Data-driven precision determination of the material budget in ALICE
本文提出两种数据驱动方法精确测定ALICE模拟软件中的物质预算校正，将整体系统不确定性从4.5%降至2.5%，实现局部正确的物质预算，且方法通用。
2024-01-08 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Testbeam performance results of bent ALPIDE Monolithic Active Pixel Sensors in view of the ALICE Inner Tracking System 3
ALICE内部跟踪系统最近升级为完全由MAPS组成的全硅探测器，围绕LHC束管排列在七个同心层中。更进一步，在LHC Long 2013期间，ALICE合作计划用一种新的顶点检测器取代这种新ITS的三个最内层。拟议的设计特点晶圆级，超薄，真正的圆柱形MAPS。新的传感器将减薄到20-40 \textmu m，每层材料预算小于0.05 x/ $\mathrm{X_{0}}$，前所未有的低，并将围绕束管同心布置，距离互作用点18 mm。预计在新的65纳米CMOS技术节点的第一个原型，一个积极的R\&D计划正在进行中，以测试现有的50 { \textmu }m厚的ALPIDE传感器的弯曲响应。许多这样的芯片被成功弯曲，甚至低于目标最内半径，没有机械损坏的迹象，同时在实验室测试中保留了它们的全部电气功能。弯曲的探测器随后在粒子束活动期间进行了测试，其中评估了它们的粒子探测性能。在这篇文章中，将介绍弯曲ALPIDE传感器数据分析的试验梁亮点。实验证明，目前采用180 nm CMOS工艺生产的ALPIDE在弯曲后仍保持其性能。结果表明，效率一般低于$10^{-4}$，独立于入射光束相对于传感器表面的倾斜和位置。这一令人鼓舞的结果证明，使用弯曲的MAPS是未来硅探测器设计的一个令人兴奋的可能性，因为不仅传感器可以在机械上经受住弯曲的考验，而且使其在内部跟踪层中具有吸引力的诱人属性与平坦状态相当。
2022-05-25 physics.ins-det
ALICE Inner Tracking System Upgrade: construction and commissioning
ALICE（A Large Ion Collider Experiment）是欧洲核子研究中心的大型强子对撞机实验，主要用于研究重离子碰撞中产生的强相互作用物质，并致力于表征夸克-胶子等离子体。为了实现LHC运行3和4的物理计划，ALICE正在进行第二次长时间LHC关闭期间对实验设备进行重大升级。ALICE升级的一个关键要素是用一个全新的硅基探测器取代内部跟踪系统（ITS），其功能将允许重建罕见的物理通道，这些通道在LHC运行1和2期间使用的ITS布局之前无法访问。实现这种性能提升的技术是采用定制设计的MAPS（单片有源像素传感器）作为检测元件。在本程序中，将详细介绍ITS升级的建设和调试状况。模块的建设将很快完成，与此同时，实验室的调试正在使用已经集成在探测器中的组件进行。
2019-12-27 hep-ex physics.ins-det
Performance of the ALICE Inner Tracking System 2
本文介绍了基于MAPS技术、拥有10平方米灵敏面积和125亿像素的ALICE ITS2探测器在LHC Run 3期间的性能表现、校准方法及运行经验。
2025-03-21 hep-ex physics.ins-det
Commissioning of the new ALICE Inner Tracking System
ALICE（大型离子对撞机实验）的内部跟踪系统（ITS）的升级将把重味强子和低质量双轻子的测量扩展到比目前实现的更低的横向动量，并增加读出能力，以包含完整的相互作用。此外，在低横向动量下，跟踪效率将得到改善。为了实现这一目标，新的ALICE ITS由七层定制单片有源像素传感器设计（称为ALPIDE）组成，空间分辨率为$5\,\mathrm{μm}$。与先前ITS中的每层$1.14\%\,\mathrm{X_0}$相比，使用基于ALPIDE的探测器设计将最内层三层的材料预算减少到每层$0.35\%\,\mathrm{X_0}$，最外层四层的材料预算减少到每层$1.0\%\,\mathrm{X_0}$。在世界各地的许多地点的建设工作已经产生了一个完全组装和连接的探测器，目前正在进行表面调试，然后安装在ALICE洞穴。这篇文章讨论了新的ITS探测器的设计和调试的现状，包括用于调试探测器的方法和迄今为止所获得的结果。
2020-05-22 hep-ex physics.ins-det
Upgrade of the ALICE Inner Tracking System
建立了大型离子对撞机实验（ALICE），用于研究LHC中重离子碰撞产生的强相互作用物质的性质。随着其内部跟踪系统（ITS）的升级，ALICE实验将把数据采集率提高近两个数量级。与此同时，次级顶点重建的精度将比目前至少提高3倍。在这次演讲中，我们简要地展示了一些选定的物理结果，激励ITS的升级，描述了新探测器的设计目标和布局，并强调了一些重要的测量，将实现升级完成后。
2016-07-05 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Alignment of the ALICE Inner Tracking System with cosmic-ray tracks
