Scenarios about the long-time damage of silicon as material and detectors operating beyond LHC collider conditions
对于新的强子对撞机LHC及其在光度和能量方面的一些更新，如SLHC和VLHC，硅探测器可能是一个重要的选择，特别是对于跟踪系统和量热法。本文的主要目标是分析在这些恶劣条件下，在连续辐射场中，大部分硅作为材料和硅探测器的预期长期退化。本文在作者以前建立的唯象模型的框架内讨论了硅在能量和光度升级的各种情况下的行为。不同的硅材料参数导致不同的技术被认为是评估什么材料更难辐射，从而可以最大限度地减少设备参数在连续长时间运行的条件下的退化。
2004-02-23 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Developments in Readout for Silicon Microstrip Sensors at a Linear Collider Detector
我们报告最近的结果使用的电荷划分，以获得一个纵向坐标从硅条探测器，和电子读出噪声的来源，长，薄条。这些结果为直线对撞机硅微带传感器组成的带电粒子跟踪系统的设计提供了依据。
2010-05-14 physics.ins-det
Study of the Tracking Method and Expected Performance of the Silicon Pixel Inner Tracker Applied in BESIII
北京谱仪Ⅲ（BESIII）的内漂移室在运行5年后出现了严重的老化问题。对于第一层，从2009年到2013年，气体增益下降约26%。内跟踪探测器的升级已成为BESIII实验急需解决的问题。由于CMOS像素传感器在空间分辨率和抗辐射性方面的巨大优势，采用CMOS像素传感器的内跟踪器是一种重要的候选方案。为了进行蒙特卡罗研究的预期性能，基于Geant4的硅像素探测器的全模拟已经实施。研究了硅像素内跟踪器和外漂移室相结合的跟踪方法，并开发了初步的重建软件。Monte Carlo模拟结果表明，由于硅像素探测器具有良好的空间分辨率和适中的材料预算，其动量分辨率、顶点分辨率和跟踪效率等性能都得到了显著提高。
2015-10-29 hep-ex physics.ins-det
A Tracking Fiber Detector based on Silicon Photomultipliers for the Kaos Spectrometer
美因茨微波加速器MAMI的Kaos光谱仪正在研制一种跟踪探测器，它采用两米长的反射光纤，由硅光电倍增器（SiPM）读出。结果从原型设置使用2毫米方形光纤和大面积SiPM读出。这种组合的检测效率被测量为在83%和100%之间，这取决于SiPM幅度上的阈值。采用基于物理模型的蒙特卡罗模拟来提取SiPM器件的光子探测效率。
2011-05-01 nucl-ex physics.ins-det
Silicon vertex and tracking detector R&D for CLIC
物理目的是在拟议中的未来高能量线性$e^+e^-$对撞机CLIC构成的探测器系统的性能具有挑战性的要求。特别是，顶点和跟踪探测器必须将几微米的空间分辨率和低材料预算与几纳秒的时间戳精度相结合。对于顶点检测器，细间距传感器，专用65纳米读出ASIC，细间距键合技术，使用焊料凸点或各向异性导电膜，以及单片器件的基础上硅绝缘体技术进行了探索。全单片CMOS传感器与大型和小型收集电极正在调查的大表面CLIC跟踪器。本文概述了CLIC顶点和跟踪探测器的研发，重点关注测试束活动和基于模拟的传感器优化研究的最新结果。
2020-10-21 hep-ex physics.ins-det
Silicon Tracking DAQ
本文简要介绍了未来直线正负电子对撞机硅跟踪系统数据采集系统的设计和开发的一些初步设想。拟议的结构包括三个DAQ级别。第一级基于位于检测器上的高级处理混合模式ASIC。探测器上的第二层是一个类似DSP的接口，它将处理后的数据发送到通用DAQ系统。几个新的技术方面是这一发展的一部分。正在进行的测试束活动与探测器原型作为训练营的作用被强调。
2009-03-28 hep-ex physics.ins-det
4-Dimensional Tracking with Ultra-Fast Silicon Detectors
