Prospects for heavy flavour measurements with the ALICE inner tracker upgrade
ALICE是CERN LHC的通用重离子探测器。它的目标是研究强相互作用物质在Pb{Pb碰撞中达到的极端密度和温度条件下的性质，目的是表征夸克-胶子等离子体（QGP）。在这种情况下，升级的ALICE内部跟踪目标的物理主题，ALICE可以带来独特的贡献，通过重型avour探针的QGP表征。我们提出了一个概述的内部跟踪器升级和预期的物理性能，重型avour测量。
2014-03-31 hep-ex 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
Calibration of the discriminator threshold of the Amplifier-Shaper-Discriminator Chip for the Upgrade of the ATLAS Muon Drift-Tube Chambers for the High-Luminosity LHC
Max-Planck-Institut für Physik（马克斯·普朗克物理研究所）
针对ATLAS缪子漂移管室升级所用的新型放大器-成形-鉴别器芯片，利用单能高能缪子束数据完成其鉴别器阈值校准，该阈值对应20个原初电子信号，满足HL-LHC运行需求。
2026-08-26 hep-ex physics.ins-det
High Rate Resistive Plate Chamber for LHC detector upgrades
在LHC实验中用作μ子探测器的标准酚醛树脂电阻板室（RPC）的探测率的限制已经阻止了在CMS和ATLAS探测器中的高速率区域中使用这种探测器。这些探测器的一种替代方案是用低电阻率玻璃板（$10^{10} {\rm Ω.cm}$）制成的RPC，DESY的射束测试表明，这种探测器可以在几千Hz/cm $^2$下以高效率（> 90%）工作。
2012-11-24 hep-ex physics.ins-det
Upgrades of the ATLAS Muon Spectrometer with sMDT Chambers
由于ATLAS μ子谱仪的平行漂移管（MDT）腔室的漂移管直径只有一半，并且其他操作参数不变，小直径μ子漂移管（sMDT）腔室提供了一个数量级的更高速率能力，并且可以安装在MDT腔室不适合的检测器区域。腔室组装时间缩短了七倍，缩短到一个工作日，传感线定位精度提高了两倍，超过十微米。2014年，ATLAS安装了两个sMDT腔室，以提高光谱仪桶部分的动量分辨率。覆盖ATLAS探测器底部区域的另外12个腔室的建造工作已经开始。随后将用sMDT替换枪管内层末端的MDT室，以提高预期高背景速率下的性能，并为额外的RPC触发室提供空间。
2016-03-31 hep-ex physics.ins-det
The Fast Interaction Trigger detector for the upgrade of the ALICE experiment at CERN: design and performance
欧洲核子研究中心（CERN）的大型离子对撞机实验（ALICE）旨在研究重离子碰撞中夸克-胶子等离子体（QGP）的性质。2019-2020年，欧洲核子研究中心大型强子对撞机的升级将使亮度和碰撞率提高到超出当前ALICE装置的设计参数。为了能够从LHC的改进性能中受益，ALICE将升级其几个关键探测器系统，包括快速相互作用触发器（FIT）[2]。FIT旨在提供旧的前向检测器的功能，同时保留甚至提高其性能。它将为pp碰撞提供效率高于90%的最小偏置触发，测量pp和Pb-Pb的光度，维持相互作用速率分别高达1 MHz和50 kHz。FIT将以优于50 ps的分辨率确定碰撞时间，并将用于测量事件多重性，中心性和反应平面。该探测器由2个Cherenkov辐射器阵列和MCP-PMT传感器组成，放置在相互作用点和单个大直径闪烁体环的两侧。本报告将讨论主要的设计概念，探测器的建设，光束测试结果，MC模拟，和探测器性能研究的结果。
2018-12-03 hep-ex physics.ins-det
The charge sensitivity calibration of the upgraded ALICE Inner Tracking System
ALICE探测器正在LHC的运行3进行升级。一个新的内部跟踪系统（ITS）是这次升级的一部分。升级后的ALICE ITS采用了单片有源像素传感器ALPIDE。由于IC制造的变化和辐射损伤，ITS中的ALPIDE芯片的阈值需要定期测量和调整，以确保数据的质量。校准在ALICE在线-离线（O $^2$）计算系统内实施，因此其在与正常操作相同的框架中运行。本文介绍的概念和首次实施的电荷灵敏度扫描程序升级ALICE ITS在ALICE O $^2$系统，并演示了第一个结果的扫描数据从安装的ITS。
2021-10-24 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
GEM Foil Quality Assurance For The ALICE TPC Upgrade
欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）的ALICE（大型离子对撞机实验）实验致力于重离子物理学，以探索强相互作用物质的结构。ALICE的时间投影室（TPC）是位于实验中心区域的跟踪探测器。它提供了出色的跟踪能力以及粒子识别。在第二次长时间关闭（LS2）之后，LHC将以更高的亮度运行。为了能够将数据采集速率提高100倍，ALICE TPC实验必须替换基于多丝比例室（MWPC）的读出室。MWPC与将速率限制为O（kHz）的门控网格一起操作。新的读出室（ROC）设计基于气体电子倍增器（GEM）技术，以连续模式运行。目前的GEM生产计划预计将生产800多种不同类型的GEM箔。为了满足GEM TPC读出器的性能要求，需要采取全面的质量保证（QA）措施。QA计划，由ALICE合作开发，将详细介绍。
2017-04-20 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
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
ML-based muon identification using a FNAL-NICADD scintillator chamber for the MID subsystem of ALICE 3
本文报告了用于ALICE 3 MID子系统的FNAL-NICADD闪烁体室原型在多种吸收体厚度下的性能，采用机器学习分析和GEANT 4模拟验证，并讨论了改进方向。
2025-09-11 hep-ex 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
(W)hole new field: the new GEM Time Projection Chamber of ALICE
ALICE时间投影室刚刚升级，用基于气体电子倍增器（GEM）技术的新探测器替换了覆盖圆柱体两端的读出室。我们在此报告GSI达姆施塔特的相关活动：GEM框架和腔室生产，以及伴随这两个程序的质量保证。
2019-12-18 nucl-ex 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
Performance of Michigan sMDT Prototype Chambers for the HL-LHC ATLAS Muon Detector Upgrade
为ATLAS实验的μ子谱仪开发了一种新的小直径湍流漂移管（sMDT）室，以处理CERN高亮度大型强子对撞机（HL-LHC）预期的更高碰撞率。本文介绍了在密歇根大学建造的两个原型sMDT室的跟踪分辨率和命中效率的测量。使用宇宙射线μ子的sMDT跟踪分辨率为103.7 $\pm8.1$ \textmu m测量的一个室和101.8 $\pm$ 7.8 \textmu m的其他相比，设计分辨率为106 \textmu m。进一步的跟踪分辨率提高到83.4 $\pm$ 7.8 \textmu m，获得了通过使用新的高增益读出电子，这将被添加到HL-LHC。发现两个腔室的平均跟踪效率为（98.5 $\pm$ 0.2）\%。详细介绍了用于确定探测器跟踪分辨率和效率的方法，包括重建sMDT数据和Geant 4模拟试验室。
2021-08-11 hep-ex physics.ins-det
Discharge and stability studies for the new readout chambers of the upgraded ALICE TPC
欧洲核子研究中心（CERN）LHC的大型离子对撞机实验（ALICE）时间投影室（TPC）目前装备有多丝正比室（MWPC）。门控栅格防止在气体放大期间产生的离子移动到漂移体积中。电子的最大漂移时间连同选通栅极的关闭时间允许约3 kHz的最大读出速率。在长周期2（从2021年开始）之后，LHC将以50 kHz的预期相互作用速率提供铅-铅碰撞。为了以这种速度获取数据，TPC将升级为新的读出室，允许连续读出并保留当前MWPC的能量和动量分辨率。如果适当调整施加到气体电子倍增器（GEM）的电压，则具有四个气体电子倍增器（GEM）的堆叠的腔室满足所有性能要求。为了确保这些腔室在LHC运行时稳定，进行了放电行为的研究。我们报告的研究与小型原型配备了一个或两个创业板。放电是通过GEM两端的高电压和高度电离的颗粒的组合自愿诱导的。在这些研究中，观察到“二次放电”现象。这些仅发生在初始放电之后，当GEM上方或下方的电场足够高时。初始和二次放电之间的时间范围从几十微秒到小于1微秒，随着电场的增加而减小。在GEM底侧的高压电源路径中使用去耦电阻器可将这些放电的发生转移到更高的电场。
2017-05-19 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
The upgrade of the RPC-based ALICE Muon Trigger