大型离子对撞机实验（英语：Large Ion Collider Experiment，缩写ALICE）是大型强子对撞机（英语：Large Hadron Collider，缩写LHC）的一个实验，致力于研究在LHC能量下的核-核碰撞中产生的强相互作用物质。ALICE ITS，内部跟踪系统，由六层圆柱形硅探测器组成，采用三种不同的技术;在向外的方向上：两层像素探测器，两层漂移和条带探测器。在ITS的2198个传感器模块的空间对准中要确定的参数的数量约为13，000。目标对准精度在某些情况下远低于10微米（像素）。对准信息的来源包括巡天测量、来自宇宙射线和来自质子-质子碰撞的重建轨道。基于主轨迹的对齐方法使用Millepede全局方法。一个迭代的局部方法的开发和使用。我们提出的结果，为ITS的对齐使用约10^5带电轨道从宇宙射线已收集在2008年夏天，与ALICE螺线管磁铁关闭。
2017-09-28 hep-ex physics.ins-det
Upgrade of the ALICE Inner Tracking System
在2018/2019年LHC的长周期2期间，ALICE实验计划安装一个新的内部跟踪系统。它将取代目前的六层探测器系统与七层探测器使用单片有源像素传感器。升级后的内部跟踪系统将有显着改善的跟踪和顶点的能力，以及读出率，以应付预期增加的铅铅亮度的大型强子对撞机。单片有源像素传感器的选择是由ALICE的特定要求驱动的，ALICE是一种在低横向动量下处理稀有过程的重离子实验。这导致对于三个最内层，每层0.3 $% X/X_{0}$的材料预算的严格要求。此外，对于最内层中的最小偏置事件，探测器将看到平均$\sim 19 \mathrm{cm}^{-2}/\mathrm{event}$的大命中密度，并且必须承受最大700 kRad TID和$1\times 10^{13}$ 1 MeV n $_\mathrm{eq}/\mathrm{cm}^{2}$ NIEL的中等辐射负载。单片有源像素传感器探测器采用TowerJazz 0.18 $μ$ m CMOS成像传感器工艺在具有高电阻率外延层的晶圆上制造。这篇文章总结了最近的研发活动，并侧重于大规模像素传感器原型的结果。
2015-01-28 hep-ex physics.ins-det
Upgrade of the ALICE ITS detector
欧洲核子研究中心的ALICE实验在2019-2021年LHC的长周期2期间进行了重大升级。一个关键要素是安装新的内部跟踪系统2（ITS 2）。基于CMOS单片有源像素传感器的新型ITS 2将显著提高碰撞参量分辨率和跟踪效率，特别是对于低横向动量的颗粒，以及读出速率能力。在下文中，将概述升级及其调试状态以及安装状态。
2022-03-04 physics.ins-det
The ALICE Experiment Upgrades
ALICE实验在2019年至2021年期间受益于长周期，以扩大其物理能力，并充分受益于运行3中LHC亮度的增加。内部跟踪系统已被一个基于MAPS技术的新硅跟踪器所取代，在μ子谱仪前面增加了一个新的跟踪装置，以提高其顶点能力。用于TPC读出的线室已被新的GEM探测器取代，这将最大限度地减少离子回流，并允许连续数据采集：此外，还安装了一个专门用于快速触发的新探测器阵列。在软件方面，增加了新的第一遍重建，以处理和减少数据流和存储。这些升级将与未来ALICE升级的展望一起提出，鉴于LHC运行4，其中将包括用升级的硅器件和高粒度电磁和强子量能器（FOCAL）替换ITS内部跟踪层。
2022-01-21 physics.ins-det
A truly cylindrical inner tracker for ALICE
在成功安装并首次运行升级后的内部跟踪系统（ITS2）后，它由大约$10\,$ m $^2$的单片硅像素传感器组成，ALICE正在为LHC Run 4的ITS3率先使用弯曲的晶圆级像素传感器。可以使用拼接技术来生产大于典型标线尺寸的传感器。在约$30\,μ$ m的厚度下，硅足够柔性以弯曲到$1\,$ cm量级的半径。通过用强制气流冷却这种传感器，可以构造实际上仅由硅传感器组成的真正的圆柱形层。材料预算的减少和指向分辨率的提高将允许新的测量，特别是重味衰变和电磁探针。在这次演讲中，我们将报告传感器的发展，弯曲传感器在测试梁的性能，和真正的圆柱形层的力学研究。
2022-12-06 hep-ex physics.ins-det
Upgrading the Inner Tracking System and the Time Projection Chamber of ALICE
欧洲核子研究中心的ALICE实验正在2019-2020年LHC的长周期2（LS 2）期间进行重大升级。关于中央枪管的关键要素是安装新的内部跟踪系统（ITS）和升级大型时间投影室（TPC）。TPC目前正在升级一个新的读出系统，包括新的基于GEM的读出室和新的前端电子设备，使我们能够在连续模式下操作它。基于CMOS单片有源像素传感器的新型ITS将显著提高碰撞参量分辨率和跟踪效率，特别是对于低横向动量的颗粒，以及读出速率能力。在下文中，将概述升级及其组装和调试状态。此外，还将对预计在2025-2026年LHC第三次长时间关闭的ITS升级计划进行展望。对于这次升级，最里面的三层可以用圆柱形探测器层代替，由弯曲的晶圆级CMOS传感器制成，以进一步降低材料预算并提高指向分辨率。
2020-02-02 hep-ex physics.ins-det
The upgrade of the ALICE Inner Tracking System
在$\mathrm{2019}-\mathrm{2020}$第二次长时间关闭LHC期间，ALICE实验的内部跟踪系统（ITS）将进行升级。ALICE ITS升级的主要目标是通过获取大量事件样本来实现对低动量粒子（< 1 GeV/c）的高精度测量，这得益于在运行3期间将$\mathrm{Pb}-\mathrm{Pb}$碰撞的LHC瞬时光度增加到$\mathcal{L} = 6 \cdot 10^{27} cm^{-2} s^{-1} $。ITS的升级项目正朝着这一方向努力，其重点是提高读出率、提高碰撞参量分辨率、提高跟踪效率和位置分辨率。主要的设置修改是用七层硅像素探测器代替当前的ITS。ALPIDE芯片是一种CMOS单片有源像素传感器（MAPS），它是为此目的而开发的，并提供5 $μ$ m的空间分辨率。MAPS与严格的机械设计一起使用，使得材料预算减少到最内层的0.35% $X_0$和外层的1% $X_0$。探测器设计在研发期间通过各种测试进行了验证，确保在ALICE内部的整个寿命内正常运行。生产阶段已接近完成，所有新组装的组件都将接受不同的测试，旨在表征模块和板条并确定其合格水平。本文介绍了探测器的设计，在研究和开发阶段进行的测量，以及生产状态。
