Beam test results for the upgraded LHCb RICH optoelectronic readout system
从2018年开始，LHCb探测器将升级到更高的光度，并扩大其新发现的潜力。Ring Imaging Cherenkov（RICH）探测器是LHCb探测器粒子识别的关键组件之一，升级后的规格将需要重新设计光电读出链。在目前的工作中，我们描述的实验装置和粒子束进行的测试，以评估和验证的光电读出系统的性能的结果。
2016-10-31 physics.ins-det
First experiences with the LHCb heterogeneous software trigger
本文介绍 LHCb 自2022年运行的 GPU 加 CPU 异构全软件触发系统，支持在线重建、校准与实时分析，并给出基于早期数据的物理分析结果。
2024-12-06 hep-ex physics.ins-det
LHCb Topological Trigger Reoptimization
LHCb实验使用的主要b-物理触发算法是所谓的拓扑触发。拓扑触发器选择a）从初级质子-质子碰撞分离的顶点和b）与来自b-强子衰变的相容的顶点。在LHC运行1中，这个触发器使用了自定义的提升决策树算法，选择了一个接近100%纯的b-强子样本，典型效率为60-70%;其输出被用于大约60%的LHCb论文。本次演讲介绍了为优化LHC运行2的拓扑触发器而进行的研究。特别是，我们对各种机器学习分类器算法进行了详细的比较，例如，AdaBoost、MatrixNet和神经网络。拓扑触发算法被设计用来选择所有“有趣”的b-强子衰变，但不能在每一个这样的衰变上训练。因此，已经进行了研究，以确定如何优化分类算法在训练中未使用的衰变上的性能。研究的方法包括级联，集成和混合技术。此外，已经实施了新的提升技术，这将有助于减少运行2测量中的系统不确定性。我们表明，重新优化的拓扑触发器预计将显着提高运行1的性能，为广泛的b-强子衰变。
2015-10-02 hep-ex physics.ins-det
Detector Description Framework in LHCb
Gaudi架构和框架旨在为仿真，滤波，重建和分析应用提供通用的基础设施和环境。在这种情况下，探测器描述服务在LHCb中开发，以便也提供对实验装置描述的简单和一致的访问。该服务集中了关于探测器的所有信息，包括几何形状、材料、对准、校准、结构和控制。从2000年底第一个功能实现给出的概念证明开始，探测器描述服务已经发展壮大，并已成为LHCb软件的主要组件之一，在所有应用程序中共享，包括模拟，重建，分析和可视化。我们在这里描述服务的完整功能实现。我们强调易于定制和扩展的检测器描述的用户，与条件数据库的无缝集成，以处理时间相关的数据和选择的XML作为一个持久化的后端LHCb检测器数据。我们展示了如何检测器描述可以共享，但仍然包含应用程序特定的数据，并保持在同一时间的几个级别的粒度。我们提出了几个外部工具，提供额外的价值探测器描述服务，如一个专用的，易于使用的XML编辑器和不同的几何检查器。最后，我们给出了提示，这个服务可以如何发展成为所有LHC实验之间的共同努力的一部分，其目的是在LCG项目的水平上定义共同的探测器描述工具。
2003-06-12 physics.ins-det
Performance of the LHCb RICH detectors during the LHC Run II
LHCb RICH系统提供了在宽动量范围（2-100 GeV/c）的强子识别。该探测器系统是LHCb精确风味物理方案的关键，该方案对标准模型之外的物理具有独特的灵敏度。本文报告了运行II中LHCb RICH的性能，检测器和操作条件发生重大变化。这些变化包括翻新大量的光子探测器，使用新的真空技术组装，并拆除气凝胶辐射器。LHC运行II的开始看到束流能量增加到每束6.5 TeV，并为LHCb提供了一个新的触发策略，并进行了全面的在线检测器校准。RICH信息也首次可用于高级触发器中的所有触发流。
2017-03-29 hep-ex physics.ins-det
Summary of the trigger systems of the Large Hadron Collider experiments ALICE, ATLAS, CMS and LHCb
本白皮书综述了大型强子对撞机（LHC）实验ALICE、ATLAS、CMS和LHCb的触发系统，介绍其通用原理、最新进展及高亮度升级所需的新触发范式。
2024-07-24 hep-ex physics.ins-det
Analysis and correction of the magnetic field effects in the Hybrid Photo-Detectors of the RICH2 Ring Imaging Cherenkov detector of LHCb