粒子探测器的发展一直在推动技术极限，以便为所有科学领域的研究人员提供使能技术。一个典型的例子是硅探测器的发展，从30年前的几个通道的系统，到目前在所有主要粒子物理实验中用于跟踪带电粒子的数千万个独立像素。如今，硅探测器不仅在研究实验室中无处不在，而且几乎在每一个高科技设备中，从便携式电话到医院。在这方面的贡献，我们提出了一个新的方向，在硅探测器的电荷粒子跟踪的演变，即包含非常准确的定时信息。通过在检测器响应中包括受控的低增益来实现本硅检测器范例的这种增强，从而充分地增加检测器输出信号以使得定时测量成为可能。在简要概述了这种新技术的优势后，我们提出了传感器和读出电子设备为了实现4维跟踪而需要满足的必要条件。在最后一节中，我们提出了实验结果，证明了我们的研究路径的有效性。
2017-07-03 hep-ex physics.ins-det
Fast timing silicon R$\&$D for the future Electron-Ion Collider
本文提出基于MALTA2传感器的快速时间硅径迹探测器（FMT），以在EIC前向和后向区域提供额外击中点，提升径迹重建质量并剔除背景事件，并讨论了最新研发进展及物理影响。
2025-01-29 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
First demonstration of 200, 100, and 50 um pitch Resistive AC-Coupled Silicon Detectors (RSD) with 100% fill-factor for 4D particle tracking
我们设计、生产并测试了RSD（阻性交流耦合硅探测器）器件，这是标准LGAD（低增益雪崩二极管）技术的一种演变，其中已实施了阻性n型注入和耦合介电层。第一个功能作为一个电阻片，冻结倍增的电荷，而第二个作为一个读出垫的电容耦合。我们成功地实现了具有挑战性的目标，即获得非常精细的间距（50、100和200 um），同时保持信号波形适合高时序和4D跟踪性能，就像标准的基于LGAD的器件一样。
2019-09-23 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
A fast method for particle tracking and triggering using small-radius silicon detectors
我们提出了一种算法，部署在一个高度并行化的图形计算架构，在大型强子对撞机和未来的对撞机的高能碰撞带电粒子轨迹进行快速重建。我们使用软件仿真表明，该算法可以达到超过99.95%的重建效率与良好的精度。该算法可以使用现场可编程门阵列技术在硅基集成电路上实现。我们的方法可以快速触发大质量带电粒子，这些粒子在跟踪体积中不可见地衰减，就像在一些与颗粒暗物质相关的新物理场景中一样。如果产生的暗物质或其他新的中性粒子介导的亚稳态带电粒子，是不与其他可吸收的能量沉积在探测器，我们的方法将是有用的触发带电介质使用小半径硅探测器。
2020-01-21 hep-ex 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
Studies of Vertex Tracking with SOI Pixel Sensors for Future Lepton Colliders
本文提出了一种在高阻衬底上用SOI技术的三层单片像素传感器组成的束流描迹仪进行顶点跟踪的研究。我们研究了在CERN SPS上用150和300 GeV/c的π介子进行的π介子-Cu相互作用中的径迹外推精度、双径迹分离和顶点重建精度。在未来的轻子对撞机的顶点跟踪的背景下，结果进行了讨论。
2012-04-13 hep-ex physics.ins-det
Silicon Sensors for Future Particle Trackers
目前正在规划若干未来的高能物理设施。拟议中的项目包括高能$e^+ e^-$圆形和线性对撞机、强子对撞机和μ子对撞机，而电子离子对撞机（EIC）已经被批准在布鲁克海文国家实验室建造。每项建议在准备程度、成本、时间表和物理范围方面都有其优缺点，每项建议都需要设计和生产特定的新探测器。本文首先介绍了在各种新设施的未来硅跟踪系统所需的性能，然后它说明了实现这种硅跟踪器的几种可能性。未来设施所带来的挑战需要一个新的硅探测器系列，其中利用碰撞电离、辐射损伤饱和、电荷共享和模拟读出等功能来满足这些新的需求。
2020-03-31 hep-ex physics.ins-det
GPT-like transformer model for silicon tracking detector simulation
