Cms hcal web: CMS HCAL Detector Control System Web pages

Содержание

Модернизация установки CMS на LHC

Ученые ОИЯИ активно участвуют в модернизации установки Компактный мюонный соленоид (CMS) — одного из четырех крупнейших экспериментов на Большом адронном коллайдере (LHC) в ЦЕРН. ОИЯИ вовлечен в целый спектр работ по эксперименту и вносит существенный вклад в СMS c момента его задумки. Первая фаза модернизации CMS была завершена в начале 2022 г., вторая будет продолжена через четыре года, когда LHC повысит свою светимость. О том, как проходили этапы модернизации рассказали руководитель темы CMS в ОИЯИ Владимир Каржавин и руководитель программы физических исследований CMS в ОИЯИ Сергей Шматов.

Эксперимент CMS выполняет обширную научную программу: от исследования и проверки предсказаний Стандартной модели (в том числе свойств бозона Хиггса) до поиска «нестандартной физики», дополнительных измерений и темной материи. Во время двух длительных технических перерывов в работе LHC в 2013–2015 гг. и в 2019–2022 гг. была проведена первая фаза модернизации экспериментальной установки CMS. Это позволило обеспечить эффективную работу всех систем экспериментальной установки при высокой светимости LHC (более 1034 см−2 · с−1) при повышении энергии протон-протонных столкновений до проектного значения 14 ТэВ в системе центра масс.

«Специалисты ОИЯИ внесли большой вклад в модернизацию детекторных систем адронного калориметра и мюонной системы. Проведены замена, проверка и ввод в эксплуатацию электроники считывания и сервисных систем адронного калориметра», — отметил начальник Научно-экспериментального отдела физики на CMS ЛФВЭ Владимир Каржавин. В рамках модернизации мюонной системы 108 детекторов четырех мюонных станций, расположенных в области больших загрузок, оснащены новой электроникой повышенного быстродействия. На рис. 1 показан стенд длительной проверки работоспособности детекторов ME1/1 перед их монтажом в экспериментальную установку.

Рис. 1. Стенд длительной проверки работоспособности детекторов ME1/1

В настоящее время заканчивается подготовка детекторов мюонной системы CMS к третьему периоду набора экспериментальных данных (Run3), который продлится до конца 2025 г. (ожидаемая интегральная светимость возрастет до Lint~350 фб−1).

Начиная с 2029 г. предусмотрена работа LHC при повышенной светимости (High-Luminosity LHC, HL-LHC) — вплоть до 7,5 · 1034 cм−2 · с−1, что позволит увеличить статистику более чем на порядок (Lint~3000 фб−1). Это обеспечит дальнейшее тщательное изучение природы бозона Хиггса и поиск возможных отклонений от предсказаний Стандартной модели (СМ), указывающих на проявление сигналов новых физических явлений. В частности, важно существенно повысить точность измерения констант связи бозона Хиггса (ожидаемая точность ~3–5%), так как наблюдаемый вклад от рождения новых частиц может оказаться гораздо меньше текущей точности измерений (10–30%). Увеличение статистики данных позволит осуществить поиск процессов за рамками СМ, которые характеризуются сечениями, лежащими ниже порога текущей чувствительности экспериментальных измерений (сценарии с частицами-кандидатами на роль темной материи, расширенные суперсимметричные модели, теории хиггсовского портала и т. д.). Среди них особый интерес представляют процессы, в которых ожидается рождение так называемых долгоживущих новых частиц (Long-Lived Particles, LLP) с вершинами распада, находящимися на значительном (от нескольких сантиметров до десятков метров) расстоянии от точки взаимодействия пучков протонов (рис. 2). Также различные сценарии поиска новой физики предсказывают рождение частиц с поперечным импульсом, намного превышающим их массу (boosted objects). Как следствие, продукты их распада представляют собой очень узкие струи, пересекающиеся в пространстве.

Рис. 2. Возможные топологии событий при рождении долгоживущих частиц (LLP)

Для регистрации таких процессов требуется существенное расширение возможностей cистемы отбора событий, а также использование нестандартных алгоритмов реконструкции событий, например реконструкции треков и измерения энергии частиц с помощью мюонных станций без привлечения трекера. Для лучшего разделения двойных струй, особенно в условиях высокой плотности взаимодействий, необходим калориметр с такой продольной и поперечной сегментацией, которая облегчает измерение энергии потока частиц.