2019-04-28 hep-ex physics.ins-det
Transverse momentum spectra of hadrons identified with the ALICE Inner Tracking System
内跟踪系统是最靠近光束轴的ALICE探测器。它由六层硅探测器组成：两个最内层的硅像素探测器（SPD），两个中间层的硅漂移探测器（SDD）和两个最外层的硅条探测器（SSD）。ITS可用作独立跟踪器，以便恢复时间投影室（TPC）未重建的轨道，并重建具有低至100 MeV/c的$p_{t}$的低动量粒子。ITS中的粒子识别通过测量SDD和SSD层中的能量损失信号来执行。ITS允许在低$p_{t}$时扩展ALICE中心快度区中的带电粒子识别能力：有可能分离100 MeV/c范围内的$π/K$ $< p_{t} <$ 500 MeV/c和200 MeV/c范围内的$K/p$ $ < p_{t} <$ 800 MeV/c。本文将详细讨论ITS中强子的鉴别，并介绍提取$π, K$和$p$的$p_{t}$谱的不同方法。
2013-08-16 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
Operational Experience with the ALICE Pixel detector
硅像素探测器（SPD）构成了ALICE实验内部跟踪系统的两个最内层，它是最接近相互作用点的探测器。作为一个顶点检测器，它具有生成触发信号的独特功能，有助于ALICE实验的L0触发。SPD从2009年LHC第一次pp碰撞开始收集数据，从那时起，它参加了所有pp，Pb-Pb和p-Pb数据采集活动。本文将介绍SPD的主要特点、探测器性能和运行经验，包括从运行1到运行2的校准和优化活动。
2016-11-16 hep-ex physics.ins-det
ITS3: A truly cylindrical inner tracker for ALICE
ALICE实验为LHC第4轮运行研发真正圆柱形的内部径迹探测器ITS3，采用拼接技术制备的可弯曲晶圆级硅像素传感器，以降低材料预算、提升指向分辨率，目前力学与束流测试及新型传感器研发均取得积极进展。
2023-07-17 hep-ex physics.ins-det
Upgrade of the ALICE Inner Tracking System
内跟踪系统（ITS）是研究LHC重味产生的关键ALICE探测器。重味可以通过识别含有重夸克的短寿命强子来研究，这些重夸克的平均固有衰变长度在100-300 $μ$ m的数量级。为了完成这一任务，ITS由六个圆柱形硅探测器层（两个像素，两个漂移和两个条带）组成，径向覆盖范围为3.9至43厘米，每层材料预算为1.1%X0。特别是，两个最内层的属性定义了ITS在测量这种短命粒子的位移顶点时的性能。为了提高ALICE的物理能力，特别是重口味检测的跟踪性能，ITS升级的可能性进行了非常详细的研究。它将利用过去十年来在成像传感器领域取得的惊人进展，以及安装更小半径光束管的可能性。升级后的探测器将在以下方面有很大改进：碰撞参量分辨率、低$p_{t}$时的独立跟踪效率、动量分辨率和读出能力。概念设计报告于2012年9月公布，其中涵盖了设计和性能要求、升级选项以及必要的研发工作。一项密集的研发计划已经启动，以审查正在考虑的不同技术选择。新的探测器应该准备好在2017-2018年LHC长期关闭期间安装。
2012-11-22 hep-ex physics.ins-det
Characterization of Stitched Prototypes Chip for the ALICE ITS3 Upgrade
University of Padova（帕多瓦大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所，帕多瓦分部）
ALICE ITS3升级采用缝合单片传感器技术，通过测试束验证其高探测效率和优异空间分辨率。
2026-02-03 physics.ins-det
The upgrade of the ALICE Inner Tracking System
ALICE是一个通用实验，致力于研究LHC的核-核碰撞。经过3年多的成功运行，LHC（LS 2）在2017/18年第二次长时间关闭期间的设备升级正在准备中。拟议升级的主要目标之一是扩大低横向动量稀有探测器的物理范围。罕见探针的重建需要精确确定ALICE中由内部跟踪系统（ITS）执行的主要和次要顶点。目前的ITS由6层三种技术的硅器件制成，例如，可以重建横向动量低至~2 GeV/c的D介子。要进一步将该范围向更低的pT扩展，需要安装由7层硅探测器组成的新ITS，该探测器具有显著更好的单点分辨率和更低的材料预算。预计新系统将允许将碰撞参量分辨率提高约3倍。此外，升级后的ITS的数据速率能力应显着提高，以充分利用预期的LHC铅-铅相互作用率为50 kHz，几乎两个数量级以上，目前的读出率。本文件首先介绍了ITS升级的要求，其次是新系统的概念设计及其预期性能。其次，概述了从概念到最终探测器的不同研发活动。
2013-07-23 hep-ex physics.ins-det
ALICE ITS3: a bent stitched MAPS-based vertex detector
