Beam test performance studies of CMS Phase-2 Outer Tracker module prototypes

Adam, W.; Bergauer, T.; Damanakis, K.; Dragicevic, M.; Fruhwirth, R.; Steininger, H.; Beaumont, W.; Darwish, M. R.; Janssen, T.; Van Mechelen, P.; Breugelmans, N.; Delcourt, M.; De Moor, A.; D'Hondt, J.; Heyen, F.; Lowette, S.; Makarenko, I.; Muller, D.; Tytgat, M.; Vannerom, D.; Van Putte, S.; Allard, Y.; Clerbaux, B.; Caviglia, F.; Dansana, S.; Das, A.; De Lentdecker, G.; Evard, H.; Favart, L.; Khalilzadeh, A.; Lee, K.; Malara, A.; Robert, F.; Thomas, L.; Vanden Bemden, M.; Vanlaer, P.; Yang, Y.; Benecke, A.; Bethani, A.; Bruno, G.; Caputo, C.; De Favereau, J.; Delaere, C.; Donertas, I. S.; Giammanco, A.; Jain, S.; Lemaitre, V.; Lidrych, J.; Mondal, K.; Szilasi, N.; Tran, T. T.; Wertz, S.; Brigljevic, V.; Chitroda, B.; Ferencek, D.; Mishra, S.; Starodumov, A.; Susa, T.; Brucken, E.; Lampen, T.; Tuominen, E.; Karadzhinova-Ferrer, A.; Luukka, P.; Petrow, H.; Tuuva, T.; Agram, J. -L.; Andrea, J.; Bloch, D.; Bonnin, C.; Brom, J. -M.; Chabert, E.; Collard, C.; Dangelser, E.; Falke, S.; Goerlach, U.; Gross, L.; Haas, C.; Krauth, M.; Ollivier-Henry, N.; Saha, G.; Vaucelle, P.; Baulieu, G.; Bonnevaux, A.; Boudoul, G.; Caponetto, L.; Chanon, N.; Contardo, D.; Dupasquier, T.; Galbit, G.; Greenberg, C.; Marchisone, M.; Mirabito, L.; Nodari, B.; Purohit, A.; Schibler, E.; Schirra, F.; Vander Donckt, M.; Viret, S.; Adamowicz, K.; Botta, V.; Ebisch, C.; Feld, L.; Karpinski, W.; Klein, K.; Lipinski, M.; Louis, D.; Meuser, D.; Oppenlander, V.; Ozen, I.; Pauls, A.; Rowert, N.; Teroerde, M.; Wlochal, M.; Beckers, M.; Dziwok, C.; Fluegge, G.; Hoflich, N.; Pooth, O.; Stahl, A.; Wyszkowska, W.; Ziemons, T.; Agah, A.; Baxter, S.; Bhattacharya, S.; Blekman, F.; Campbell, A.; Cardini, A.; Cheng, C.; Consuegra Rodriguez, S.; Eckerlin, G.; Eckstein, D.; Gallo, E.; Guthoff, M.; Kleinwort, C.; Mankel, R.; Maser, H.; Mussgiller, A.; Nurnberg, A.; Petersen, H.; Rastorguev, D.; Reichelt, O.; Rostamvand, L.; Schutze, P.; Sreelatha Pramod, L.; Stever, R.; Valieiev, T.; Velyka, A.; Ventura Barroso, A.; Walsh, R.; Yakopov, G.; Zakharov, S.; Zuber, A.; Albrecht, A.; Antonello, M.; Biskop, H.; Connor, P.; Garutti, E.; Haller, J.; Jabusch, H.; Kasieczka, G.; Klanner, R.; Kuo, C. C.; Kutzner, V.; Lange, J.; Martens, S.; Mrowietz, M.; Nissan, Y.; Pena, K.; Raciti, B.; Schaarschmidt, J.; Schleper, P.; Schwandt, J.; Steinbruck, G.; Tews, A.; Wellhausen, J.; Ardila, L.; Balzer, M.; Barvich, T.; Berger, B.; Butz, E.; Caselle, M.; Dierlamm, A.; Elicabuk, U.; Fuchs, M.; Hartmann, F.; Husemann, U.; Koppenhofer, R.; Maier, S.; Mallows