CMS track reconstruction performance during Run 2 and developments for Run 3
有效而精确地重建带电粒子径迹对CMS实验的整体性能至关重要。在LHC运行2期间，对轨道重建算法进行了重大升级，以适应高堆积环境和2017年升级的像素探测器的安装。本文提供了一个概述的迭代轨迹重建算法中使用的CMS在运行2和性能测量与模拟和碰撞数据。正在进行开发，以进一步改善运行3中的轨道重建，特别是对于涉及CMS高级别触发器的内容，并将讨论这些改进的状态。
2020-12-13 hep-ex physics.ins-det
Searches for MSSM Higgs bosons at ATLAS and CMS
标准模型的最小超对称扩展（MSSM）预言了三个中性和两个带电的希格斯玻色子玻色子的存在。这些MSSM希格斯玻色子玻色子的观测结果是基于2011年和2012年ATLAS和CMS实验在LHC记录的质子-质子碰撞。中性的希格斯玻色子在衰变过程中被寻找成成对的带相反电荷的τ轻子。95%置信水平下的排除限显示为$m_A$和$\tanβ$参数的函数。寻找带电的希格斯玻色子玻色子是基于它们在$t\bar{t}$过程（$t \to bH^+$）中通过顶夸克衰变产生的。希格斯玻色子随后主要衰变为τ轻子和中微子。上限设置在分支分数$B(t \to bH^+)$，结合轻子和强子τ衰变模式的最终状态。
2013-03-17 hep-ex
Extending the reconstruction of displaced tracks at CMS during the HL-LHC with Line Segment Tracking
University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
本文提出在CMS软件中引入线段追踪（LST）算法及其新对象四重态（T4），以应对HL-LHC高堆积环境，将位移径迹的径向接受度从40厘米扩展至60厘米，显著提升重建效率。
2026-09-23 hep-ex
Minimum-Bias and Underlying Event Studies at CMS
在CMS的“潜在事件”（在标称和启动条件下）的研究通过检查带电粒子和动量密度在“横向”区域的带电粒子射流生产。采用不同的多部分子相互作用方案的各种QCD模型的预测正确地再现了Tevatron数据，但是当外推到LHC能量时，它们不能彼此一致。这些模型之间的歧视的可能性。探讨了质心能量为14 TeV的质子-质子碰撞的QCD动力学，以及在启动阶段改进和调整QCD Monte Carlo模型的重要性。
2008-10-27 hep-ex
Track Reconstruction Performance in CMS
给出了利用CMS硅跟踪器进行LHC事件径迹重建的预期性能。径迹发现和拟合是用卡尔曼滤波技术完成的，在pT>1 GeV/c的单个μ子上实现了99%以上的效率。困难出现在具有高密度带电粒子的标准LHC事件的上下文中，其中对于低pT轨道，假组合轨道的比率非常大，并且跟踪器材料中的核相互作用降低了带电强子的跟踪效率。最近对CMS轨道重建的改进现在允许通过结合迭代跟踪过程利用假轨道的最佳拒绝来有效地重建具有低至几百MeV/c的pT和少至三个交叉层的带电轨道，具有非常小的假分数。
2008-12-30 hep-ex physics.ins-det
Performance of the CMS tracking detectors from the 2009 LHC run
2009年的运行提供了大型强子对撞机（LHC）在质心能量为900 GeV和2.36 TeV的第一次质子-质子碰撞。紧凑型μ子螺线管（CMS）实验记录了这些碰撞的最小偏置事件的大样本。我们目前的结果，从所有硅跟踪探测器从这次运行。跟踪器和跟踪重建算法的性能被认为是包括信号噪声，效率和比较，以模拟跟踪参数和谐振重建性能。
2010-06-06 hep-ex physics.ins-det
Measurements of Hadron Production at CMS
本文报道用CMS探测器在sqrt（s）= 0.9，2.36和7 TeV的pp碰撞中测量强子产生的结果。给出了带电强子的横动量、赝快度和多重数分布。对于非单衍射碰撞，平均带电强子横动量和赝快度密度揭示了理论和模型不能很好地匹配的生产率的增加。测量光谱的确定奇异粒子，K 0 S，λ，反λ，Xi-和Xi+，重建的基础上，他们的衰变拓扑结构，也提出了。观察到奇异粒子的产生率超过蒙特卡罗模型预测的三倍。
2010-12-07 hep-ex
CMS Hardware Track Trigger: New Opportunities for Long-Lived Particle Searches at the HL-LHC
计划升级的CMS探测器可以在硅跟踪器中找到每一次LHC碰撞的轨迹，并将它们用于第一级（硬件）触发决策。到目前为止，CMS合作的研究集中在惩罚性堆积环境中保持整体触发性能。我们认为，轨道触发器的潜在功能要广泛得多，并可能为新的物理搜索提供开创性的机会。作为一个例子，为了便于社区讨论，我们使用一个简单的玩具模拟来研究罕见的希格斯粒子衰变成寿命为几毫米的新粒子。
