Expected performance of the upgrade ATLAS experiment for HL-LHC
大型强子对撞机（LHC）已经成功地提供了前所未有的质心能量为13 TeV的质子-质子碰撞数据。计划进行一次升级，以提高大型强子对撞机提供的瞬时光度，即所谓的HL-LHC，旨在每次实验提供总计3000 fb $^{-1}$至4000 fb $^{-1}$的数据。为了应对预期的数据采集条件，ATLAS计划对探测器进行升级。ATLAS协作组制作了六份技术设计报告（TDR）。在这些TDR的物理动机和这种升级的好处一起讨论的升级项目本身的细节。在这篇文章中，我们回顾了升级后的ATLAS探测器的预期性能和物理测量的预期范围，以及预计在HL-LHC数据采集结束时发现新物理的潜力。将显示在预期堆积条件下的对象重建的性能，包括完全重新优化的$b$标记算法。重要的基准物理预测，包括二-希格斯玻色子玻色子生产的敏感性将被讨论。
2018-09-06 hep-ex physics.ins-det
The software of the ATLAS beam pick-up based LHC monitoring system
ATLAS BPTX站由静电按钮拾取探测器组成，位于ATLAS两侧沿束管175 m处。该拾波器作为LHC束流仪器的一部分安装，并由ATLAS用于计时目的。来自ATLAS BPTX探测器的信号既用于触发系统，也用于LHC光束和定时信号的独立监控系统。监控软件以高精度测量碰撞和时钟之间的相位，以保证子检测器前端电子设备中最佳信号采样的稳定相位关系。它还测量单个束团的特性和光束的结构。本文介绍了BPTX监控软件，说明了其算法，并给出了几个监控显示实例。此外，还介绍了该监测系统在2008年9月第一期单梁运行期间的监测结果。
2009-09-29 hep-ex 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
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
Readiness of the ATLAS Liquid Argon Calorimeter for LHC Collisions
ATLAS液氩量热计自2006年8月以来一直在连续运行。当时，只有部分量热计被读出，但自2008年初以来，所有量热计单元都已连接到ATLAS读出系统，为LHC碰撞做准备。本文概述了随机触发、校准数据、宇宙μ子和LHC束溅射事件现场测量的液氩量热计性能。检测器的操作，定时性能，电子噪声和增益稳定性的结果。来自辐射宇宙μ子和束溅射事件的高能量沉积物允许检查能量分辨率的固有常数项。利用最小电离宇宙μ子，在百分比水平上测量了电磁桶式量热计沿η（在φ上平均）响应的均匀性。最后，辐射μ子的电磁簇射的研究已被用来交叉检查的蒙特卡罗模拟。使用ATLAS读出，数据采集和重建软件获得的性能结果表明，液氩量热计是在LHC时代的黎明碰撞做好准备。
2010-05-25 hep-ex physics.ins-det
Clock Distribution and Readout Architecture for the ATLAS Tile Calorimeter at the HL-LHC
Tile Calorimeter（TileCal）是大型强子对撞机（LHC）上ATLAS实验的一个探测器。TileCal是一种由钢板和塑料蒸发器制成的采样量热计，使用大约10，000个光电倍增管（PMT）进行读数。到2024年，LHC将进行一系列升级，以实现高亮度LHC（HL-LHC），提供高达当前标称瞬时亮度的7.5倍。ATLAS Tile第二阶段升级将使探测器和数据采集（DAQ）系统符合HL-LHC的要求。探测器的电子设备将重新设计，采用新的时钟分配和读出架构，并配备全数字触发系统。在长周期3（2024-2026）之后，探测器上的电子设备将把每个束流交叉（~25 ns）的数字化数据传输到计数室的瓦片预处理器（TilePPr），总数据带宽为40 Tbps。TilePPrs将探测器数据存储在流水线存储器中，以满足新的ATLAS DAQ架构要求，并将与前端链路交换（FELIX）系统和第一触发级接口。TilePPr板将采样时钟分配给探测器上的电子设备，以便使用配置为固定和确定性延迟的高速链路与LHC时钟同步。升级后的读出和时钟分配策略在2015年至2018年期间的几次试验束活动中使用升级后的电子设备原型在演示系统中得到了充分验证。
2018-11-19 hep-ex physics.ins-det
Planar Pixel Sensors for the ATLAS tracker upgrade at HL-LHC
ATLAS平面像素传感器研发项目是17个研究所和80多名科学家的合作项目。他们的目标是探索高亮度大型强子对撞机（HL-LHC）跟踪器升级的平面像素传感器的操作。本文总结了n-in-n和n-in-p像素传感器与ATLAS FE-I3和FE-I4读出芯片凸点键合的辐射研究成果。摘要包括放射源测试结果和从测试束测量中提取的跟踪效率。${2\cdot10^{16}} \text{n}_{\text{eq}}\text{cm}^{-2}$和${1\cdot10^{16}} \text{n}_{\text{eq}}\text{cm}^{-2}$（$1 \text{MeV}$中子当量）辐照的n-in-n和n-in-p模块的分析结果证实了平面像素传感器的操作用于未来应用。