ALICE μ子触发器目前由一个探测器产生，该探测器目前由72个以最大雪崩模式运行的胶木单间隙电阻板室组成，排列在四个5.5x6.5平方米的探测平面上。为了满足即将从2021年开始的LHC高亮度运行的要求，其中ALICE将以连续模式读出，μ子触发器将成为μ子标识符，并将进行重大升级。在当前设置中，来自约21k条的信号由2400个非放大前端（FEE）卡区分，其阈值由外部模拟电压提供（每个腔室侧一个）。所有这些卡将被配备有前置放大级的鉴别器所取代，这将允许降低探测器的操作高压，从而延长其寿命。此外，它们的参考阈值将通过无线（和每个腔室侧链接的I2C）传递，允许在单个卡级别调整值。此外，24个暴露最多的室将被更换为新的，配备高质量（即更光滑的表面）电木层压板。报告了在测试台和探测器上使用的新FEE卡以及在新RPC室（带有宇宙射线）上进行的测试。
2018-06-15 hep-ex physics.ins-det
The GEM QA Protocol of the ALICE TPC Upgrade Project
欧洲核子研究中心大型强子对撞机的ALICE实验正在升级其中央跟踪探测器--时间投影室（TPC）。该装置预计将在大型强子对撞机第二次长时间关闭期间安装。升级包括将现有的MWPC读出室（ROC）与基于气体电子倍增器探测器的新读出室进行完全交换。这是必要的，因为LHC的光度更高，因此相互作用速率更高。与500 Hz的门控MWPC读出相比，新的ROC允许在50 kHz下连续读出，同时保持本系统的颗粒识别能力。制定了全面的质量保证计划，以建立严格的QA协议。QA包括两个阶段。第一阶段是在CERN的GEM生产车间附近进行基本的QA，之后在框架和组装中心进行。第二阶段，高级QA在专门的QA中心完成。在整个过程中将保持探测器组件的完全可追溯性。将给出协议的详细描述，重点是高清晰度的光学扫描和增益测量的个别GEM箔。新ALICE TPC ROC的生产终于开始了。首先将介绍在生产条件和工作量下的QA经验。
2018-11-16 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
Proposal on Application of the Multi-Wire Proportional Chambers of the LHCb MUON Detector at Very High Rates for the Future Upgrades
LHCb的MUON探测器（MD）是世界上最大的此类仪器之一，也是辐射最多的仪器之一。在大型强子对撞机的第一次和第二次运行期间，它表现得非常好，瞬时光度为4 $\times$ 10 $^{32}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$，跟踪效率分别为1 $\%$和2.6 $\%$。展望未来LHCb升级2（U2）计划在2031年，并旨在运行探测器在增加亮度的一个因素$\sim$ 50，并在同一时间保持非常高的（$\sim$ 99 $\%$）的检测效率，一个选项与重用的重要部分，目前的多线正比室（MWPC）在一个新的μ子系统。此外，新的前端电子（FEE）和现有的测试设置适用于设计的第一个想法：新的MWPC具有更高的粒度的阴极读出垫和新的FEE进行了描述。
2020-07-06 hep-ex physics.ins-det
The ALICE Inner Tracking System Upgrade
ALICE升级的核心组成部分将是一个全新的内部跟踪系统（ITS）。新的ITS的性能将比现有的ITS有显著的改进，特别是在材料预算、粒度、从第一层到波束的减小的径向距离和速率能力方面。这将使夸克-胶子等离子体的许多关键性质的测量得以进行，特别是用罕见的探针，如低动量的魅力和美容介子和重子。
2012-11-19 physics.ins-det
Characterization of tetrafluoropropene-based gas mixtures for the Resistive Plate Chambers of the ALICE muon spectrometer
欧洲核子研究中心大型强子对撞机ALICE实验的μ子识别系统是基于电阻板室（RPC）探测器。这些RPC在所谓的最大雪崩模式下使用由正乙烷（C $_{2}$ H $_{2}$ F $_{4}$）、六氟化硫（SF $_{6}$）和异丁烷（i-C $_{4}$ H $_{10}$）制成的气体混合物操作。所有这些成分都是温室气体：特别是前两种气体，由于欧洲联盟最近的条例，已经逐步停止生产，其成本正在逐步增加。因此，为了减少RPC操作对环境的影响，并且出于经济原因，寻找新的生态友好的气体混合物变得极其重要。由于类似的化学结构，氢氟烯烃似乎是替代C $_{2}$ H $_{2}$ F $_{4}$的合适的候选物，这是由于它们非常低的GWP，尤其是具有商品名HFO 1234 ze的正丙烯（C $_{3}$ H $_{2}$ F $_{4}$）。为了确定符合未来几年ALICE环境运行要求的环保气体混合物，已经建立了一个专门的实验装置，对有前途的气体混合物进行研发研究。测量已经进行了一个小尺寸的RPC配备了前端的电子设备，提供信号放大，开发ALICE操作在高亮度后，LHC长2002。本文讨论了添加CO $_{2}$的HFO 1234 ze基混合物，以及i-C $_{4}$ H $_{10}$和SF $_{6}$在这种混合物中作为猝灭剂的作用。
2019-07-07 hep-ex physics.ins-det