«При увеличении светимости коллайдера детекторы и электроника считывания должны быть адаптированы для работы в условиях существенно увеличенных радиационных загрузок, — подчеркивает начальник Сектора №1 новой физики на CMS ЛФВЭ Сергей Шматов. — Физиками ОИЯИ проводится комплексное исследование деградации параметров детекторов при работе в условиях HL-LHC».

Вторая фаза модернизации CMS для работы в режиме HL-LHC начнется в 2026 г. и затронет все ключевые детекторные элементы установки: трекер, калориметры и мюонную систему. ОИЯИ принимает активное участие в модернизации мюонной системы CMS и в создании калориметра с высокой гранулярностью (HGCal). Выполнен большой объем научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, направленных на исследование радиационных свойств материалов и поиск технических решений в создании новых систем детекторов.

Сотрудники ОИЯИ совместно со специалистами из Белорусского государственного университета (Минск) активно участвуют в создании детектирующих элементов (кассет) калориметра HGCal, состоящих из кремниевых сенсоров и сцинтилляционных модулей, смонтированных на медной панели охлаждения. Кроме того, определяющий вклад наших специалистов внесен в разработку, моделирование и создание стенда для проверки работоспособности кассет HGCal. Испытания, включая тесты с космическими лучами, будут проводиться в специальных условиях — при температуре помещения –35 °С в течение двух недель.

Напомним, что первый этап набора экспериментальных данных (Run1) проходил в 2009–2012 гг. при энергии сталкивающихся пучков протонов √s = 7 и 8 ТэВ. В период Run1 одним из фундаментальных достижений эксперимента CMS стало открытие бозона Хиггса. Ключевую роль в регистрации «золотого» распада нового бозона (h→ZZ*→4µ) играет мюонная система CMS. Передняя мюонная станция ME1/1, обладающая уникальными характеристиками (пространственным разрешением ~50 мкм и временным разрешением ~3 нс), обеспечивает прецизионные измерения координат трека мюона. Во втором периоде (Run2) работы LHC в 2015‒2018 гг. энергия LHC достигла √s =13 ТэВ. Полный объем экспериментальных данных, записанных в эксперименте CMS за оба периода, соответствует интегральной светимости Lint~190 фб−1.

Физики ОИЯИ участвуют в проекте «Компактный мюонный соленоид» (CMS) в составе коллаборации научных центров России и стран-участниц ОИЯИ (RDMS) cо времени предложения концепции эксперимента — c 1992 г.

Вклад ОИЯИ подразумевал создание детекторов торцевой части экспериментальной установки CMS, включая проектирование, строительство и эксплуатацию торцевого адронного калориметра (HCal) и передней мюонной станции (ME1/1), в том числе участие в сеансах по набору экспериментальных данных и физическому анализу, а также поддержание эффективной работы установки.

CMS HCAL Collaboration — коллаборация

В связи с техническими работами в центре обработки данных, возможность загрузки и скачивания файлов временно недоступна.

 

скрыть

Соавторы:

Грибушин А.М.,
Ершов А.А.,
Кодолова О.Л.,
Петрушанко С.В.,
Варданян И.Н.,
Демьянов А.И.,
Клюхин В.И.,
Лохтин И.

П.,
Образцов С.В.,
Саврин В.И.,
Sarycheva L.,
Беляев А.В.,
Боос Э.Э. показать полностью…,
Дубинин М.Н.,
Дудко Л.В.,
Каминский А.А.,
Снигирев А.М.,
Баскаков А.В.,
Мягков И.А.,
Теплов К.Ю.,
Катков И.И.,
Качанов В.А.,
Коротких В.Л.,
Маркина А.А.,
Перфилов М.А.,
Попов А.А.,
Проскуряков А.С.

