FASER Tracker Detector Commissioning, Installation, and Functionality
FASER（ForwArd Search Experiment）填补了其他径向排列的LHC实验的轴向盲点。它安装在距离ATLAS交互点480米处，沿着碰撞轴。FASER将寻找新的、长寿命的粒子，这些粒子可能隐藏在离开ATLAS的准直反应产物中。跟踪检测器是观测LLP信号的重要部件。FASER的跟踪站使用硅微带探测器来测量带电粒子的路径。这是FASER的最新论文之一“FASER实验的跟踪探测器”的摘要，该论文描述了跟踪探测器的功能、构造和测试。FASER目前安装在LHC中，准备进行数据收集。
2022-11-01 hep-ex physics.ins-det
The CMS Silicon Strip Tracker
CMS合作正在建造有史以来最大的硅跟踪器，其有源硅面积为200 m^2，以在CMS螺线管的4T磁场内提供强大的带电粒子跟踪和顶点重建。本文综述了探测器的设计、结构现状和子结构的性能。
2006-02-16 physics.ins-det
CMS Tracker Alignment: Legacy results from LHC Run 2 and Run 3 prospects
CMS实验的内部跟踪系统包括硅像素和硅条探测器，旨在提供带电粒子动量的精确测量，并重建初级和次级顶点。在数据采集期间由操作条件驱动的跟踪器检测器的不同子结构的移动需要定期更新检测器几何形状，以便准确地描述跟踪器模块的位置、取向和曲率。确定跟踪器几何形状的新参数的过程被称为跟踪器的对准。在数据采集期间，使用来自碰撞的重构轨道和宇宙射线数据执行对准过程若干次，并且稍后，在数据采集周期结束之后进一步细化。给出了对应于CMS运行2数据的遗留再处理的对准校准的最终准确度的跟踪器对准性能。数据驱动的方法来获得的对齐参数和一套验证，监测性能的物理观测后对齐进行审查。最后，在即将到来的运行的LHC，其中更具有挑战性的操作条件下，对准校准的前景将得到解决。
2023-01-30 hep-ex physics.ins-det
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
Potential of Thin Films for use in Charged Particle Tracking Detectors
薄膜技术广泛应用于日常电子产品，特别是液晶显示屏、太阳能电池和有机发光二极管。我们探索这种技术作为带电粒子辐射跟踪探测器的潜力，用于高能物理实验，如在大型强子对撞机或相对论重离子对撞机。通过现代制造技术，许多半导体材料可用于构造具有像素尺寸在几微米量级上的集成电子器件的薄的柔性检测器。我们回顾了有前途的候选人的材料特性，讨论了与这种技术相关的潜在好处和挑战，并回顾了以前证明的适用性作为中子探测器。
2014-11-06 hep-ex physics.ins-det
A high resolution scintillating fiber tracker with SiPM readout for the PEBS experiment
利用细光纤和硅光电倍增器（SiPM）读出，设计了一种模块化的高分辨率带电粒子跟踪探测器。光纤模块由2 × 5层直径为0.250 mm的128根圆形多包层光纤组成。光纤由四个SiPM阵列（8mm x 1mm）读出，每个SiPM阵列位于模块的两端。
2007-11-29 physics.ins-det
Performance studies of a pixel tracker in the Silicon Detector (SiD) concept for a future linear collider
使用SiD探测器的模拟框架来研究Higgs -> mumu衰变通道，表明可以通过提高带电粒子动量分辨率来实现信号显著性的显著增益。然而，对Z-> mumu衰减通道的更详细的模拟表明，通过增加跟踪器粒度无法实现分辨率的显着提高。相反，使用寿命较长的粒子对缺失/死顶点层进行的探测器稳定性研究显示了轨道分辨率的增加。现有的9.15 cm x 25 μm硅条几何形状被100 x 100微米硅像素取代，将次级顶点分辨率提高了100倍。通过使用密集射流对高度准直事件进行的研究表明，动量分辨率可以提高2倍，大大提高了信号的重要性，但需要将像素大小减小到25微米。将跟踪器粒度从9.15 cm条带升级到微米尺寸的像素需要增加传感器通道的数量和复杂性，但在大多数线性对撞机物理学中仅提供小的改进。