Jožef Stefan Institute（约瑟夫·斯蒂芬研究所）；University of Ljubljana（卢布尔雅那大学）
本文提出了一种基于GPT-like transformer架构的模型，用于硅跟踪探测器的模拟，实现了与完整模拟相当的跟踪性能。
2026-07-29 hep-ex 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
Forward tracking at the next \boldmath{$e^+e^-$} collider Part II: experimental challenges and detector design
我们提出了第二个在一系列的研究到未来的线性$ e^+ e^- $对撞机的前向跟踪系统的质心能量范围从250 GeV到3 TeV。在本说明中，一些具体的挑战进行了调查，在以前的实验中，在前向区域中的跟踪和顶点的性能下降。我们进行定量分析的跟踪性能对探测器的设计参数的依赖性，并确定几种方法来减轻性能损失的带电粒子发射在浅角。
2013-03-26 hep-ex physics.ins-det
Simulations of Silicon Radiation Detectors for High Energy Physics Experiments
硅辐射探测器是当前和计划中的高能物理对撞机实验的一个组成部分。这些探测器的模拟对于决定操作配置、进行精确的数据分析和开发未来的探测器是必不可少的。在本白皮书中，我们简要回顾了现有的工具，并讨论了未来需要研究和开发的挑战，以便能够应对大型强子对撞机和未来强子对撞机（如FCC-hh和SPPC）的高亮度运行的可预见的极端辐射环境。
2022-12-29 hep-ex physics.ins-det
Silicon Pixel R&D for the CLIC Tracking Detector
物理目的是在拟议中的高能量$e^+e^-$对撞机CLIC构成具有挑战性的要求，对探测器系统的性能。顶点和跟踪探测器需要精确的命中时间标记，出色的空间分辨率和低质量。为了满足这些要求，全硅顶点和跟踪探测器系统的预见，一个广泛的研究与开发计划，各种新的硅探测器技术正在进行中。对于超低质量顶点探测器，探索了具有创新传感器概念和互连技术的不同混合技术。对于大规模跟踪探测器，研究开发的重点是单片HV-MAPS和HR-CMOS技术。本文概述了目前正在进行的活动，重点是单片技术的CLIC跟踪探测器。最近的结果从实验室和测试束测量活动的ATLASpix_简单和CLICTD传感器原型。
2020-05-20 physics.ins-det
A Study of Muon Collider Background Rejection Criteria in Silicon Vertex and Tracker Detectors
本文介绍了硅顶点探测器和跟踪探测器对μ子对撞机束流背景的碰撞响应和减少碰撞技术的研究结果。使用MARS 15程序模拟了由750 GeV/c m+和m-束的衰变引起的背景，该程序包括探测器附近的束线元件的基础设施和屏蔽探测器免受该背景影响的10度喷嘴。ILCRoot框架和Geant 4程序用于模拟硅顶点和跟踪器探测器对屏蔽喷嘴后剩余的μ子衰变背景的命中响应。背景命中减少技术包括双层几何结构中的定时、能量沉积和命中位置相关。
2018-06-29 physics.ins-det
Silicon Wafer Fracture Stress for Tracking Sensors in Particle Physics Experiments
本文研究ATLAS内部跟踪器硅传感器在低温下因热膨胀不匹配而断裂的问题，通过测试晶圆切片断裂应力，揭示模块间差异源于硅晶圆本身。
2025-10-09 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
The Alignment of the ATLAS Silicon Tracker
跟踪探测器的对准对于LHC的物理计划至关重要，特别是对于像W质量这样的精确测量。ATLAS硅跟踪探测器与总共5832个模块的对准构成了前所未有的挑战。在这张海报中，将涵盖ATLAS的两种基于轨迹的对齐算法：基于chi^2最小化的全局chi^2算法，以及基于中心残差分布的鲁棒对齐算法。在分钟和小时的时间尺度上，硅跟踪探测器的几何形状可以用频率扫描干涉测量系统来监测。还将对该系统进行概述。
2008-08-01 hep-ex physics.ins-det
Alignment of Silicon tracking systems R&D on Semitransparent Microstrip Sensors
