光子探测效率(PDE)被发现是均匀的SiPM阵列的所有32个通道。如果噪声特性和PDE得到改善,这可以使具有SiPM阵列读出的光纤跟踪器成为可用跟踪器技术的有希望的替代方案。
2009-03-23 hep-ex physics.ins-det
Design of the readout electronics for the DAMPE Silicon Tracker detector
硅跟踪器(STK)是DAMPE卫星上用于测量高能宇宙线入射方向的探测器。它由6个X-Y双层硅微带探测器组成,具有73,728个读出通道。在恶劣的空间环境下,如何读出通道数据和处理海量数据是一个巨大的挑战。采用1152个专用集成电路(ASIC)和384个模数转换器(ADC)读出探测器通道。192个跟踪器前端混合(TFH)模块和8个相同的跟踪器读出板(TRB)模块被设计用于控制和数字化前端信号。本文将详细介绍STK读出电路的设计及其性能。
2016-06-16 astro-ph.IM physics.ins-det
Validation of Kalman Filter alignment algorithm with cosmic-ray data using a CMS silicon strip tracker endcap
一个卡尔曼滤波器对准算法已被应用到宇宙射线数据。我们讨论的对齐算法和实验无关的实施,包括离群拒绝和治疗弱确定的参数。使用这种实现方式,该算法已被应用到一个CMS硅跟踪器端盖记录的数据。结果进行了比较,摄影测量测量和从一个专用的硬件对准系统获得的数据,并观察到良好的协议。
2010-03-29 hep-ex physics.ins-det
DAMPE silicon tracker on-board data compression algorithm
暗物质粒子探测器(DAMPE)是一颗即将发射的科学卫星,用于探测高能伽马射线、电子和宇宙射线。硅跟踪器(STK)是DAMPE有效载荷的子探测器,具有出色的位置分辨率(读出间距为242 μ m),可测量粒子的入射方向以及电荷。STK由12层硅微带探测器(SMD)组成,相当于6.5 m $^2$的总硅面积。STK的总读出通道数为73728,这导致了大量的原始数据需要处理。在本文中,我们专注于星上的数据压缩算法和程序的STK,这是初步验证宇宙线测量。
2015-03-02 astro-ph.IM physics.ins-det
Construction of the new silicon microstrips tracker for the Phase-II ATLAS detector
在未来十年内,大型强子对撞机将升级为高亮度大型强子对撞机(HL-LHC),导致积分亮度增加十倍。为了承受HL-LHC更苛刻的辐射和占用条件,ATLAS探测器的内部跟踪器必须完全重新设计和重建。ATLAS升级内部跟踪器(ITk)的设计已经确定。它由几层硅粒子探测器组成。最内层将由硅像素传感器组成,外层将由硅微带传感器组成。本文将重点介绍ITk条带社区在条带模块以及板条和花瓣结构的组装和测试方面进行的最新研究和开发活动。
2018-04-28 hep-ex physics.ins-det
The D0 Silicon Track Trigger
描述了运行II中D0探测器的2级硅径迹触发预处理器(L2 STT)。它可以精确重建中央光纤跟踪器(CFT)和硅微带跟踪器(SMT)中的带电粒子轨迹。由长寿命粒子(如B强子)衰变产生的具有位移径迹的事件被触发。这种强子中包含的b夸克的存在与B物理有关,并且作为顶夸克和希格斯玻色子玻色子衰变的标志至关重要。
2004-09-01 physics.ins-det
Silicon strip prototypes for the Phase-II upgrade of the ATLAS tracker for the HL-LHC
本文介绍了大型强子对撞机(LHC)二期升级的ATLAS探测器硅条跟踪器的集成结构,也被称为高亮度LHC(HL-LHC)。在这个建议的检测器硅带传感器被安排在高度模块化的结构,称为“板条”和“花瓣”。本文介绍了性能的结果,从最新的原型冷却壁在伯克利分校建成。这种新的双面原型由一个专门的核心结构组成,其中一个无屏蔽总线带嵌入在碳纤维铺层之间。详细讨论了原型的详细描述及其电气性能。
2013-10-01 hep-ex physics.ins-det
Performance and Radiation Damage of the Heavy-Ion Silicon Beam Tracker in the BM@N Experiment
