Particle Flow and PUPPI in the Level-1 Trigger at CMS for the HL-LHC
随着高亮度大型强子对撞机（HL-LHC）的紧凑μ子螺线管（CMS）1级触发器计划增加跟踪信息，触发算法可以完全重新概念化。我们探讨了在硬件触发级别使用粒子流重建和堆积每粒子识别（PUPPI）堆积缓解的可行性。这代表了HL-LHC的一种新型多子探测器模式识别挑战。我们目前的物理和硬件资源性能的原型算法CMS在HL-LHC时代使用的原理证明的研究。
2018-08-06 hep-ex physics.ins-det
CMS RPC muon detector performance with 2010-2012 LHC data
大型强子对撞机（LHC）紧凑型μ子螺线管（CMS）实验的μ子谱仪采用了由筒体中的电阻板室和漂移管以及端盖区的RPC和阴极剥离室组成的冗余系统。在本文中，RPC系统的操作和性能在前三年的LHC活动将报告。RPC性能的稳定性，如效率，集群大小和噪音，将报告。最后，RPC系统上的辐射背景水平已被测量为LHC光度的函数。外推到LHC和高亮度LHC条件也进行了讨论。
2014-06-29 hep-ex physics.ins-det
Comparison of CMS Resistive Plate Chambers performance during LHC RUN-1 and RUN-2
LHC CMS实验中的电阻板室探测器系统为μ子触发器提供了鲁棒性和冗余性。总共有1056个双间隙室覆盖了赝快度< 1.6的区域。主要的探测器参数和环境条件受到持续和密切的监控，以在质心能量为13 TeV的LHC第二次运行期间的恶劣条件下实现操作稳定性和高质量数据。整体探测器稳定性与2015年数据的第一个结果，并与LHC RUN-1期间在8 TeV的数据进行比较。
2016-05-30 hep-ex physics.ins-det
Evolution studies of the CMS ECAL endcap response and upgrade design options for High-Luminosity LHC
计划于2022年及以后在LHC运行的高亮度将意味着辐射水平和粒子注量相对于目前的LHC运行条件增加一个数量级。CMS电磁量能器（ECAL）由75，848个结晶钨酸铅晶体组成，其性能演变表明，HL-LHC运行需要升级其端盖，以确保足够的性能。从LHC碰撞周期，束流测试和质子辐照晶体的实验室测量的结果相结合，以预测在HL-LHC的电流检测器的性能。此外，概述了各种研究和发展的替代ECAL端盖的HL-LHC运行期间的研究。
2014-09-10 hep-ex physics.ins-det
A new CMS pixel detector for the LHC luminosity upgrade
CMS内部像素探测器系统计划在LHC光度升级的第一阶段被替换。该计划设想了一个超低质量系统，两端各有四个桶层和三个圆盘。随着粒子速率的预期增加，电子读出链将改变为快速数字信号。升级CMS像素检测器的设想的设计方案的概述，以及估计的跟踪和顶点的性能。
2011-04-07 hep-ex physics.ins-det
CMS RPC Activities During LHC LS-2
第二次LHC长停堆期（LS 2）是CMS电阻板室（RPC）完成巩固和升级项目的重要机会。整合包括气密性、HV（高压）、LV（低压）和慢速控制操作的检测器维护。RPC第2阶段升级的所有服务，即RE 3/1和RE 4/1，预计将安装到LS 2。本文总结了RPC系统的维护和升级活动。
2020-05-26 hep-ex physics.ins-det
Longevity Study on the CMS Resistive Plate Chambers for HL-LHC
CMS电阻板室（RPC）系统已通过LHC运行10年的认证。在接下来的几年里，在高光度LHC（HL-LHC）阶段，LHC的瞬时光度将比现有的LHC光度增加五倍。这将使本CMS RPC系统经受相对于检测器所设计的背景速率和操作条件高得多的背景速率和操作条件。这些条件可能会影响探测器的性能，并引入不可恢复的老化效应。在CERN γ辐照装置（GIF++）中建立了一个专门的寿命测试，以确定现有RPC探测器在HL-LHC运行期间是否能在硬背景条件下生存。在辐照测试期间，RPC探测器长时间暴露于高伽马辐射，并且探测器主要参数作为积分电荷的函数被监测。基于收集的LH-LHC预期的综合电荷的大部分，辐照试验的结果将被呈现。