, S.; Mehner, T.; Muller, Th.; Neufeld, M.; Regnery, B.; Rehm, W.; Shvetsov, I.; Simonis, H. J.; Steck, P.; Stockmeier, L.; Topko, B.; Wittig, F.; Anagnostou, G.; Daskalakis, G.; Kazas, I.; Kyriakis, A.; Loukas, D.; Balazs, T.; Marton, K.; Sikler, F.; Veszpremi, V.; Bahinipati, S.; Das, A.; Mal, P.; Nayak, A.; Pal, K.; Pattanaik, D. K.; Pradhan, S.; Swain, S. K.; Bhardwaj, A.; Jain, C.; Kumar, A.; Kumar, T.; Ranjan, K.; Saumya, S.; Tiwari, K.; Baradia, S.; Dutta, S.; Sarkar, S.; Behera, P. K.; Behera, S. C.; Chatterjee, S.; Dash, G.; Jana, P.; Kalbhor, P.; Libby, J.; Mohammad, M.; Pradhan, R.; Pujahari, P. R.; Saha, N. R.; Samadhan, K.; Sikdar, A. K.; Singh, R.; Verma, S.; Vijay, A.; Cariola, P.; Creanza, D.; de Palma, M.; De Robertis, G.; Di Florio, A.; Fiore, L.; Loddo, F.; Margjeka, I.; Mastrapasqua, V.; Mongelli, M.; My, S.; Silvestris, L.; Albergo, S.; Costa, S.; Lapertosa, A.; Di Mattia, A.; Potenza, R.; Tricomi, A.; Tuve, C.; Assiouras, P.; Barbagli, G.; Bardelli, G.; Brianzi, M.; Camaiani, B.; Cassese, A.; Ceccarelli, R.; Ciaranfi, R.; Ciulli, V.; Civinini, C.; D'Alessandro, R.; Focardi, E.; Kello, T.; Latino, G.; Lenzi, P.; Lizzo, M.; Meschini, M.; Paoletti, S.; Papanastassiou, A.; Sguazzoni, G.; Viliani, L.; Cerchi, S.; Ferro, F.; Robutti, E.; Brivio, F.; Dinardo, M. E.; Dini, P.; Gennai, S.; Guzzi, L.; Malvezzi, S.; Menasce, D.; Moroni, L.; Pedrini, D.; Azzi, P.; Bacchetta, N.; Bortignon, P.; Bisello, D.; Dorigo, T.; Lusiani, E.; Tosi, M.; Gaioni, L.; Manghisoni, M.; Ratti, L.; Re, V.; Riceputi, E.; Traversi, G.; Baldinelli, G.; Bianchi, F.; Bilei, G. M.; Bizzaglia, S.; Caprai, M.; Checcucci, B.; Ciangottini, D.; Di Chiaro, A.; Croci, T.; Fano, L.; Farnesini, L.; Ionica, M.; Magherini, M.; Mantovani, G.; Mariani, V.; Menichelli, M.; Morozzi, A.; Moscatelli, F.; Passeri, D.; Piccinelli, A.; Placidi, P.; Rossi, A.; Santocchia, A.; Spiga, D.; Storchi, L.; Tedeschi, T.; Turrioni, C.; Asenov, P.; Azzurri, P.; Bagliesi, G.; Basti, A.; Battacharya, R.; Beccherle, R.; Benvenuti, D.; Bianchini, L.; Boccali, T.; Bosi, F.; Bruschini, D.; Castaldi, R.; Ciocci, M. A.; D'Amante, V.; Dell'Orso, R.; Donato, S.; Giassi, A.; Ligabue, F.; Magazzu, G.; Massa, M.; Mazzoni, E.; Messineo, A.; Moggi, A.; Musich, M.; Palla, F.; Prosperi, P.; Raffaelli, F.; Rizzi, A.; Roy Chowdhury, S.; Sarkar, T.; Spagnolo, P.; Tenchini, F.; Tenchini, R.; Tonelli, G.; Vaselli, F.; Venturi, A.; Verdini, P. G.; Bartosik, N.; Bashir, F.; Bellan, R.; Coli, S.; Costa, M.; Covarelli, R.; Demaria, N.; Garrafa