本文介绍了ALICE ITS3顶点探测器的设计、集成与冷却方案及其外部服务电子学系统，该探测器采用晶圆级65 nm拼接MAPS技术，用于重离子碰撞中带电粒子的高分辨率径迹重建。
2024-01-10 physics.ins-det
ALICE ITS 3: the first truly cylindrical inner tracker
MAPS的高集成密度，与硅传感器和读出电子实现在同一设备中，允许非常薄的结构，大大减少了材料预算。$\mathcal{O}$的厚度（50~ $μ$ m）是硅芯片变得柔性的值，在许多应用中容易使用。此外，MAPS可以通过称为缝合的工艺在晶片尺寸的传感器中生产。这又允许构建足够大以覆盖具有单个弯曲传感器的整个跟踪器半层的检测器元件。ALICE ITS~3项目计划建立一个新的顶点跟踪器，它基于真正的圆柱形晶圆级传感器，每层的$_{0}$/X $_{0}$小于0.05，并且位于距离相互作用点18 mm的地方。所有项目方面的研发（包括弯曲晶圆级设备的力学，弯曲MAPS的测试梁，缝合传感器的设计）正在迅速进展，目标是在LHC长期关闭3（2025- 2027）期间安装。本文总结了项目动机、研发时间表，并将展示最近完成的项目里程碑的精选亮点，包括带有虚拟芯片的全尺寸工程原型和功能性弯曲MAPS的小规模全功能组件。
2022-05-17 hep-ex physics.ins-det
Commissioning of the Silicon Drift Detectors of the ALICE experiment at the LHC
硅漂移探测器（SDD）装备在大型强子对撞机ALICE实验的内部跟踪系统的两个中心层。主要的探测器性能，包括噪声，增益，漂移速度和电荷收集测量系统研究的结果将报告
2009-07-17 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Calibration and Performance of the Upgraded ALICE Inner Tracking System
本文介绍了ALICE实验升级后的ITS2像素径迹探测器的校准流程与运行性能，该探测器基于MAPS技术，将碰撞参数分辨率提升至约30 μm，并在LHC Run 3中实现了高质量数据采集。
2024-09-29 hep-ex physics.ins-det
Overview of the ALICE ITS3 Upgrade
Department of Physics and Astronomy, Sejong University（世宗大学物理与天文学系）
ALICE将在LHC第三次停机期间用ITS3替换最内三层跟踪探测器，采用65nm CMOS工艺的弯曲单片有源像素传感器，实现无支撑结构、空气冷却，材料预算低于0.09%X$_0$每层。
2026-06-06 physics.ins-det
The MAPS-based ITS Upgrade for ALICE
LHC ALICE实验的内跟踪系统（ITS）升级是第一个基于CMOS单片有源像素传感器（MAPS）技术的大面积（$\sim$ 10 μ m $^2$）硅顶点探测器，它将灵敏体积和前端读出逻辑结合在同一块硅上。由于传感器薄（50-100~ $μ$ m）且冷却需求有限，结合轻质材料互连电路和支撑结构，该技术允许减少材料预算（最内层的目标值为0.3\%）。小的像素间距（$\sim$ 30~ $μ$ m）、层的位置（7个圆柱形层，半径从2.3~ 39.3 cm到束相互作用线）以及有限的材料预算将为ALICE实验提供极其精确的跟踪分辨率。高速率读出能力也将使ALICE能够在LHC Run~3中预期的50 kHz Pb-Pb碰撞速率下收集大量数据样本。新的ITS现在在地面组装，目前正在进行详尽的预调试阶段，包括独立校准和宇宙射线数据采集，这将在2020年4月安装在ALICE探测器之前完成。本文将介绍从建造和预调试阶段获得的经验，以及ALICE数据采集的安装和准备计划。还将简要讨论新ITS在MAPS技术未来应用的发展道路中所发挥的作用。
2020-01-09 hep-ex physics.ins-det
From vertex detectors to inner trackers with CMOS pixel sensors
使用CMOS像素传感器（CPS）进行高分辨率和低材料顶点探测器已在RHIC/BNL的STAR-PXL探测器的2014年和2015年物理运行中得到验证。这打开了CPS用于内部跟踪设备的大门，其具有10-100倍的敏感区域，因此需要一种节省功率、响应均匀性和鲁棒性的传感器设计。用于STAR-PXL传感器的350 nm CMOS技术被认为太不适合即将到来的应用，如升级的ALICE内部跟踪系统（ITS），该系统要求传感器在读出速度和辐射耐受性上有一个数量级的改进。这引发了对更深的亚微米CMOS技术（Tower-Jazz 180 nm）的探索，以设计适应新ALICE-ITS运行条件的CPS。本文报道了一种适用于ALICE-ITS的CPS概念的研究与开发结果。
2016-04-11 hep-ex physics.ins-det
ALICE upgrades for Run 4 and Run 5
考虑到LHC的运行4，目前计划从2029年开始，ALICE正在进行几次升级，以进一步扩展其物理范围。为了改善重味强子和双电子的测量依赖于二次顶点，减少内部跟踪系统的最内层的材料预算是必要的。这可以通过弯曲的像素传感器来实现，该像素传感器以半圆柱形状布置，具有集成的电源线和数据总线，从而可以摆脱大部分支撑结构和水冷却。此外，我们还提出了一种新的前向量热计（FoCal），它涵盖了$3.2<η<5.8$的赝半径，可以通过瞬发光子产生来测量小x（低至$10^{-6}$）胶子分布。FoCal将由一个高度颗粒化的Si+W电磁量能器与一个传统的采样强子量能器相结合组成，并将显著增强ALICE的范围，用于介子、光子和喷流的包容性和相关性测量。对于运行5及以后，已经提出了ALICE 3项目。它由一种基于单片硅传感器的新型紧凑型检测器组成，在顶点附近具有超薄层、高读出速率能力、出色的指向分辨率、出色的跟踪和大接受范围内的颗粒识别。这样的探测器可以实现丰富的物理程序，从超低横动量的电磁探针到魅力和美容领域的精密物理。对于粒子识别，可以预见一系列探测器系统：飞行时间系统，环形成像切伦科夫探测器，电磁量热计，μ子识别器和专用的超软光子前向探测器的组合。在这些会议记录中，升级计划将与ITS3和FoCal的研发状况以及ALICE 3的概念和要求一起展示。