2021-11-27 hep-ex physics.ins-det
The CMS Tracker Upgrade for the High-Luminosity LHC
LHC机器正在计划一个升级计划，该计划将在2028年顺利地将瞬时光度提高到约$5-7.5\times10^{34}~\mathrm{cm}^{-2}\mathrm{s}^{-1}$，到2039年底可能达到3000-4500 fb $^{-1}$的积分亮度。这种高亮度LHC方案，HL-LHC，将需要LHC探测器的准备计划，称为第二阶段升级。目前的CMS外部跟踪器已经超出了设计规格，最近安装的CMS第一阶段像素探测器将无法在HL-LHC辐射条件下生存。因此，CMS将需要全新的设备，以充分利用高要求的操作条件和交付的光度。新的外部跟踪器也应该有触发功能。为了实现这些目标，研发活动研究了外部跟踪器和像素内部跟踪器的不同选择。所制定的解决办法将允许在1级触发机制中纳入跟踪信息。跟踪器升级的设计选择进行了讨论，以及一些突出的技术选择和研发活动。
2019-11-06 hep-ex physics.ins-det
Usage of tracking in the CMS Level-1 trigger for the High Luminosity LHC Upgrade
在高亮度大型强子对撞机（HL-LHC）上，CMS实验将面临一个苛刻的环境，其瞬时亮度高达7 × 10 $^{34}$ /cm $^2$ /s，相当于平均每个聚束交叉140-200次多重质子-质子碰撞。HL-LHC CMS 1级（L1）触发升级的主要目标是维持尽可能低的触发阈值，并与LHC目前使用的触发阈值相当，并可能包括在LHC上不可行的新触发。这将通过升级探测器读出电子设备来实现，以允许更大的L1触发率，并首次在L1触发器中包括跟踪信息。如何跟踪信息可以被用来减少L1触发率的例子。
2018-11-16 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
CMS Tracker Alignment Activities during LHC Long Shutdown 2
描述了在运行3数据采集期之前的2021-2022年LHC调试期间CMS跟踪器对准的策略和性能。像素重新安装后的第一个跟踪器对齐的结果，与宇宙射线μ子记录与螺线管磁铁关闭。此外，还介绍了调试期间第一次与碰撞数据事件（在900 GeV的质心能量下收集）对齐的性能。最后，在LHC运行3的最后倒计时期间的跟踪器对准工作进行了讨论。
2023-01-30 hep-ex physics.ins-det
CMS RPC data taking during the LHC Run-2 and activities during Long Shutdown 2
CMS实验在LHC的Run-2数据采集期间收集了大约150 fb $^{-1}$的质子-质子碰撞数据，其能量为$\sqrt{s}$ = 13 TeV。CMS RPC系统为μ子触发、重建和识别提供了冗余信息。为了确保稳定的数据采集，CMS RPC协作组进行了探测器操作、校准和性能研究。在运行2结束后，开始了第二个LHC长停堆期（LS 2），这是为下一个数据采集期（运行3）进行维护和准备以及安装服务以准备第二阶段升级的重要机会。这些活动包括维护电力、天然气和在线系统。在本演示文稿中，总结了CMS RPC系统在运行2期间的整体性能，以及为未来数据采集期间做准备的所有活动。
2022-11-29 hep-ex physics.ins-det
CMS-XSEN: LHC Neutrinos at CMS. Experiment Feasibility Study
本文讨论了一种研究高能中微子的CMS扩展方案（CMS-XSEN）。LHC中的中微子非常丰富，并且具有独特的特征：它们的能量达到TeV范围，τ味的贡献相当大。它们相互作用截面的测量具有很大的物理潜力。伪速率范围4<|η| <5是特别令人感兴趣的，因为轻子W衰变提供了来自b和c产生的中微子通量的额外贡献。一个4.1 x $10^{27}$核子/cm $^{2}$的适度探测器，放置在LHC隧道中，距离相互作用点25米，围绕最靠近CMS的聚焦磁铁（Q1），可以覆盖该区域。强子量能器HF和CMS前屏蔽将保护它免受pp碰撞碎片的影响。预计在2021-2023年运行的LHC的光度为300/fb，探测器可以观察到超过1000个τ中微子相互作用，以及100个TeV-中微子相互作用。考虑了几个背景。一个主要的来源可以是来自相互作用点的瞬发μ子。然而，CMS磁场和前向屏蔽的结构使得对感兴趣位置处的磁通量的估计不确定。此外，机器诱导的背景预计会迅速变化，而沿着和远离光束线移动。我们建议在2018年大型强子对撞机运行期间通过一个基于核乳胶的小型中微子实验演示器进行简短的测试来获得经验。