Joint Institute for Nuclear Research (JINR)(俄罗斯联合核研究所)
该研究针对BM@N实验的硅束流追踪器,利用¹²⁴Xe束流数据探究其性能与辐射损伤,发现提高偏置电压可恢复电荷收集效率,追踪效率仍接近99%,还重建了束流注量空间分布。
2026-10-14 physics.ins-det
Experimental Study of Different Silicon Sensor Options for the Upgrade of the CMS Outer Tracker
在计划于2027年左右开始的大型强子对撞机(HL-LHC)的高光度阶段,加速器预计将提供高达$7.5\times10^{34}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$的瞬时峰值光度。预计在未来十年内,$3000$或甚至$4000$ ~fb $^{-1}$的总积分亮度将被交付给通用探测器ATLAS和CMS,从而显著增加LHC实验的发现潜力。CMS探测器将为HL-LHC进行重大升级,全新的跟踪探测器由外部跟踪器和内部跟踪器组成。然而,新的跟踪系统将暴露在比当前跟踪器高得多的辐射下,需要新的抗辐射传感器。CMS从2009年开始发起了一项广泛的辐照和测量活动,系统地比较不同硅材料的特性和外跟踪器传感器的设计选择。在18种不同的晶圆材料、厚度和生产技术组合上设计并实现了几种测试结构和传感器。在用中子和不同能量的质子辐照之前和之后,对装置进行电气表征,其中通量对应于在$3000$ ~fb $^{-1}$之后CMS外跟踪器的不同半径处预期的通量。所执行的测试包括使用$β$源、激光和光束扫描的研究。本文比较了HL-LHC硅传感器的不同选择的性能,重点是硅块材料和厚度。
2020-03-16 hep-ex physics.ins-det
Study of the Tracking Method and Expected Performance of the Silicon Pixel Inner Tracker Applied in BESIII
北京谱仪Ⅲ(BESIII)的内漂移室在运行5年后出现了严重的老化问题。对于第一层,从2009年到2013年,气体增益下降约26%。内跟踪探测器的升级已成为BESIII实验急需解决的问题。由于CMOS像素传感器在空间分辨率和抗辐射性方面的巨大优势,采用CMOS像素传感器的内跟踪器是一种重要的候选方案。为了进行蒙特卡罗研究的预期性能,基于Geant4的硅像素探测器的全模拟已经实施。研究了硅像素内跟踪器和外漂移室相结合的跟踪方法,并开发了初步的重建软件。Monte Carlo模拟结果表明,由于硅像素探测器具有良好的空间分辨率和适中的材料预算,其动量分辨率、顶点分辨率和跟踪效率等性能都得到了显著提高。
2015-10-29 hep-ex physics.ins-det
Data Quality Monitoring of the CMS Silicon Strip Tracker Detector
物理和数据质量监控(DQM)框架旨在为CMS实验中与数据采集相关的各种应用程序提供均匀的监控环境。在这篇文章中,DQM系统的硅条跟踪器将被介绍。将提到评估探测器状态的元素集,以及识别问题并将其跟踪到特定跟踪器元素的方法。将简要介绍监测工具、用户界面和自动化软件。该系统在2008年秋季CMS的广泛宇宙数据采集期间使用,在那里它被证明具有灵活和强大的实施能力,对于提高对探测器的理解至关重要。CMS协作认为,这个工具现在已经成熟,可以面对即将到来的数据采集时代。
2009-07-21 hep-ex physics.ins-det
Charge reconstruction study of the DAMPE Silicon-Tungsten Tracker with ion beams
暗物质粒子探测器(DAMPE)是中国科学院空间科学战略先导研究计划的四颗卫星之一。DAMPE可以探测到电子,光子在很宽的能量范围(5 GeV至10 TeV)和离子高达铁(100 GeV至100 TeV)。硅钨示踪器(STK)是DAMPE中的四个子探测器之一,提供光子-电子转换、离子径迹重建和电荷识别。用60 GeV/u铅原束在CERN进行了离子束实验。研究了STK探测器的电荷重构和电荷分辨。
2017-05-27 astro-ph.IM physics.ins-det
Conformal Tracking for all-silicon trackers at future electron-positron colliders