2022-10-28 physics.ins-det
Remote Configuration of the ProASIC3 on the ALICE Inner Tracking System Readout Unit
大型离子对撞机实验（英语：Large Ion Collider Experiment，缩写ALICE）是欧洲核子研究中心大型强子对撞机（英语：Large Hadron Collider，缩写LHC）的四个主要实验之一。ALICE探测器目前正在为即将到来的LHC运行3进行升级。新的内部跟踪系统（ITS）子探测器是此次升级的一部分。ITS的前端电子设备由192个安装在辐射环境中的读出单元组成。ITS读出中使用的基于SRAM的Xilinx Kintex Ultrascale FPGA中的单粒子翻转（SEU）是一个真正值得关注的问题。为了清除影响Kintex配置存储器的SEU，使用了基于Flash的Microsemi ProASIC 3E（PA 3）FPGA。该器件在数据采集过程中配置并持续擦洗Xilinx FPGA，从而避免SEU累积。到RU的通信路径是经由100米长的光链路上的抗辐射千兆收发器（GBT）系统。PA 3可通过GBT慢速控制适配器（GBT-SCA）ASIC使用专用JTAG总线驱动通道访问。在运行3期间，可以预见的是，PA 3的FPGA设计将需要升级，以纠正可能的问题并添加新功能。因此，必须远程配置PA 3本身，为此需要专用的软件工具。本文介绍了一种用于远程配置PA 3 FPGA的分布式工具的设计与实现。
2020-11-07 cs.SY eess.SY hep-ex
MOSAIX Qualification System for ALICE ITS3
European Organization for Nuclear Research (CERN)（欧洲核子研究组织（CERN））
ALICE ITS3 首次使用 MOSAIX 验证系统，通过 FPGA 控制和模拟验证测试基础设施，确保芯片可用前的测试可靠性。
2025-11-01 physics.ins-det
Vertexing detectors and vertexing performance in Run 2 in ALICE
ALICE装置包括一个内部跟踪系统，用于高精度顶点和中快度跟踪。多亏了这个探测器，在LHC研究的所有碰撞系统中，用运行2数据获得了显着的结果。在这方面的贡献，ITS中的事件，轨道和二次顶点重建的作用是突出的，并在数据和蒙特卡罗模拟碰撞点的轨道碰撞参量的分辨率的比较报告。最后，介绍了利用ALICE的顶点和跟踪能力在pp和Pb-Pb碰撞中得到的一些主要物理结果。
2020-08-24 nucl-ex physics.ins-det
Synchronous and asynchronous Data Quality Control of the ALICE Inner Tracking System in the LHC Run 3
本文介绍了ALICE实验ITS2探测器在LHC Run 3中的数据质量控制系统，该系统通过同步监测运行参数和异步重建采集数据来保障稳定取数，并展示了探测器在pp和Pb–Pb碰撞中的性能表现。
2025-06-03 hep-ex physics.ins-det
Development of CMOS LGAD sensors for the ALICE~3 Time of Flight detector
本文提出了一种基于CMOS工艺的低增益avalanche二极管传感器，用于ALICE 3实验的时间of flight探测器，实现了高空间分辨率和低材料预算。
2026-01-06 hep-ex physics.ins-det
MADHAT: A Sensor Prototype for the ALICE 3 Outer Tracker
Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik (HISKP) Forschungs- und Technologiezentrum Detektorphysik (FTD) University of Bonn, Germany（波恩大学赫尔姆霍兹射线与核物理研究所（HISKP）探测器物理研究与技术中心（FTD））
ALICE 3升级计划制造新跟踪探测器，为解决相关问题开发了MADHAT传感器原型，它与最终传感器机械相同，集成加热元件和温度探头，用于研究温度分布、评估电路板设计及实践工业化，文中展示了其设计与首次测量结果。
2026-07-28 physics.ins-det
ALICE ITS2: overview and performance
本文介绍ALICE实验新型内部径迹系统ITS2的结构设计、Run 3运行性能及校准方法，该系统采用薄型MAPS传感器，物质预算低、位置分辨率高，显著提升了重味与低横动量粒子的重建能力。
2025-05-20 hep-ex physics.ins-det
GPU-based reconstruction and data compression at ALICE during LHC Run 3