2011-04-23 hep-ex physics.ins-det
Resistive Plate Chambers for brain PET imaging and particle tracking and timing (TOF-tracker)
本研究探索电阻板室的读出架构，可同时实现带电粒子高分辨率定时与二维径迹测量及PET的γ射线探测，在有效面积上获得了优异的时间、位置分辨率与源定位精度。
2025-01-14 physics.ins-det
Design and performance of a scintillation tracker for track matching in nuclear-emulsion-based neutrino interaction measurement
精确测量加速器中微子束与中微子-核相互作用对当前和未来的中微子振荡实验具有重要意义。利用核乳胶基混合探测器测量μ子-中微子荷电相互作用，μ子径迹匹配是必不可少的。本文描述了一种新研制的闪烁跟踪器的设计和性能，该跟踪器用于用核乳胶探测器测量中微子-核相互作用中的μ子径迹匹配。利用闪烁跟踪器和另一个探测器Baby MIND重建了μ子径迹，并与核乳胶探测器中的径迹进行了匹配。闪烁跟踪器由四层水平和垂直对齐的闪烁体条组成，覆盖面积为$1\,\mathrm{m} \times 1\,\mathrm{m}$。在该层中，24 mm宽的塑料闪烁体条被特别布置，彼此之间具有故意的间隙。通过识别四层的命中图案，实现了2.5mm的精确位置分辨率，同时保持读出通道的数量小至256。对前向μ子的径迹匹配效率大于97%，闪烁跟踪器的位置和角分辨率分别为2.5 mm和20-40 mrad。结果表明，闪烁跟踪器的设计的μ子轨道匹配的核乳胶为基础的中微子-核相互作用测量的有用性。
2022-05-10 hep-ex physics.ins-det
Pressure Dependence of Carbon Foam Bonding Strength using Reactive Film
反应性粘结膜是一种相对较新的材料熔合方法，由于其产生的拉伸强度、导热性、耐辐射性和低质量，具有满足正在开发的粒子跟踪器力学需求的潜力。采用一种新的设备，以改变施加到样品在粘接过程中的压力，我们发现改进的极限拉伸强度与以前的结果相比。
2018-07-03 physics.ins-det
Operation and performance of the ATLAS semiconductor tracker in LHC Run 2
半导体跟踪器（SCT）是ATLAS探测器中的带电粒子跟踪系统之一。它由4088个硅条传感器模块组成。在运行2（2015 $-$ 2018）期间，大型强子对撞机以13 TeV的质心$pp$碰撞能量向ATLAS实验提供了156 fb $^{-1}$的积分亮度。瞬时亮度和堆积条件远远超过SCT探测器最初设计时的假设。由于数据采集系统的改进，SCT在整个运行2中稳定运行。它可用于99.9%的积分亮度，并实现了99.85%的数据质量效率。详细研究了SCT组件的漏电流和全耗尽电压的演变，并以此研究辐射损伤对组件的影响。
2022-01-20 hep-ex physics.ins-det
First tracking performance results from the ATLAS Fast TracKer
大型强子对撞机的粒子物理学家通过将高能质子束碰撞在一起并观察碰撞的衰变产物来研究亚原子长度尺度下物质的性质。ATLAS是重建相互作用的两个通用探测器之一，作为广泛物理目标的一部分，测量希格斯玻色子的产生并寻找奇异的新现象，包括超对称性、时空的额外维度和暗物质。使用基于硬件和软件的触发器选择有趣的碰撞事件是一个主要挑战，随着未来数据中亮度的增加，这将变得更加困难。ATLAS Fast TracKer（FTK）是一种定制的电子系统，可对带电粒子进行基于硬件的快速跟踪，用于触发决策。2018年，使用质子-质子碰撞安装并调试了覆盖ATLAS探测器部分的两个FTK“Slices”，为运行3中的物理数据采集做准备。给出了FTK跟踪算法的寻轨和航迹拟合策略以及FTK切片的跟踪性能。讨论了在未来数据中应对变化的波束点和其他条件的策略。还提出了一种用于触发长寿命粒子的位移轨道的策略。
2019-11-18 hep-ex physics.ins-det
An Integrated Tracker for STAR