Botta, S.; Grippo, M.; Luongo, F.; Mecca, A.; Migliore, E.; Ortona, G.; Pacher, L.; Rotondo, F.; Tarricone, C.; Ambrozas, M.; Chychkalo, N.; Juodagalvis, A.; Rinkevicius, A.; Ahmad, A.; Asghar, M. I.; Awais, A.; Awan, M. I. M.; Khan, W. A.; Saleh, M.; Sohail, I.; Calderon, A.; Duarte Campderros, J.; Fernandez, M.; Gomez, G.; Gonzalez Sanchez, F. J.; Jaramillo Echeverria, R.; Lasaosa, C.; Moya, D.; Piedra, J.; Ruiz Jimeno, A.; Scodellaro, L.; Vila, I.; Virto, A. L.; Vizan Garcia, J. M.; Abbaneo, D.; Abbas, M.; Ahmed, I.; Albert, E.; Allongue, B.; Almeida, J.; Barinoff, M.; Batista Lopes, J.; Bergamin, G.; Blanchot, G.; Boyer, F.; Caratelli, A.; Carnesecchi, R.; Ceresa, D.; Christiansen, J.; Cianchetta, P. F.; Daguin, J.; Frank, N.; French, T.; Golyzniak, D.; Grygiel, B.; Kloukinas, K.; Kottelat, L.; Kovacs, M.; Kristic, R.; Lalic, J.; La Rosa, A.; Lenoir, P.; Loos, R.; Marchioro, A.; Mateos Dominguez, I.; Mersi, S.; Michelis, S.; Nedergaard, C.; Onnela, A.; Orfanelli, S.; Pakulski, T.; Papadopoulos, A.; Perea Albela, F.; Perez, A.; Perez Gomez, F.; Pernot, J. -F.; Petagna, P.; Piazza, Q.; Robin, G.; Scarfi, S.; Schleidweiler, K.; Siegrist, N.; Szidlik, P.; Troska, J.; Tsirou, A.; Vasey, F.; Vrancianu, R.; Wlodarczyk, S.; Zografos, A.; Bertl, W.; Bevilacqua, T.; Caminada, L.; Ebrahimi, A.; Erdmann, W.; Horisberger, R.; Kaestli, H. -C.; Kotlinski, D.; Lange, C.; Langenegger, U.; Meier, B.; Missiroli, M.; Noehte, L.; Rohe, T.; Streuli, S.; Androsov, K.; Backhaus, M.; Becker, R.; Bonomelli, G.; di Calafiori, D.; Calandri, A.; Cazzaniga, C.; de Cosa, A.; Donega, M.; Eble, F.; Glessgen, F.; Grab, C.; Harte, T.; Hits, D.; Lustermann, W.; Niedziela, J.; Perovic, V.; Ristic, B.; Roeser, U.; Ruini, D.; Seidita, R.; Sorensen, J.; Wallny, R.; Bartschi, P.; Bosiger, K.; Canelli, F.; Cormier, K.; De Wit, A.; Gadola, N.; Huwiler, M.; Jin, W.; Jofrehei, A.; Kilminster, B.; Leontsinis, S.; Liechti, S. P.; Macchiolo, A.; Maier, R.; Meng, F.; Stager, F.; Neutelings, I.; Reimers, A.; Robmann, P.; Sanchez Cruz, S.; Shokr, E.; Takahashi, Y.; Wolf, D.; Chen, P. -H.; Hou, W. -S.; R. -S., Lu; Clement, E.; Cussans, D.; Goldstein, J.; Holmberg, M. -L.; Seif El Nasr-Storey, S.; Sanjrani, S.; Harder, K.; Manolopoulos, K.; Schuh, T.; Tomalin, I. R.; Bainbridge, R.; Brown, C.; Fedi, G.; Hall, G.; Mastronikolis, A.; Parker, D.; Pesaresi, M.; Uchida, K.; Coldham, K.; Cole, J.; Khan, A.; Kyberd, P.; Reid, I. D.; Bartek, R.; Dominguez, A.; Simsek, A. E.; Uniyal, R.; Vargas