CERN大型强子对撞机LHCb实验的环形成像切伦科夫探测器配备了混合光电探测器。这些真空光电探测器受到LHCb磁体的杂散磁场的影响，这降低了它们的成像特性。这种效应增加了切伦科夫角测量的误差，并将降低LHCb的粒子识别能力。一个系统已经开发的RICH2环成像切伦科夫探测器进行详细的表征的磁畸变效应。它被描述，以及实施的方法来纠正这些影响，恢复最佳分辨率。
2011-06-05 hep-ex physics.ins-det
The LHCb Vertex Detector Upgrade
大型强子对撞机将为探索电弱对称性破缺的质量尺度提供机会。因此，我们希望能够发现物理学在标准模型之外的直接表现，这将提出新的问题，这些问题可能会通过对美丽和魅力衰减的精确测量来阐明。LHCb实验准备在LHC启动后立即实施这一雄心勃勃的计划。将其物理灵敏度提高至少一个数量级对于完成这项研究至关重要，因为新的物理效应可能是微妙的。一个新的顶点检测器是这个项目的关键元素。重要的要求是高达约10 $^{16} n_{eq} {\rm cm}^{-2}$的通量的辐射电阻，以及能够在40 MHz下与射束相互作用同步地将其事件信息传递到后端接收器板的前端电子设备。
2009-03-09 physics.ins-det
Allen: A high level trigger on GPUs for LHCb
我们描述了LHCb探测器升级的第一级触发器的完全基于GPU的实现，由于2021年开始数据采集。我们证明，我们的实现，名为艾伦，可以处理40 Tbit/s的数据速率的升级LHCb检测器，并执行各种各样的模式识别任务。这些包括找到带电粒子的轨迹，找到质子-质子碰撞点，识别粒子是强子还是μ子，以及找到长寿命粒子的位移衰变顶点。我们进一步证明了Allen可以在大约500个科学或消费GPU卡中实现，它不受I/O限制，并且可以在30 MHz的LHC碰撞率下运行。Allen是第一个为HEP实验提出的完整的高吞吐量GPU触发器。
2020-05-12 hep-ex physics.ins-det
A Comprehensive Bandwidth Testing Framework for the LHCb Upgrade Trigger System
针对 LHCb 升级后触发系统带宽与存储挑战，开发了自动化测试框架，模拟完整软件栈，测量 4000 个算法的性能，通过仪表板与摘要支持开发与决策。
2025-03-25 hep-ex physics.ins-det
The readout supervisor firmware for controlling the upgraded LHCb detector and readout system
2019年，CERN的LHCb实验将进行重大升级，其探测器电子设备和整个读出系统将被更换。目标是在40 MHz的LHC全频率下读出所有事件，达到约40 Tb/s的总数据速率。在这种情况下，开发了一种新的定时，触发和读出控制系统：其主要任务是集中分配时钟，定时信息并同步读出系统中的所有元素：从最后的前端ASIC到要存储的事件的构建。定时和读出控制系统的核心是一个VHDL固件核心，该固件核心现已完成，目前正在升级的子探测器的测试台和测试梁中使用，用于其初始调试阶段。这样的固件核心能够生成所有必要的过程以保持所有读出元件与LHC聚束交叉的同步，并且它能够生成用于校准或测试目的的异步命令。它还能够通过使用通用和完全可配置的方法来适应特定的配方以处理不同的运行条件。在本文中，这样的固件背后的哲学和实施进行了详细描述，提出特别强调的实时逻辑过程，以满足升级LHCb探测器的同步和读出控制的要求。
2018-06-25 physics.ins-det
A Downstream and vertexing algorithm for Long Lived Particles (LLP) selection at the first High-level trigger (HLT1) of LHCb
LHCb 开发了一种在 HLT1 实时重建高度偏移顶点的新算法，利用 UT、SciFi 探测器与 Allen 框架在 GPU 上执行，结合神经网络提升径迹效率并降低假径迹率，大幅增强了 Run 3 探测长寿命粒子的潜力。
2025-07-14 hep-ex physics.ins-det
The Magnetic Distortion Calibration System of the LHCb RICH1 Detector
LHCb RICH 1探测器使用混合光子探测器（HPD）作为其光学传感器。已经构建了一个校准系统，用于校正主要由外部磁场引起的失真。我们在这里描述的系统设计，施工，操作和性能。
2012-06-01 hep-ex physics.ins-det
LHCb RICH Upgrade: an overview of the photon detector and electronics system