在相对论重离子对撞机RHIC上进行的STAR实验研究了相对论重离子碰撞中产生的新物质状态和极化质子对撞中核子的自旋结构。为了提高重味测量和带电矢量玻色子重建的能力，对中心区和前区的跟踪系统进行了升级。提供高分辨率跟踪和二次顶点重建能力的集成系统将使用硅像素、条带和GEM技术。
2006-08-18 physics.ins-det
Track Reconstruction using Geometric Deep Learning in the Straw Tube Tracker (STT) at the PANDA Experiment
反质子和离子研究设施的PANDA（达姆施塔特的反质子零化）实验将研究夸克被限制形成强子的尺度上的强相互作用。由高能储存环（HESR）提供的连续反质子束将撞击固定的氢靶。反质子束动量跨度从1.5 GeV {自然单位，c=1}到15 GeV \cite{physics2009report}，将为研究强子物理的许多不同方面创造最佳条件，包括超子物理。精密物理研究需要高效的粒子径迹重建。熊猫的吸管跟踪器是实现这一目的的主要组件。它有一个六边形的几何形状，由4224个充气管组成，排列在26层和6个扇区中。然而，挑战是重建低动量带电粒子给定复杂的探测器几何形状和强烈弯曲的粒子轨迹。本文介绍了几何深度学习管道在PANDA实验中的首次应用。管道重建超过95%的粒子轨迹，并创建不到0.3%的伪轨迹。令人鼓舞的结果，使管道的实验强有力的候选算法。
2022-11-30 hep-ex physics.ins-det
Alignment of the CMS Silicon Tracker during Commissioning with Cosmic Rays
CMS硅跟踪器由1440个硅像素和15148个硅条探测器模块组成，已使用超过300万个宇宙射线带电粒子进行了校准，并获得了光学测量的额外信息。在最敏感的坐标系中，相对于宇宙射线轨迹确定模块的位置，在筒中的精度为3-4微米RMS，在端盖中的精度为3-14微米RMS。结果已被验证的几种方法，包括激光对准系统，并从模拟获得的预测进行比较。相关的系统效应进行了研究。利用该对准方法获得的轨道参数分辨率接近设计性能。
2009-11-22 physics.acc-ph physics.ins-det
The Straw Tube Trackers of the PANDA Experiment
PANDA实验将建在德国达姆施塔特的FAIR实验室，通过对bar pp和bar pA湮灭的研究，对强相互作用进行精确的测试。为了跟踪带电粒子，两个系统组成的一组平面，封闭包装，自我支持的吸管层正在建设中。PANDA吸管在材料预算和性能方面也具有独特的特点。它们由非常薄的聚酯薄膜镀铝阴极组成，这些阴极通过操作气体混合物过压而自支撑。该解决方案允许最大限度地减少机械支撑框架的重量，并因此减少检测器材料预算。PANDA吸管中央跟踪器不仅将重建带电粒子轨迹，而且还将通过dE/dx测量帮助识别低动量（< 1 GeV）粒子。这是一种相当新的方法，熊猫跟踪小组首先用详细的蒙特卡罗模拟进行了测试，然后对探测器原型进行了实验测试。本文讨论了熊猫吸管跟踪器的设计问题和原型测试中获得的性能。
2013-07-17 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
Intrinsic time resolution of 3D-trench silicon pixels for charged particle detection
在过去的几年中，高分辨率的时间标记已经成为解决粒子对撞机下一代实验探测器中高径迹密度问题的工具。在间距为50 $μ$ m的传感器像素上，低于50 ps的时间分辨率和数十MHz的事件平均重复率是典型的最低要求。这对粒子传感器和处理电子学的发展提出了重要的科学和技术挑战。TIMESPOT倡议（代表时间和空间实时操作跟踪器）旨在开发适用于下一个粒子物理实验的粒子跟踪器的完整原型检测系统。本文介绍了第一批TIMESPOT硅传感器的基础上，一种新的3D MEMS（微机电系统）设计的结果。在这种方法之后，其他正在进行的硅传感器开发的性能已经被匹配和克服，同时使用已知对辐射退化具有鲁棒性的技术。在室温下测量的时间分辨率为20ps的顺序，这也表明在进一步优化前端电子处理阶段后可能的改进。
2020-07-29 hep-ex physics.ins-det
The Preparation Status and Plan for the Next Physics Run of the NINJA Experiment
NINJA实验为2025—2026年第三次物理运行准备约130 kg水靶，并开发覆盖1.3 m×1.4 m、含散射体的新型单片塑料闪烁体径迹探测器，以利用时间和位置信息区分宇宙射线背景与中微子径迹。