我们总结了一种新型的半透明微带传感器的研发活动，用于基于激光的硅跟踪器对准系统。这种新型传感器可用于颗粒跟踪和激光探测。该研究线的目的是增加硅微带探测器对红外线的光学透射率（T），对传感器设计进行微小修改，仍然适合其工业生产。在传感器设计中使用的光学模拟已经过实验验证，对几个图案化的材料样品。这些活动是在SiLC为下一个国际直线对撞机合作的背景下进行的。
2009-01-09 physics.ins-det
Silicon Avalanche Pixel Sensor for High Precision Tracking
提出了一种创新的位置敏感像素化传感器的开发，以高精度检测和测量电离粒子的坐标。硅雪崩像素传感器（APiX）基于雪崩像素的垂直集成，雪崩像素成对连接，以全数字模式同时工作，芯片上嵌入了处理电子器件。APiX传感器满足了在大占用情况下需要高空间分辨率的跟踪系统中最大限度地减少材料预算和相关多重散射效应的需求。新传感器的预期操作特性：低噪声、低功耗和合适的辐射耐受性。APiX器件提供关于撞击带电粒子坐标位置的片上数字信息，并且可以被视为像素化阵列的模块化系统的构建块，实现稀疏化读出。技术挑战是CMOS工艺下器件的3D集成和处理电子器件的集成。
2013-11-30 hep-ex physics.ins-det
A space-time tracking algorithm for high occupancy events at future colliders
提出一种引入到达时间作为坐标的新型时空径迹算法，其执行时间与击中数成正比且适合并行硬件，在未来μ子对撞机模拟中验证了其在高占据率触发中的有效性。
2024-12-18 hep-ex physics.ins-det
Intermediate Silicon Tracker in sPHENIX at RHIC
sPHENIX合作组在RHIC上利用包含INTT的径迹系统研究QGP，INTT通过两层硅条传感器提高径迹精度并提供时间信息以消除堆积事件，本文介绍了其2023年Au+Au碰撞数据成果及2024年质子碰撞调试状态。
2025-08-04 nucl-ex physics.ins-det
General Thoughts about Tracking for a Linear Collider Detector
基本的标度律被用来比较气体和固态跟踪的相对能力。结论得出的物理过程的背景下，预计将在国际直线对撞机的研究重点。
2005-11-04 physics.ins-det
Silicon Vertex & Tracking Detectors for the Compact Linear Collider
CLIC是一个拟议中的线性$e^+e^-$对撞机，质心能量高达3 TeV。它的主要目标是精确的顶夸克，希格斯玻色子和超越标准模型物理。除了几微米的空间分辨率和非常低的材料预算外，顶点和跟踪探测器还需要具有几纳秒精度的计时能力，以抑制光束诱导的背景粒子。不同的技术，使用混合硅探测器的顶点探测器，如专用的65 nm读出ASIC，小间距传感器以及使用各向异性导电膜的键合进行了探索。单片传感器是当前跟踪探测器的选择，使用180 nm高电阻率CMOS工艺的原型已经设计和生产，目前正在评估中。不同的设计，使用绝缘体上的硅工艺正在调查的顶点和跟踪探测器。所有原型都在实验室和束流测试中进行了测试，并使用新开发的Geant 4和TCAD相结合的模拟工具来评估和优化其性能。本文概述了CLIC顶点和跟踪探测器的研发计划，突出了原型的新成果。
2020-02-24 physics.ins-det
Enabling Technologies for Silicon Microstrip Tracking Detectors at the HL-LHC
虽然ATLAS和CMS实验的跟踪探测器在LHC数据采集的第一次运行中表现出了出色的性能，并且预计在LHC以设计光度运行期间将继续这样做，但当LHC在2024年左右升级为高光度LHC（HL-LHC）时，这两个实验将不得不交换它们的跟踪系统。新的跟踪系统需要在命中密度和辐射损伤都比今天高一个数量级的环境中运行。此外，新的跟踪器需要有助于第一级触发器，以保持感兴趣的进程的高数据采集效率。必须开发新的探测器技术来满足这些非常具有挑战性的目标。积极参与ATLAS和CMS跟踪系统升级的德国团体已经形成了一个合作项目“HL-LHC硅微带跟踪探测器的使能技术项目”（PETTL），该项目在2013年和2014年期间得到了亥姆霍兹联盟“太尺度物理学”的支持。该项目的目的是分享经验，并在这些升级的研发阶段就共同感兴趣的关键领域开展合作。该项目集中在五个领域，即经验交流、硅传感器的抗辐射性、低质量系统设计、自动化精密组装程序和辐照。本报告概述了主要成就。