共形跟踪是一种创新的和全面的模式识别技术,使用基于元胞自动机的跟踪发现在共形映射空间中执行。它特别适合于具有高位置分辨率的轻质硅系统,例如为未来正负电子对撞机设计的下一代跟踪探测器。该算法已开发和验证CLICdet跟踪器的模拟数据。该算法不仅在跟踪效率、假目标率和跟踪参数分辨率方面表现出了优异的性能,而且对高波束背景具有很好的鲁棒性。由于其几何不可知的性质和它的模块化,该算法是非常灵活的,可以很容易地适应其他探测器的设计和实验环境,在未来的$e^+e^-$对撞机。
2019-08-01 hep-ex physics.ins-det
Czochralski Silicon as a Detector Material for S-LHC Tracker Volumes
随着S-LHC的亮度预计增加10倍,跟踪器体积中的辐射环境对于硅基探测器来说将比已经苛刻的LHC环境更加苛刻。自2006年以来,一组CMS研究所使用改进的CMS DAQ系统,一直在探索使用磁性直拉硅作为S-LHC实验中条带跟踪层的探测器元件。这两个p+/n-/n+和n+/p-/p+传感器已被表征,用质子和中子源辐照,组装成模块,并在CERN束线中测试。迄今为止,已经进行了三次束流研究,结果表明p+/n-/n+和n+/p-/p+磁性直拉硅对于S-LHC跟踪器体积的$R>25$ cm区域具有足够的抗辐射性。该小组还探索了使用正向偏置的严重辐照的探测器,虽然这种模式需要传感器温度低于-50 ° C,$^\circ$ C,电荷收集效率似乎是有前途的。
2010-08-24 hep-ex physics.ins-det
Silicon Sensors for Future Particle Trackers
目前正在规划若干未来的高能物理设施。拟议中的项目包括高能$e^+ e^-$圆形和线性对撞机、强子对撞机和μ子对撞机,而电子离子对撞机(EIC)已经被批准在布鲁克海文国家实验室建造。每项建议在准备程度、成本、时间表和物理范围方面都有其优缺点,每项建议都需要设计和生产特定的新探测器。本文首先介绍了在各种新设施的未来硅跟踪系统所需的性能,然后它说明了实现这种硅跟踪器的几种可能性。未来设施所带来的挑战需要一个新的硅探测器系列,其中利用碰撞电离、辐射损伤饱和、电荷共享和模拟读出等功能来满足这些新的需求。
2020-03-31 hep-ex physics.ins-det
Long-term Running Experience with the Silicon Micro-strip Tracker at the DØ detector
在费米实验室Tevatron对撞机的Duplex实验中,硅微带跟踪器(SMT)自2001年以来一直在运行。2006年,安装了一个额外的层,称为“0层”,以提高碰撞参量分辨率,并补偿由于辐射损坏原始最内层SMT层而导致的探测器退化。SMT检测器为实验提供了有价值的跟踪和顶点信息。这一贡献将突出SMT长期运行的各个方面,包括硅读出测试台的影响。由于测试台完全集成到DSTK触发器框架中,该测试台为培训新专家和研究SMT中的细微影响提供了有利的工具,同时最大限度地减少了对全局数据采集的影响。
2012-02-27 hep-ex physics.ins-det
Strategies and performance of the CMS silicon tracker alignment during LHC Run 2
描述了在2015-2018年LHC数据采集期间CMS硅跟踪系统对准的策略和性能。解释了数据采集期间和之后的校准程序。校准的情况下,也推导出用于模拟的检测器响应。系统的影响,有关的内在对称性的对齐任务或外部约束,讨论和说明不同的情况。
2022-06-13 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
Performance studies of a pixel tracker in the Silicon Detector (SiD) concept for a future linear collider
使用SiD探测器的模拟框架来研究Higgs -> mumu衰变通道,表明可以通过提高带电粒子动量分辨率来实现信号显著性的显著增益。然而,对Z-> mumu衰减通道的更详细的模拟表明,通过增加跟踪器粒度无法实现分辨率的显着提高。相反,使用寿命较长的粒子对缺失/死顶点层进行的探测器稳定性研究显示了轨道分辨率的增加。现有的9.15 cm x 25 μm硅条几何形状被100 x 100微米硅像素取代,将次级顶点分辨率提高了100倍。通过使用密集射流对高度准直事件进行的研究表明,动量分辨率可以提高2倍,大大提高了信号的重要性,但需要将像素大小减小到25微米。将跟踪器粒度从9.15 cm条带升级到微米尺寸的像素需要增加传感器通道的数量和复杂性,但在大多数线性对撞机物理学中仅提供小的改进。