2025-01-07 hep-ex physics.ins-det
Time Projection Chambers for the T2K Near Detectors
T2 K实验旨在研究中微子振荡特性，方法是将日本东海J-PARC产生的高强度中微子束射向位于295公里外日本神冈的大型Super-Kamiokande探测器。该实验包括一个精密的近探测器复合体，位于中微子产生靶下游280米处，以测量中微子束的性质，并更好地了解能量低于几个GeV的中微子相互作用。近距离探测器的一个关键元件是ND 280跟踪器，它由两个有源闪烁棒靶系统组成，周围环绕着三个大型时间投影室（TPC），用于带电粒子跟踪。用跟踪器收集的数据被用来研究带电电流中微子相互作用率和运动学振荡前，以减少振荡测量的不确定性的远探测器。跟踪器被前UA 1/Nomad偶极磁体包围，TPC测量通过它们的带电粒子的电荷、动量和粒子类型。TPC设计的新功能包括由复合板构成的矩形盒布局，使用散装micromegas气体放大检测器，基于新ASIC的电子读出，以及光电子校准系统。本文介绍了TPC的设计和建设，micromegas模块，读出电子，气体处理系统，并显示的TPC的性能推导出与粒子束，宇宙射线，和校准系统的测量。
2010-12-03 hep-ex nucl-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
The design, construction and performance of the MICE scintillating fibre trackers
国际μ子电离冷却实验（MICE）中的带电粒子跟踪将使用两个螺线管光谱仪进行，每个螺线管光谱仪都装有基于350 μm直径的闪烁光纤的跟踪探测器。跟踪器的设计和建设的质量保证程序，光子检测系统，读出电子，重建和模拟软件和数据采集系统一起描述。最后，性能的MICE跟踪器，确定使用宇宙射线，提出。
2010-07-11 physics.ins-det
A high resolution scintillating fiber tracker with SiPM readout
提出了一种新型的模块化高分辨率带电粒子跟踪探测器设计，该探测器采用直径为$250μm$的圆形扩散光纤和SiPM阵列进行读出。纤维模块由8层128根纤维组成，通过碳纤维/ Rohacell泡沫结构进行机械稳定。使用直径为$300μm$和两种类型的硅光电倍增器的双折射光纤的原型已于2006年10月下旬在欧洲核子研究中心的T9 PS束线上在$10GeV$质子束中进行了测试。我们提出了测量的空间分辨率，效率和信噪比为这种设置。这种跟踪器概念的优点是具有低材料预算的紧凑和模块化设计，并且取决于硅光电倍增管的质量，只有很少或没有冷却要求。
2007-03-15 physics.ins-det
FPGA Online Tracking Algorithm for the PANDA Straw Tube Tracker
介绍了一种基于FPGA的在线跟踪算法，用于PANDA谱仪的螺线管场螺旋线轨道重建。该算法采用4636根吸管的吸管跟踪器探测器，包括一个复杂的跟踪器和一个跟踪器。该算法在Xilinx Virtex-4 FX 60 FPGA芯片上进行了测试，采用不同类型的事件，以不同的事件率。对于平均6个带电磁道，每个事件的处理时间为7 $μ$ s。在1GeV/c处，$p_t$（$p_z$）的动量分辨率约为3%（4%）.与在2.26 GHz单核Intel Xeon E5520 CPU芯片上运行的算法相比，处理时间提高了3个数量级。该算法可以处理严重重叠的事件，这是典型的交互率超过10 MHz。
2016-06-23 physics.ins-det
Drift Chamber Alignment using Cosmic Rays
费米实验室的对撞机探测器（英语：Collider Detector at Fermilab，CDF）是一个通用的实验设备，内部有一个用于测量带电粒子的跟踪探测器，周围有一个用于测量电磁和强子簇射的量热计，以及一个μ子探测器系统。我们提出了一种技术，和CDF跟踪器的漂移室线的精确相对对准的结果。这种校准是轨道动量校准的一个重要组成部分，轨道动量校准是在CDF测量W玻色子质量的带电轻子校准的基础。
2014-04-15 hep-ex physics.ins-det
Improved performance of the LHCb Outer Tracker in LHC Run 2