8 статей
Количество цитирований статей в журналах по данным

Web of Science: 86,

Scopus: 119

IstinaResearcherID (IRID): 1482275

Деятельность

  • Статьи в журналах

      • 2018

        Brightness and uniformity measurements of plastic scintillator tiles at the CERN h3 test beam

      • Baskakov A. ,

        Belyaev A.V.,

        Boos E.,

        Dubinin M.,

        Dudko L.,

        Ershov A.,

        Gribushin A.,

        Kaminskiy A.,

        Klyukhin V.,

        Kodolova O.,

        Lokhtin I.,

        Miagkov I.,

        Obraztsov S.,

        Petrushanko S.,

        Savrin V.,

        Snigirev A.,

        CMS HCAL Collaboration

      • в журнале Journal of Instrumentation, издательство IOP Publishing ([Bristol, UK], England), том 13, № 1, с. 01002

        DOI

      • 2017

        Radioactive source calibration test of the CMS Hadron Endcap Calorimeter test wedge with Phase I upgrade electronics

      • Baskakov A. ,

        Belyaev A.V.,

        Boos E.,

        Dubinin M.,

        Dudko L.,

        Ershov A.,

        Gribushin A.,

        Kaminskiy A.,

        Klyukhin V.,

        Kodolova O.,

        Lokhtin I.,

        Miagkov I.,

        Obraztsov S.,

        Petrushanko S.,

        Savrin V.,

        Snigirev A.,

        CMS HCAL Collaboration

      • в журнале Journal of Instrumentation, издательство IOP Publishing ([Bristol, UK], England), том 12, № 12, с. 12034

        DOI

      • 2016

        Dose rate effects in the radiation damage of the plastic scintillators of the CMS Hadron Endcap Calorimeter

      • Baskakov A. ,

        Belyaev A.V.,

        Boos E.,

        Dubinin M.,

        Dudko L.,

        Ershov A.,

        Gribushin A.,

        Kachanov V.A.,

        Kaminskiy A.,

        Klyukhin V.,

        Kodolova O.,

        Lokhtin I.,

        Miagkov I.,

        Obraztsov S.,

        Petrushanko S.,

        Savrin V.,

        Snigirev A.,

        CMS HCAL Collaboration

      • в журнале Journal of Instrumentation, издательство IOP Publishing ([Bristol, UK], England), том 11, № 10, с. T10004

        DOI

      • 2012

        Tests of CMS hadron forward calorimeter upgrade readout box prototype

      • Belyaev A. ,

        Boos E.,

        Demiyanov A.,

        Dubinin M.,

        Dudko L.,

        Ershov A.,

        Gribushin A.,

        Kaminskiy A.,

        Katkov I.,

        Klyukhin V.,

        Kodolova O.,

        Korotkikh V.,

        Lokhtin I.,

        Markina A.,

        Obraztsov S.,

        Perfilov M.,

        Petrushanko S.,

        Popov A.A.,

        Savrin V.,

        Snigirev A.,

        Vardanyan I.,

        CMS HCAL Collaboration

      • в журнале Journal of Instrumentation, издательство IOP Publishing ([Bristol, UK], England), том 7, с.  10015

        DOI

      • 2010

        Study of various photomultiplier tubes with muon beams and Cherenkov light produced in electron showers

      • Demianov A.,

        Ershov A.,

        Gribushin A.,

        Klyukhin V.,

        Kodolova O.,

        Lokhtin I.,

        Obraztsov S.,

        Petrushanko S.,

        Proskuryakov A.,

        Sarycheva L.,

        Savrin V.,

        Vardanyan I.,

        CMS HCAL Collaboration

      • в журнале Journal of Instrumentation, издательство IOP Publishing ([Bristol, UK], England), том 5, с.  06002

        DOI

      • 2008

        Design, performance and calibration of the CMS forward calorimeter wedges

      • Gribushin A.,

        Demyanov A.,

        Kodolova O.,

        Petrushanko S.,

        Sarycheva L.,

        Teplov K.,

        Vardanian I.,

        Yershov A.,

        CMS HCAL Collaboration

      • в журнале European Physical Journal C, издательство Springer Verlag (Germany), том 53, № 1, с. 139-166

        DOI

      • 2008

        Design, performance, and calibration of CMS hadron-barrel calorimeter wedges

      • Gribushin A. ,

        Demyanov A.,

        Kodolova O.,

        Petrushanko S.,

        Sarycheva L.,

        Vardanian I.,

        Yershov A.,

        CMS HCAL Collaboration

      • в журнале European Physical Journal C, издательство Springer Verlag (Germany), том 55, № 1, с. 159-181