2017-05-11 hep-ex hep-ph
Measurement of charged particle R_AA at high pT in PbPb collisions at sqrt(sNN)=2.76 TeV with CMS
用CMS测量了pp和PbPb碰撞的荷电粒子横动量（pT）谱，每核子对碰撞能量为2.76TeV.热量计为基础的射流触发器，以提高统计范围的高pT测量。核修正因子（R_AA）是由PbPb数据样本的碰撞中心度除以测量的pp参考谱得到的。在pT = 5-10 GeV/c的范围内，在最中心的PbPb碰撞的带电粒子产率被抑制高达7倍。在较高的pT，这种抑制显着减少，接近2的因子与pT = 40-100 GeV/c的粒子。
2012-08-30 hep-ex nucl-ex
Level 1 Track Finder at CMS
高亮度LHC预计每25 ns进行一次质子-质子碰撞，估计每个束团交叉有140-200个堆积相互作用。超快寻轨对于处理此类条件下的1级触发率至关重要。介绍了一种基于FPGA的径迹触发系统，该系统能够探测到动量大于2GeV的径迹。
2019-10-15 hep-ex physics.ins-det
CMS Tracking Performance Results from early LHC Operation
2009年12月，CMS探测器记录了第一次LHC pp碰撞，质心能量为0.9和2.36 TeV。利用全硅Tracker重建了碰撞过程中产生的带电粒子的运动轨迹，并在3.8 T轴向磁场中测量了它们的动量。跟踪器调试的结果，包括时间，效率，信噪比，分辨率和电离能的研究。重建的轨道被用来基准性能方面的轨道和顶点分辨率，重建衰变，估计电离能损失，以及识别光子转换，核相互作用，和重味衰变。
2010-07-27 hep-ex physics.ins-det
FPGA-Based Tracklet Approach to Level-1 Track Finding at CMS for the HL-LHC
在高亮度LHC期间，CMS探测器将需要在硬件触发水平上跟踪带电粒子，以保持可管理的触发率并实现其物理目标。tracklet方法是一种基于道路搜索算法的寻轨算法，该算法已在商用FPGA技术上实现。该算法在Xilinx Virtex-7 FPGA上实现了3.4 $μ$ s内的高性能寻迹。给出了算法及其在FPGA上的实现的概述，结果显示从演示测试台和系统性能研究。
2017-06-28 hep-ex physics.ins-det
Development and Study of Different Muon Track Reconstruction Algorithms for the Level-1 Trigger for the CMS Muon Upgrade with GEM Detectors
在接下来的几年里，随着LHC升级到更高的亮度，CMS将受到越来越多的粒子通量的影响，特别是在其最前沿的区域，| η|> 1.6。为了巩固CMS的μ子谱仪并增加冗余，CMS GEM合作建议对1.6 <| η| < 2.1区域，最初预计配备RPC和Triple-GEM探测器。该技术已被证明在高通量下保持高效，并满足CMS的要求。这项工作，使用模拟，研究三个轨道重建算法打算安装在CMS的第一选择阶段的三重GEM探测器：最小二乘拟合，标准卡尔曼滤波器，和修改后的卡尔曼滤波器。为了量化CMS μ子谱仪和CMS触发系统的改进，对Triple-GEM探测器和实际系统的测量结果进行了比较分析。
2013-06-04 hep-ex physics.ins-det
First Alignment of the Complete CMS Tracker
本会议记录介绍了CMS跟踪器完整校准的第一批结果，该结果基于调试运行期间采集的宇宙数据中数百万条重建轨道，其中探测器处于最终位置，并且存在磁场。CMS Tracker的全硅设计为使用151，148个硅条和1440个硅像素模块对齐复杂系统带来了新的挑战。为了获得最佳的轨道参数分辨率，其模块的位置和方向需要以大约1微米的精度来确定。这些模块被宇宙射线粒子很好地照亮，使用两种基于轨道的对齐算法与调查测量相结合进行对齐。在所有五个轨道参数的分辨率控制与数据驱动验证的轨道参数测量附近的相互作用区域，并测试与预测详细的探测器模拟。第一次质子碰撞的预期跟踪性能的前景。
2010-03-12 hep-ex physics.ins-det
Track finding in gamma conversions in CMS
提出了一种e+e-对重构航迹的算法.它将电磁量能计的信息与跟踪器提供的信息相结合。图中给出了单个孤立光子和在LHC光度为10^33 cm^-2 s^-1时H-> gamma事件与堆积事件的光子的转换光子重建效率和假率的结果。
2007-10-15 hep-ex physics.data-an