在LHC运行3中，ALICE将显著提高数据采集速率至50 kHz连续读出最小偏置Pb-Pb碰撞。在线离线计算升级的重建策略预见了在数据获取期间的第一同步在线重建阶段，使得能够进行检测器校准，以及后校准的异步重建阶段。数据速率的显著增加对在线和离线重建以及数据压缩提出了挑战。与运行2相比，在线场每秒必须处理50倍以上的事件，并实现更高的数据压缩系数。ALICE将依靠GPU实时执行时间投影室（TPC）探测器的实时处理和数据压缩，这是数据速率的最大贡献者。通过在线农场中的GPU，我们正在评估它们在硅内部跟踪系统（ITS）和过渡辐射探测器（TRD）的异步重建期间的完整跟踪链中的使用情况。该软件以通用方式编写，因此它也可以在具有相同重建输出的WLCG上的处理器上运行。我们给出了一个概述的状态和当前性能的重建和数据压缩实现的GPU上的TPC和全局重建。
2020-06-07 physics.ins-det
Alice Alignment, Tracking and Physics Performance Results
ALICE探测器被设计用于跟踪和识别宽横向动量范围内的粒子，从100 GeV/c到100 MeV/c。最里面的桶状检测器，内部跟踪系统（ITS），专用于精确跟踪和主要和次要顶点重建。在这个过程中，我们提出了ITS的跟踪性能，主要顶点重建和粒子识别能力。目前对探测器响应的理解是从2008年宇宙射线运行开始并以pp碰撞数据完成的广泛调试阶段的结果：三个ITS子系统（硅像素探测器，硅漂移探测器，硅带探测器）的对准状态和通过重建材料中的伽马转换研究探测器材料预算。精确的跟踪需要重建和分离的主要顶点的相互作用从超子和重味介子衰变的次要顶点：所取得的成果的一些例子。
2011-01-18 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
The ALICE Silicon Strip Detector performance during the first LHC data taking
硅条探测器（SSD）是ALICE实验内部跟踪系统（ITS）的重要组成部分。从LHC质子-质子碰撞的早期阶段开始，SSD就全面投入运行，并参与ALICE开展的带电粒子探测和识别工作。SSD在900 GeV和7 TeV碰撞数据采集过程中的性能。系统的稳定性通过其校准参数的时间演变及其与环境条件的相关性来监测。组成SSD的260万个通道的固有噪声用于评估检测器效率。最后，性能方面的打击重建和能量损失的测量进行了讨论，参考全球跟踪和ITS独立的粒子识别进行的第一次碰撞事件。
2011-01-14 hep-ex physics.ins-det
Online Reconstruction and Calibration with feed back loop in the ALICE High Level Trigger
大型重离子实验（英语：Large Heavy Ion Experiment，ALICE）是欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）的四个大型实验之一。高级触发器（HLT）是一个在线计算场，它实时重建ALICE探测器记录的事件。计算最密集的任务是粒子轨迹的重建。ALICE中的主要跟踪设备是时间投影室（TPC）和内部跟踪系统（ITS）。HLT使用基于元胞自动机原理和卡尔曼滤波器的快速GPU加速算法进行TPC跟踪。ALICE采用对环境条件如环境压力和温度敏感的气体子检测器，TPC就是其中之一。粒子轨迹的精确重建需要这些探测器的校准。作为第一个主题，我们提出了一些最新的优化，我们基于GPU的TPC跟踪使用新的GPU模型，我们采用的正在进行的和即将到来的数据采集期在LHC。我们还展示了快速ITS独立跟踪的新方法。作为第二个主题，我们提出了改进的HLT，以促进在线重建，包括一个新的平面数据模型和一个新的数据流链。校准输出通过反馈回路反馈到HLT的重建组件。最后，我们对2015年11月铅铅运行期间在真实条件下进行的第一次在线校准测试进行了分析，该测试基于这些新功能。
2017-12-26 physics.ins-det
Improvements of the ALICE GPU TPC tracking and GPU framework for online and offline processing of Run 3 Pb-Pb data
CERN（欧洲核子研究中心）
ALICE通过改进GPU框架和跟踪代码，优化TPC跟踪算法，提升Run 3 Pb-Pb数据的在线和离线处理效率。
2026-01-28 physics.ins-det
Online Calibration of the TPC Drift Time in the ALICE High Level Trigger
大型离子对撞机实验（英语：Large Ion Collider Experiment）是欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）的四个主要实验之一。高级触发器（HLT）是一个计算集群，它实时重建ALICE检测器记录的冲突。它采用自定义的在线数据传输框架在计算节点之间分配数据和工作负载。ALICE采用对诸如压力和温度的环境条件敏感的子检测器，例如时间投影室（TPC）。粒子轨迹的精确重建需要这些探测器的校准。在HLT中实时执行校准改进了在线重建，并使某些离线校准步骤过时，从而加速了离线物理分析。对于LHC Run 3，从2020年开始，数据简化将依赖于重建数据，在线校准成为必要。重建的粒子轨迹建立了校准的基础，使快速在线跟踪成为强制性的。用于此目的的主要探测器是TPC和ITS（内部跟踪系统）。在TPC中重建轨迹是计算最密集的步骤。我们提出了几个改进的ALICE高电平触发器，以方便在线校准。在线校准的主要新开发是一个包装器，可以在HLT内运行ALICE离线分析和校准任务。除此之外，我们还添加了异步处理功能，以支持HLT框架中长时间运行的校准任务，否则将以事件同步方式运行。为了提高弹性，隔离进程执行异步操作，使得即使是致命错误也不会干扰数据获取。我们用ZeroMQ数据传输组件补充了原始的无循环HLT链。[...]