2016-04-28 hep-ex physics.ins-det
Performance of the prototype Silicon Tracking System of the CBM experiment tested with heavy-ion beams at SIS18
针对CBM实验的硅径迹系统，本文通过mini-CBM演示装置在SIS18束线上以1-2 AGeV重离子碰撞测试其原型，评估了时间/位置分辨率、重建效率、信噪比等运行性能。
2025-05-26 nucl-ex physics.ins-det
DC-coupled resistive silicon detectors for 4-D tracking
在这项工作中，我们介绍了一种新的设计概念：直流耦合电阻硅探测器，基于LGAD技术。这种新方法旨在解决第一代交流耦合电阻硅探测器（RSD）的一些已知功能。我们的模拟利用了一个快速的混合方法的基础上结合两个包，Weightfield2和LTSpice。它表明，RSD设计的关键特征得到保持，产生优异的时间和空间分辨率：几十ps和几微米。在演示文稿中，我们将概述优化方法和模拟结果。我们将详细研究改变n+层电阻率和低电阻率环之间的比率以及可实现的时间和空间分辨率的影响。
2022-04-14 hep-ex physics.comp-ph physics.ins-det
Silicon Drift Detectors spectroscopic response during the SIDDHARTA-2 Kaonic Helium run at the DAΦNE collider
SIDDHARTA 2合作组在FISICA NATIOTO NAZIONALE DI FISICA NATIONALI DI FRASCATI的DAΦNE对撞机上研制了大面积硅漂移探测器（SDDs）系统，用于高精度的轻K介子原子X射线光谱学。SDDs的几何结构和电场结构，以及它们的读出电路，使得这些器件适合于在DAΦNE对撞机的高本底下进行高精度的轻K介子原子光谱测量。本文介绍了SIDDHARTA-2在进行第一次氦原子实验期间SDDs系统的光谱响应，这是进行氦原子实验的前期工作
2021-11-02 physics.ins-det
Overview of the SiLC R&D Activities
SiLC（Silicon tracking for Linear Collider）是一个基于通用研发的项目，旨在为线性对撞机实验开发下一代大型硅跟踪系统;它服务于所有三个ILC探测器概念。有一个强大的参与ILD，一个自然的合作与SiD和最近的第四个概念的兴趣，使用硅跟踪技术以及。下面是关于传感器、前端电子、机械和集成问题、测试台架和测试梁结果的最新结果的非常简要的总结，以及从那里开始的方向。
2009-03-25 hep-ex physics.ins-det
Latest vertex and tracking detector developments for the future Electron-Ion Collider
本文介绍EIC ePIC合作组顶点与径迹探测器的参考设计、最新几何优化、MAPS/MPGD/AC-LGAD技术选型、模拟性能及研发进展。
2023-05-24 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Precision Muon Tracking Detectors for High-Energy Hadron Colliders
小直径μ子漂移管（sMDT）室与15毫米管直径是一个具有成本效益的技术，高精度μ子跟踪大面积在高本底率，预计在未来的高能强子对撞机，包括HL-LHC。该室的设计和施工程序已优化大规模生产，并提供传感线定位精度优于10？M. sMDT室的速率能力已在CERN伽马辐照设施进行了广泛测试。它超过了ATLAS μ子漂移管（MDT）室，这是在前所未有的高背景率的中子和伽马射线，由一个数量级，这是足够的几乎整个μ子探测器接受FCC-hh在最大亮度。sMDT的运行和建造经验来自正在进行或正在为LHC第1和第2阶段准备的ATLAS μ子谱仪升级。
2016-03-29 hep-ex physics.ins-det
Precision Muon Tracking at Future Hadron Colliders with sMDT Chambers