Study of the d$E$/d$x$ resolution of a GEM Readout Chamber prototype for the upgrade of the ALICE TPC
ALICE合作计划对其中心桶探测器进行重大升级，以便能够应对2020年以后LHC亮度的增加。对于TPC，这意味着用基于GEM（气体电子倍增器）的读出室替代当前使用的门控MWPC（多线比例室）。为了证明，目前的粒子识别能力，通过测量比能量损失的升级后保留，ALICE IROC（内读出室）的原型已在欧洲核子研究中心PS的测试束活动进行了评估。原型的d $E$ /d $x$分辨率已被证明与当前MWPC完全兼容。
2017-07-18 nucl-ex physics.ins-det
Design and performance of a large-area scintillator-based chamber for the MID subsystem of ALICE 3
Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学物理研究所）；Instituto Tecnológico de Culiacán, Tecnológico Nacional de México（库利亚坎理工学院，墨西哥科技学院）；Chicago State University（芝加哥州立大学）；Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学核科学研究所）；Centro de Investigación y Estudios Avanzados（高级研究与创新中心）；Universidad Autónoma de Sinaloa（锡那罗亚自治大学）；Czech Technical University in Prague（布拉格捷克理工大学）；Facultad de Ciencias Físico Matemáticas, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla（普埃布拉自治大学物理数学科学学院）
本文报道了ALICE 3升级项目中MID子系统闪烁体室的设计与建造，采用两层闪烁体层和硅光电倍增管读出，通过机器学习算法实现μ子鉴定，效率超过99%。
2026-03-31 hep-ex physics.ins-det
Performance of prototype GE1/1 chambers for the CMS muon spectrometer upgrade
大型强子对撞机（HL-LHC）的高亮度阶段将导致比LHC运行第一阶段测量的粒子背景高十倍。为了充分利用HL-LHC期间高要求的操作条件，紧凑型μ子螺线管（CMS）合作将使用气体电子倍增器（GEM）探测器技术。该技术将被集成到CMS的前向μ子光谱仪的最内部区域，作为称为GE 11的附加μ子站。这个辅助站的主要目的是帮助μ子重建和控制伪快度区$1.6 <|η|<2.2$中的1级μ子触发率。新站将包含被称为GE 11室的椭圆形GEM探测器。这些腔室的设计已经完成，并在2019年开始的长周期第二阶段（LS-2）期间进行安装。几个全尺寸的原型在CERN的各种测试束中成功地建造和运行。我们描述的性能测量，如增益，效率和时间分辨率的这些原型室，经过多年的研发，并总结了它们的行为在不同的气体成分作为施加电压的函数。
2020-06-07 hep-ex physics.ins-det
Design and development of the ALICE common readout unit user logic firmware for the Muon Identifier readout chain
欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）的大型离子对撞机实验（ALICE）经历了一次重大升级，其中一些子探测器被更换为新的，而其他子探测器则配备了新的电子设备。升级的目的是在2022年开始的第三个运行期（运行3）期间承受更高的碰撞率。作为升级的一部分，某些子探测器，如Muon Trigger，重命名为Muon Identifier，现在除了以前的触发读出模式外，还以连续的无闪烁读出模式运行。由于数据量的增加，典型的方法是不可能采用没有大规模的努力，以扩大处理能力。由于新的ALICE计算系统无法跟上μ子标识符增加的数据流，因此建立了新的处理算法。这些程序提供了一个洞察的新方法处理μ子标识符读出数据的基础上定制的用户逻辑FPGA固件。
2022-10-27 hep-ex 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
Upgrade of the ALICE experiment beyond LHC Run 3
ALICE合作完成了探测器的升级，现在正在调试LHC运行3期间的数据采集。与此同时，正在进行研发活动和模拟研究，以确定LHC运行3之后实验的未来。预计下一次长期停堆（LS 3）将进行两次探测器升级。第一个是更换三层的内部跟踪系统最接近的光束与一个新的顶点检测器组成的弯曲的晶圆级超薄硅传感器安排在完美的圆柱形层，以提高碰撞参量的分辨率和显着扩展的物理能力的重口味生产和低质量的双电子的研究。LS 3的第二个升级是增加了一个大速度的前向量热计探测器，由一个带有衬垫和像素读出的Si-W电磁量热计组成，这将使实验具有通过快速光子产生测量小x胶子分布的独特能力。LHC运行5的下一代重离子实验的建议也在准备中，并将进行讨论。其目的是对QGP的电磁和强子探针进行新的测量，例如产生多粲重子，由于探测器性能和亮度的原因，到目前为止还无法获得。新设备的概念预见了薄硅传感器的广泛使用，用于跟踪和现代粒子识别系统，结合了基于硅的飞行时间探测器，RICH探测器，电磁量热计和μ子系统。