Hernandez, A. M.; Benelli, G.; Heintz, U.; Hinton, N.; Hogan, J.; Honma, A.; Korotkov, A.; Li, D.; Luo, J.; Narain, M.; Pervan, N.; Russell, T.; Sagir, S.; Simpson, F.; Spencer, E.; Venkatasubramanian, N.; Wagenknecht, P.; Barton, B.; Cannaert, E.; Chertok, M.; Conway, J.; Hemer, D.; Jensen, F.; Thomson, J.; Wei, W.; Yohay, R.; Zhang, F.; Hanson, G.; Cooperstein, S. B.; Deelen, N.; Gerosa, R.; Giannini, L.; Gu, Y.; Guyang, J.; Krutelyov, S.; Mukherjee, S.; Sharma, V.; Tadel, M.; Vourliotis, E.; Yagil, A.; Incandela, J.; Kyre, S.; Masterson, P.; Vami, T.; Cumalat, J. P.; Ford, W. T.; Hart, A.; Hassani, A.; Herrmann, M.; Karathanasis, G.; Pearkes, J.; Savard, C.; Schonbeck, N.; Stenson, K.; Ulmer, K. A.; Wagner, S. R.; Zipper, N.; Zuolo, D.; Alexander, J.; Bright-Thonney, S.; Chen, X.; Duquette, A.; Fan, J.; Fan, X.; Filenius, A.; Grassi, J.; Hogan, S.; Kotamnives, P.; Lantz, S.; Monroy, J.; Niendorf, G.; Oshiro, M.; Postema, H.; Reichert, J.; Riley, D.; Ryd, A.; Smolenski, K.; Strohman, C.; Thom, J.; Wittich, P.; Zou, R.; Bakshi, A.; Berry, D. R.; Burkett, K.; Butler, D.; Canepa, A.; Derylo, G.; Dickinson, J.; Ghosh, A.; Gonzalez, H.; Grunendahl, S.; Horyn, L.; Johnson, M.; Klabbers, P.; Lee, C.; Lei, C. M.; Lipton, R.; Los, S.; Merkel, P.; Nahn, S.; Ravera, F.; Ristori, L.; Rivera, R.; Spiegel, L.; Uplegger, L.; Voirin, E.; Zoi, I.; Escobar Franco, R.; Evdokimov, A.; Evdokimov, O.; Gerber, C. E.; Hawksworth, M.; Hofman, D. J.; Mills, C.; Ozek, B.; Roy, T.; Rudrabhatla, S.; Wadud, M. A.; Yoo, J.; Blend, D.; Bruner, T.; Haag, M.; Nachtman, J.; Onel, Y.; Snyder, C.; Yi, K.; Davis, J.; Gritsan, A. V.; Kang, L.; Kyriacou, S.; Maksimovic, P.; Roguljic, M.; Sekhar, S.; Swartz, M.; Bean, A.; Grove, D.; Salvatico, R.; Smith, C.; Wilson, G.; Ivanov, A.; Kalogeropoulos, A.; Reddy, G.; Taylor, R.; Bloom, K.; Claes, D. R.; Haza, G.; Hossain, J.; Joo, C.; Kravchenko, I.; Siado, J.; Hsia, H. W.; Iashvili, I.; Kharchilava, A.; Nguyen, D.; Rappoccio, S.; Rejeb Sfar, H.; Cholak, S.; Decastro, G.; Demiragli, Z.; Fangmeier, C.; Fulcher, J.; Gastler, D.; Golf, F.; Jeon, S.; Rohlf, J.; Li, J.; Mccarthy, R.; Parker, A.; Skinnari, L.; Hahn, K.; Liu, Y.; Mcginnis, M.; Monk, D.; Noorudhin, S.; Taliercio, A.; Basnet, A.; De Los Santos, R.; Hill, C. S.; Joyce, M.; Winer, B.; Yates, B.; Malik, S.; Sharma, R.; Chawla, R.; Jones, M.; Jung, A.; Koshy, A.; Liu, M.; Negro, G.; Schulte, J. -F.; Thieman, J.; Zhong, Y.; Dolen, J.; Parashar, N.; Pathak, A.; Agrawal, A.; Ecklund, K. M.; Nussbaum, T.; Demina, R.; Dulemba, J.; Herrera Flor, A.; Hindrichs, O.; Gadkari, D.; Gershtein, Y.; Halkiadakis, E.; Kurup, C.; Lath, A.; Nash, K.; Osherson, M.; Saha, P.; Schnetzer, S.; Stone, R.; Ally, D.; Fiorendi, S.; Harris, J.; Holmes, T.; Lee, L.; Nibigira, E.; Spanier, S.; Eusebi, R.; D'Angelo, P.; Johns, W.; Diamantis, A.