2018-04-12 hep-ex physics.ins-det
The CMS RPC Detector Performance and Stability during LHC RUN-2
CMS实验位于欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC），有一个由三种不同的气体探测器技术组成的冗余μ子系统：阴极条室（在前部区域），漂移管（在中部区域）和电阻板室（中部和前部区域）。所有这三个都用于μ子重建和触发。CMS RPC系统赋予μ子触发器鲁棒性和冗余性。RPC系统的操作在具有挑战性的背景和堆积条件下的LHC环境。RPC系统为所有μ子径迹探测器提供信息，从而有助于μ子触发和重建。总结了2016年和2017年数据采集期间13 TeV质子质子碰撞获得的探测器性能结果。系统的稳定性的效率和集群大小随时间和增加的瞬时光度。高亮度LHC（HL-LHC）阶段的预期性能的数据驱动的预测已被报道。
2018-08-30 hep-ex physics.ins-det
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
Impact of the HL-LHC detector upgrades on the physics program of the ATLAS and CMS experiments
由于对撞机及其实验的优异性能，LHC已经获得了丰富的物理结果。在高亮度LHC（HL-LHC）阶段有望实现更多的结果。预计在10年的运行中，LHC的设计亮度将提高10倍，达到4000 fb-1。LHC的升级是由观察和测量稀有过程的前景所驱动的。高粒子产生率和辐射剂量导致对撞机实验的环境具有挑战性。ATLAS和CMS实验正在升级甚至更换几个探测器组件，以应对这种环境。在本报告中，将概述探测器升级及其对实验物理方案的影响。
2021-05-24 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
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
Calibration and performance of the CMS pixel detector in LHC Run 2
紧凑型μ子螺线管（CMS）是欧洲核子研究中心大型强子对撞机上重建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。它以高分辨率确定来自相互作用区域的带电粒子的轨迹，从而能够在跟踪器中进行精确的动量和碰撞参量测量。它旨在在大型强子对撞机的高粒子密度环境中运行。像素探测器的标定是影响其性能的重要因素。校准常数遵循传感器中主要由辐照引起的物理变化。这些常数定期更新，在校准数据库中维护，并用于事件重建。我们将详细介绍离线校准程序及其对LHC运行2期间探测器性能的影响。
2019-09-09 hep-ex 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
CMS precision timing physics impact for the HL-LHC upgrade
作为第二阶段升级计划的一部分，紧凑型μ子螺线管（CMS）探测器将采用新的计时层，旨在测量最小电离粒子（MIP），时间分辨率为$\sim$ 30 ps。精确的计时将减轻高亮度LHC预期的具有挑战性的堆积水平的影响。分配给每个轨道的时间信息将使得能够使用4D顶点，这将使堆积减少5倍，从而恢复当前条件。精确定时还将实现新的基于时间的隔离和改进的$b$标记算法。当观察二希格斯玻色子事件衰减为一对$b$ -夸克和两个光子时，所有这些都转化为有效光度的$\sim20\%$增益。我们提出了预期的改进，在物理性能与精确定时与升级CMS检测器。
2018-10-01 hep-ex physics.ins-det
Current status of the CMS Inner Tracker upgrade for HL-LHC
本文介绍了为应对HL-LHC高亮度环境，CMS实验Phase II升级中内追踪器的替换方案、设计技术选型，以及原型验证和大规模生产筹备的最新进展。
2025-05-08 hep-ex physics.ins-det
Advancing the CMS Level-1 Trigger: Jet Tagging with DeepSets at the HL-LHC
