Test beam performance measurements for the Phase i upgrade of the CMS pixel detector

M. Dragicevic, M. Friedl, J. Hrubec, H. Steininger, A. Gädda, J. Härkonen, T. Lampén, P. Luukka, T. Peltola, E. Tuominen, E. Tuovinen, A. Winkler, P. Eerola, T. Tuuva, G. Baulieu, G. Boudoul, L. Caponetto, C. Combaret, D. Contardo, T. DupasquierG. Gallbit, N. Lumb, L. Mirabito, S. Perries, M. Vander Donckt, S. Viret, C. Bonnin, L. Charles, L. Gross, J. Hosselet, D. Tromson, L. Feld, W. Karpinski, K. Klein, M. Lipinski, G. Pierschel, M. Preuten, M. Rauch, M. Wlochal, M. Aldaya, C. Asawatangtrakuldee, K. Beernaert, D. Bertsche, C. Contreras-Campana, G. Eckerlin, D. Eckstein, T. Eichhorn, E. Gallo, J. Garay Garcia, K. Hansen, M. Haranko, A. Harb, J. Hauk, J. Keaveney, A. Kalogeropoulos, C. Kleinwort, W. Lohmann, R. Mankel, H. Maser, G. Mittag, C. Muhl, A. Mussgiller, D. Pitzl, O. Reichelt, M. Savitskyi, P. Schutze, V. Sola, S. Spannagel, R. Walsh, A. Zuber, H. Biskop, P. Buhmann, M. Centis-Vignali, E. Garutti, J. Haller, M. Hoffmann, R. Klanner, T. Lapsien, M. Matysek, A. Perieanu, Ch Scharf, P. Schleper, A. Schmidt, J. Schwandt, J. Sonneveld, G. Steinbruck, B. Vormwald, J. Wellhausen, M. Abbas, C. Amstutz, T. Barvich, Ch Barth, F. Boegelspacher, W. De Boer, E. Butz, M. Casele, F. Colombo, A. Dierlamm, B. Freund, F. Hartmann, S. Heindl, U. Husemann, A. Kornmeyer, S. Kudella, Th Muller, H. J. Simonis, P. Steck, M. Weber, Th Weiler, T. Kiss, F. Siklér, T. Tolyhi, V. Veszprémi, P. Cariola, D. Creanza, M. De Palma, G. De Robertis, L. Fiore, M. Franco, F. Loddo, G. Sala, L. Silvestris, G. Maggi, S. My, G. Selvaggi, S. Albergo, G. Cappello, S. Costa, A. Di Mattia, F. Giordano, R. Potenza, M. A. Saizu, A. Tricomi, C. Tuve, E. Focardi, M. E. Dinardo, S. Fiorendi, S. Gennai, S. Malvezzi, R. A. Manzoni, D. Menasce, L. Moroni, D. Pedrini, P. Azzi, N. Bacchetta, D. Bisello, M. Dall'Osso, N. Pozzobon, M. Tosi, L. Alunni Solestizi, M. Biasini, G. M. Bilei, C. Cecchi, B. Checcucci, D. Ciangottini, L. Fanò, C. Gentsos, M. Ionica, R. Leonardi, E. Manoni, G. Mantovani, S. Marconi, V. Mariani, M. Menichelli, A. Modak, A. Morozzi, F. Moscatelli, D. Passeri, P. Placidi, V. Postolache, A. Rossi, A. Saha, A. Santocchia, L. Storchi, D. Spiga, K. Androsov, P. Azzurri, G. Bagliesi, A. Basti, T. Boccali, L. Borrello, F. Bosi, R. Castaldi, M. Ceccanti, M. A. Ciocci, R. Dell'Orso, S. Donato, G. Fedi, A. Giassi, M. T. Grippo, F. Ligabue, G. Magazzu, P. Mammini, F. Mariani, E. Mazzoni, A. Messineo, A. Moggi, F. Morsani, F. Palla, F. Palmonari, A. Profeti, F. Raffaelli, A. Ragonesi, A. Rizzi, A. Soldani, P. Spagnolo, R. Tenchini, G. Tonelli, A. Venturi, P. G. Verdini, D. Abbaneo, I. Ahmed, E. Albert, G. Auzinger, G. Berruti, J. Bonnaud, J. Daguin, A. D'Auria, S. Detraz, O. Dondelewski, B. Engegaard, F. Faccio, N. Frank, K. Gill, A. Honma, A. Kornmayer, A. Labaza, F. Manolescu, I. McGill, S. Mersi, S. Michelis, A. Onnela, M. Ostrega, S. Pavis, A. Peisert, J. F. Pernot, P. Petagna, H. Postema, K. Rapacz, C. Sigaud, P. Tropea, J. Troska, A. Tsirou, F. Vasey, B. Verlaat, P. Vichoudis, L. Zwalinski, F. Bachmair, R. Becker, D. Di Calafiori, B. Casal, P. Berger, L. Djambazov, M. Donega, C. Grab, D. Hits, J. Hoss, G. Kasieczka, W. Lustermann, B. Mangano, M. Marionneau, P. Martinez Ruiz Del Arbol, M. Masciovecchio, M. Meinhard, L. Perozzi, U. Roeser, A. Starodumov, V. Tavolaro, R. Wallny, D. Zhu, C. Amsler, K. Bosiger, L. Caminada, F. Canelli, V. Chiochia, A. De Cosa, C. Galloni, T. Hreus, B. Kilminster, C. Lange, R. Maier, J. Ngadiuba, D. Pinna, P. Robmann, S. Taroni, Y. Yang, W. Bertl, K. Deiters, W. Erdmann, R. Horisberger, H. C. Kaestli, D. Kotlinski, U. Langenegger, B. Meier, T. Rohe, S. Streuli, P. H. Chen, C. Dietz, F. Fiori, U. Grundler, W. S. Hou, R. S. Lu, M. Moya, J. F. Tsai, Y. M. Tzeng, D. Cussans, J. Goldstein, M. Grimes, D. Newbold, P. Hobson, I. D. Reid, G. Auzinger, R. Bainbridge, P. Dauncey, G. Hall, T. James, A. M. Magnan, M. Pesaresi, D. M. Raymond, K. Uchida, T. Durkin, K. Harder, C. Shepherd-Themistocleous, M. Chertok, J. Conway, R. Conway, C. Flores, R. Lander, D. Pellett, F. Ricci-Tam, M. Squires, J. Thomson, R. Yohay, K. Burt, J. Ellison, G. Hanson, M. Olmedo, W. Si, B. R. Yates, A. Dominguez, R. Bartek, B. Bentele, J. P. Cumalat, W. T. Ford, F. Jensen, A. Johnson, M. Krohn, S. Leontsinis, T. Mulholland, K. Stenson, S. R. Wagner, A. Apresyan, G. Bolla, K. Burkett, J. N. Butler, A. Canepa, H. W.K. Cheung, D. Christian, W. E. Cooper, G. Deptuch, G. Derylo, C. Gingu, S. Grunendahl, S. Hasegawa, J. Hoff, J. Howell, M. Hrycyk, S. Jindariani, M. Johnson, F. Kahlid, S. Kwan, C. M. Lei, R. Lipton, R. Lopes De Sá, T. Liu, S. Los, M. Matulik, P. Merkel, S. Nahn, A. Prosser, R. Rivera, B. Schneider, G. Sellberg, A. Shenai, K. Siehl, L. Spiegel, N. Tran, L. Uplegger, E. Voirin, D. R. Berry, X. Chen, L. Ennesser, A. Evdokimov, C. E. Gerber, S. Makauda, C. Mills, I. D.Sandoval Gonzalez, J. Alimena, L. J. Antonelli, B. Francis, A. Hart, C. S. Hill, N. Parashar, J. Stupak, D. Bortoletto, M. Bubna, N. Hinton, M. Jones, D. H. Miller, X. Shi, P. Baringer, A. Bean, S. Khalil, A. Kropivnitskaya, D. Majumder, E. Schmitz, G. Wilson, A. Ivanov, R. Mendis, T. Mitchell, N. Skhirtladze, R. Taylor, I. Anderson, D. Fehling, A. Gritsan, P. Maksimovic, C. Martin, K. Nash, M. Osherson, M. Swartz, M. Xiao, J. G. Acosta, L. M. Cremaldi, S. Oliveros, L. Perera, D. Summers, K. Bloom, D. R. Claes, C. Fangmeier, R. Gonzalez Suarez, J. Monroy, J. Siado, E. Bartz, Y. Gershtein, E. Halkiadakis, S. Kyriacou, A. Lath, K. Nash, M. Osherson, S. Schnetzer, R. Stone, M. Walker, S. Malik, S. Norberg, J. E.Ramirez Vargas, M. Alyari, J. Dolen, A. Godshalk, C. Harrington, I. Iashvili, A. Kharchilava, D. Nguyen, A. Parker, S. Rappoccio, B. Roozbahani, J. Alexander, J. Chaves, J. Chu, S. Dittmer, K. McDermott, N. Mirman, A. Rinkevicius, A. Ryd, E. Salvati, L. Skinnari, L. Soffi, Z. Tao, J. Thom, J. Tucker, M. Zientek, B. Akgun, K. M. Ecklund, M. Kilpatrick, T. Nussbaum, J. Zabel, P. D'Angelo, W. Johns, K. Rose