doi:10.1088/1748-0221/19/10/P10032

A new tracking detector will be installed as part of the Phase-2 upgrade of the CMS detector for the high-luminosity LHC era. This tracking detector includes the Inner Tracker, equipped with silicon pixel sensor modules, and the Outer Tracker, consisting of modules with two parallel stacked silicon sensors. The Outer Tracker front-end ASICs will be able to correlate hits from charged particles in these two sensors to perform on-module discrimination of transverse momenta (p T). The p T information is generated at a frequency of 40 MHz and will be used in the Level-1 trigger decision of CMS. Prototypes of the so-called 2S modules were tested at the Test Beam Facility at DESY Hamburg between 2019 and 2020. These modules use the final front-end ASIC, the CMS Binary Chip (CBC), and for the first time the Concentrator Integrated Circuit (CIC), optical readout and on-module power conversion. In total, seven modules were tested, one of which was assembled with sensors irradiated with protons. An important aspect was to show that it is possible to read out modules synchronously. A cluster hit efficiency of about 99.75 % was achieved for all modules. The CBC p T discrimination mechanism has been verified to work together with the CIC and optical readout. The measured module performance meets the requirements for operation in the upgraded CMS tracking detector.

Beam test performance studies of CMS Phase-2 Outer Tracker module prototypes

Adam W.;Bergauer T.;Damanakis K.;Dragicevic M.;Fruhwirth R.;Steininger H.;Beaumont W.;Darwish M. R.;Janssen T.;Van Mechelen P.;Breugelmans N.;Delcourt M.;De Moor A.;D'Hondt J.;Heyen F.;Lowette S.;Makarenko I.;Muller D.;Tytgat M.;Vannerom D.;Van Putte S.;Allard Y.;Clerbaux B.;Caviglia F.;Dansana S.;Das A.;De Lentdecker G.;Evard H.;Favart L.;Khalilzadeh A.;Lee K.;Malara A.;Robert F.;Thomas L.;Vanden Bemden M.;Vanlaer P.;Yang Y.;Benecke A.;Bethani A.;Bruno G.;Caputo C.;De Favereau J.;Delaere C.;Donertas I. S.;Giammanco A.;Jain S.;Lemaitre V.;Lidrych J.;Mondal K.;Szilasi N.;Tran T. T.;Wertz S.;Brigljevic V.;Chitroda B.;Ferencek D.;Mishra S.;Starodumov A.;Susa T.;Brucken E.;Lampen T.;Tuominen E.;Karadzhinova-Ferrer A.;Luukka P.;Petrow H.;Tuuva T.;Agram J. -L.;Andrea J.;Bloch D.;Bonnin C.;Brom J. -M.;Chabert E.;Collard C.;Dangelser E.;Falke S.;Goerlach U.;Gross L.;Haas C.;Krauth M.;Ollivier-Henry N.;Saha G.;Vaucelle P.;Baulieu G.;Bonnevaux A.;Boudoul G.;Caponetto L.;Chanon N.;Contardo D.;Dupasquier T.;Galbit G.;Greenberg C.;Marchisone M.;Mirabito L.;Nodari B.;Purohit A.;Schibler E.;Schirra F.;Vander Donckt M.;Viret S.;Adamowicz K.;Botta V.;Ebisch C.;Feld L.;Karpinski W.;Klein K.;Lipinski M.;Louis D.;Meuser D.;Oppenlander V.;Ozen I.;Pauls A.;Rowert N.;Teroerde M.;Wlochal M.;Beckers M.;Dziwok C.;Fluegge G.;Hoflich N.;Pooth O.;Stahl A.;Wyszkowska W.;Ziemons T.;Agah A.;Baxter S.;Bhattacharya S.;Blekman F.;Campbell A.;Cardini A.;Cheng C.;Consuegra Rodriguez S.;Eckerlin G.;Eckstein D.;Gallo E.;Guthoff M.;Kleinwort C.;Mankel R.;Maser H.;Mussgiller A.;Nurnberg A.;Petersen H.;Rastorguev D.;Reichelt O.;Rostamvand L.;Schutze P.;Sreelatha Pramod L.;Stever R.;Valieiev T.;Velyka A.;Ventura Barroso A.;Walsh R.;Yakopov G.;Zakharov S.;Zuber A.;Albrecht A.;Antonello M.;Biskop H.;Connor P.;Garutti E.;Haller J.;Jabusch H.;Kasieczka G.;Klanner R.;Kuo C. C.;Kutzner V.;Lange J.;Martens S.;Mrowietz M.;Nissan Y.;Pena K.;Raciti B.;Schaarschmidt