Pseudorapidity distribution of charged hadrons in proton-proton collisions at sqrt(s) = 13 TeV
利用在欧洲核子研究中心（CERN）大型强子对撞机（LHC）上运行的零磁场CMS探测器获得的数据样本，测量了sqrt（s）=13 TeV pp碰撞中带电强子的赝快度分布。在CMS像素探测器的中心区域（abs（eta）<2），利用碰撞对和重建径迹，测定了pp非弹性碰撞中产生的带电长寿命强子的产额。对于中心赝快速性（abs（eta）<0.5），带电强子多重数密度为dN/d（eta）[带电，abs（eta）< 0.5] = 5.49 +/- 0.01（stat）+/- 0.17（sys），这是结合两种方法得到的值。的结果进行比较，从蒙特卡罗事件发生器的预测和类似的测量在较低的碰撞能量。
2015-11-11 hep-ex
Improving the CMS High Level Trigger tracking at the HL-LHC with novel and evolved heterogeneous algorithms
University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
本文针对HL-LHC下CMS高电平触发径迹重建的计算挑战，提出结合mkFit、Patatrack和LST异构算法并利用机器学习技术，以提升性能并保持重建效率。
2026-09-23 hep-ex physics.ins-det
Dijet transverse momentum imbalance, fragmentation functions and jet-track correlations in PbPb collisions at sqrt(sNN) = 2.76 TeV with CMS
在LHC上用CMS探测器研究了核子-核子质心能量为2.76TeV的Pb-Pb碰撞中的双喷流。结果表明，在Pb-Pb碰撞中，无论是前导喷流还是次前导喷流，喷流碎裂成横向动量pT > 4GeV/c的带电粒子径迹的碎裂函数与pp碰撞中的类似。此外，对2011年获得的高统计PbPb数据的研究表明，淬火现象存在于超过300 GeV/c的最高喷流pT值。
2012-10-05 hep-ex nucl-ex
Level-1 Track Finding with an all-FPGA system at CMS for the HL-LHC
随着高亮度LHC的升级，将跟踪信息纳入CMS 1级触发器变得必要，以保持可管理的触发率和良好的触发性能，例如保留电弱物理的阈值。1级径迹探测面临的主要挑战是在40 MHz的碰撞率和4微秒的延迟预算下，探测器的大数据吞吐量，以重建具有足够低的横向动量的带电粒子径迹，用于1级触发决策。专用的全FPGA硬件系统的时间复用架构已被开发用于跟踪发现，以解决这些挑战。讨论了模式识别和粒子轨迹确定的算法和性能。最后给出了基于FPGA的定制电子产品的实现。
2019-04-01 hep-ex physics.ins-det
Using AI on FPGAs for the CMS Overlap Muon Track Finder for the HL-LHC
针对 HL-LHC CMS 第一级触发中重叠区 μ 子重建难题，提出基于 GraphSAGE 的 FPGA 图神经网络方案，并验证其向 Phase-2 部署的可行性。
2025-09-27 hep-ex
Using Line Segment Tracking to enable ML-based Track Reconstruction in CMS
University of California San Diego（加利福尼亚大学圣迭戈分校）
针对HL-LHC高堆积环境下CMS径迹重建的挑战，该研究提出利用线段追踪对象结合Transformer编码器与对象凝聚的混合方法，实现了首个CMS基于机器学习的径迹重建算法，在保持重建效率的同时大幅降低了假径迹率并抑制了重复径迹。
2026-10-14 cs.LG hep-ex
An enhanced track reconstruction for the CMS experiment at the HL-LHC
University of California, San Diego（加利福尼亚大学圣地亚哥分校）
本文提出CMS在HL-LHC下的增强径迹重建策略，融合GPU与CPU算法及机器学习，提升效率、降低假径迹率，并扩展对长寿命粒子等稀有信号的探测能力。
2026-09-23 hep-ex physics.ins-det
Multiple Parton Interactions Studies at CMS