2022-06-27 hep-ex physics.ins-det
Cosmic test of sTGC detector prototype made in China for ATLAS experiment upgrade
随着希格斯粒子的发现，大型强子对撞机复合体将分几个阶段升级，使光度增加到$7 \times 10^{34}cm^{-2}s^{-1}$。为了使ATLAS探测器在升级后适应更高光度的环境，ATLAS μ子端盖系统的一部分--小轮将被新小轮取代。新的小轮包括两种类型的探测器：小条薄间隙室和Micromegas。作为ATLAS合作项目的一部分，山东大学参与了ATLAS新小轮的建设，开发、生产和测试了部分小条薄间隙室的性能。本文介绍了山东大学小条形薄间隙电离室的建造和宇宙线测试。
2018-08-29 hep-ex physics.ins-det
Construction of Precision sMDT Detector for ATLAS Muon Spectrometer Upgrade
本文介绍了密歇根大学的小直径监测漂移管探测器的建设，作为欧洲核子研究中心的高亮度大型强子对撞机的ATLAS μ子谱仪升级的贡献。在密歇根州建造的前30个室的测量表明，漂移管线的位置精度满足20微米的规格。用于对准的平台和磁场传感器的位置都在所需的精度范围内很好地安装。宇宙线测试测量表明，单线跟踪分辨率为100 ± 7微米，平均探测效率高于99%。详细描述了腔室生产的基础设施、工具、技术和程序。报告了前30个建造的室的室质量控制测试的结果。
2022-11-01 hep-ex physics.ins-det
Discharge probability studies with multi-GEM detectors for the ALICE TPC Upgrade
大型时间投影室（TPC）是欧洲核子研究中心（CERN）大型强子对撞机（LHC）ALICE实验中跟踪和识别带电粒子的主要装置。在2019-2020年的第二次长时间关闭之后，LHC将以高达50 kHz的相互作用速率提供Pb束碰撞，这大约是TPC目前读出速率的50倍。为了充分利用LHC的潜力，TPC读出室将升级为气体电子倍增器（GEM）技术。为了确保升级后的腔室在恶劣的LHC环境中的稳定行为，启动了一项专门的研发计划，以优化GEM堆的几何形状及其在放电方面的高压配置。我们总结了用高度电离α粒子照射的3-和4-GEM原型进行的放电概率测量。
2018-07-09 physics.ins-det
Studies on tetrafluoropropene-CO2 based gas mixtures for the Resistive Plate Chambers of the ALICE Muon IDentifier
由于其简单和相对低的成本，电阻板室是气体探测器，广泛用于高能和宇宙射线物理学中，当需要大的探测面积。然而，目前最好的气体混合物是基于正丁烷，正丁烷具有约1400的大的全球变暖潜能值（GWP）的不期望的特性，因此，正丁烷目前正从工业用途中逐步淘汰。作为可能的替代品，已考虑使用三聚丙烯（其全球升温潜能值接近1）。由于正丙烯比正乙烷的电负性更强，因此必须用具有较低附着系数的气体稀释，以保持工作电压接近10 kV。其中一个主要的候选者是二氧化碳。为了确定以丙烯酰胺-CO2为基础的混合物的可行性和性能，ALICE合作正在进行一项研发计划，该计划采用了72个胶木RPC（μ子识别器，MID）来识别μ子。不同比例的正丙烯和CO2，添加少量的异丁烷和六氟化硫，已经用50 × 50 cm 2的RPC原型进行了测试，该原型具有2 mm宽的气隙和2 mm厚的胶木电极。在专题介绍中，将介绍宇宙射线测试的结果，以及关于暴露于欧洲核子研究组织伽马辐照设施伽马射线通量的RPC所汲取电流的数据。
2021-12-16 hep-ex physics.ins-det
Studies on environment-friendly gas mixtures for the Resistive Plate Chambers of the ALICE Muon Identifier
由于其简单和相对较低的成本，电阻板室是气体探测器，广泛用于高能和宇宙射线物理，当需要大的检测区域。然而，目前最好的气体混合物是基于正丁烷，正丁烷具有约1400的大全球变暖潜能值（GWP）的不期望的特性，并且正因为如此，正丁烷目前正从工业用途中逐步淘汰。四氟丙烯（其全球升温潜能值接近1）被认为是可能的替代品。由于正丙烯比正乙烷的电负性更强，因此必须用具有较低附着系数的气体稀释，以保持工作电压接近10 kV。其中一个主要的候选者是二氧化碳。为了确定基于丙烯酰胺-CO2的混合物的可行性和性能，正在ALICE合作范围内开展一项研发计划，采用72个胶木RPC（μ子识别器，MID）阵列来识别μ子。不同比例的正丙烯和CO2，并添加少量的异丁烷和六氟化硫，已被测试与50 × 50厘米2 RPC原型与2毫米宽的气隙和2毫米厚的胶木电极。在这篇文章中，将介绍宇宙射线测试的结果，以及关于暴露于欧洲核子研究中心伽马辐照设施（GIF）伽马射线通量的RPC电流的数据。