2011-04-23 hep-ex physics.ins-det
Beam test results of the Intermediate Silicon Tracker for sPHENIX
National Central University(中央大学);Nishina Center for Accelerator-Based Science, RIKEN(理化学研究所理仁加速器科学中心);RIKEN BNL Research Center(理化学研究所布鲁克海文研究中心);Department of Mathematical and Physical Sciences, Nara Women’s University(奈良女子大学数理科学系);Physics Department, Brookhaven National Laboratory(布鲁克海文国家实验室物理系);Advanced Science Research Center, Japan Atomic Energy Agency(日本原子能研究机构先进科学研究中心);Department of Physics, Rikkyo University(立教大学物理学系)
sPHENIX的INTT通过束流测试评估了其信号-噪声比、残余分布、空间分辨率等关键性能指标,以验证其在RHIC上的跟踪能力。
2026-02-05 nucl-ex physics.ins-det
Operation and performance of the CMS silicon strip tracker with proton-proton collisions at the CERN LHC
本文结合CERN LHC质子-质子碰撞运行经验,讨论CMS硅条径迹探测器的调试、校准及性能,分析温度、辐射等因素的影响,部分结果与模拟吻合良好。
2025-08-25 hep-ex physics.ins-det
First prototype of a silicon tracker using an artificial retina for fast track finding
我们报告的R\& D的第一个原型的硅跟踪器的基础上的另一种方法快速跟踪发现。工作原理的灵感来自神经生物学,特别是大脑在自然界中对视觉图像的处理。它基于数据分布和模式识别的广泛并行化。在这项工作中,我们提出了一个实际的设备,包括一个基于单面硅探测器的望远镜的设计,我们描述了数据采集系统和使用商业FPGA器件的数字逻辑的跟踪算法的实现。跟踪性能和触发功能的设备进行了讨论,以及未来的应用前景。
2014-09-11 hep-ex physics.ins-det
Unifying positioning corrections and random number generations in silicon micro-strip trackers
本文提出一种统一方法,通过扩展重心定位校正算法,同时实现随机数生成与定位校正,并验证了生成分布的一致性及噪声消除方案。
2023-09-03 physics.ins-det
Intermediate Silicon Tracker in sPHENIX at RHIC
sPHENIX合作组在RHIC上利用包含INTT的径迹系统研究QGP,INTT通过两层硅条传感器提高径迹精度并提供时间信息以消除堆积事件,本文介绍了其2023年Au+Au碰撞数据成果及2024年质子碰撞调试状态。
2025-08-04 nucl-ex physics.ins-det
Test beam measurements and computer simulations of the ATLAS ITk R2 silicon strip detector
本文针对ATLAS ITk R2端盖条形模块进行电子束测量,评估其在垂直与倾斜入射下的性能,并利用Allpix-Squared框架进行模拟,通过实验对比验证了模块在高亮度LHC极端条件下的可靠性。
2025-07-14 physics.ins-det
Silicon Sensors for Trackers at High-Luminosity Environment