本文提出了一种基于深度集的喷注标记器，用于HL-LHC中提升CMS一级触发系统对双Higgs事件的触发能力。
2025-11-20 hep-ex physics.ins-det
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
Alignment of the CMS tracker with LHC and cosmic ray data
CMS探测器的核心部件是有史以来最大的硅跟踪器。这种复杂设备的精确对准是一项艰巨的挑战，只有通过对过去常规用于跟踪探测器的技术进行重大扩展才能实现。这篇文章描述了LHC操作中使用的全尺寸校准程序。该方法的具体特点包括同时确定多达200，000个与轨道的对准参数，测量单个传感器曲率参数，控制系统失调效应，以及在多处理器环境中实现整个过程以实现高执行速度。总体而言，发现模块对准上实现的统计准确度显著优于10微米。
2014-08-21 hep-ex physics.ins-det
Getting ready for Physics at the LHC with the CMS Detector
为了准备LHC的物理实验，CMS实验必须进行数据采集。在研究新的物理学之前，必须很好地理解这些数据。另一方面，有一些标准的过程，从以前的实验和模拟中众所周知，这将有助于理解LHC早期探测器的数据。
2006-04-13 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
CMS tracking performance in Run 2 and early Run 3
本文介绍CMS探测器为适配LHC Run 3更高亮度与堆积条件所做的探测器升级及径迹寻找、筛选算法改进，并利用Run 2与早期Run 3对撞数据及模拟数据测量径迹重建性能。
2023-12-13 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
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
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
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
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
The CMS HGCAL detector for HL-LHC upgrade
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- 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，和性能（模拟和从束流测试）。
2017-08-28 hep-ex physics.ins-det
A CMS Level-1 Track Finder for the HL-LHC
高亮度LHC将对触发系统提出重大要求。为了控制触发阈值，CMS协作正在设计一种新颖的1级跟踪触发器。外部跟踪器将使用具有成对传感器层的模块来读出与2-3 GeV以上的带电粒子兼容的命中。系统将组合这些前端触发原语以重建轨迹，提供$p_{\mathrm{T}}$、$η$、$ϕ$和$z_{0}$的测量。本报告将介绍CMS L1航迹查找系统：算法及其估计性能，硬件原型，以及与此系统相关的独特挑战。
2021-11-03 physics.ins-det
The CMS Phase-1 Pixel Detector Upgrade
CERN LHC的CMS探测器以硅像素探测器作为其最内层的子探测器。在2016/2017年LHC延长的年终技术停止中，原有的CMS像素探测器已被升级的像素系统（CMS Phase-1像素探测器）取代。升级后的CMS像素探测器旨在应对LHC在2013-2014年第一次长时间关闭期间升级加速器后实现的更高瞬时亮度。与原来的像素探测器相比，升级后的探测器具有更好的跟踪性能和更低的质量，每侧有四个桶层和三个端盖盘，以提供高达2.5的伪快度绝对值的命中覆盖。本文介绍了CMS Phase-1像素探测器的设计和构造，以及它在碰撞数据采集中从调试到早期运行的性能。
2020-12-22 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
Performance of the CMS Pixel Detector at an upgraded LHC