2022-02-28 hep-ex physics.ins-det
The ALICE TPC: Optimization of the Performance in Run 2 and Developments for the Future
时间投影室是ALICE实验的主要跟踪和粒子识别探测器。CERN LHC在运行2（2015-2018）中提供的高亮度在探测器性能和效率方面提出了新的挑战。对硬件组件和校准软件进行了优化和进一步开发，以应对这些挑战并最大限度地提高数据质量。此外，在特定读出室的边缘处已经观察到电离电子的漂移路径的意外大的局部失真。这些失真是由源自读出室的离子引起的，导致TPC的漂移体积中的局部空间电荷累积。一个新的校准程序已被开发，以纠正空间电荷失真。已经进行了广泛的研究，以了解空间电荷的起源，以及找到一种方法来有效地减轻影响。对于2021年开始的运行3，升级后的TPC的新读出室将基于气体电子倍增器。这意味着一个内在的离子回流，导致大部分的TPC漂移量在最高亮度的大空间电荷失真。空间电荷效应的模拟和校准是新探测器软件框架的重要组成部分。
2019-09-09 hep-ex physics.ins-det
Performance of the Cathode Strip Chamber endcap muon detectors in Run 2
自2012年LHC运行1结束以来，CMS阴极条室（CSC）端盖μ子探测器的最外环已被添加到CMS阴极条室（CSC）端盖μ子探测器中，CSC最内环的读出电子设备已被升级，以适应运行2中预期的更大亮度和碰撞能量。建造、安装和调试这些新的腔室和电子设备需要付出巨大的努力。本次演讲总结了此次升级期间所做的改进，并介绍了CSC探测器在运行2早期阶段的性能。
2015-10-29 hep-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
ALICE upgrades during the LHC Long Shutdown 2
本文介绍 ALICE 在 LHC 长停机 2 期间为适应升级后 LHC 和新探测器技术而进行的重大升级，包括连续读出、核心探测器改造及新在线处理框架，使 Pb-Pb 碰撞记录速率可达 50 kHz。
2024-06-07 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Future Upgrade and Physics Perspectives of the ALICE TPC
大型强子对撞机（LHC）的ALICE实验提出了主要的探测器升级，以充分利用RUN~3中LHC亮度的增加，并扩展低横动量稀有探测器的物理范围。时间投影室（TPC）是ALICE中心筒的主要跟踪和PID装置之一。TPC的最大触发速率目前被选通栅极系统的操作限制在约3.5kHz。为了充分利用运行3中的亮度，TPC预计将以连续读出的非门控模式操作。现有的MWPC读数将被基于微模式气体检测器（MPGD）的读数所取代，该读数提供了内在的离子捕获能力，而无需门控。自2012年以来，已经进行了采用气体电子倍增器（GEM）和微网气体探测器（Micromegas）技术的广泛探测器研发，以及推进空间电荷畸变校正技术的模拟研究。在本文中，预期的探测器性能和状态的R\&D计划，以实现这一雄心勃勃的目标。
2014-08-15 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Construction techniques and performances of a full-size prototype Micromegas chamber for the ATLAS muon spectrometer upgrade
2015年10月至2016年4月期间，为升级LHC对撞机的ATLAS探测器建造了Micromegas精密跟踪室的全尺寸原型。本文详细介绍了在INFN的各个实验室中建造该室的单个模块以及在Frascati国家实验室（LNF）进行最终组装的过程。还提供了2016年6月CERN SPS/H8束线的室暴露结果。在建设中取得的性能和测试梁的结果进行比较的要求，这是由严酷的环境中所施加的LHC的数据采集预计在未来几年。
2018-09-11 hep-ex physics.ins-det
From gated to continuous readout - the GEM upgrade of the ALICE TPC
ALICE合作计划对其中心桶探测器进行重大升级，以便能够应对2020年以后LHC亮度的增加。为了在Pb $-$ Pb碰撞中以高达50 $\,$ kHz的增加的相互作用速率进行记录，TPC将以连续读出的非门控模式运行。这就需要用基于GEM（气体电子倍增器）的读出室来替换当前采用的门控多线比例室，同时通过测量比能量损失来保持特别是在粒子识别能力方面的性能。在开始大规模生产升级的读出室之前，启动了所谓的预生产，以表征和验证最终设计的第一个完全组装的读出室的性能。该阶段于2017年3月结束，正式接受生产准备就绪，因此开始批量生产。