LHCb外跟踪器是一种气体探测器，覆盖面积为$5\times 6 m^2$，有12层双层吸管。探测器的性能是基于2015年和2016年LHC运行2运行期间的数据。描述了在$p p$、pPb和PbPb碰撞中收集的数据的占用和操作经验。一项关于老化效应的最新研究表明，没有出现增益退化或其他辐射损伤效应的迹象。此外，还介绍了LHC运行1数据采集方面的几项改进。提出了一种新的探测器时间对准和单分子层探测器模块对准的实时标定方法，使探测器的漂移时间和位置分辨率提高了20%。最后，一个潜在的使用改进的分辨率带电轨道的定时进行了描述，显示出可能性，以确定低动量强子与他们的飞行时间。
2018-02-02 hep-ex physics.ins-det
A new method for an improved anti-neutrino energy reconstruction with charged-current interactions in next-generation detectors
我们提出并验证了一种方法的反中微子能量重建的带电电流无介子相互作用的复合材料完全活性目标含有氢（如碳氢化合物闪烁体），这是在很大程度上不了解的核效应，通常扭曲和偏见试图测量中微子能量。该方法是基于精确的事件的事件，由事件测量的传出中子动能和随后的评估的动量不平衡的平面上的横向传入的反中微子方向。对于使用细粒度$2\times2\times2$ m $^3$ 3D闪烁体跟踪器测量的峰值约为600 MeV的反中微子通量，中微子能量分辨率预计约为7%，而使用传统中微子能量重建技术预计为15%。对于具有类似特性的其他探测器，可以获得类似的结果。
2019-12-03 hep-ex physics.ins-det
TPC Performance in Magnetic Fields with GEM and Pad Readout
一种新型的带电粒子跟踪装置，一个高精度的时间投影室与气体电子倍增器和垫读出，是一个领先的候选人作为中央跟踪器的实验在国际直线对撞机。为了表征这样的系统的性能，一个小TPC已在磁场内运行，测量宇宙射线和激光轨迹。良好的跟踪分辨率和两个粒子的分离，足够的大规模ILC中央跟踪器，实现。
2005-09-07 physics.ins-det
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
The D0 Silicon Track Trigger
描述了运行II中D0探测器的2级硅径迹触发预处理器（L2 STT）。它可以精确重建中央光纤跟踪器（CFT）和硅微带跟踪器（SMT）中的带电粒子轨迹。由长寿命粒子（如B强子）衰变产生的具有位移径迹的事件被触发。这种强子中包含的b夸克的存在与B物理有关，并且作为顶夸克和希格斯玻色子玻色子衰变的标志至关重要。
2004-09-01 physics.ins-det
Calorimeter Assisted Tracking Algorithm for SiD
量热计辅助寻轨算法利用SiD探测器概念提出的细分电磁量热计，通过寻找量热计中带电粒子产生的“MIP存根”，并将其用作跟踪器中模式识别的种子。该算法允许使用顶点检测器提供的种子无法找到的轨迹的有效重建，即使在外部跟踪器中的独立模式识别是困难的。该算法已在org.lcsim框架中实现。介绍了该软件包的现状及其在非瞬时航迹重建中的性能。
2007-11-01 physics.ins-det
The Silicon Vertex Tracker for the Heavy Photon Search Experiment
重光子搜索（HPS）是托马斯·杰斐逊国家加速器设施（JLab）的一项新的专用实验，旨在寻找大质量矢量玻色子，即重光子（又名重光子）。暗光子，\Aprimebold{}），质量范围为20-500~MeV/c $^{2}$，与普通物质的耦合较弱。\Aprimebold{}可以从入射电子辐射，因为它与靶中的带电原子核相互作用，访问大的开放参数空间，其中\Aprimebold{}相对较长的寿命，导致位移的顶点。HPS使用主动冷却硅微带传感器搜索这些移位的\Aprimebold{}到e $^+$ e $^-$衰变，该传感器具有放置在目标下游和偶极磁体内部的快速读出电子器件，以用相对较小的检测器测量较大的接受度。在典型的粒子动量为0.5-2~GeV/c的情况下，每个跟踪层0.7% $\mathbf{X_0}$的低物质预算是限制主要的多重散射不确定性和允许有效分离衰变顶点与瞬发QED三叉戟背景过程的关键。实现所需的低质量接受需要将硅的边缘放置在距离电子束仅0.5 mm的位置。这导致局部命中率高于4~MHz/mm $^2$，辐射水平高于$\mathbf{10^{14}}$ 1~MeV中子当量/cm $^2$剂量。ns级的命中定时对于拒绝与来自几乎连续的CEBAF加速器束的\Aprimebold{}衰变产物无关的超时命中至关重要。为了避免过多的束-气体相互作用，跟踪探测器被放置在加速器束真空外壳内，…