LHCb实验是欧洲核子研究中心LHC上运行的四个大型探测器之一，主要致力于CP破坏测量和在美丽和魅力强子的罕见衰变中寻找新物理。来自两个环形图像切伦科夫（RICH-1和RICH-2）探测器的数据对于识别宽动量范围内的粒子至关重要。从2019年起，计划进行14 TeV的碰撞，亮度达到$2\cdot10^{33}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$，束团间距为25 ns，目标是每年收集5 fb $^{-1}$的数据。为了避免在如此高的速率（40 MHz）下PID性能的退化，必须升级RICH检测器。新的光电探测器（多阳极光电倍增管，MaPMT）已被选定，并将使用一个8通道芯片，命名为MAPIO，旨在维持光子计数率高达40兆赫，同时尽量减少功耗和串扰读出。128位数字寄存器允许选择阈值和衰减值，并提供有用的测试和调试功能。光电传感器和电子设备被安排在基本单元中，其第一个原型已于2014年秋季在带电粒子束中进行了测试。概述的CNOO功能和读出电子。
2015-11-30 physics.ins-det
The Future of RICH Detectors through the Light of the LHCb RICH
气体切伦科夫辐射体的自然色散、光学系统的像差和光子探测器的像素尺寸限制了本RICH系统在LHCb实验中的性能。此外，整体PID性能可能受到高检测器占用率的影响，因为模式识别在高粒子多重性的情况下变得更加困难。本文展示了一种通过系统地解决前面提到的每个限制来提高性能的方法。这些想法被应用在LHCb实验的当前和未来的升级阶段。虽然适用于特定的情况下，他们被用来作为一个范例，什么是可实现的高精度富检测器的开发和实现。
2017-05-08 hep-ex physics.ins-det
Real-time calibration and alignment of the LHCb RICH detectors
2015年，LHCb实验建立了一种新的独特的软件触发策略，旨在通过在线和离线应用相同的算法来提高信号事件的纯度。为了实现这一目标，需要对所有LHCb子系统进行实时校准和对齐，以提供尽可能高质量的顶点、跟踪和粒子识别。在这方面的贡献，报告的校准的折射率的丰富的辐射，校准的混合光子探测器的图像，和对齐的丰富的反射镜系统。文中还讨论了RICH性能的稳定性和粒子识别性能。
2016-11-01 hep-ex physics.ins-det
Status of the LHCb detector
LHCb是一个致力于研究B介子衰变中的CP破坏和其他罕见现象的实验，具有非常高的精度。这是2008年将在欧洲核子研究中心的14 TeV质子-质子大型强子对撞机（LHC）上进行的四个实验之一。在这里，我们简要介绍了实验的现状，以及未来的升级计划。
2010-10-15 hep-ex physics.ins-det
Measurement of thermal properties of the LHCb VELO detector using track-based software alignment
采用实时探测器对准方法研究了LHCb顶点探测器（VELO）的热特性。作为VELO的工作温度的函数的检测器元件的位置和取向的变化。这项研究使用了LHCb实验在LHC运行2（2018年10月）结束时进行的VELO温度扫描期间收集的数据集。与在$+45^\circ$至$-25^\circ$的温度范围内对单个模块进行的实验室测量相比，在$-30^\circ$的工作温度下观察到VELO模块的显著收缩。从实验室测量到较低温度的外推所预期的热收缩，以及本对准研究的结果是一致的。
2022-05-26 hep-ex physics.ins-det
Seeding and Matching algorithms for the first GPU-based High Level Trigger of the LHCb experiment
Sorbonne Université（索邦大学）；Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）；University of Valencia-CSIC（瓦伦西亚大学-西班牙国家研究委员会）；CERN, European Organization for Nuclear Research（欧洲核子研究中心）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；Rutherford Appleton Laboratory (RAL)（卢瑟福阿普尔顿实验室）；Tsinghua University（清华大学）
本文描述了LHCb实验首个基于GPU的高层触发器中用于在40 MHz下重建长程和高度偏移径迹的种子生成与匹配算法的GPU实现，该算法在Run 3期间以高吞吐量参与数据采集，提升了物理潜力。
2026-06-15 hep-ex physics.ins-det
A new method based on noise counting to monitor the frontend electronics of the LHCb muon detector