        DOI

      • 2008

        Design, performance, and calibration of the CMS Hadron-outer calorimeter

      • Gribushin A.,

        Demyanov A.,

        Kodolova O.,

        Petrushanko S. ,

        Sarycheva L.,

        Teplov K.,

        Vardanian I.,

        Yershov A.,

        CMS HCAL Collaboration

      • в журнале European Physical Journal C, издательство Springer Verlag (Germany), том 57, № 3, с. 653-663

        DOI

Физический факультет Стамбульского технического университета Исследовательская группа CMS

первые столкновения — 2009

Группа CMS МСЭ участвует в основном в областях работы детектора CMS, таких как: мониторинг качества данных (DQM), сбор данных (DQM), настройка следящего детектора CMS, эксплуатация, ввод в эксплуатацию, мониторинг и модернизация адронного калориметра; система онлайн-мониторинга RADDAM ВЧ

Во время своего присутствия в ЦЕРН члены нашей группы присоединяются к смене данных в главной диспетчерской CMS в точке 5 и в центре CMS в Мейрине. В противном случае мы активно отслеживаем производительность HCAL по данным о столкновениях, а также по локальным данным (лазер, светодиод, пьедесталы).

В прошлом группа ITU принимала участие в работах по модернизации детектора HCAL, в основном на торцевых крышках (HE) и передних калориметрах (HE). А поскольку до середины марта 2017 года в ЦЕРНе проходит этап технического закрытия, члены нашей группы будут участвовать в выполнении различных работ по обновлению HCAL.

HE (торцевой адронный калориметр)

Адронный калориметр (HCAL) измеряет энергию адронов, состоящих из кварков и глюонов. Кроме того, он обеспечивает косвенное измерение присутствия невзаимодействующих незаряженных частиц, таких как нейтрино.
Измерение этих частиц важно, поскольку они могут сказать нам, образовались ли новые частицы, такие как бозон Хиггса или суперсимметричные частицы (гораздо более тяжелые версии известных нам стандартных частиц).
По мере распада этих частиц они могут производить новые частицы, присутствие которых не оставляет никаких следов в какой-либо части детектора CMS. Чтобы обнаружить их, HCAL должен быть герметичным, то есть убедиться, что он захватывает, насколько это возможно, каждую частицу, возникающую в результате столкновений. Таким образом, если мы видим, что частицы вылетают с одной стороны детектора, но не с другой, с дисбалансом импульса и энергии (измеренных в боковом поперечном направлении относительно линии луча), мы можем сделать вывод, что мы производим невидимые частицы. частицы.
Чтобы гарантировать, что мы видим что-то новое, а не просто позволить знакомым частицам уйти незамеченными, слои HCAL были построены в шахматном порядке, чтобы не было пробелов в прямых линиях, через которые могла бы ускользнуть знакомая частица.

система онлайн-мониторинга RADDAM

Из-за высокого уровня излучения, происходящего от частиц, образующихся при протон-протонных взаимодействиях, ВЧ приводит к порче кварцевых волокон. Доза облучения сильно зависит от яркости, обеспечиваемой машиной LHC, и приводит к зависящему от времени ухудшению характеристик калориметра. Облучение зависит
также от угла и глубины проникновения частиц в детектор. Влияние радиационного поражения на HF намного сильнее, чем на любые другие вспомогательные детекторы HCAL.

Наши предыдущие исследования показали, что радиационное повреждение увеличивается с дозой, поглощение света высокое ниже 380 нм, довольно низкое около 450 нм, довольно высокое при 600 нм и незначительное выше 750 нм. А еще есть восстановление повреждений при прекращении облучения. После восстановления калибровка детектора с использованием кварцевых волокон, выполненная через несколько дней или недель, будет лучше, чем на момент сбора данных.
Информация о светопропускании волокна во время сбора данных после калибровки источника дает поправку, которую необходимо применить для получения реальной калибровки во время сбора данных.