J.;Schleper P.;Schwandt J.;Steinbruck G.;Tews A.;Wellhausen J.;Ardila L.;Balzer M.;Barvich T.;Berger B.;Butz E.;Caselle M.;Dierlamm A.;Elicabuk U.;Fuchs M.;Hartmann F.;Husemann U.;Koppenhofer R.;Maier S.;Mallows S.;Mehner T.;Muller Th.;Neufeld M.;Regnery B.;Rehm W.;Shvetsov I.;Simonis H. J.;Steck P.;Stockmeier L.;Topko B.;Wittig F.;Anagnostou G.;Daskalakis G.;Kazas I.;Kyriakis A.;Loukas D.;Balazs T.;Marton K.;Sikler F.;Veszpremi V.;Bahinipati S.;Das A.;Mal P.;Nayak A.;Pal K.;Pattanaik D. K.;Pradhan S.;Swain S. K.;Bhardwaj A.;Jain C.;Kumar A.;Kumar T.;Ranjan K.;Saumya S.;Tiwari K.;Baradia S.;Dutta S.;Sarkar S.;Behera P. K.;Behera S. C.;Chatterjee S.;Dash G.;Jana P.;Kalbhor P.;Libby J.;Mohammad M.;Pradhan R.;Pujahari P. R.;Saha N. R.;Samadhan K.;Sikdar A. K.;Singh R.;Verma S.;Vijay A.;Cariola P.;Creanza D.;de Palma M.;De Robertis G.;Di Florio A.;Fiore L.;Loddo F.;Margjeka I.;Mastrapasqua V.;Mongelli M.;My S.;Silvestris L.;Albergo S.;Costa S.;Lapertosa A.;Di Mattia A.;Potenza R.;Tricomi A.;Tuve C.;Assiouras P.;Barbagli G.;Bardelli G.;Brianzi M.;Camaiani B.;Cassese A.;Ceccarelli R.;Ciaranfi R.;Ciulli V.;Civinini C.;D'Alessandro R.;Focardi E.;Kello T.;Latino G.;Lenzi P.;Lizzo M.;Meschini M.;Paoletti S.;Papanastassiou A.;Sguazzoni G.;Viliani L.;Cerchi S.;Ferro F.;Robutti E.;Brivio F.;Dinardo M. E.;Dini P.;Gennai S.;Guzzi L.;Malvezzi S.;Menasce D.;Moroni L.;Pedrini D.;Azzi P.;Bacchetta N.;Bortignon P.;Bisello D.;Dorigo T.;Lusiani E.;Tosi M.;Gaioni L.;Manghisoni M.;Ratti L.;Re V.;Riceputi E.;Traversi G.;Baldinelli G.;Bianchi F.;Bilei G. M.;Bizzaglia S.;Caprai M.;Checcucci B.;Ciangottini D.;Di Chiaro A.;Croci T.;Fano L.;Farnesini L.;Ionica M.;Magherini M.;Mantovani G.;Mariani V.;Menichelli M.;Morozzi A.;Moscatelli F.;Passeri D.;Piccinelli A.;Placidi P.;Rossi A.;Santocchia A.;Spiga D.;Storchi L.;Tedeschi T.;Turrioni C.;Asenov P.;Azzurri P.;Bagliesi G.;Basti A.;Battacharya R.;Beccherle R.;Benvenuti D.;Bianchini L.;Boccali T.;Bosi F.;Bruschini D.;Castaldi R.;Ciocci M. A.;D'Amante V.;Dell'Orso R.;Donato S.;Giassi A.;Ligabue F.^{Membro del Collaboration Group};Magazzu G.;Massa M.;Mazzoni E.;Messineo A.;Moggi A.;Musich M.;Palla F.;Prosperi P.;Raffaelli F.;Rizzi A.;Roy Chowdhury S.;Sarkar T.;Spagnolo P.;Tenchini F.;Tenchini R.;Tonelli G.;Vaselli F.;Venturi A.;Verdini P. G.;Bartosik N.;Bashir F.;Bellan R.;Coli S.;Costa M.;Covarelli R.;Demaria N.;Garrafa Botta S.;Grippo M.;Luongo F.;Mecca A.;Migliore E.;Ortona G.;Pacher L.;Rotondo F.;Tarricone C.;Ambrozas M.;Chychkalo N.;Juodagalvis A.;Rinkevicius A.;Ahmad A.;Asghar M. I.;Awais A.;Awan M. I. M.;Khan W. A.;Saleh M.;Sohail I.;Calderon A.;Duarte Campderros J.;Fernandez M.;Gomez G.;Gonzalez Sanchez F. J.;Jaramillo Echeverria R.;Lasaosa C.;Moya D.;Piedra J.;Ruiz Jimeno A.;Scodellaro L.;Vila I.;Virto A. L.;Vizan Garcia J. M.;Abbaneo D.;Abbas M.;Ahmed I.;Albert E.;Allongue B.;Almeida J.;Barinoff M.;Batista Lopes J.;Bergamin G.;Blanchot G.;Boyer F.;Caratelli A.;Carnesecchi R.;Ceresa D.;Christiansen J.;Cianchetta P. F.;Daguin J.;Frank N.;French T.;Golyzniak D.;Grygiel B.;Kloukinas K.;Kottelat L.;Kovacs M.;Kristic R.;Lalic J.;La Rosa A.;Lenoir P.;Loos R.;Marchioro A.;Mateos Dominguez I.;Mersi S.;Michelis S.;Nedergaard C.;Onnela A.;Orfanelli S.;Pakulski T.;Papadopoulos A.;Perea Albela F.;Perez A.;Perez Gomez F.;Pernot J. -F.;Petagna P.;Piazza Q.;Robin G.;Scarfi S.;Schleidweiler K.;Siegrist N.;Szidlik P.;Troska J.;Tsirou A.;Vasey F.;Vrancianu R.;Wlodarczyk