CMS实验将包括用于模式识别和顶点化的像素检测器。它将由三个桶层和每侧的两个端盖组成，提供三个空间点，最高伪刚度为2.1。考虑到LHC环境下探测器性能的局限性，本文讨论了一种用于改进型LHC的8-9层像素探测器。
2005-10-24 physics.ins-det
Precision Timing with the CMS MIP detector
欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）的紧凑型μ子螺线管（CMS）探测器正在进行广泛的第二阶段升级计划，为高亮度LHC（HL-LHC）的挑战性条件做准备。设计了一种新的计时层，用于测量最小电离粒子（MIP），时间分辨率为30 ps，密封覆盖率高达$|η|$ = 3的伪快度。该MIP定时探测器（MTD）将包括一个基于LYSO：Ce晶体的中心桶区，用SiPM读出，两个端盖装有耐辐射低增益雪崩二极管（LGAD）。来自MTD的精确时间信息将减少HL-LHC预期的高水平堆积的影响，并将为CMS探测器带来新的和独特的能力。我们目前的状态和正在进行的研发的MTD，包括最近的测试梁的结果。
2018-09-30 hep-ex physics.ins-det
Development of the CMS detector for the CERN LHC Run 3
本文介绍了为CERN LHC Run 3配置的CMS探测器升级，涵盖硅像素径迹探测器、超导螺线管供电、量能器与缪子电子学、精密质子谱仪及触发计算系统的重大改进。
2024-05-30 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
CMS Upgrades for the High-Luminosity LHC Era
本文介绍CMS为2029年开始的HL-LHC运行所进行的Phase-2探测器、触发与数据采集系统升级，以应对高亮度、高堆积和强辐射环境并提升精确测量能力。
2025-01-06 hep-ex physics.ins-det
Summary of the trigger systems of the Large Hadron Collider experiments ALICE, ATLAS, CMS and LHCb
本白皮书综述了大型强子对撞机（LHC）实验ALICE、ATLAS、CMS和LHCb的触发系统，介绍其通用原理、最新进展及高亮度升级所需的新触发范式。
2024-07-24 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
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
Performance of the CMS high-level trigger during LHC Run 2
本文评估了CMS高级触发器在LHC Run 2期间对轻子、喷注和缺失横动量等物理对象的性能，展示了机器学习b标记和强子衰变τ轻子重建等复杂算法在线部署的成果。
2024-11-23 hep-ex physics.ins-det
Prototyping and qualification of 2S modules for the CMS Outer Tracker upgrade at the HL-LHC
为了准备高亮度LHC，CMS实验的整个跟踪器探测器将作为第二阶段升级的一部分进行更换。新的外部跟踪器将包括大约13，000个硅传感器模块，其中7608个是由两个平行安装的硅条传感器组成的“2S模块”，5592个是由单个模块中的一个像素和一个条带传感器组成的“PS模块”。这些模块通过关联两个传感器层的命中信息向1级触发器提供跟踪信息，从而允许通过横向动量来区分粒子轨迹。为了保证数据采集期间的成功操作，外部跟踪器模块的生产必须满足严格的要求。本说明将讨论组装程序以及在CERN进行的电子、热和振动测试的一些关键结果，这些测试用于鉴定2S模块设计和准备模块组装程序。
2021-12-03 hep-ex physics.ins-det
Performance of the Fast Beam Conditions Monitor BCM1F of CMS in the first running periods of LHC