2012-06-15 hep-ex physics.ins-det
The ATLAS Trigger System Commissioning and Performance
ATLAS触发器已经非常成功地用于收集碰撞数据，在2009年和2010年LHC运行在质量中心的能量为900 GeV，2.36 TeV和7 TeV。本文介绍了正在进行的工作，委托ATLAS触发器与质子碰撞，包括广泛的在线运行的基础上的触发器的性能的概述。我们描述了触发器如何随着LHC亮度的增加而发展，并简要概述了即将到来的LHC运行计划。
2010-10-07 hep-ex physics.ins-det
A Highly Selective First-Level Muon Trigger With MDT Chamber Data for ATLAS at HL-LHC
高度选择性的触发器是必不可少的物理方案的ATLAS实验在HL-LHC的瞬时光度将是大约一个数量级大于LHC的瞬时光度运行1。由于电阻板和薄间隙触发室的中等动量分辨率，第一级μ子触发率由低于标称触发阈值的低动量μ子主导。使用精密μ子漂移管室的数据进行触发决策，可以充分降低HL-LHC的高触发率。这需要实现快速MDT读出链和具有至多6微秒的延迟的快速MDT轨道重构算法。快速读出链的硬件演示器已在CERN伽马辐照设施的HL-LHC操作条件下成功测试。在快速触发处理器上实现了快速航迹重建算法。
2016-04-26 hep-ex physics.ins-det
Upgraded Electronics of the ATLAS Hadronic Tile Calorimeter for the High Luminosity LHC
ATLAS强子瓦量能器将对探测器上和探测器外的电子设备进行重大升级，为2026年大型强子对撞机（HL-LHC）的高亮度计划做准备，以便该系统能够应对HL-LHC增加的辐射水平和超时堆积。升级后的系统的探测器上电子设备将以40兆赫的速率不断地将所有光电倍增管信号发送到探测器外系统。探测器外的电子设备将把数据存储在管道缓冲器中，为ATLAS 0级触发系统产生数字强子塔和，并读出选定的事件。模块化探测器上的电子器件采用耐辐射的商用现成组件和冗余设计，以最大限度地减少单点故障。定时、控制和与探测器外电子设备的通信接口通过现代现场可编程门阵列和高达9.6 Gbps的高速光纤链路实现。
2020-02-15 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
The Laser calibration of the Atlas Tile Calorimeter during the LHC run 1
本文介绍了在LHC第一次运行中使用的阿特拉斯强子瓦量热计的激光校准系统。首先，系统相关的读出电子学的稳定性进行了研究。该方法稳定，变异小于0.6%。然后，发展的方法来计算校准常数，以校正的增益的量热计光电倍增管的变化，进行了说明。这些常数的测定具有0.3%的统计不确定度和0.2%的热量计的中心部分和0.5%的端盖的系统不确定度。最后介绍了利用激光系统对瓦式量热仪定时错位的检测和校正。
2016-10-12 hep-ex physics.ins-det
Alignment of the Atlas Inner Detector
ATLAS是世界上最大的粒子加速器大型强子对撞机（LHC）的两个通用探测器之一。大型强子对撞机将以质心能量{ \surd }s= 14 TeV碰撞质子束，目前正在以{ \surd }s = 7 TeV运行。在2008年9月的试运行阶段，ATLAS记录了宇宙射线数据和{ \surd }s = 0.9 TeV的质子-质子碰撞。该数据已广泛用于各种子探测器的对准和校准。ATLAS探测器有一个精确的跟踪系统安装在束管周围，用于测量碰撞产生的带电粒子的位置和动量。跟踪装置失调的精确知识对于重要的物理测量是至关重要的。在写的时候，从宇宙射线和0.9 TeV的质子-质子碰撞数据获得的对齐校正，而在7 TeV的质子-质子碰撞的大的统计数据被用来检查对齐的性能。本文给出了一个概述的对齐策略和对齐性能使用收集的数据从质子-质子碰撞在7 TeV。
2010-10-08 hep-ex physics.ins-det
The ATLAS beam pick-up based timing system
ATLAS BPTX站由静电按钮拾取探测器组成，位于ATLAS两侧沿束管175 m处。该拾波器作为LHC束流仪器的一部分安装，并由ATLAS用于计时目的。BPTX信号在ATLAS中的用途是双重的：它们既用于触发系统，也用于LHC束流监测。当束流通过ATLAS时，BPTX信号通过一个常数分数的触发器进行鉴别，以提供一个1级触发。此外，BPTX探测器被用于LHC聚束和定时信号的独立监测系统。BPTX监控系统以优于100 ps的精度测量碰撞和时钟之间的相位，以保证子检测器前端电子设备中最佳信号采样的稳定相位关系。除了监测这一阶段外，还测量各个聚束的特性，并确定光束的结构。2008年9月10日，第一束LHC光束到达ATLAS实验。在这段时间的光束，ATLAS BPTX系统被广泛用于时间的子探测器的读出。在本文中，我们介绍了BPTX系统的性能及其对第一批大型强子对撞机光束的测量。