小直径μ子漂移管（sMDT）室是高精度μ子跟踪的一种具有成本效益的技术。鉴于未来高能强子对撞机的预期速率，sMDT室的速率能力已在欧洲核子研究中心的伽马辐照设施进行了广泛的测试。结果表明，它满足大多数μ子探测器的验收要求。读出电子学的优化，以进一步提高检测器的速率能力进行了讨论。这种类型的腔室正在建设中，用于升级ATLAS探测器的μ子光谱仪，以获得高LHC亮度。设计和构造过程已经针对大规模生产进行了优化，同时提供了感测线位置优于10微米的精度和覆盖大面积所需的机械稳定性。
2015-11-30 hep-ex physics.ins-det
Novel Data Acquisition System for Silicon Tracking Detectors
我们开发了一种新型的数据采集系统，用于测量硅探测器在粒子束中的跟踪参数。该系统是基于一个商业模拟到数字VME模块和PC Linux的数据采集系统。该数据采集卡是用C++代码实现的，采用面向对象技术。利用离线分析程序和探测器位置自动对准算法重建了束流粒子的径迹参数。新的DAQ被用来测试新型直拉硅探测器。成功地从所研究的探测器中提取了重要的硅探测器参数，包括信号大小分布和信噪比分布。探测器的效率为95%，分辨率约为10微米，信噪比约为10。
2003-06-02 physics.ins-det
Vertex Tracking at a Future Linear Collider
在高能e+e-线性对撞机上预期的物理程序特别强调将带电粒子轨道外推到其产生顶点以标记重夸克和轻子的准确性。本文综述了未来直线对撞机顶点跟踪器的物理动机和性能要求、传感器的研发方向和研究现状。
2010-12-13 physics.ins-det
4D Tracking: Present Status and Perspective
在过去的十年里，已经出现了用于带电粒子跟踪的硅基精确定时探测器。这种演变的根本原因是设计创新：低增益雪崩二极管（LGAD）。LGAD设计简单，是一个明显的步骤，具有重大的影响：低增益导致大信号保持传感器的稳定性和低噪声，允许传感器分段。尽管出于不同的原因，为了补偿辐照硅传感器中的电荷陷阱，LGAD在硅基定时探测器的设计中找到了肥沃的土壤。在这种设计创新的推动下，基于固态的带电粒子定时探测器正在经历一个激烈的研发阶段，并且正在探索具有或不具有内部增益的混合和单片传感器。这篇文章提供了一个审查这一蓬勃发展的领域。
2022-07-11 hep-ex physics.ins-det
Interactions of hadrons in the CALICE silicon tungsten electromagnetic calorimeter
CALICE合作开发了用于未来线性电子正电子对撞机探测器的高颗粒量热计原型。在粒子束中测试了高度颗粒化的电磁量能器原型。我们提出了在这个原型强子的相互作用的研究。
2012-03-07 hep-ex physics.ins-det
Tracking and Vertex detectors at FCC-ee
FCC-ee实验最里面部分的组合顶点和跟踪性能必须为轨道动量的测量提供出色的精度，以及至少超过LHC实验通常实现的五倍的碰撞参量分辨率。此外，精确测量需要稳定性和基准精度，这在对撞机实验中是前所未有的。对于最里面的顶点层，这些目标转化为约3 $μ$ m的目标命中分辨率以及每层辐射长度的约0.2%的材料预算。典型地，这种性能可以通过硅基跟踪以及小质量冷却技术的仔细选择以及能够提供具有足够低的系统误差的测量的稳定的小质量机械结构来提供，以匹配所期望的巨大的统计数据，特别是对于Z谐振周围的运行。在FCC-ee，磁场将被限制到大约2.T，以便包含Z极处的垂直发射度，并且需要达到相对大半径的跟踪体积。技术解决方案可以是基于硅或气体的跟踪，在这两种情况下，重点是优化材料预算，颗粒识别能力将是一个优势。根据总体设计，可以在跟踪器的外半径处添加额外的硅跟踪层，以提供有助于动量或可能的飞行时间测量的最终精确点。目前单片和混合硅技术的发展，以及先进的气体跟踪的发展提供了一个令人鼓舞的路线图向FCC-ee探测器。将讨论最新技术的现状和潜在的扩展。
2021-12-24 hep-ex physics.ins-det
Monolithic Active Pixel Sensors on CMOS technologies
对撞机探测器利用硅探测器的分辨率和精度至少有四十年了。未来的对撞机将需要大面积的硅传感器，用于低质量跟踪器和采样量热法。单片有源像素传感器（MAPS），其中硅二极管和读出电路结合在同一个像素，并可以在一些标准的CMOS工艺制造，是一个有前途的技术，为高粒度和光探测器。在本文中，我们审查1）的要求MAPS的跟踪器和电磁量能器（ECal）在未来的对撞机实验，2）正在进行的努力，专用MAPS的电子离子对撞机（EIC）在BNL，EIC硅联盟已经实例化，和3）空间出生的应用MeV $γ$ -射线实验与MAPS为基础的跟踪器（AstroPix）。