本文综述了CMS中的多重部分子相互作用研究，重点介绍了已经进行的最高质心能量为7 TeV的低pT QCD测量，并讨论了直接测量多重高pT散射的计划。研究了pp相互作用中的潜在事件，测量了横向区域中的带电多重数密度和带电能量密度，横向区域是考虑重建轨道相对于事件的领先轨道喷流的方位角距离而定义的，根据喷流聚类算法从轨道定义。此外，我们提出了使用喷射面积/中位数的方法测量的基础事件，证明其敏感性不同的基础事件的情况。在中心区域的观测是由最小偏差和中心di-jet事件的前向能量流的测量补充的。我们将我们的基础事件和正演结果与来自不同Monte Carlo事件发生器和调谐器的预测进行比较，旨在最好地参数化从Monte Carlo调谐器开始的多部分子相互作用能量依赖性，以最好地拟合中心快速测量的带电粒子谱。最后，我们讨论了直接测量多粒子相互作用率的策略，重点是在同一事件中具有两个硬散射的拓扑结构。
2011-03-31 hep-ex
A heterogeneous and vectorized sequence for the HL-LHC full tracking reconstruction of the CMS experiment
University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
本文提出CMS实验Phase-2径迹重建的新基线策略，结合GPU优化算法（Patatrack、LST）和CPU向量化算法（mkFit），以应对HL-LHC高碰撞率带来的计算挑战，同时降低资源需求并增强物理覆盖。
2026-09-18 hep-ex physics.ins-det
Searches for heavy neutral leptons with machine learning at the CMS experiment
CMS 利用 13 TeV 质子-质子碰撞数据，通过机器学习区分信号与标准模型背景，在三轻子即时和双轻子位移末态中寻找 HNL，并给出更严格的耦合排除限。
2024-12-09 hep-ex
Enhanced track reconstruction at the HL-LHC
University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
针对HL-LHC高堆积环境，ATLAS与CMS采用硅探测器升级及并行化算法（如ACTS、Patatrack、mkFit）实现径迹效率超85%，并扩展至前向和位移径迹，显著降低计算成本。
2026-09-24 hep-ex
Reconstruction of physics objects in the CMS detector
本文介绍了在电荷希格斯玻色子玻色子搜索分析的背景下，在CMS探测器中对物理对象的重建和识别。讨论了7TeV和8TeV LHC数据的重建算法及其性能。详细描述了τ强子衰变的识别、强子喷注和缺失横能的重建以及b喷注的识别。
2013-10-28 hep-ex
Nuclear modification factors from the CMS experiment
报道了用CMS探测器测量$\sqrt{s_{NN}}$ = 2.76 TeV PbPb碰撞中Z玻色子、孤立光子和带电粒子的核修正因子。核修饰因子通过将标准化为二元碰撞数的PbPb $p_T$光谱除以pp参考来构建。在孤立光子和Z玻色子的产生中没有观察到相对于pp参考的修改，而在带电粒子中观察到大的抑制。
2011-07-13 hep-ex nucl-ex
Soft QCD Results from the CMS Experiment
重点介绍了最近CMS软QCD在三个大型强子对撞机质量中心能量下的质子-质子碰撞结果。测量了最小偏压事件的带电粒子横动量谱、事件多重数分布、奇异粒子的产生等特性。研究了粒子关联，如长程角关联、短程角关联和玻色-爱因斯坦关联。基本事件的特点和MC曲调的比较已经取得。
2011-09-06 hep-ex
Soft QCD from ATLAS and CMS
本文介绍了用ATLAS和CMS实验测量pp碰撞中强子产生的结果，包括在sqrt（s）= 0.9，2.36和7 TeV下，NSD和非弹性事件的带电粒子横动量、赝快度和事件多重数分布。衍射研究与衍射富集或抑制数据样本。总的非弹性截面以及间隙截面测量显示。测量光谱的确定奇怪的强子，重建的基础上，他们的衰变拓扑结构，也进行了讨论。比较几个QCD蒙特卡罗模型和曲调展出。给出了pp碰撞中赝快度和方位角在较宽范围内的两粒子角关联的结果。潜在的事件活动研究与不同的硬探针：轨道，trackjets，热量计集群，或在Drell-Yan事件。
2012-01-31 hep-ex
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
Level-1 Track Finding with an all-FPGA System at CMS for the HL-LHC