2018-03-12 physics.ins-det
The design and expected performance of the ALICE ITS3 upgrade
Nikhef（荷兰国家核与粒子物理研究所）
ALICE ITS3升级采用新型晶圆级单片主动像素传感器，提升低p_T粒子的指向分辨率，增强重味粒子和热电对的探测性能。
2026-01-12 hep-ex physics.ins-det
The RPC-based proposal for the ATLAS forward muon trigger upgrade in view of super-LHC
目前的ATLAS前向μ子探测器的最里面的站需要升级为超级LHC。我们提出了一种替代方案，用一个三明治探测器组成的几层小半径的连续漂移管室（sMDT）的精确跟踪测量和两个站的多间隙电阻板室（mRPC）的触发目的。我们描述了升级后的探测器的布局和触发策略。为了满足超级LHC的要求，需要对ATLAS桶区使用的RPC进行一些修改。已经对所提出的mRPC定时分辨率、空间分辨率和速率能力进行了各种研究。
2012-10-25 hep-ex physics.ins-det
Upgrade and commissioning of the ALICE muon spectrometer
欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）的大型离子对撞机实验（ALICE）旨在研究超相对论能量下的质子-质子和重离子碰撞。该实验的主要目标是评估夸克-胶子等离子体的性质，这是一种夸克和胶子在极端温度和能量密度条件下被释放的物质状态。在LHC的长期关闭期间，ALICE正在对其设备进行重大升级，考虑到LHC运行3，计划于2022年开始。这次升级将使一个新的雄心勃勃的高精度测量方案得以部署。此外，探测器将不得不应对增加的碰撞率，在Pb-Pb碰撞中，碰撞率将高达50 kHz。对于μ子谱仪（MS），ALICE正在实施新的硬件和软件解决方案。安装一个新的顶点跟踪器，μ子前向跟踪器（MFT），在接受MS将改善目前的测量，并使新的。它将允许人们在ALICE中第一次在前向快度区域中分离出对charmonia横截面的瞬发和非瞬发贡献。在MFT中重建的μ子轨道与MS中的μ子轨道的匹配将增加覆盖宽范围的横向动量到pT = 0的顶点能力，并将显着提高不变质量分辨率，从而更好地分离J/psi和psi（2S）状态。此外，将升级μ介子跟踪系统（阴极垫室）和μ介子识别系统（电阻板室）的前端和读出电子设备，以优化探测器在新运行条件下的性能。MS升级的详细描述，以及与宇宙射线和第一个LHC光束的调试结果，将在这次演讲中介绍。
2022-10-22 physics.ins-det
Design and Construction of Large Size Micromegas Chambers for the Upgrade of the ATLAS Muon Spectrometer
大面积Micromegas探测器将首次用于高能物理实验。在LHC的ATLAS探测器的μ子谱仪的前部区域的大约$\mathbf{150~m^2}$的总表面将配备8层Micromegas模块。每层覆盖超过$\mathbf{2~m^2}$，总有效面积为$\mathbf{1200~m^2}$。它们将与小条薄间隙室一起组成两个新小轮，它们将在2018/19年关闭期间取代ATLAS端盖μ子跟踪系统最里面的站。为了实现$\mathbf{1~TeV}$ μ子的15 $\mathbf{\%}$横向动量分辨率，除了优异的本征分辨率之外，组装的模块的每个平面的机械精度必须与沿精确坐标的$\mathbf{30~μm}$和垂直于腔室的$\mathbf{80~μm}$一样好。将介绍Micromegas模块的设计和建造过程，以及将模块组装到新小轮上的设计。重点将放在为实现具有挑战性的机械精度而开发的方法上。在最终设计的开发过程中，测量和模拟在腔室原型上产生的变形，作为热梯度、内应力（网格张力和支撑件上的模块固定）和气体过压的函数是必不可少的。在安装和操作期间，所有变形和相对未对准将由光学对准系统监测，并在跟踪软件中进行补偿。
2015-08-11 hep-ex physics.ins-det
Upgrade of the Inner Tracking System of ALICE
ALICE内部跟踪系统（ITS）的升级计划在2019-2020年LHC第二次长时间关闭时进行。关闭后的ALICE物理计划要求ITS在非常低的横向动量下具有改进的跟踪能力和改进的碰撞参量分辨率，以及读出速率的大幅增加。为了满足这些要求，目前的ITS将被七层单片有源像素传感器取代。新的探测器将被移动到距离相互作用点23毫米的地方，并将大大减少材料预算。已经开发了几个传感器原型，以测试传感器设计的不同方面，包括模拟和数字读出的原型，以及小型和最终尺寸的传感器。这些原型已经在实验室测试和测试束设施，包括对传感器的辐射硬度的研究进行了彻底的表征。本文概述了目前的研究和开发现状，重点是像素传感器和最新原型的表征。
2015-11-26 physics.ins-det