欧洲核子研究中心的大型强子对撞机加速器的计划升级,即大型强子对撞机的高光度(HL)阶段(预计2023年的HL-LHC),将导致比目前跟踪系统设计的更强烈的辐射环境。ALICE、ATLAS、CMS和LHCb实验中的全硅中央跟踪器所需的升级将包括更高的粒度和辐射硬传感器。新传感器的辐射硬度必须比LHC探测器高出大约一个数量级。为了解决这个问题,CERN RD 50合作项目“用于超高亮度对撞机的抗辐射半导体器件的开发”正在进行大规模的研发计划,以开发具有足够辐射耐受性的硅传感器。研究课题包括改进传感器材料的固有辐射耐受性和新颖的探测器设计,这些设计具有降低捕获概率(减薄和3D传感器)、最大化敏感区域(有源边缘传感器)和增强载流子生成(具有固有增益的传感器)等优点。本文将介绍几种探测器技术和硅材料在HL-LHC预期辐射水平下的测量和TCAD模拟的最新结果。
2015-03-12 hep-ex physics.ins-det
The ePIC Silicon Vertex Tracker: Design and Status
ePIC合作组开发硅顶点跟踪器用于EIC强相互作用研究,采用MAPS技术实现高精度跟踪和微顶点重建。
2026-01-14 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
A high resolution scintillating fiber tracker with SiPM readout
提出了一种新型的模块化高分辨率带电粒子跟踪探测器设计,该探测器采用直径为$250μm$的圆形扩散光纤和SiPM阵列进行读出。纤维模块由8层128根纤维组成,通过碳纤维/ Rohacell泡沫结构进行机械稳定。使用直径为$300μm$和两种类型的硅光电倍增器的双折射光纤的原型已于2006年10月下旬在欧洲核子研究中心的T9 PS束线上在$10GeV$质子束中进行了测试。我们提出了测量的空间分辨率,效率和信噪比为这种设置。这种跟踪器概念的优点是具有低材料预算的紧凑和模块化设计,并且取决于硅光电倍增管的质量,只有很少或没有冷却要求。
2007-03-15 physics.ins-det
CLICTD: A monolithic HR-CMOS sensor chip for the CLIC silicon tracker
CLIC Tracker Detector(CLICTD)是一款单片像素化传感器芯片,采用$180$ nm成像CMOS工艺,构建在高电阻率外延层上。在CLIC跟踪检测器研究的背景下设计的芯片包括${16\times128}$伸长像素的矩阵,每个像素测量${300\times30}$ $μ$ m $^2$。为了确保及时收集电荷,每个细长像素被分割成八个子像素,每个子像素包含一个收集二极管和一个单独的模拟前端。在像素上数字逻辑中执行具有$10$ ns时间仓的同时$8$位时间测量和具有可编程范围的$5$位能量测量。的主要设计方面,以及从实验室测量与CLICTD芯片的第一个结果。
2020-04-06 hep-ex physics.ins-det
A High-resolution Scintillating Fiber Tracker With Silicon Photomultiplier Array Readout
我们提出了一个跟踪检测器的原型模块组成的多层0.25毫米直径的放大纤维,读出的线性阵列的硅光电倍增器。该模块的生产过程进行了描述和测量的光纤和读出设备的关键属性显示。五个模块已经受到了12 GeV/c质子/π介子测试束在欧洲核子研究中心。空间分辨率为0.05毫米,光产量超过20个检测到的光子每最小电离粒子已实现,在跟踪效率超过98.5%。进一步提高空间分辨率的可能的技术进行了讨论。
2010-11-01 hep-ex physics.ins-det
CMS Inner Tracker Detector Modules
用于CMS内部跟踪器的硅探测器模块的生产目前已达到1300个,总需求量约为3700个,总产量接近96%。给出了模块设计、组装程序和合格测试的描述。质量保证的结果和获得的经验进行了讨论。
2004-11-06 physics.ins-det
Development of a Silicon Tracker for the All-sky Medium Energy Gamma-ray Observatory Prototype