Research output: Contribution to journalArticle

2 Scopus citations

Abstract

A new pixel detector for the CMS experiment was built in order to cope with the instantaneous luminosities anticipated for the Phase I Upgrade of the LHC . The new CMS pixel detector provides four-hit tracking with a reduced material budget as well as new cooling and powering schemes. A new front-end readout chip mitigates buffering and bandwidth limitations, and allows operation at low comparator thresholds. In this paper, comprehensive test beam studies are presented, which have been conducted to verify the design and to quantify the performance of the new detector assemblies in terms of tracking efficiency and spatial resolution. Under optimal conditions, the tracking efficiency is 99.95 ± 0.05%, while the intrinsic spatial resolutions are 4.80 ± 0.25 μm and 7.99 ± 0.21 μm along the 100 μm and 150 μm pixel pitch, respectively. The findings are compared to a detailed Monte Carlo simulation of the pixel detector and good agreement is found.

Original languageEnglish (US)
Article numberP05022
JournalJournal of Instrumentation
Volume12
Issue number5
DOIs
StatePublished - May 30 2017

Keywords

  • Particle tracking detectors (Solid-state detectors)
  • Radiation-hard detectors
  • Solid state detectors

Fingerprint Dive into the research topics of 'Test beam performance measurements for the Phase i upgrade of the CMS pixel detector'. Together they form a unique fingerprint.

  • Cite this

    Dragicevic, M., Friedl, M., Hrubec, J., Steininger, H., Gädda, A., Härkonen, J., Lampén, T., Luukka, P., Peltola, T., Tuominen, E., Tuovinen, E., Winkler, A., Eerola, P., Tuuva, T., Baulieu, G., Boudoul, G., Caponetto, L., Combaret, C., Contardo, D., ... Rose, K. (2017). Test beam performance measurements for the Phase i upgrade of the CMS pixel detector. Journal of Instrumentation, 12(5), [P05022]. https://doi.org/10.1088/1748-0221/12/05/P05022