大型强子对撞机（LHC）上的紧凑μ子螺线管（CMS）实验旨在研究广泛的高能物理现象。它在3.8 T磁螺线管内采用了一个大型全硅跟踪器，可以精确测量横向动量（$p_\mathrm{T}$）和顶点位置。这个跟踪探测器将升级，以配合高亮度大型强子对撞机的运行，这将提供高达$7.5\,\times\,10^{35}\,\mathrm{cm^{-2}s^{-1}}$到CMS的亮度，或每25纳秒束流交叉200次碰撞。这种新的跟踪器必须在这种更具挑战性的环境中保持标称物理性能。已经开发了利用紧密间隔的硅传感器来区分带电粒子$p_\mathrm{T}$的新型跟踪模块，并且允许选择性地读出与$p_\mathrm{T}\,>\,2-3$ GeV的轨道兼容的命中以脱离检测器触发电子器件。这将允许在实验的1级触发时使用跟踪信息，这是保持1级触发率低于750 kHz目标的要求，同时保持物理灵敏度。本文提出了一个概念，为所有的FPGA为基础的跟踪发现使用一个完全的时间复用架构。硬件演示已经组装，以证明这样一个系统的可行性和能力。将介绍各种物理场景的性能，以及演示器到最终系统的拟议缩放。
2019-10-28 hep-ex physics.ins-det
A Global Event Description using Particle Flow with the CMS Detector
CMS探测器包括一个大体积的硅跟踪器，浸没在一个高4特斯拉的磁场，连同一个高分辨率/粒度电磁量能器和一个几乎全立体角覆盖强子量能器。粒子流重建通过利用所有CMS子探测器的组合信息提供全局pp碰撞事件描述，优化事件中每个粒子（光子，电子，μ子，不稳定中性强子，带电强子和中性强子）的重建和识别。本摘要介绍了CMS粒子流算法，讨论了与LHC环境相关的挑战，并提出了一些第一个例子的背景下，强子衰变的Taus以及失踪的横向能量。
2008-10-20 hep-ex
Techniques and results of neutral long-lived particle searches in ATLAS and CMS in LHC Run 2
选定的搜索中性长寿命粒子的结果与位移和延迟喷射，无轨喷气机和新兴的喷气机，以及位移μ子，获得的数据记录在一个中心的质量能量为13 TeV的ATLAS和CMS合作在LHC的运行2，以及挑战和技术。
2019-07-31 hep-ex
Reconstruction of Charged Particle Tracks in Realistic Detector Geometry Using a Vectorized and Parallelized Kalman Filter Algorithm
高亮度大型强子对撞机（HL-LHC）最具挑战性的计算问题之一是在事件重建过程中寻找和拟合粒子轨迹。今天LHC使用的算法依赖于卡尔曼滤波，它在逐步建立物理轨迹的同时，结合了材料效应和误差估计。认识到需要更快的计算吞吐量，我们已经适应了卡尔曼滤波器为基础的方法高度并行，众核SIMD和SIMT架构，现在流行的高性能硬件。之前，我们在英特尔至强、英特尔至强融核和（在一定程度上）NVIDIA GPU上观察到了显著的并行加速，物理性能与CMS标准跟踪相当。虽然早期的测试是基于理想化的桶形探测器内部发生的人工事件，但我们随后证明，我们的mkFit软件成功地从CMS-2017跟踪器的几何精确表示中发生的复杂模拟事件（包括探测器堆积）中构建跟踪。在这里，我们报告mkFit在计算和物理性能方面的进展，以及与CMS生产软件集成的进展。最近，我们已经提高了整体效率的算法，保留在一个相对较早的阶段，而不是试图将它们扩展到许多层的短道候选人。此外，mkFit以前会产生过多的重复磁道;现在这些磁道在额外的处理步骤中被显式删除。我们证明，通过这些增强，mkFit成为CMS跟踪的第一次迭代的合适选择，并最终为以后的迭代以及。我们计划在LHC运行3期间在CMS高水平触发器中测试此功能，最终目标是在CMS HLT和HL-LHC CMS跟踪器的离线重建中使用它。
2020-07-09 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
The Apollo ATCA Design for the CMS Track Finder and the Pixel Readout at the HL-LHC
高亮度LHC的挑战性条件需要为触发和数据采集系统量身定制的硬件设计。阿波罗平台的特点是一个“服务模块”，带有一个功能强大的系统模块计算机，提供标准的ATCA通信和特定应用的“命令模块”，带有大型FPGA和高速光纤链路。CMS版本的阿波罗将用于寻轨器和像素读出。它具有多达两个大型FPGA和100多个光链路，速度高达25 Gb/s。我们仔细研究了电路板的设计和性能，使用定制的固件来测试功耗、散热和光链路完整性。本文介绍了这些性能测试的结果，设计更新和未来的计划。
2022-02-03 hep-ex physics.ins-det
Speeding up the CMS track reconstruction with a parallelized and vectorized Kalman-filter-based algorithm during the LHC Run 3
本文提出并行化、向量化的卡尔曼滤波软件mkFit，并将其集成到CMS离线框架中，在LHC Run 3径迹重建中显著提升计算速度且保持物理性能。
2023-04-12 hep-ex physics.ins-det
Physics Objects in CMS Run 3
Riga Technical University（里加技术大学）