Чтобы получить информацию о повреждении, мы установили прибор RADDAM в ВЧ, контролируя прозрачность для синего света (450 нм) 56 ВЧ кварцевых волокон. Система RADDAM в основном состоит из Y-образного волокна, на одном конце которого свет с длиной волны 450 нм от лазера инжектируется через капиллярную трубку в волокно длиной 2,5 м (полированные два конца). Свет сначала отражается внутри капилляра и достигает ФЭУ. Это делает первый импульс. Затем некоторый процент света направляется по обычному волокну, установленному в поглотителе, и отражается обратно с другого конца, который находится на стороне взаимодействия, достигая ФЭУ на 25 нс позже. Это второй пульс.
Система измеряет изменение соотношения двух импульсов. Второй импульс становится все меньше и меньше из-за ramage. Отношение R = S1 /S2 связано с прозрачностью волокна. R стабилен, когда импульсы находятся около середины тактовых импульсов DAQ. R зависит от накопленной дозы D и от пост-данных, требующих времени t для восстановления). Одно волокно Раддама установлено на 7 кольцах псевдобыстроты по 4 клина на каждую ВЧ. 4 клина x 7 башен на ВЧ, таким образом, всего 56 каналов, распределенных симметрично по всей геометрии.

 

 

Обновлено:
2017-01-01

Калибровка детектора CMS HCAL на месте

Показаны 1-4 из

21 страница в этом отчете.

PDF-версия также доступна для скачивания.

Описание

Серьезной проблемой для адронных калориметров является настройка абсолютной калибровки. Электромагнитные калориметры в магнитном спектрометре имеют импульс электронов для калибровки. Кроме того, на адронных коллайдерах Z обеспечивает узкий резонанс для определения калибровок. В прошлом для адронных калориметров не было таких хорошо измеренных процессов. В столкновениях при высоких энергиях адроны с высокой Pt обычно не изолированы, а появляются как часть джетов. Загрязнение шкалы энергий неизмеряемыми нейтралами или утечкой из соседних частиц всегда вызывает беспокойство. Существуют процессы с малым поперечным сечением, которые обладают струями хорошо изученной энергии, для …

продолжение ниже

Физическое описание

Информация о создании

Фриман, Дж. и Ву, В.

20 декабря 1996 г.

Контекст

Этот

отчет

входит в состав сборника под названием:

Управление научно-технической информации Технические отчеты

и

предоставлено отделом государственных документов библиотек ЕНТ
к
Электронная библиотека ЕНТ,

цифровой репозиторий, размещенный на
Библиотеки ЕНТ.

Его просмотрели 31 раз.

Более подробную информацию об этом отчете можно посмотреть ниже.


Поиск

Открытый доступ

Кто

Люди и организации, связанные либо с созданием этого отчета, либо с его содержанием.

Авторы

  • Фримен, Дж.

  • Ву, В.

  • Соединенные Штаты. Министерство энергетики. Управление энергетических исследований.

    Управление энергетических исследований Министерства энергетики США, Вашингтон, округ Колумбия (США)

Издатель

  • Национальная ускорительная лаборатория Ферми


    Информация об издателе:

    Национальная ускорительная лаборатория Ферми, Батавия, Иллинойс (США)


    Место публикации:

    Батавия, Иллинойс

Предоставлено

Библиотеки ЕНТ Отдел государственных документов

Являясь одновременно федеральной и государственной депозитарной библиотекой, отдел государственных документов библиотек ЕНТ хранит миллионы единиц хранения в различных форматах. Департамент является членом Программы партнерства по контенту FDLP и Аффилированного архива Национального архива.

О |

Просмотрите этого партнера

Свяжитесь с нами

Исправления и проблемы
Вопросы

Какие

Описательная информация, помогающая идентифицировать этот отчет.
Перейдите по ссылкам ниже, чтобы найти похожие элементы в электронной библиотеке.

Описание

Серьезной проблемой для адронных калориметров является настройка абсолютной калибровки. Электромагнитные калориметры в магнитном спектрометре имеют импульс электронов для калибровки. Кроме того, на адронных коллайдерах Z обеспечивает узкий резонанс для определения калибровок. В прошлом для адронных калориметров не было таких хорошо измеренных процессов. В столкновениях при высоких энергиях адроны с высокой Pt обычно не изолированы, а появляются как часть джетов. Загрязнение шкалы энергий неизмеряемыми нейтралами или утечкой из соседних частиц всегда вызывает беспокойство. Существуют процессы с малым поперечным сечением, которые обладают струями с хорошо известной энергией, например, отдача одиночной струи с высоким pt Z. Высокая энергия и светимость LHC могут обеспечить достаточное количество этих событий для количеств, полезных для калибровки. В этой статье мы обрисовываем возможность проведения калибровки на месте с использованием событий Z-отскока от струи и событий {ital t{anti t}}. Мы также комментируем более традиционные возможности использования мюонов и потока энергии для калибровки.