已经开发了一种新的方法来检查LHCb μ子探测器的前端电子的正确行为。该方法基于对前端鉴别器不同阈值下的电子噪声率的测量。该方法被用来选择最佳的阈值。在检测器控制系统中实施了基于该方法的程序，并允许检测一小部分已恶化的前端通道。通过蒙特卡罗模拟验证了该方法的有效性。
2013-05-20 hep-ex physics.ins-det
The HeRSCheL detector: high-rapidity shower counters for LHCb
HeRSCheL探测器由一组闪烁计数器组成，旨在增加LHCb实验在主光谱仪两侧高快度区域的覆盖范围。新的探测器提高了LHCb用于衍射相互作用研究的能力，特别是中央独家生产。本文介绍了HeRScheL的结构、安装、调试和性能。
2018-06-04 hep-ex physics.ins-det
LHCb's Forward Tracking algorithm for the Run 3 CPU-based online track-reconstruction sequence
本文介绍 LHCb Run 3 基于 CPU 的在线径迹重建序列，重点阐述 Forward Tracking 算法如何通过 SIMD 指令优化 Hough 变换和簇搜索，在保证效率的同时将事例吞吐量提升 60%。
2023-07-11 hep-ex physics.ins-det
LHCb commissioning and readiness for first data
LHCb已于2008年春季安装，随后对系统进行了密集测试和调试，以便为首次数据采集做好准备。尽管LHCb探测器的几何形状是水平的，但它可以收集超过一百万个有用的宇宙事件，从而允许子探测器的第一次对准。此外，在LHC同步测试期间，来自束流转储的事件为探测器的进一步时间和空间对准提供了非常有用的数据。在这里，我们介绍了我们的调试活动，目前的状态和2009年的启动前景的概述。
2009-06-08 hep-ex physics.ins-det
Real-time reconstruction of long-lived particles at LHCb using FPGAs
在最早的LHCb触发水平下寻找磁体下游的轨道不是升级触发的基线计划的一部分，因为执行搜索需要大量的CPU时间。许多长寿命粒子，如$K^0_S$和奇异重子，在顶点径迹探测器后衰变，从而限制了它们的重建效率。我们提出了一个基于FPGA的未来创新的实时跟踪系统的性能的研究，在研发工作的LHCb升级Ib（LHC运行~4）的背景下，致力于重建的前向跟踪探测器（闪烁光纤跟踪器）的磁铁下游的粒子，这是能够在30 MHz的全LHC碰撞率处理事件。
2020-06-19 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
Evaporative CO2 cooling using microchannels etched in silicon for the future LHCb vertex detector
大型强子对撞机的顶点探测器接收到的极端辐射剂量对其冷却系统提出了严格的要求。为了防止辐射损坏，传感器应保持在-20摄氏度以下，同时，必须消除读出芯片和传感器中产生的相当大的热负荷。蒸发CO2冷却使用微通道蚀刻在硅平面与读出芯片热接触是一个有吸引力的选择。在本文中，我们提出了第一个结果的微通道原型循环，两相CO2和模拟比较。我们还讨论了一个实际的设计升级VELO探测器的LHCb实验采用这种方法。
2013-02-16 hep-ex physics.ins-det
Luminosity at LHCb in Run 3
LHCb探测器通过在填充期间稳定瞬时光度来优化其在100 ~1和100 ~2中的性能。这是通过根据基于硬件的触发计数器的瞬时光度测量来调整两个碰撞光束之间的距离来实现的。升级后的LHCb探测器的瞬时光度是以前的五倍，并且它具有完全基于软件的触发器。因此，采用了一种新的光度测量方法。新的计数器，特别注意在时间上的最大稳定性，和一个新的专用检测器已被引入运行~3。此外，为了验证从校准到数据采集条件的线性，执行每填充发射度扫描。我们提出了一个概述的新实施的光度测量方法，以及早期的成就，在最初几个星期的数据采集。
2022-11-22 hep-ex physics.ins-det
Production and Testing of the LHCb Outer Tracker Front End Readout Electronics
LHCb外跟踪器是一种具有模块化设计的吸管漂移探测器，共有53760个读出通道分布在12个6x 5 m2的双层敏感区域。主要的电子读出要求是在4%的占有率和1 MHz读出时精确（0.5 ns）的漂移时间测量。一个前端盒总共可读取128个通道。大约一半的FE-Box已经建成。在生产过程中，对单个FE盒组件进行了质量保证。组装好的FE-Box最后使用特殊的FE-Tester进行调试。FE-Tester是一种可编程脉冲发生器，时间分辨率为150 ps，能够模拟模拟真实探测器的所有读出功能。因此，已经发现并解决了问题，从而产生了良好的总体性能。