CMS Run 3中研究了用于物理分析的各类物理对象，包括带电轻子、光子、喷注和缺失横向动量，并介绍了用于重味喷注和共振识别的基于变换器的算法。
2026-01-27 hep-ex
Fast alignment of a complex tracking detector using advanced track models
CERN大型强子对撞机紧凑型μ子螺线管实验（CMS）的内部硅探测器由16588个模块组成。探测器中的带电粒子轨迹用于提高模块位置和方向的准确度。这方面的贡献集中在Millepede-II算法，CMS使用的两个对齐算法之一。最近，CMS对准过程中引入了一种先进的轨道模型，该模型基于“断线”模型，能够适当考虑探测器材料中的多次库仑散射。我们展示了在合理的时间内解决对齐问题所需的独特方法。重点是给出的数学处理的问题。
2011-03-21 hep-ex physics.ins-det
CMS reconstruction improvement for the muon tracking by the RPC chambers
利用2011年LHC在sqrt（s）= 7 TeV质子-质子碰撞中收集的μ子样品，研究了电阻板室（RPC）对CMS中μ子重构的贡献.μ子重建是使用全硅内跟踪器和多达四个站的气体电离μ子探测器。漂移管和阴极剥离室分别检测桶和端盖区域的μ子，并由RPC系统补充。用蒙特卡罗模拟较好地再现了横动量pT大于20 GeV/c的Z衰变μ子穿过RPC后的重建击中分布。从J/psi和Z事件的样本，μ子的效率与不包括RPC击中的μ子径迹重建的测量和比较与模拟。使用RPC信息的轨道重建提高了约3%的离线重建效率的μ子在该地区的pT超过7 GeV/c，与模拟吻合良好。
2012-12-06 hep-ex physics.ins-det
Femtoscopy with identified hadrons in pp, pPb, and peripheral PbPb collisions in CMS
用CMS探测器研究了pp（sqrt（s）= 0.9，2.76和7 TeV），pPb（sqrt（sNN）= 5.02TeV）和外围PbPb碰撞（sqrt（sNN）= 2.76TeV）中已识别的带电强子的短程关联.在低pT和实验室赝快度|eta| < 1的情况下，通过硅跟踪器中的能量损失来识别带电π介子、K介子和质子。两粒子关联函数显示了量子统计、库仑相互作用的影响，也表明了多体共振衰变和微喷流的作用。研究了一维、二维和三维关联函数随对动量和带电粒子多重数变化的特性。提取的半径范围为1-5 fm，达到最高值非常高的多重性pPb，也为类似的多重性PbPb碰撞，并随着kT的增加而减少。半径对多重性和kT的依赖性在很大程度上分解了碰撞系统的类型和质心能量，并且似乎对碰撞系统的类型和质心能量不敏感。
2014-11-24 hep-ex nucl-ex
FPGA-based tracking for the CMS Level-1 trigger using the tracklet algorithm
随着大型强子对撞机（LHC）升级为高亮度LHC（HL-LHC），预期的高瞬时亮度为CMS实验带来了重大的实验挑战。在这些条件下允许有效操作的一个核心组成部分是带电粒子轨迹的重建及其在基于硬件的触发系统中的包含。要实现这一点，涉及到许多挑战：大约20- 40 Tb/s的大输入数据速率;每25 ns处理一批新的输入数据，每批数据包括大约15，000个粒子的精确位置测量和粗略的横向动量测量（“轨迹”）;对这些存根执行模式识别以找到轨迹;以及在4 $μ\,$ s内产生轨迹参数的列表。本文介绍了一个建议的解决方案，这个问题，具体来说，它提出了一种新的方法，模式识别和带电粒子轨迹重建使用全FPGA解决方案。基于Xilinx Virtex-7 FPGA的端到端演示系统满足时序和性能要求的结果，以及进一步改进的优化版本的算法及其相应的预期性能。
2020-07-06 hep-ex physics.ins-det
Reconstruction of Cosmic and Beam-Halo Muons with the CMS Detector
CMS探测器强大的μ子和跟踪器系统以及专用的重建软件可以精确有效地测量质子-质子碰撞产生的μ子轨迹。然而，标准的μ子重建算法不足以处理不源自碰撞的μ子。我们提出了一个专用的宇宙μ子轨道重建算法的设计，实现和性能，该算法的特点是针对不是来自相互作用点的μ子（即宇宙μ子和束晕μ子）进行了优化的模式识别。为了评估新算法的性能，在宇宙挑战第一和第二阶段，以及在第一次大型强子对撞机束操作记录的束晕μ子的数据进行了研究。此外，各种更一般的宇宙μ子和束晕μ子的拓扑结构进行了研究，使用模拟数据，以证明新算法的一些关键功能。
2008-10-21 hep-ex physics.ins-det
Femtoscopy with identified hadrons in pp, pPb, and PbPb collisions in CMS