2017-12-26 physics.ins-det
Upgrade of the ALICE central barrel tracking detectors: ITS and TPC
ALICE合作将在第二次LHC长周期LS 2（2019-2020）期间对探测器设备进行重大升级，以应对2013年和2014年（2021-2029）。升级的目标有两个方面：i）提高跟踪精度和效率，特别是在低动量范围内; ii）提高实验的读出能力，以便充分利用LS 2之后设想的重离子的亮度。第一个目标将通过用一个新的跟踪器取代内部跟踪系统来实现，该跟踪器由七层硅像素探测器组成。新的跟踪器将由大约25000个单片有源像素传感器组成，具有快速读出功能，从而使材料厚度减少到辐射长度的0.3%（内层）- 1%（外层），粒度为$28\times28$ $μ$ m $^2$。除其他措施外，将通过用微图案气体探测器取代90 m $^3$时间投影室的读出室来实现第二个目标。特别是，新的读出室将由4个气体电子倍增器箔堆叠而成，并结合不同的孔间距。升级后的探测器将在不使用触发门控栅极的情况下连续运行。因此，它将能够以50 kHz的LHC相互作用速率记录所有Pb-Pb碰撞。
2018-07-20 nucl-ex physics.ins-det
ALICE ITS upgrade for LHC Run 3: commissioning in the laboratory
ALICE是欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC）实验，它是为研究重离子碰撞中产生的强相互作用物质而优化的，并致力于表征夸克-胶子等离子体。为了实现LHC Run 3的物理计划，正在对实验装置进行重大升级。升级的一个关键要素是用全新的硅基探测器取代内部跟踪系统（ITS），其功能将允许重建以前布局无法访问的稀有物理通道。实现这种性能提升的技术是采用定制设计的CMOS MAPS作为检测元件。探测器在ALICE洞穴中的安装已经完成，几个月的调试将允许最终集成到中央系统中。在这次演讲中，将概述所采用的技术以及探测器调试的状态。
2021-06-30 hep-ex physics.ins-det
ALICE ITS Upgrade for LHC Run 3: Commissioning in the Laboratory
ALICE是欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC）实验，它是为研究重离子碰撞中产生的强相互作用物质而优化的，并致力于表征夸克-胶子等离子体。为了实现LHC Run 3的物理计划，正在对实验装置进行重大升级。升级的一个关键要素是用全新的硅基探测器（ITS 2）取代内部跟踪系统（ITS），其功能将允许重建以前布局无法访问的稀有物理通道。实现这种性能提升的技术是采用定制设计的CMOS单片有源像素传感器作为检测元件。在本会议记录中，将概述所采用的技术以及探测器调试的状态。
2020-11-30 hep-ex physics.ins-det
ALICE Upgrades
本文介绍ALICE在LHC Run 4及以后的探测器升级：FoCal与新型内层像素径迹层支持低x胶子、重味和双电子测量，ALICE 3则面向QGP重味探针、热辐射及手征对称性恢复研究。
2024-10-29 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
The new truly cylindrical tracker for the ALICE ITS3
Università di Torino（都灵大学）
ALICE ITS3 新型跟踪器采用更轻的材料和改进的传感器技术，提升空间分辨率和辐射耐受性，同时降低材料预算。
2025-12-09 physics.ins-det
ALICE ITS3: how to integrate a large dimension MAPS sensor in a bent configuration detector
本文介绍ALICE ITS3顶点探测器的整体集成方案，重点解决大尺寸MAPS传感器在弯曲构型中的集成问题，涵盖弯曲工艺、电气互连、碳泡沫支撑、气流冷却及力学表征。
2024-08-02 hep-ex physics.ins-det
Yield, noise and timing studies of ALICE ITS3 stitched sensor test structures: the MOST
本文研究 ALICE ITS3 拼接传感器测试结构 MOST，验证高密度像素电路、电源域切换及 26 cm 长 1 Gb/s 异步数据传输，为全尺寸原型传感器 MOSAIX 提供关键技术验证。
2025-07-22 physics.ins-det
Space-point calibration of the ALICE TPC with track residuals