2022-03-29 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
High-Precision 4D Tracking with Large Pixels using Thin Resistive Silicon Detectors
具有电阻读出的硅传感器的基本操作原理是内置的电荷共享。电阻硅探测器（RSD，也称为AC-LGAD）利用撞击点周围电极上的信号，即使在像素非常大的情况下也能实现出色的空间和时间分辨率。在本文中，一个TCT系统，使用1064 nm皮秒激光器的特征传感器从第二RSD生产在布鲁诺凯斯勒基金会。本文首先介绍了在RSD中确定位置和时间坐标的误差的参数化，然后概述了重建方法，最后给出了结果。分析中使用了三种不同的像素尺寸：200 x 340、450 x 450和1300 x 1300微米^[2]。当增益为30时，450 x 450微米^2像素的时间抖动为20 ps，空间分辨率为15微米，而1300 x 1300微米^2像素的时间抖动为30 ps，空间分辨率为30微米。十字形电极的实现显著地改善了像素表面上的响应均匀性。
2022-11-24 hep-ex physics.ins-det
Innovative DC-coupled Resistive Silicon Detector for 4D tracking
本文提出用于4D径迹测量的直流耦合电阻性硅探测器（DC-RSD），通过结合薄型LGAD与直流耦合电阻性读出，并利用隔离沟槽技术实现信号限制，首批原型器件的激光与电子束测试验证了其设计概念的可靠性。
2025-05-29 hep-ex physics.ins-det
SiD Letter of Intent
描述SiD（硅探测器）的意向书，供国际直线对撞机IDAG小组审议。这种探测器的概念是建立在使用硅探测器的顶点，跟踪和电磁量热法。该探测器作为500 GeV电子-正电子直线对撞机的通用探测器进行了成本优化。
2009-10-30 hep-ex physics.ins-det
New developments in conformal tracking for the CLIC detector
共形跟踪是一种创新的轨道发现策略，用于紧凑型线性对撞机（CLIC），一个拟议的未来电子-正电子对撞机的探测器。它的特点是在一个保角映射平面上使用元胞自动机算法进行模式识别，以重建带电粒子在磁场中的轨迹。该算法的效率和鲁棒性进行了验证，在具有挑战性的光束诱导的背景条件下，预计为3 TeV阶段的CLIC对撞机使用全模拟研究。雄心勃勃的CLIC物理方案所规定的跟踪性能要求已经得到满足。此外，由于其灵活性和几何不可知的性质，该算法也被证明是很容易适应不同的探测器设计和光束条件。
2019-08-01 hep-ex physics.ins-det
The ATLAS Inner Detector operation, data quality and tracking performance
ATLAS内部探测器负责欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）ATLAS实验中的粒子跟踪，包括硅和气体探测器。硅基和气体基探测器的组合提供了高精度的带电粒子的碰撞参量和动量测量，具有高效率和小的假率。自2009年首次实现7 TeV的质子-质子碰撞以来，ID已被用于充分利用LHC的物理潜力。轨迹和顶点重建的性能，以及内部检测器的操作方面和数据质量在许多个月的数据采集。
2013-03-14 hep-ex physics.ins-det
Silicon Detectors for the Large Prototype TPC test setup at DESY
线性对撞机TPC合作建造了一个大型原型TPC（LPTPC），现在安装在DESY的Eudet设施中。SiLC合作（线性对撞机的硅）将在LPTPC的场笼外安装位置敏感的硅条传感器，以提供精确的跟踪信息。数据采集系统（DAQ）是一个适应CMS读出系统。硅模块经过测试并准备安装，机械模块支持和DAQ系统正在准备中。
2009-02-19 physics.ins-det
Latest developments on the highly granular Silicon-Tungsten Electromagnetic Calorimeter technological prototype for the International Large Detector