2007-11-27 physics.ins-det
The LHCb Upgrade
LHCb实验正在准备升级探测器，以充分利用LHC的味道物理潜力。整个探测器将以全碰撞率读出，在线事件选择将由软件触发器执行。这将增加事件产量的一个因素10 μ子和一个因素20强子的最终状态。升级研究已经开始，目标是在2018年安装探测器。
2017-09-14 hep-ex physics.ins-det
Radiation Tolerance of the LHCb Outer Tracker: in the Lab and in the Forward Region at the LHC
研究揭示LHCb OT因Araldite AY103-1释气污染在中等辐照下产生阳极丝绝缘层和增益损失，并给出冲洗、加氧及高压清除等缓解措施与原位性能结果。
2024-04-09 physics.ins-det
First Years of Running for the LHCb Calorimeter System
LHCb的量热计系统被细分为四个子探测器，以确保其纵向分割：闪烁体垫探测器（SPD），然后是预闪器（PS），然后是电磁（ECAL）和强子（HCAL）量热计。这些探测器的描述后，开发校准其响应的程序进行了讨论，连同观察到的响应由于恶劣的条件（硬辐射和高电流）的退化。给出了2011年和2012年这两个物理数据采集最富有成效的年份的量热计性能的第一个结果。
2014-07-16 hep-ex physics.ins-det
Metal Foil Detectors assembly for the beam and background monitoring in the LHCb experiment
本文介绍 LHCb 的 RMS-R3 束流与本底辐射监测系统，其采用耐辐射金属箔探测器并独立连续运行，实验证明其在五个亮度数量级范围内具有线性、高可重复性响应。
2025-07-24 hep-ex physics.ins-det
The upgrade of the LHCb Vertex Locator
LHCb实验将进行重大升级，将在2020年为LHC的运行3做好准备。此次升级将使LHCb能够以显著更高的瞬时光度运行，并在运行4结束时收集到$50\,\text{fb}^{-1}$的积分亮度。在此过程中，顶点定位器（VELO）探测器将升级为基于像素的硅探测器。升级后的VELO将通过更接近光束、具有更低的材料模块、微通道冷却和更薄的RF箔来改进当前的探测器。模拟表明，即使在收集$50\,\text{fb}^{-1}$的积分亮度造成辐射损伤后，它仍将保持其优异的性能。
2014-11-10 hep-ex physics.ins-det
Evolution of the energy efficiency of LHCb's real-time processing
升级后的LHCb探测器将于2022年开始数据采集，将必须实时处理4 TB/s的平均数据速率。由于LHCb的物理目标要求读出每个LHC束团交叉的完整探测器信息并可用于实时处理，因此这种带宽挑战相当于ATLAS和CMS HL-LHC软件读出的挑战，但可提前五年交付。在过去的六年里，LHCb合作对其软件基础设施、模式识别和选择算法进行了自下而上的重写，以使它们能够更有效地利用现代高度并行的计算架构。我们审查的影响，这种重新优化的实时处理软件和硬件，将用于升级的LHCb探测器的能源效率。我们还审查了决定采用由GPU和CPU组成的混合计算架构的LHCb的未来数据处理的实时部分的影响。我们讨论了这些结果的影响如何LHCb的实时功率要求可能会在未来的发展，特别是在计划的第二次升级的探测器的背景下。
2021-06-14 hep-ex physics.ins-det
Alignment of the LHCb Vertex Locator
LHCb将于2008年开始在强子对撞机上进行第一次专门的重味实验。为了满足B-物理中顶点重建的严格要求，其顶点检测器（VELO）必须具有很高的命中精度。VELO的单次命中精度优于10微米。然而，VELO的操作距离束流只有8 mm，并且必须在每次LHC填充时缩回并重新插入。因此，检测器对其对准算法提出了独特的要求。部分组装的VELO系统已经在光束测试中进行了测试。新的软件对准方法连同它们的相互作用与计量测量。从蒙特卡罗模拟研究的结果进行了讨论，最近的束流测试结果表明，证明该方法的精度在微米级。
2008-07-22 physics.ins-det
The LHCb Vertex Locator performance and Vertex Locator upgrade