从几百千电子伏到$\sim$一百兆电子伏的伽马射线天空,由于在这个区域探测伽马射线的挑战性,在很大程度上还没有被探索。在较低的能量,康普顿散射是占主导地位的相互作用过程,而在较高的能量对生产占主导地位,在几兆电子伏的交叉。因此,一个仪器设计工作在这个能量范围内,必须优化康普顿和对生产事件。AMEGO是全天空中能伽马射线观测站,是考虑用于2020年十年期调查的探测级飞行任务,其设计工作能量范围为$\sim$ 200 keV至$>$ 10 GeV,灵敏度提高了一个数量级以上,与以前的仪器相比具有更高的角度和能量分辨率。AMEGO由四个主要的子系统组成:一个用于拒绝宇宙射线事件的塑料反符合探测器,一个用于跟踪成对产生产物以及跟踪和测量康普顿散射电子能量的硅跟踪器,一个用于测量康普顿散射光子能量和位置的碲化镉锌量热计,以及一个用于测量高能成对产生产物能量的CsI量热计。一种名为ComPair的原型仪器正在美国宇航局戈达德太空飞行中心和美国海军研究实验室开发。在本文中,我们提供了有关硅跟踪器子系统开发的详细信息。
2019-02-25 astro-ph.IM physics.ins-det
The STAR Forward Silicon Tracker
本研究介绍了STAR前向升级的关键组件FST的设计、构造与性能,其可在指定赝快度和横动量范围内以优于30%的动量分辨率识别强子电荷,提升了STAR的前向径迹探测能力。
2025-01-06 hep-ex physics.ins-det
Realistic Monte Carlo simulations of silicon 4D-trackers
本文综述了以Garfield++为代表的蒙特卡罗模拟工具在硅粒子探测器设计中的关键作用,并通过单片有源像素传感器的定时与4D径迹重建案例,验证了模拟预测与实验测量的一致性及其面临的挑战。
2025-05-09 physics.ins-det
Development of a Test System for Data Links of the ATLAS Inner Tracker (ITk) Upgrade Silicon Pixel Detector
针对ATLAS ITk升级的约2.6万条1.28Gb/s高速电链路,本文开发基于FPGA的DAQ测试系统,支持64通道并行BER测试与虚拟眼图,并通过校准及原型、预生产组件测试验证其链路质量认证能力。
2025-03-14 hep-ex physics.ins-det
Using precision timing to improve particle tracking
硅跟踪探测器提供出色的空间分辨率,因此即使在紧凑的探测器中,也可以为高能带电粒子提供出色的动量分辨率。然而,在较低的动量,在硅中的多重散射降低的动量分辨率。我们提出了一种替代方法来测量动量和减轻这种退化,使用硅探测器,也将定时测量。通过使用两个硅层之间的定时信息,可以求解曲率半径,从而求解粒子动量,而与硅内的多次散射无关。我们考虑三个例子:一个电子离子对撞机的全硅中央跟踪器,一个简化版的CMS探测器,以及一个电子离子对撞机的前向探测器。对于1.5 T磁场中直径为75 cm的跟踪器,定时可以改善动量低于500 MeV/c的粒子的动量确定。在3.8 T CMS磁场和1.2 m半径的跟踪器中,定时可以改善跟踪高达1.3 GeV/c的动量。分辨率在中速时最佳。我们还讨论了一个更简单的系统,包括一个单一的定时检测器外的全硅跟踪器。
2020-03-23 nucl-ex physics.ins-det
Cracking under pressure --- investigating mitigation approaches for silicon fractures on ATLAS strip tracker petals at cold temperatures
Fudan University(复旦大学)
针对大型强子对撞机高亮度升级中ATLAS实验全硅内跟踪器低温下硅传感器开裂问题,本文基于粘合剂选择及沉积模式修改提出缓解策略,能有效防止低温下开裂,减少冷却系统故障时的裂缝比例。
2026-07-29 physics.ins-det
A Silicon Beam Tracker
当在测试束中测试和校准粒子探测器时,与被测探测器无关的精确跟踪信息在数据的离线分析期间是非常有用的。一个通用的硅束跟踪器(SBT)的有效面积为32.0 × 32.0 mm2,以提供这种能力的宇宙射线能量和质量(CREAM)量热计的光束校准。该跟踪器由两个模块组成,每个模块由两层正交的380 μm厚的硅条传感器组成。在一个模块中,每一层都是64通道交流耦合单面硅条探测器(SSD),间距为0.5 mm。在另一种情况下,每层都是32通道DC耦合单面SSD,间距为1.0 mm。使用带有USB 2.0接口板的改进CREAM hodoscope前端电子设备将来自4层的信号读出到Linux DAQ PC。在本文中,我们提出了SBT的建设,随着其性能在放射源测试和欧洲核子研究中心束测试在2006年10月。
2020-09-24 hep-ex nucl-ex physics.ins-det