2015-11-24 hep-ex physics.ins-det
Momentum reconstruction of charged particles using multiple Coulomb scatterings in a nuclear emulsion detector
本文描述了一种在核乳胶探测器中利用多次库仑散射重建带电粒子动量的新方法。该方法利用了在乳胶膜中精确测量的颗粒的散射角。该方法基于极大似然，以新包括关于粒子行进通过检测器时能量降低的信息。根据蒙特卡罗模拟，该方法可以测量500 MeV/c的μ子垂直通过探测器时的动量，分辨率为10%.根据粒子的动量和发射角，动量分辨率估计为10- 20%。通过考虑能量减少的影响，可以在更小的偏差下正确地重建动量，特别是在低动量区域。我们应用这种方法来测量的动量的μ子轨道中检测到的NINJA实验的动量也测量独立使用的轨道范围。这两个测量值在实验不确定性范围内吻合良好，实验验证了该方法。这种方法将扩展NINJA实验中μ子和强子的可测相空间。
2022-10-21 hep-ex physics.ins-det
Using precision timing to improve particle tracking
硅跟踪探测器提供出色的空间分辨率，因此即使在紧凑的探测器中，也可以为高能带电粒子提供出色的动量分辨率。然而，在较低的动量，在硅中的多重散射降低的动量分辨率。我们提出了一种替代方法来测量动量和减轻这种退化，使用硅探测器，也将定时测量。通过使用两个硅层之间的定时信息，可以求解曲率半径，从而求解粒子动量，而与硅内的多次散射无关。我们考虑三个例子：一个电子离子对撞机的全硅中央跟踪器，一个简化版的CMS探测器，以及一个电子离子对撞机的前向探测器。对于1.5 T磁场中直径为75 cm的跟踪器，定时可以改善动量低于500 MeV/c的粒子的动量确定。在3.8 T CMS磁场和1.2 m半径的跟踪器中，定时可以改善跟踪高达1.3 GeV/c的动量。分辨率在中速时最佳。我们还讨论了一个更简单的系统，包括一个单一的定时检测器外的全硅跟踪器。
2020-03-23 nucl-ex physics.ins-det
Tracking a nonrelativistic charge with an array of Rydberg atoms
本文提出利用里德伯原子阵列和Ramsey序列积累Stark位移相位差，以约10 nm精度追踪非相对论性带电粒子，并有望拓展至相对论粒子及解释量子计算退相干。
2023-11-29 hep-ex physics.atom-ph physics.ins-det
STRASSE: A Silicon Tracker for Quasi-free Scattering Measurements at the RIBF
STRASSE是用于RIBF准自由散射测量的新型硅径迹探测器，结合厚液氢靶，实现亚毫米顶点分辨率和优于2 MeV的缺失质量分辨率，以支持缺失质量测量和瞬发γ射线谱学研究。
2023-01-23 nucl-ex physics.ins-det
Deep learning for track recognition in pixel and strip-based particle detectors
带电粒子在跟踪探测器中的运动轨迹重建是高能物理和核物理实验数据分析中的一个关键问题。现代实验中的数据量是如此之大，以至于传统的跟踪方法，如卡尔曼滤波器，不能足够快地处理它们。为了解决这个问题，我们开发了两种基于深度学习架构的神经网络算法，用于基于像素和条带的粒子探测器中的轨迹识别。这些是TrackNETv 3用于本地（逐轨道）和RDGraphNet用于全局（事件中的所有轨道）跟踪。利用JINR（Dubna）BM@N实验的GEM跟踪器和北京高能物理研究院BESIII实验的圆柱形GEM内跟踪器对这些算法进行了测试。基于反向图的RDGraphNet模型显示了令人鼓舞的结果：95%的召回率和74%的追踪精度。TrackNETv 3模型的查全率为95%，查准率为76%。这一结果可以通过进一步的模型优化得到改善。
2022-12-05 hep-ex physics.ins-det