在即将到来的LHC运行3中，从2021年开始，ALICE实验的升级后的时间投影室（TPC）将以连续读出模式记录最小偏差Pb-Pb碰撞，相互作用速率高达50 kHz。这对应于在检测器中的电子漂移时间期间典型地4-5次重叠碰撞。尽管对新的基于四重GEM的读出室进行了仔细的调整，以满足低于1%的离子回流的设计要求，但这些条件将导致几厘米的空间电荷失真，并随时间波动。它们将通过校准程序进行校正，该校准程序分别使用位于TPC内部的内部跟踪系统（ITS）以及位于TPC周围的跃迁辐射探测器（TRD）和飞行时间系统（TOF）的信息。通过使用这样的过程，可以恢复几百微米的TPC的固有磁道分辨率。提出了基于卡尔曼滤波器的TRD在线跟踪算法。该过程利用GPU将外推的ITS-TPC轨迹与TRD空间点相匹配。随后，忽略TPC信息来重新拟合这些全局轨迹。TPC簇的残差到改装轨道的内插被用于创建空间电荷失真的映射。地图的定期更新补偿TPC条件的变化。在数据的最终重建中应用该映射。将显示跟踪算法的第一性能结果。
2020-03-06 physics.ins-det
A Time Projection Chamber for High-Rate Experiments: Towards an Upgrade of the ALICE TPC
时间投影室（TPC）是一种用于超高多重性事件的三维跟踪和粒子识别的强大探测器。它是许多实验的中央跟踪装置，例如欧洲核子研究中心的ALICE实验。然而，开关静电门的必要性，这防止了在放大区域中产生的离子进入漂移体积的MWPC，限制了其应用的触发速率的顺序为1 kHz。通过气体电子倍增器（GEM）箔而不是比例线的电荷放大提供了对离子回流的内在抑制，尽管没有达到与选通栅极相同的水平。详细的蒙特卡罗模拟已经表明，由于来自后向漂移离子的残余空间电荷引起的失真可以被限制到几cm，并且因此可以使用标准校准技术来校正。一个原型GEM-TPC已建成的最大的有效体积迄今为止，这种类型的探测器。它已被委托与宇宙学和粒子束在FOPI实验在GSI，并用于物理测量与π介子束。对于ALICE TPC在CERN LHC的未来操作，预计2019年以后的Pb-Pb碰撞率将达到50 kHz，计划用GEM探测器取代现有的MWPC，以连续的无闪烁读出模式操作，从而使事件率增加100倍。作为研发计划的第一步，内部读出室的原型配备了大尺寸的GEM箔，并暴露于来自CERN PS的质子、π介子和电子束。在本文中，新的结果显示关于离子回流，空间和动量分辨率的FOPI GEM-TPC，探测器校准，和dE/dx分辨率与两个探测器原型。将讨论用于ALICE的具有连续读出的GEM-TPC的前景。
2013-03-26 physics.ins-det
The ITS3 detector and physics reach of the LS3 ALICE Upgrade
ALICE实验在LS3期间将安装基于弯曲晶圆级单片有源像素传感器的ITS3探测器，通过极低物质量和更近的相互作用点距离实现指向分辨率两倍提升，显著扩展重味强子和热双电子的物理研究能力。
2024-09-03 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Activities of the Korea ALICE group for the development and production of the next-generation silicon tracker
针对 ALICE 3 硅径迹探测器面积约达 ITS2 五倍带来的量产挑战，韩国 ALICE 小组开展传感器评估、自动化固晶组装与原型模块构建，以建立可扩展的批量生产流程。
2025-10-20 nucl-ex physics.ins-det
Commissioning of the Inner Tracker of the KLOE-2 experiment
KLOE-2实验在将新的探测器集成到前KLOE设备之后，正在INFN弗拉斯卡蒂国家实验室的DA $Φ$ NE $e^{+}e^{-}$对撞机上进行调试。内部跟踪器是一种非常轻的探测器（材料预算$<2\%X_{0}$），是新的子探测器之一，由4个圆柱形三重GEM组成，带有立体X-V条/垫读出。内部跟踪器的调试阶段包括探测器响应的表征及其性能评估。本文报道了用于评价其探测效率的方法，并给出了一些初步结果。
2015-01-21 physics.ins-det
Characterization Of MOSS For The ALICE ITS3 For The LHC Run 4
本文对ALICE ITS3升级中用于LHC Run 4的65纳米CMOS拼接晶圆级单片有源像素传感器MOSS进行特性研究，验证了其拼接可行性，并通过束流和实验室测试证明效率超过99%、假命中率低于0.1像素⁻¹秒⁻¹，满足ITS3要求。
2025-05-06 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
First measurements with monolithic active pixel test structures produced in a 65 nm CMOS process
针对ALICE实验ITS3升级需求，研究人员用65 nm CMOS工艺制备三种测试传感器开展MLR1批次测试，验证了该工艺制备的晶圆级单片有源像素传感器在预期辐照水平下的带电粒子探测性能可行性。
2023-12-13 physics.ins-det