Layout and Assembly Technique of the GEM Chambers for the Upgrade of the CMS First Muon Endcap Station
CMS最近选择了Triple-GEM探测器技术作为其前向μ子探测器系统升级的一部分，因为GEM探测器在大型强子对撞机（HL-LHC）未来高亮度阶段预期的高辐射环境中提供稳定的操作。在第一步中，GEM腔室（探测器）将安装在$1.6<\left|η\right|<2.2$伪快度区最里面的μ子端盖站，主要是为了控制第二次LHC长周期运行后的1级μ子触发率。这些新的腔室将为$η$ -区域中的μ子系统增加冗余，在该区域中，背景速率高，并且由于CMS磁场而导致的μ子轨迹的弯曲小。已经开发了一种用于这种腔室的新型构造技术，其中箔安装到单个堆叠上，然后均匀地机械拉伸，避免在活性气体体积内使用间隔物和胶水。我们描述了这种GEM腔室的布局，拉伸机制和整体组装技术。
2018-12-11 physics.ins-det
Performances of two resistive MicroMegas prototypes for the Time Projection Chambers of the T2K Near Detector upgrade
T2K是一个长基线中微子实验，自2009年以来一直在运行，提供了一些世界领先的中微子振荡参数测量。已提议对T2K的近距离探测器ND 280进行升级。它包括安装两个新的时间投影室（TPC），这两个室基于一种新的读出技术：电阻阳极MicroMegas（RMM）。该技术有望减少电子通道的数量，同时保持或改善当前ND 280 TPC的批量MicroMegas性能。已经进行了一系列测试，并正在进行进一步的研究，以验证这种方法。两个RMM原型进行了研究，在专门的波束测试。到目前为止，所有的结果，其中一些仍然是初步的，表明一个更好的性能可以实现，即使与更大的垫，由于RMM的优势。
2020-05-12 physics.ins-det
ALICE TPC upgrade for High-Rate operations
为了满足大型强子对撞机（LHC）未来高亮度环境的需要，提出了一种新型的时间投影室（TPC），用于对ALICE（A Large Ion Collider Experiment at CERN）进行升级改造。该装置将依赖于基于微图案气体检测器（MPGD）的技术（特别是气体电子倍增器（GEM））的固有离子回流（IBF）抑制。GEM旨在最大限度地减少主漂移体积中的空间电荷效应，因此不需要标准选通栅极和由此产生的固有死区时间。这样，就有可能读出大型强子对撞机（LHC）在运行3中高亮度重离子时代以预期的50 kHz峰值相互作用速率提供的所有最小偏差Pb-Pb事件。新的读出电子设备将以高达1~ TB/s的速率将连续数据流发送到新的在线农场。新的读出室将由4个GEM箔堆叠而成，这些箔结合了不同的孔间距。除了低离子回流（$<$ 1）之外，其他重要要求是良好的能量分辨率（对于$^{55}$ Fe X射线，优于12（sigma））和操作稳定性。
2015-11-08 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Characterization of resistive Micromegas detectors for the upgrade of the T2K Near Detector Time Projection Chambers
T2 K实验的第二阶段预计将于2022年秋季开始数据采集。近距离探测器（ND 280）的升级正在开发中，包括建造两个新的时间投影室，称为高角度TPC（HA-TPC）。这些TPC的两个端板将铺设八个Micromegas型电荷读出模块。Micromegas检测器电荷放大结构使用电阻阳极将电荷分散在几个焊盘上，以提高空间点分辨率。这项创新技术与Micromegas整体技术相结合，组成了“封装电阻阳极Micromegas”探测器。一个原型已经设计，建造和暴露于电子束在DESY II试验束设施。这些数据已被用来表征的电荷扩散，并产生一个RC地图。空间分辨率优于600 $μ$ m和能量分辨率优于9%的所有入射角。这些性能满足ND 280 TPC升级的要求。
2021-06-23 hep-ex physics.ins-det
ALICE FIT data processing and performance during LHC Run 3
在LHC即将进行的运行3和运行4期间，升级后的ALICE（大型离子对撞机实验）将以更高的光度运行，并将收集比运行1和运行2多两个数量级的事件。ALICE升级的一部分是新的快速交互触发器（FIT）。这个彻底重新设计的探测器在一个系统中结合了ALICE在LHC运行2期间使用的四个前向探测器的功能：T0，V0，FMD和AD。FIT将监测亮度和背景，向LHC提供反馈，并实时生成最小偏差，顶点和中心触发器。在离线分析期间，FIT数据将用于提取飞行时间（TOF）颗粒识别所需的精确碰撞时间。在重离子碰撞过程中，FIT还将确定多重性、中心性和事件平面。FIT电子设计用于连续和触发读出模式。在这些诉讼中，FIT模拟，软件和原始数据处理进行了简要说明。然而，主要关注的是检测器性能，触发效率，碰撞时间和中心分辨率。
2020-12-04 hep-ex physics.ins-det