Beam Test Performance Studies of CMS Phase-2 Outer Tracker Module Prototypes
本文通过 DESY 束流测试验证 CMS Phase-2 外层径迹探测器 2S 模块原型，首次集成 CBC、CIC 与光学读出，实现约 99.75% 簇击中效率并验证同步读出与 $p_\mathrm{T}$ 判别，证明其满足升级后 CMS 径迹探测器要求。
2024-08-30 physics.ins-det
Commissioning of the MEG II tracker system
Paul Scherrer研究所（PSI）的MEG实验代表了研究带电轻子变味（cLFV）$μ^+ \rightarrow e^+ γ$衰变的最新技术水平。在第1阶段，MEG为$\mbox{BR}(μ^+ \rightarrow e^+ γ) < 4.2 \times 10^{-13}$设定了新的世界最佳上限（90% C.L.）。在第二阶段MEG II中，实验的目标是与之前的MEG结果相比，达到大约一个数量级的灵敏度增强。新型圆柱漂移室（CDCH）是MEG II的关键探测器。CDCH是具有高粒度的低质量单体积检测器：9层192个漂移单元，几mm宽，由立体配置中的$\sim 12000$线限定，用于纵向命中定位。填充气体混合物为氦气：异丁烷（90：10）。总辐射长度为$1.5 \times 10^{-3}$ $\mbox{X}_0$，从而使多重库仑散射（MCS）贡献最小化，并允许单击分辨率$< 120$ $μ$ m以及分别为6 mrad和90 keV/c的角和动量分辨率。本文介绍了在INFN莱切的布线阶段和INFN比萨的组装阶段之后，PSI的CDCH调试活动。介绍了端盖的制备、高压试验和真空室的调节，以达到最终的稳定工作点。鉴于在2018年和2019年工程运行期间使用宇宙射线和$μ^+$束进行的首次数据采集，描述了MEG II实验装置的集成。还示出了第一气体增益结果。所有升级的探测器和…
2020-05-05 hep-ex physics.ins-det
The next generation of $μ -> e γ$ and $μ -> 3e$ CLFV search experiments
我们探讨了扩展目前的带电轻子味违反衰变$μ -> e γ$和$μ -> eee$搜索的灵敏度的可能性。未来的设施，如费米实验室的X项目，可以提供更强的停止$μ^+$光束，促进更灵敏的搜索，但也需要改进的探测器。目前的搜索受到偶然和物理背景的限制，以及被阻止的μ子的总数。用于$μ -> e γ$搜索的当前检测器中的限制因素之一是量热计的光子能量分辨率。我们提出了一个新的快速蒙特卡罗模拟的概念设计的一个新的实验概念，检测转换$e^+e^-$对信号光子，利用改进的能量分辨率对光谱仪的基础上硅带电粒子跟踪器。我们还研究了下一代$μ\to eee$搜索实验的相关检测器设计。
2013-09-30 hep-ex physics.ins-det
Tracker-In-Calorimeter (TIC): a calorimetric approach to tracking gamma rays in space experiments
一个多信使，基于空间的宇宙射线探测器的伽马射线和带电粒子提出了几个设计挑战，由于不同的仪器要求，这两种粒子。伽马射线探测需要多层高Z材料进行光子转换，并需要一个带有长杠杆臂的跟踪装置，以实现分离点源所需的角分辨率;相反，原子核的电荷测量需要一个薄的探测器，以避免不必要的碎片，以及一个浅的仪器，以最大限度地提高几何因子。在本文中，提出了一种新的伽马射线跟踪方法，试图调和这两个相互冲突的要求。该提案是基于跟踪器在热量计（TIC）的设计，依赖于一个高度分段的热量计跟踪入射伽马射线的电磁簇射在不同深度的横向发展进行采样。该方法的有效性已被研究与蒙特卡罗模拟，并已验证与测试束流数据的探测器原型。
2020-10-22 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
Implementation of ACTS for STCF track reconstruction
为满足STCF物理研究对带电粒子径迹重建的高性能需求，首次将通用径迹软件ACTS应用于漂移室，结合内部径迹探测器与漂移室信息实现径迹重建，介绍了实现细节与性能。
2023-07-03 hep-ex physics.ins-det