LHCb是欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）上的一项实验，致力于研究美丽和魅力强子衰变中的新物理。顶点探测器（VELO）是围绕LHCb相互作用点的硅探测器。探测器工作在严重和高度不均匀的辐射环境中。小间距和模拟读数导致最佳单次命中精度为4 $\rm μ$ m。计划于2018年升级的LHCb实验将把整个读出转换为一个以40 MHz事件速率运行的无干扰系统。顶点探测器将不得不应对高达10 $^{16}$ 1 MeV $\rm n_{eq}/cm^2$的辐射水平，比目前实验中预期的高出一个数量级。正在开发一种基于Timepix/Medipix系列芯片的像素检测器解决方案，该芯片具有55 x 55 $\rm μm$像素。此外，微带解决方案也在开发中，具有比当前检测器更细的间距，更高的粒度和更低的质量。VELO的当前状态将与最近的测试结果一起描述。
2012-10-24 hep-ex physics.ins-det
Alignment procedure of the LHCb Vertex Detector
LHCb是大型强子对撞机（LHC）项目的四个主要实验之一，该项目将于2008年在CERN启动。该实验主要致力于B-Physics，因此需要精确的顶点重建。硅顶点定位器（VELO）具有优于10微米的单次命中精度，可用于离线和触发。这些要求严格限制了其对齐。对准的额外挑战来自于探测器在LHC的每次填充之间缩回以及其独特的圆盘r/phi条几何形状。本文介绍了为VELO开发的基于航迹的软件对准程序。该程序主要是基于一个非迭代方法，使用矩阵求逆技术。该程序被证明与模拟事件是快速的，鲁棒性和实现适当的对准精度。
2008-07-31 hep-ex physics.ins-det
SciFi: A large Scintillating Fibre Tracker for LHCb
LHCb探测器将在LHC的长周期2（LS2）期间进行升级，以应对更高的瞬时亮度，并使用无闪烁器的读出系统以40 MHz读出数据。目前的LHCb主跟踪系统将被一个基于双折射光纤的单一均匀探测器所取代。这篇文章概述了光纤跟踪器的概念，并介绍了最新的测试梁和实验室结果补充的系列生产的经验。
2017-10-23 hep-ex physics.ins-det
Design, production, burn-in and tests of the hybrid circuits of the Upstream Tracker at the LHCb detector
本文介绍了LHCb上游径迹仪前端电子学混合电路的设计、原型制作与生产，该多层聚酰胺基电路专为承载前端ASIC设计，具备优化的供电网络、极小辐射长度及抗辐射硬度，以适应恶劣的数据采集环境。
2023-06-30 hep-ex physics.ins-det
Performance of the LHCb Vertex Detector Alignment Algorithm determined with Beam Test Data
LHCb是欧洲核子研究中心大型强子对撞机上专用的重口味实验。部分组装的硅顶点定位器（VELO）的LHCb实验已在梁测试。来自该波束测试的数据已被用于确定VELO对准算法的性能。提取了模块中两个硅传感器的相对对准和模块的相对对准。这种对齐被证明是准确的，在大约2微米和0.1 mrad的水平的平移和旋转，分别在平面上的传感器。传感器在正常轨道入射角下的单次命中精度约为10微米。系统的对准被示出为在空气至真空压力变化和组装系统的机械运动下稳定在优于10微米的水平。
2008-07-31 hep-ex physics.ins-det
Challenges and strategies in verification of FastRICH ASIC for the LHCb RICH detector
CERN（欧洲核子研究组织）
本文研究了LHCb RICH探测器LS3升级II中FastRICH ASIC的验证挑战与策略，重点在于功能正确性、时序性能和鲁棒性，通过模拟和压力测试验证了其性能。
2026-01-23 hep-ex physics.ins-det
The LHCb Upgrade
LHCb实验的目的是对CP破坏进行高精度测量，并利用LHC产生的涉及美夸克和魅夸克的巨大通量来寻找新物理。从2010年和2011年收集的数据中获得的运行和结果表明，探测器是稳健的，运行良好。然而，如果不改进探测器，就无法克服每标称年1 fb^-1数据的限制。因此，我们计划在2018年之前升级光谱仪，其读数为40 MHz，基于软件的触发系统更加灵活，这将提高数据速率和效率，特别是在强子通道中。在这里，我们提出了LHCb探测器升级计划，基于意向书和框架技术设计报告。
2013-10-01 hep-ex physics.ins-det
A Comparison of CPU and GPU implementations for the LHCb Experiment Run 3 Trigger