S.;Zografos A.;Bertl W.;Bevilacqua T.;Caminada L.;Ebrahimi A.;Erdmann W.;Horisberger R.;Kaestli H. -C.;Kotlinski D.;Lange C.;Langenegger U.;Meier B.;Missiroli M.;Noehte L.;Rohe T.;Streuli S.;Androsov K.;Backhaus M.;Becker R.;Bonomelli G.;di Calafiori D.;Calandri A.;Cazzaniga C.;de Cosa A.;Donega M.;Eble F.;Glessgen F.;Grab C.;Harte T.;Hits D.;Lustermann W.;Niedziela J.;Perovic V.;Ristic B.;Roeser U.;Ruini D.;Seidita R.;Sorensen J.;Wallny R.;Bartschi P.;Bosiger K.;Canelli F.;Cormier K.;De Wit A.;Gadola N.;Huwiler M.;Jin W.;Jofrehei A.;Kilminster B.;Leontsinis S.;Liechti S. P.;Macchiolo A.;Maier R.;Meng F.;Stager F.;Neutelings I.;Reimers A.;Robmann P.;Sanchez Cruz S.;Shokr E.;Takahashi Y.;Wolf D.;Chen P. -H.;Hou W. -S.;Lu R. -S.;Clement E.;Cussans D.;Goldstein J.;Holmberg M. -L.;Seif El Nasr-Storey S.;Sanjrani S.;Harder K.;Manolopoulos K.;Schuh T.;Tomalin I. R.;Bainbridge R.;Brown C.;Fedi G.;Hall G.;Mastronikolis A.;Parker D.;Pesaresi M.;Uchida K.;Coldham K.;Cole J.;Khan A.;Kyberd P.;Reid I. D.;Bartek R.;Dominguez A.;Simsek A. E.;Uniyal R.;Vargas Hernandez A. M.;Benelli G.;Heintz U.;Hinton N.;Hogan J.;Honma A.;Korotkov A.;Li D.;Luo J.;Narain M.;Pervan N.;Russell T.;Sagir S.;Simpson F.;Spencer E.;Venkatasubramanian N.;Wagenknecht P.;Barton B.;Cannaert E.;Chertok M.;Conway J.;Hemer D.;Jensen F.;Thomson J.;Wei W.;Yohay R.;Zhang F.;Hanson G.;Cooperstein S. B.;Deelen N.;Gerosa R.;Giannini L.;Gu Y.;Guyang J.;Krutelyov S.;Mukherjee S.;Sharma V.;Tadel M.;Vourliotis E.;Yagil A.;Incandela J.;Kyre S.;Masterson P.;Vami T.;Cumalat J. P.;Ford W. T.;Hart A.;Hassani A.;Herrmann M.;Karathanasis G.;Pearkes J.;Savard C.;Schonbeck N.;Stenson K.;Ulmer K. A.;Wagner S. R.;Zipper N.;Zuolo D.;Alexander J.;Bright-Thonney S.;Chen X.;Duquette A.;Fan J.;Fan X.;Filenius A.;Grassi J.;Hogan S.;Kotamnives P.;Lantz S.;Monroy J.;Niendorf G.;Oshiro M.;Postema H.;Reichert J.;Riley D.;Ryd A.;Smolenski K.;Strohman C.;Thom J.;Wittich P.;Zou R.;Bakshi A.;Berry D. R.;Burkett K.;Butler D.;Canepa A.;Derylo G.;Dickinson J.;Ghosh A.;Gonzalez H.;Grunendahl S.;Horyn L.;Johnson M.;Klabbers P.;Lee C.;Lei C. M.;Lipton R.;Los S.;Merkel P.;Nahn S.;Ravera F.;Ristori L.;Rivera R.;Spiegel L.;Uplegger L.;Voirin E.;Zoi I.;Escobar Franco R.;Evdokimov A.;Evdokimov O.;Gerber C. E.;Hawksworth M.;Hofman D. J.;Mills C.;Ozek B.;Roy T.;Rudrabhatla S.;Wadud M. A.;Yoo J.;Blend D.;Bruner T.;Haag M.;Nachtman J.;Onel Y.;Snyder C.;Yi K.;Davis J.;Gritsan A. V.;Kang L.;Kyriacou S.;Maksimovic P.;Roguljic M.;Sekhar S.;Swartz M.;Bean A.;Grove D.;Salvatico R.;Smith C.;Wilson G.;Ivanov A.;Kalogeropoulos A.;Reddy G.;Taylor R.;Bloom K.;Claes D. R.;Haza G.;Hossain J.;Joo C.;Kravchenko I.;Siado J.;Hsia H. W.;Iashvili I.;Kharchilava A.;Nguyen D.;Rappoccio S.;Rejeb Sfar H.;Cholak S.;DeCastro G.;Demiragli Z.;Fangmeier C.;Fulcher J.;Gastler D.;Golf F.;Jeon S.;Rohlf J.;Li J.;McCarthy R.;Parker A.;Skinnari L.;Hahn K.;Liu Y.;McGinnis M.;Monk D.;Noorudhin S.;Taliercio A.;Basnet A.;De Los Santos R.;Hill C. S.;Joyce M.;Winer B.;Yates B.;Malik S.;Sharma R.;Chawla R.;Jones M.;Jung A.;Koshy A.;Liu M.;Negro G.;Schulte J. -F.;Thieman J.;Zhong Y.;Dolen J.;Parashar N.;Pathak A.;Agrawal A.;Ecklund K. M.;Nussbaum T.;Demina R.;Dulemba J.;Herrera Flor A.;Hindrichs O.;Gadkari D.;Gershtein Y.;Halkiadakis E.;Kurup C.;Lath A.;Nash K.;Osherson M.;Saha P.;Schnetzer S.;Stone R.;Ally D.;Fiorendi S.;Harris J.;Holmes T.;Lee L.;Nibigira E.;Spanier S.;Eusebi R.;D'Angelo P.;Johns W.;Diamantis A.