在LHC上用CMS探测器研究了pp（$\sqrt{s} =$ 0.9，2.76和7 TeV），pPb（$\sqrt{s_{_\mathrm{NN}}} =$ 5.02 TeV）和外围PbPb碰撞（$\sqrt{s_{_\mathrm{NN}}} =$ 2.76 TeV）中已确认的带电强子的短程关联.在实验室赝快度$|η| < 1$和低动量下的带电π介子、K介子和质子通过它们在硅跟踪器中的能量损失来识别。两粒子关联函数显示了量子统计、库仑相互作用的影响，也表明了多体共振衰变和微喷流的作用。一维，二维和三维的关联函数的特性进行了研究作为一个函数的横向对动量，$k_\text{T}$，和带电粒子的多重性的事件。提取的半径范围为1-5 fm，达到最高值非常高的多重数pPb，也为类似的多重数PbPb碰撞，并随着增加$k_\text{T}$。半径对多重性和$k_\text{T}$的依赖性在很大程度上分解了碰撞系统的类型和质心能量，并且似乎对碰撞系统的类型和质心能量不敏感。
2017-10-11 hep-ex nucl-ex
Performance of the online track reconstruction and impact on hadronic triggers at the CMS High Level Trigger
LHC探测器的触发系统在决定实验的物理能力方面起着至关重要的作用。需要将事件率降低几个数量级，以达到与探测器读出、离线存储和分析能力兼容的值。CMS实验设计了一个两级触发系统：1级（L1）触发器，在定制设计的电子设备上实现，和高级别触发器（HLT），CMS重建和分析软件的精简版本在计算机农场上运行。基于软件的HLT需要在算法的复杂性、可持续的输出率和选择效率之间进行权衡。在运行II期间，这将更具挑战性，具有更高的质心能量，更高的瞬时光度和堆积，以及由于25 ns的聚束间距造成的时间外堆积的影响。在线算法需要针对这种复杂的环境进行优化，以便在不影响在线选择的物理效率的情况下控制输出速率。例如，跟踪将在事件重建中发挥更重要的作用。在这张海报中，我们将介绍在线轨道和顶点重建算法的性能，以及它们对强子触发器的影响，这些触发器使用b标记和用粒子流技术重建的喷流。我们将展示这些触发因素对实验物理性能的影响，以及鉴于2015年运行II数据的最新改进计划。
2014-09-09 hep-ex physics.ins-det
Explanation of systematics of CMS p+Pb high multiplicity di-hadron data at $\sqrt{s}_{\rm NN} = 5.02$ TeV
在最近的一篇文章（arXiv：1210.3890）中，我们表明CMS实验的高多重性双强子质子-质子（p+p）数据与彩色玻璃凝聚体（CGC）有效场论（EFT）的计算非常一致。这个协议的理论与几百个数据点提供了一个非平凡的描述近侧（“脊”）和远侧的方位角碰撞的长程快度相关的p+p碰撞。我们在arXiv：1210.3890中对质子-铅（p+Pb）碰撞的预测与我们考虑的最大径迹多重数$N_{\rm track}\sim 40$在$\sqrt{s}_{\rm NN} = 5.02$ TeV下运行的CMS p+Pb的结果一致。CMS p+Pb数据显示了以下显著特征：i）脊产额对$N_{\rm track}$的强烈依赖性，对于相同的$N_{\rm track}$，信号明显大于p+p; ii）对于大的$N_{\rm track}$，$p_T$依赖性比p+p更强; iii）对于大的$N_{\rm track}$，近侧准直性与较低的$p_T = p_{T}^{\rm trig.}=p_{T}^{\rm assoc.}$双强子窗口的远侧准直性相当。当我们将arXiv：1210.3890中的预测扩展到更罕见的高多重性事件时，我们在这里表明CMS p+Pb双强子数据的这些系统特征都由CGC描述（参数由p+p数据固定）。我们还预测的$p_{T}^{\rm trig.}$和$p_{T}^{\rm assoc.}…
2012-11-15 hep-ex hep-ph nucl-ex
Speeding up Particle Track Reconstruction in the CMS Detector using a Vectorized and Parallelized Kalman Filter Algorithm
建立粒子轨迹是LHC事件重建中计算量最大的步骤。随着瞬时亮度的增加以及高亮度LHC预期的堆积的相关增加，轨道寻找和拟合的计算挑战需要新的解决方案。目前在LHC上使用的轨道重建算法是基于卡尔曼滤波方法，实现了良好的物理性能。通过调整卡尔曼滤波器技术以用于众核SIMD架构，例如英特尔至强和英特尔至强融核以及（在有限程度上）NVIDIA GPU，我们能够获得显著的加速和相当的物理性能。新的优化，包括一个专门的后处理步骤，以消除重复的轨道，进一步提高了算法的性能。在这里，我们报告的当前结构和性能的代码和未来计划的算法。
2019-11-06 hep-ex physics.comp-ph physics.ins-det
b-jet Identification in PbPb Collisions with CMS