未来对撞机的高精度物理学需要前所未有的高颗粒量热计用于粒子流（PF）算法的应用。概念的物理证明在CALICE合作范围内的前一个活动中给出了对原型的梁测试。我们在这里介绍了最新的光束和实验室测试结果以及硅钨电磁量能器技术原型的研发进展，该技术原型具有完全嵌入式非常前端（VFE）电子设备，用于国际直线对撞机项目的国际大型探测器。
2018-01-31 physics.ins-det
Local Alignment of the BABAR Silicon Vertex Tracking Detector
BABAR硅顶点跟踪器（SVT）是一个五层双面硅探测器，旨在提供主轨迹位置和方向的精确测量，并完全重建斯坦福直线加速器中心PEP-II非对称对撞机的e+e碰撞产生的低动量轨迹。本文介绍了设计，实施，性能和验证的本地对准程序，用于确定340 SVT晶片的相对位置和方向。该过程使用现场实验数据和补充实验室工作台测量的调谐组合来控制系统失真。通过最小化使用每个晶片的这些数据计算的卡方来确定晶片位置和取向，迭代以考虑晶片之间的相关性。测量和应用的硅晶片的非平面失真的校正。在特殊的控制样本中，对相关物理变量的残余失调的净效应进行了评估。利用1999年11月至2008年4月期间收集的BABAR数据样本，对SVT稳定性进行了研究。
2008-09-22 physics.ins-det
Precision Inclusive Higgs Physics at $e^+e^-$ Colliders With Tracking Detectors and Without Calorimetry
未来$e^+e^-$对撞机计划的主要目标是精确测量希格斯玻色子的性质。出于实际原因，确定达到这一目标和其他科学目标所需的最小探测器规格集是有意义的。这种信息可能有助于为整个对撞机项目制定一个分阶段的方法，其最初的低成本版本侧重于实现一些主要的科学目标。在这里，我们调查的精度可获得的$e^+ e^- \rightarrow Z h \rightarrow μ^+ μ^- X$包容性截面和希格斯玻色子质量使用的双μ子反冲法，考虑到探测器，只有一个内部的跟踪系统内的螺线管磁场，周围有许多核相互作用长度的吸收材料，和外部μ子识别系统。我们发现，在这些测量中实现的灵敏度与这样的跟踪检测器相比，预期的一般用途的检测器与额外的电磁和强子量能计系统仅略有减少。这种差异主要是由于多光子背景不容易被跟踪探测器拒绝。我们还评论的前景类似的测量的包容性截面$σ( e^+ e^- \to Z h \to e^+ e^- X)$。最后，我们研究搜索轻标量利用双μ子反冲方法，估计投影范围与跟踪和通用探测器。
2018-12-19 hep-ex hep-ph physics.ins-det
A new 130nm F.E readout chip for microstrip detectors
在线性对撞机（SiLC）研发合作的硅跟踪背景下，采用130 nm CMOS技术设计了一种高度紧凑的混合信号芯片，旨在读取未来国际线性对撞机实验中的硅条探测器。该芯片包括一个完整的模拟信号处理链和模数转换与相应的数字控制和读出通道的88个通道。芯片为5x 10 mm 2，其中模拟实现占总硅面积的4/5。
2009-03-26 hep-ex physics.ins-det
A Silicon Strip Detector for the Phase II High Luminosity Upgrade of the ATLAS Detector at the Large Hadron Collider
本论文介绍了在2023年后的未来条带跟踪器中的ATLAS第二阶段升级电子系统的测试中进行的工作，该系统将安装用于HL-LHC期间的操作。在HL-LHC启动后，每次穿越的高亮度和相互作用的数量需要完全更换ATLAS跟踪器。为第二阶段升级定义的系统将设计为应对增加的辐射，并具有适当的粒度以保持较高堆积的性能。在这篇论文中，我提出了单一的模块和更大的结构，包括多个模块的结果。在当前ATLAS半导体跟踪器研究的背景下，我对探测器从2010年开始运行到2013年第一次长期关闭期间采集的数据进行了分析。分析包括半导体跟踪器中的能量损失研究，这是探测器未设计执行的任务。然而，由穿过检测器元件的粒子生成的信号的超过阈值的时间的可用性允许对由粒子沉积的电荷的估计。这种能量损失的计算通常用于执行粒子识别，这是跟踪器通常不需要的功能。此外，我提出了一项研究，提出了使用这种能量损失计算作为一种手段，跟踪辐射损伤的硅。
2017-07-26 hep-ex physics.ins-det