2024

Abstract

A new tracking detector will be installed as part of the Phase-2 upgrade of the CMS detector for the high-luminosity LHC era. This tracking detector includes the Inner Tracker, equipped with silicon pixel sensor modules, and the Outer Tracker, consisting of modules with two parallel stacked silicon sensors. The Outer Tracker front-end ASICs will be able to correlate hits from charged particles in these two sensors to perform on-module discrimination of transverse momenta (p T). The p T information is generated at a frequency of 40 MHz and will be used in the Level-1 trigger decision of CMS. Prototypes of the so-called 2S modules were tested at the Test Beam Facility at DESY Hamburg between 2019 and 2020. These modules use the final front-end ASIC, the CMS Binary Chip (CBC), and for the first time the Concentrator Integrated Circuit (CIC), optical readout and on-module power conversion. In total, seven modules were tested, one of which was assembled with sensors irradiated with protons. An important aspect was to show that it is possible to read out modules synchronously. A cluster hit efficiency of about 99.75 % was achieved for all modules. The CBC p T discrimination mechanism has been verified to work together with the CIC and optical readout. The measured module performance meets the requirements for operation in the upgraded CMS tracking detector.

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	Anno di pubblicazione
	
				2024
			
	Settore Scientifico Disciplinare (validi fino a 24/06/2024)
	
				Settore FIS/01 - Fisica Sperimentale
			
	Settore Scientifico Disciplinare (validi dal 09/05/2024)
	
				Settore PHYS-01/A - Fisica sperimentale delle interazioni fondamentali e applicazioni
			
	Titolo Rivista
	
				JOURNAL OF INSTRUMENTATION
			
	DOI
	
				https://dx.doi.org/10.1088/1748-0221/19/10/P10032
			
	Parole chiave
	
				Electronic detector readout concepts (solid-state); Large detector systems for particle and astroparticle physics; Particle tracking detectors (Solid-state detectors); Trigger detectors
			
	Progetti che finanziano la ricerca
	
	Titolo Progetto
	
									International, Interdisciplinary & Intersectoral Postdoctoral Fellowships at the Paul Scherrer Institut
								
	Acronimo
	
									PSI-FELLOW-III-3i
								
	Nome finanziatore
	
										European Commission
									
	Finanziamento
	
									Horizon 2020 Framework Programme
								
	N. Contratto
	
									884104
								
	Appare nelle tipologie:
	
				1.1 Articolo in rivista

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