喷注猝灭的味依赖性是区分重离子碰撞中部分子能量损失模型的有力工具。我们证明了CMS的能力，以确定底夸克使用硅跟踪系统中重建的位移顶点发起的喷气机。在PbPb碰撞中测量了b-射流与包容性射流的比率，并将其与相同质心能量下的pp碰撞和模拟进行了比较。
2012-11-22 hep-ex nucl-ex
Multidimensional analysis of Bose-Einstein correlations in pp collisions at 2.76 and 7 TeV in CMS
本文报道了2.76和7 TeV pp碰撞中荷电强子的多维两粒子玻色-爱因斯坦关联函数，它们是对相对动量的不同分量，扩展了CMS的一维分析.这使得调查的扩展源访问的飞秒相关技术在不同的方向，揭示了更详细的图片，在这些碰撞中的发射源在增加能量。对平均横向动量kT的不同间隔和增加带电粒子倍增率Nch进行测量。在1-D，2-D和3-D的结果显示，随着kT的拟合半径参数的减少，而在所有情况下观察到一个明显的上升与Nch。此外，在两种能量下的拟合半径参数在（Nch，kT）的相同区间内显示出尺寸和行为的密切相似性。
2015-02-20 hep-ex nucl-ex
Performance verification of the CMS Phase-1 Upgrade Pixel detector
CMS跟踪器由两个利用半导体技术的跟踪系统组成：内部像素和外部条带探测器。跟踪器探测器占据半径为3 cm至110 cm之间的射束相互作用区域周围的体积，并沿射束轴延伸至280 cm。像素探测器由1.24亿个像素组成，对应于大约2 m $^{2}$总面积。它在轨迹重建算法的播种以及主要相互作用和次要衰减顶点的重建中起着至关重要的作用。它被具有1000万个读出通道的条带跟踪器包围，对应于200 m $^{2}$总面积。跟踪器在LHC中粒子碰撞建立的高占用率和高辐射环境中运行。硅条探测器的性能继续保持高质量。然而，在运行1和运行2的前半部分中使用的像素检测器被所谓的第1阶段升级检测器取代。新系统更适合于匹配LHC将在2023年之前达到的增加的瞬时亮度。它的瞬时光度约为2 $\times$ 10 $^{34}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$。检测器的新布局相对于前一个布局有一个额外的内层;它允许在更高的事件堆积下以更小的假率进行更有效的跟踪。本文重点介绍了新探测器调试过程中获得的第一批结果。它还包括在第一次数据采集过程中面临的挑战，以达到最佳的测量效率。将给出关于在高占用率下相对于诸如数据速率、命中重建效率和分辨率等可观测的性能的细节。
2017-10-10 hep-ex physics.ins-det
Latest CMS Heavy-Ion Results on Jets
喷流研究为探索强相互作用夸克-胶子等离子体的能量损失特征提供了一种实验方法。本文介绍了最近用CMS探测器测量的2.76TeV PbPb和pp碰撞的喷流结果。在最迎面（中央）PbPb碰撞的射流淬火相比，PP，和射流的碎片在两个系统中以不同的方式。在5.02 TeV的pPb碰撞的测量表明，在中央PbPb测量中看到的射流和带电粒子的抑制是由于初始状态的核效应。
2014-09-01 hep-ex nucl-ex
Performance of photon reconstruction and identification with the CMS detector in proton-proton collisions at sqrt(s) = 8 TeV
描述了CMS探测器在CERN LHC的质心能量为8 TeV的质子-质子碰撞中用于光子重建和识别的性能。详细介绍了从电磁量能器（ECAL）中的能量沉积物中重建光子和提取光子能量估计。还描述了从转换成电子的CMS跟踪器中的光子的电子轨道的重建，以及在分析希格斯玻色子衰变成两个光子时光子能量重建的优化及其在模拟中的精确建模。在ECAL的桶部分，实现了约1%的能量分辨率为未转换或后期转换的光子从H到伽马伽马衰变。不同的光子识别方法进行了讨论，其相应的选择效率的数据进行了比较，发现在模拟事件。
2015-08-21 hep-ex physics.ins-det
Study of the CMS Phase-1 Pixel Pilot Blade Reconstruction
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）中测量高能粒子相互作用产物的两种通用探测器之一。硅像素探测器是CMS跟踪系统的最内部组件。2009年至2016年期间运行的探测器现已于2017年初更换为升级版。在LHC之前的关闭期间，一个原型读出系统和第三个磁盘被插入到旧的前向像素探测器中，该探测器具有使用新的数字读出芯片构建的八个原型叶片。测试这些试验模块的性能使我们能够获得升级后的探测器的操作经验。在本文中，重建和分析的数据与新的模块，包括信息的重建软件的校准。还示出了命中发现效率和跟踪命中残差分布。
2018-04-02 hep-ex physics.ins-det