CERN的LHCb实验正在进行升级，为LHC的运行3数据采集期做准备。作为这次升级的一部分，触发器正在转向以LHC束团交叉率运行的完全软件实现。我们提出了一个基于CPU和基于GPU的高级别触发器的第一阶段的实现评估。经过详细的比较，两种方案都是可行的。本文档总结了这些选项的性能和实现细节，其结果导致选择基于GPU的实现作为基线。
2022-01-04 physics.ins-det
Architecture of the LHCb muon Frontend control system upgrade
LHCb实验（图1），目前正在欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC）上获取数据，旨在研究B介子扇区的CP破坏。它的关键元件是μ子探测器[1]，它允许触发，并从包含b衰变中识别μ子。整个探测器的电子系统（图2）非常复杂，其μ子探测器实验控制系统（ECS）允许监测和控制超过7000个前端板。目前负责控制μ子探测器前端（FE）电子设备的系统由10个板条箱组成;每个板条箱包含两种模块：脉冲分配模块（PDM）和多达20个服务板（SB），通过定制背板连接，总量约为800个微控制器[2]。LHCb升级计划于2018/19年进行，这将使探测器能够利用更高的亮度运行。这次升级将使实验能够积累更多的光度，以实现更精确的测量。新架构的主要思想利用了为辐射环境开发的新CERN快速通信协议GBT[3]，保持了与探测器的巨大连接性和系统的模块化。CERN开发的新芯片组GBTx和GBT-SCA[4]以及更强大的计算机的可用性允许设计一个快速连接到探测器的新系统。在新的系统中，控制单元从设备移动到控制室的计算机，而不是实际系统中的低速总线发送高级命令到检测器中的智能单元。
2015-12-08 hep-ex physics.ins-det
Measurement of the front-end dead-time of the LHCb muon detector and evaluation of its contribution to the muon detection inefficiency
描述了一种方法，该方法允许从在20 MHz的聚束交叉率下在不同亮度下进行的一系列测量中推断LHCb μ子探测器的前端电子器件的死时间。死区时间的测量值范围从70 ns到100 ns。这些结果允许估计的μ子探测器的性能在未来的束交叉率为40 MHz，并在更高的光度。
2016-03-28 hep-ex physics.ins-det
Machine learning and parallelism in the reconstruction of LHCb and its upgrade
在LHC非常成功的第一次数据采集之后，LHCb实验开发了一种新的触发策略，为运行II提供实时重建，对齐和校准。该策略依赖于高级别触发器中的类似离线的轨迹重建，使得单独的离线事件重建变得不必要。为了实现这种重建，并且另外跟上由于加速器升级而导致的更高的事件率，轨道重建所使用的时间必须减少。通过利用并行计算技术已经部分地实现了定时改进，在本文档中将通过考虑两个示例应用来描述并行计算技术。尽管减少了计算时间，但在重建效率和假率方面的重建质量可以在几个地方得到改善。快速机器学习技术的两个应用突出显示，在重建的早期阶段细化跟踪候选人的选择。
2017-10-24 hep-ex physics.ins-det
Graph Neural Network-Based Track Finding in the LHCb Vertex Detector
本文提出一种基于图神经网络的径迹寻找流程，用于LHCb顶点探测器，通过批量执行和量化评估，在GPU上实现了优于经典算法的性能与成本平衡。
2024-12-13 hep-ex physics.data-an physics.ins-det
Looking Forward: A High-Throughput Track Following Algorithm for Parallel Architectures
本文提出了 Looking Forward，一种面向 LHCb 触发系统第一阶段并针对 GPU 优化的高吞吐量径迹跟随算法，用于实时重建穿过整个探测器的粒子，在满足触发器吞吐量限制的同时实现最佳物理性能，并经模拟样本验证有效。
2024-02-22 hep-ex physics.ins-det
Test of the photon detection system for the LHCb RICH Upgrade in a charged particle beam
LHCb探测器将进行升级，以更有效地利用LHC在运行III中的可用光度，并扩大其发现潜力。环形成像切伦科夫探测器是LHCb探测器的关键组成部分，用于粒子识别。在本文中，我们描述的设置和带电粒子束的测试结果，进行评估原型的升级光电链从多阳极PMT光电传感器的读出和数据采集系统。
2016-10-10 hep-ex physics.ins-det