Track reconstruction and matching between emulsion and silicon pixel detectors for the SHiP-charm experiment
2018年7月，在CERN SPS对SHiP的Charm截面测量进行了优化。在H4质子束线的歌利亚磁铁前安装了一个沉重的移动靶，靶上装有核乳胶胶片，后面跟着一个硅像素跟踪器。在磁铁后面，放置了光纤、漂移管和RPC探测器。此次运行的目的是验证测量的可行性，开发所需的分析工具并微调探测器布局。本文介绍了像素跟踪器中的航迹重建和运动乳胶探测器中的航迹匹配。像素检测器的性能符合预期，并表明，经过适当的对齐，顶点匹配率达到87%。
2022-02-22 physics.ins-det
Characterization of a CMOS pixel sensor for charged particle tracking
一个原型的CMOS像素传感器命名为SUPIX-1已被制造和测试，以调查的可行性，像素化的希格斯工厂，即圆形电子-正电子对撞机（CEPC）的跟踪器。该传感器采用180 nm CMOS图像传感器（CIS）工艺，由9个不同的像素阵列组成，像素间距、二极管尺寸和几何形状各不相同，以研究放大像素的粒子探测性能。该试验是用Fe-55放射源进行的。观察到的两个软X射线峰用于校准传感器的电荷电压因子。评价了逐像素等效噪声电荷、电荷收集效率和信噪比。提出了一种信号像素聚类的重构方法，并研究了其聚类性能。测试结果表明，$21μ$ m $\times 84μ$ m的像素具有良好的噪声水平和电荷收集性能，满足像素传感器的一般要求。这一贡献表明，CMOS像素传感器与扩大间距，使用CIS技术，可用于跟踪即将到来的碰撞探测器类似的CEPC。
2021-11-30 physics.ins-det
Optimization of singly-charged particles identification with the AMS02 RICH detector by a machine learning method
针对AMS-02 RICH探测器单电荷粒子速度重建困难，本文提出MLP-BFGS深度学习模型，有效识别信号与背景，显著提升粒子质量鉴别能力。
2025-04-25 astro-ph.IM physics.ins-det
Graph Neural Networks for Charged Particle Tracking on FPGAs
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；National Yang Ming Chiao Tung University（国立阳明交通大学）；University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Princeton University（普林斯顿大学）；University of Washington（华盛顿大学）
在欧洲核子研究中心（CERN）大型强子对撞机（LHC）上，带电粒子碰撞轨迹的确定是一个重要而又具有挑战性的问题，特别是在未来的高亮度阶段（HL-LHC）中所期望的高相互作用密度条件下。图神经网络（GNN）是一种几何深度学习算法，它已成功应用于此任务，通过将跟踪器数据嵌入为图-节点表示命中，而边缘表示可能的跟踪段-并将边缘分类为真或假跟踪段。然而，他们的研究在硬件或软件为基础的触发应用程序已受到限制，由于其巨大的计算成本。在本文中，我们介绍了一个自动化的翻译工作流程，集成到一个更广泛的工具称为$\texttt{hls4ml}$，用于将GNN转换为现场可编程门阵列（FPGA）的固件。我们使用这个翻译工具来实现用于带电粒子跟踪的GNN，使用TrackML挑战数据集进行训练，在FPGA上设计针对不同的图形大小，任务复杂度和延迟/吞吐量要求。这项工作可以在HL-LHC实验的触发水平上包含带电粒子跟踪GNN。
2022-03-23 cs.AR cs.LG hep-ex
Electro-Optical Radiation of a Charged Particle in a Single Laser Beam Field
本文描述了入射粒子的单色平面波场激发的非线性振子的辐射干涉所产生的一种特殊辐射。辐射性质由以下事实确定：每个振荡器辐射场的相位由波场同步，而辐射本身由于粒子场对振荡器的影响而发生。考虑的是具有可忽略的密度效应的薄膜。我们假设，贡献是由一个长波部分的Weizsacker频谱，其中介质的非线性极化系数大。
2016-03-06 physics.ins-det physics.optics