2009-05-22 hep-ex physics.ins-det
LHC Timing Signal Distribution and Beam Phase Monitoring Through ATLAS BPTX Monitoring System
在随后的实验中，LHC定时信号被广播到各个目的地。利用Corde板和RF2TTC模块，在ATLAS子探测器中实现了对时间的延迟。ATLAS BPTX探测器和监控系统可以保证在进一步的碰撞中束流的同步。
2011-10-03 physics.ins-det
ATLAS IBL: a challenging first step for ATLAS Upgrade at the sLHC
随着LHC在7 TeV收集数据，计划已经推进了一系列升级，最终导致大约10年后的高亮度LHC（HL-LHC）项目中LHC设计亮度的五倍。ATLAS探测器的升级将为HL-LHC做准备。像素探测器的第一次升级将是建造一个新的像素层，该层将在2013-14年LHC机器首次关闭期间安装。新的探测器称为可插入B层（IBL），将安装在现有的像素探测器和半径为3.2厘米的新的更小半径的光束管之间。IBL将需要开发几种新技术，以应对增加的辐射和像素占用，并通过减少像素尺寸和更严格的材料预算来提高物理性能。两种不同的和有前途的硅传感器技术（平面n-in-n和3D）目前正在调查的IBL。IBL模块的设计和这些传感器技术的资格的概述在此过程中。本文还总结了HL-LHC对ATLAS探测器的改进。
2011-09-15 physics.ins-det
Machine Optics Studies for the LHC Measurements
在这项工作中，在ATLAS相互作用点（IP1）附近的散射质子的各种LHC光学设置的性质进行了讨论。首先，介绍了安装在IP1周围的梁单元。然后介绍了ATLAS前向探测器系统：ATLAS绝对亮度（ALFA）和ATLAS前向质子（AFP），并讨论了它们的异同。其次，描述了大型强子对撞机（LHC）使用的各种光学器件，并计算了相互作用点以及ATLAS前向探测器位置处的束发散度和束宽。最后，ATLAS前向探测器的几何接受度和LHC准直器对其的影响进行了讨论。
2014-09-16 physics.acc-ph physics.ins-det
Measurements and TCAD simulation of novel ATLAS planar pixel detector structures for the HL-LHC upgrade
LHC加速器复合体将在2020-2022年之间升级为高亮度LHC，以大大增加各种物理分析的统计数据。为了在这些具有挑战性的新条件下运行，并保持在轨道重建和顶点定位方面的出色性能，ATLAS像素检测器必须进行大幅升级，并预计将进行全面更换。通过在洁净室中对测试结构进行表征以及使用技术计算机辅助设计（TCAD）进行模拟，优化了新型像素设计的处理技术。讨论了一种研究通过像素器件的非垂直轨迹的方法。比较TCAD模拟与二次离子质谱（SIMS）测量，以调查结构的掺杂分布和验证模拟过程。
2015-04-08 physics.ins-det
Development of ATLAS Liquid Argon Calorimeter Front-end Electronics for the HL-LHC
大型强子对撞机的高光度阶段将提供比原始探测器设计中假设的高5-7倍的光度。改进的触发系统需要升级ATLAS液氩量热计的读出电子设备。本文介绍了在40-80 MHz和16位动态范围内读出182，500个量热计单元的概念以及耐辐射、低噪声、低功耗和高带宽前端电子元件的发展，包括前置放大器和整形器、14位ADC和10 Gb/s激光二极管阵列驱动器。
2020-09-14 physics.ins-det
Development and test of a mini-Data Acquisition system for the High-Luminosity LHC upgrade of the ATLAS Monitored Drift Tube detector
包括ASIC和FPGA板在内的新的前端电子设备正在为ATLAS的漂移管（MDT）探测器开发，以处理高亮度LHC运行中预期的大数据速率和恶劣环境。一个移动数据采集（miniDAQ）系统的设计，以执行这些前端电子集成测试。此外，它还将用于96个小半径MDT（sMDT）室的地面调试，并用于在现有ATLAS MDT室上集成和调试新的前端电子设备。本文详细介绍了miniDAQ硬件和固件。miniDAQ系统也被用来读出新的前端电子sMDT原型室使用宇宙μ子和获得的结果显示。
2022-05-26 physics.ins-det