束流条件和辐射监测系统（BRM）在CMS中实现，以保护探测器并提供与LHC的接口。七个子系统在不同的时间尺度上监测束流状况和探测器内的辐射水平。它们检测不利的束流条件，促进接近CMS的束流调谐，并测量不同检测器组件中累积的剂量。数据采集和分析独立于CMS数据采集，显示在控制室，并为触发系统和LHC操作员提供输入。在束流条件对CMS探测器有危险的情况下，诱导束流中止。快速射束条件监视器，BCM1F，是靠近跟踪器体积内射束管的通量计数器。它使用单晶CVD金刚石传感器，抗辐射FE电子器件和光学信号传输来测量束晕以及逐束碰撞产物。该系统已在2008年9月LHC的初始运行期间运行。自2009年重启以来，它一直可靠地工作，对于CMS的日常LHC操作来说是非常宝贵的。在LHC操作过程中收集的数据的基础上，系统的特性。
2010-12-16 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
Background in the CMS muon detectors: simulation and measurements with pp collision data
LHC的CMS μ子系统是由不同的探测器技术建造的。在LHC运行-2期间，测量不同μ子探测器的背景命中率对于评估腔室及其机载电子设备的寿命以及HL-LHC系统的预期性能至关重要。此外，使用模拟对背景进行准确建模也至关重要，因为对第二阶段升级的预期辐射背景的估计只能依靠安装新探测器的区域的蒙特卡洛预测。目前的理解与收集的数据在大型强子对撞机运行-2，以及在欧洲核子研究中心的高强度伽马辐照设施，GIF++，测量的背景进行了讨论，连同工作，以提高精度的背景建模在Fluka和GEANT 4模拟。
2020-02-20 hep-ex physics.ins-det
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
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
Radiation Testing of Electronics for the CMS Endcap Muon System
欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）粒子加速器的紧凑型μ子螺线管（CMS）实验的数据读出和触发系统中使用的电子设备暴露在高辐射水平下。这种辐射可能会对电子电路造成永久性损坏，以及暂时性影响，如单粒子翻转引起的数据损坏。一旦高亮度LHC（HL-LHC）加速器升级完成，它的瞬时亮度将是LHC的五倍，从而可以检测到罕见的物理过程，新粒子和相互作用。已经进行了测试，以确定辐射对用于端盖μ子电子项目的电子部件的影响，该项目目前正在设计用于2013年在CMS实验中安装。在这些测试期间，测试板上的数字元件在用55 MeV质子辐照的同时以主动数据读出操作。在反应堆测试中，组件暴露于HL-LHC预期的30年当量中子辐射水平。μ子系统的最高总电离剂量（TID）预计在CMS探测器的最内部，十年内为8900拉德。我们的研究结果表明，为新电子产品选择的商用现货（COTS）组件将在CMS辐射环境中可靠运行。
2012-08-20 hep-ex physics.ins-det
The CMS Precision Proton Spectrometer at the HL-LHC -- Expression of Interest
CMS合作计划在高亮度LHC（HL-LHC）上通过一台新的近束质子谱仪对中心独占产生（CEP）事件pp $\to$ pXp进行研究。在CEP事件中，状态X在中心快速度处产生，并且散射的质子不离开束管。X的运动学可以从质子的运动学完全重建，这使得可以访问否则不可见的最终状态。CEP允许对物理学的独特灵敏度超过标准模型，例如在寻找异常的四次规范耦合，轴子状粒子，以及一般的新共振。自2016年以来，CMS一直在成功运营精密质子谱仪（PPS），最初是CMS和TOTEM的联合项目。本文件概述了一个新的PPS在HL-LHC的物理利益，并探讨其可行性和预期的性能。通过与机器组的讨论，确定了适合安装可移动质子探测器的四个位置：两侧距离相互作用点196、220、234和420米。验收研究表明，梁在相互作用点的垂直平面内交叉，如在Long 1003之后实施的那样，比目前的水平交叉更可取。这使得在196、220和234 m的站上可以访问质量范围为133 GeV $-$ 2.7 TeV的状态X。如果包括420米的站，则质量下限为43 GeV，这使得有可能研究125 GeV希格斯玻色子的中心独家生产。这是相对于当前350 GeV $-$ 2 TeV的质量范围的重大改进。该项目及其成本可以很容易地分阶段进行; 420米的车站可以在第二步中解决。总之，一个新的近束质子谱仪的操作在HL-LHC似乎是可行的。它将以…
2021-03-03 hep-ex physics.ins-det