Физическое описание

Примечания

INIS; ОСТИ как DE97051164

Предметы

Ключевые слова

  • Калибровка
  • ЦЕРН ЛХК
  • адроны
  • Обнаружение радиации
  • Душевые стойки
  • Поперечный импульс

Тематические категории ИППП

  • 44 Контрольно-измерительные приборы, включая детекторы ядерных частиц и частиц

Источник

  • Другая информация: PBD: 20 декабря 1996 г.

Язык

  • Английский

Тип элемента

  • Отчет

Идентификатор

Уникальные идентификационные номера для этого отчета в электронной библиотеке или других системах.

  • Другое :

    DE97051164

  • Отчет № :

    ФНАЛ-ТМ—1984

  • Номер гранта :

    AC02-76CH03000

  • https://doi. org/10.2172/428644

  • Отчет Управления научной и технической информации № :

    428644

  • Архивный ресурсный ключ :
    ковчег:/67531/metadc685838

Коллекции

Этот отчет является частью следующего сборника связанных материалов.

Управление научно-технической информации Технические отчеты

Отчеты, статьи и другие документы, собранные в Управлении научной и технической информации.

Управление научной и технической информации (OSTI) — это офис Министерства энергетики (DOE), который собирает, сохраняет и распространяет результаты исследований и разработок (НИОКР), спонсируемых Министерством энергетики, которые являются результатами проектов НИОКР или другой финансируемой деятельности в DOE. лаборатории и объекты по всей стране, а также получатели грантов в университетах и ​​других учреждениях.

О |

Просмотрите эту коллекцию

Какие обязанности у меня есть при использовании этого отчета?

Цифровые файлы

  • 21

    файлы изображений

    доступны в нескольких размерах

  • 1

    файл

    (. pdf)

  • API метаданных:
    описательные и загружаемые метаданные, доступные в других форматах

Когда

Даты и периоды времени, связанные с этим отчетом.

Дата создания

  • 20 декабря 1996 г.

Добавлено в цифровую библиотеку ЕНТ

  • 25 июля 2015 г., 2:20.

Описание Последнее обновление

  • 1 апреля 2016 г. , 17:30.

Статистика использования

Когда последний раз использовался этот отчет?


Вчерашний день:
 0


Последние 30 дней:
 0


Всего использовано:
 31

Дополнительная статистика

Взаимодействие с этим отчетом

Вот несколько советов, что делать дальше.

Поиск внутри

Поиск

Начать чтение

PDF-версия также доступна для скачивания.

  • Все форматы

Цитаты, права, повторное использование

  • Ссылаясь на этот отчет

  • Обязанности использования

  • Лицензирование и разрешения

  • Связывание и встраивание

  • Копии и репродукции

Международная структура взаимодействия изображений

Мы поддерживаем IIIF Презентация API

Распечатать/поделиться

Полезные ссылки в машиночитаемом формате.

Архивный ресурсный ключ (ARK)

  • ERC Запись:
    /ark:/67531/metadc685838/?
  • Заявление о стойкости:
    /ark:/67531/metadc685838/??

Международная структура взаимодействия изображений (IIIF)

  • IIIF Манифест:
    /ковчег:/67531/metadc685838/манифест/

Форматы метаданных

  • UNTL Формат:
    /ark:/67531/metadc685838/metadata. untl.xml
  • DC RDF:
    /ark:/67531/metadc685838/metadata.dc.rdf
  • DC XML:
    /ark:/67531/metadc685838/metadata.dc.xml
  • OAI_DC :
    /oai/?verb=GetRecord&metadataPrefix=oai_dc&identifier=info:ark/67531/metadc685838
  • МЕТС :
    /ark:/67531/metadc685838/metadata. mets.xml
  • Документ OpenSearch:
    /ark:/67531/metadc685838/opensearch.xml

Картинки

  • Миниатюра:
    /ark:/67531/metadc685838/миниатюра/
  • Маленькое изображение:
    /ковчег:/67531/metadc685838/маленький/

URL-адреса

  • В тексте:
    /ark:/67531/metadc685838/urls.