The Upgrade I of LHCb VELO -- towards an intelligent monitoring platform
大型强子对撞机的beauty（LHCb）探测器是为了探测b-和c-强子的衰变而设计的，用于CP破坏和稀有衰变的研究。在LHC运行2结束时，许多LHCb测量仍然在统计上占主导地位。为了增加纯强子通道的触发产额，将取消硬件触发，并在40 MHz下读出探测器。这与亮度增加五倍相结合，需要对LHCb的电子设备进行彻底的改变，并且在某些情况下，用最先进的探测器技术替换整个子探测器。围绕交互区域的顶点顶点集（VELO）用于重建碰撞点（主顶点）和长寿粒子的衰减顶点（次顶点）。升级后的VELO将由52个模块组成，这些模块沿梁轴放置，分为两个可伸缩的半部分。每个模块将配备4个硅混合像素瓦片，每个瓦片由3个VeloPix ASIC读出。预计整个探测器的总输出数据速率约为1.6 Tbit/s。最高占用率的ASIC将具有大约900 Mhit/s的像素命中率，对应的输出数据速率为15 Gbit/s。LHCb升级探测器将是第一个以40 MHz的LHC全速率读出的探测器。VELO的升级将利用最新的探测器技术，以这一速度读出，同时保持所需的抗辐射剖面，并尽量减少探测器材料。
2022-07-22 hep-ex physics.ins-det
Setup for testing LHCb Inner Tracker Modules
LHCb实验的内部跟踪器是一个硅微带探测器，由336个探测器模块组成，带有一个或两个传感器。模块生产正在进行中，我们在这里介绍了生产过程中用于模块测试的设置。该设置基于将在最终实验中使用的相同电子设备。我们在定制的温度循环箱的帮助下进行老化和老化测试，并在Windows下使用LabVIEW进行控制。DAQ在另一台运行Linux的PC上完成。在这里，我们集成了不同的C/C++库用于通信的LHCb时间和快速控制系统，实验控制系统和数据采集。
2010-10-18 hep-ex physics.ins-det
The LHCb VELO Upgrade
LHCb是一个前向光谱仪实验，致力于研究欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）质子碰撞产生的美丽和魅力强子衰变的新物理。VErtex LOcator（VELO）是围绕相互作用点的微带硅探测器，提供跟踪和顶点测量。计划于2018年进行的LHCb实验升级将把亮度提高到$\rm 2\times10^{33}\ cm^{-2}s^{-1}$，并将作为一个事件率为40 MHz的无干扰系统进行读出。极不均匀的辐射剂量将达到$\rm 5 \times 10^{15}$ 1 MeV $\rm n_{eq}/cm^2$在VELO传感器的最里面的区域，和输出数据带宽将增加40倍。正在开发一种升级的探测器，该探测器基于Timepix/Medipix系列的像素传感器，具有55 x 55 $\rm μm^2$像素。此外，正在并行开发比电流检测器具有更细间距、更高粒度和更薄的微带解决方案。VELO升级计划的现状将与最近的试验梁结果一起描述。
2013-02-25 hep-ex physics.ins-det
Design and performance of the LHCb trigger and full real-time reconstruction in Run 2 of the LHC
LHCb合作重新设计了其触发器，以实现实时执行的完全离线检测器重建。再加上探测器的实时对准和校准，以及使实时处理期间产生的高级物理对象持久化的软件基础设施，这种重新设计使运行2期间的实时分析得以广泛部署。我们描述了运行2触发器和实时重建的设计，并提出了数据驱动的性能测量LHCb的物理程序的代表性样本。
2019-06-25 hep-ex physics.ins-det
A true real-time success story: the case of collecting beauty-ful data at the LHCb experiment
CERN的LHCb实验目前正在完成2009年开始的LHC首次大数据采集活动。它收集的数据是其标称设计光度值的2.5倍以上，全球效率约为92%。更令人惊讶的是，通过比较数据质量输出获得的在线和离线记录亮度之间的效率接近99%，这突出了探测器，其数据采集系统和控制系统的表现，尽管比最初预见的更苛刻和更多变的条件。本文将描述LHCb实验的优异性能，通过横向捆绑在一起的定时和数据采集系统，软件触发，实时校准和移位器与控制系统的交互。将特别注意其实时方面，这允许通过实时校准和对齐整个检测器执行与离线重建相同性能水平的在线重建。此外，还将展示为安全地操作实验并与LHC操作的各个阶段同步而选择的各种解决方案。事实上，LHCb实验的准自主控制系统是解释这样一个大型探测器如何能够由大约300名非专家移位器成功全天候运行的关键。最后，将提出一个严格的审查实验，以证明探测器的重大升级的原因。
2018-06-25 hep-ex physics.ins-det
